WO2001015994A1 - Verpackung mit als schwächungslinie dienender rille - Google Patents

Verpackung mit als schwächungslinie dienender rille Download PDF

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WO2001015994A1
WO2001015994A1 PCT/EP2000/008376 EP0008376W WO0115994A1 WO 2001015994 A1 WO2001015994 A1 WO 2001015994A1 EP 0008376 W EP0008376 W EP 0008376W WO 0115994 A1 WO0115994 A1 WO 0115994A1
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WO
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film
packaging
groove
packaging according
piece goods
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Application number
PCT/EP2000/008376
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Dries
Stefan Honke
Original Assignee
Trespaphan Gmbh
Maag Gmbh
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Publication date
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Priority to AU75111/00A priority Critical patent/AU7511100A/en
Publication of WO2001015994A1 publication Critical patent/WO2001015994A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D75/00—Packages comprising articles or materials partially or wholly enclosed in strips, sheets, blanks, tubes, or webs of flexible sheet material, e.g. in folded wrappers
    • B65D75/52—Details
    • B65D75/58—Opening or contents-removing devices added or incorporated during package manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D75/00—Packages comprising articles or materials partially or wholly enclosed in strips, sheets, blanks, tubes, or webs of flexible sheet material, e.g. in folded wrappers
    • B65D75/52—Details
    • B65D75/58—Opening or contents-removing devices added or incorporated during package manufacture
    • B65D75/5888—Tear-lines for removing successive sections of a package

Definitions

  • the present invention relates to a packaging made of biaxially oriented plastic film.
  • biaxially oriented plastic films in particular films made from thermoplastic polymers and especially biaxially oriented polypropylene films, is based essentially on their excellent mechanical strength properties in conjunction with a comparatively low weight, good barrier properties and good weldability.
  • the polyolefin film protects the packaged goods against quick drying out or against loss of aromas with very little material.
  • Uniaxially oriented foils such as tapes, show a markedly low tear resistance or high tendency to splice in the direction of orientation and can therefore be torn in and out in this direction without any problems.
  • uniaxially oriented films cannot be used in many areas, among other things due to poor mechanical strength in the transverse direction.
  • the process of biaxial orientation creates the desirable high strengths (moduli) in both dimensions; on the other hand, the preferred directions are partially equalized due to the process. This has the consequence that to open a Foil packaging (eg biscuit bags) a high force must first be overcome in order to tear the foil.
  • a crack propagates uncontrollably even when very low tensile forces are used.
  • EP 0 781 652 describes a film which has a peelable layer and, in addition, a special layer structure instead of a sealing layer. This makes it possible to reopen the foil packaging in a controlled manner where it was originally closed, namely in the seam. This intended breaking point is intended to prevent cracks from continuing in the film in an uncontrolled manner when opening.
  • Another solution that has been proposed is a multilayer structure with a predetermined breaking point, i.e. with a layer that has a particularly low mechanical strength. When opened, the film tears in this predetermined breaking point. The crack propagates only in the weak layer. This principle is implemented both with coextruded films and with multilayer laminates.
  • the disadvantage of this method is that mechanical contact between the weakening plate and the film is required.
  • a tear tape usually polyester
  • This solution is very expensive and has therefore not prevailed everywhere in the market.
  • the uncontrolled tear propagation behavior of biaxially oriented films is particularly disadvantageous in the case of packaging that contains piece goods. Although the consumer usually wants to take out the packaged goods one by one, biscuits, gummy bears or potato chips fall uncontrolled after tearing. A similar problem occurs
  • General cargo which is not packed loose, but packed in an orderly manner, e.g. for cigarette sticks, weetabix, crispbread, biscuit rolls and the like.
  • Types of packaging are particularly geared to the fact that the consumer initially only removes individual pieces and the rest in the
  • WO 98/2312 describes packaging which is precut by a laser beam.
  • This packaging has a multilayer structure.
  • a metallic intermediate layer is provided which is intended to prevent the laser beam from cutting through the film.
  • This packaging is complex and expensive due to the lamination with a metal layer. None is disclosed in the description of the exact design of the packaging.
  • the object of the present invention was to provide an improved packaging for orderly general cargo.
  • the object on which the invention is based is achieved by a packaging made of biaxially oriented film made of thermoplastic material, which contains piece goods, the film being provided with a groove, furrow or depression (1) and producing this groove (1) by means of a laser beam and in such a manner the packaged piece goods are coordinated so that the film is torn open in the groove (1) when the packaging is opened and individual units of the piece goods can be easily removed without further units falling out in an uncontrolled manner.
  • Figure 2 shows a along the groove (1) opened packaging with the piece goods to be removed.
  • Figure 3 shows the film with the grooves which were generated by means of a laser beam.
  • the groove (1), furrow (1) or depression (1) in the film is produced by means of a laser beam. This creates a predetermined breaking point (2) in the film, in which a crack propagates in a controlled manner after tearing. The tear continues in a controlled manner after tearing in this previously damaged area.
  • the film packaging is only opened as far as desired (see Fig. 2).
  • the grooves can be applied to the film web in a suitable pattern using the laser beam. It is possible to apply one or more lines with any geometric shape so that the predetermined breaking point later corresponds to the shape and dimensions of the packaged piece goods.
  • the groove is characterized in that the laser beam does not create a through hole in the film, rather the laser beam only penetrates to a predetermined depth and thins the film at this point. This creates a wall-shaped thickening (3) on both edges of this depression (see FIG. 3). This thickening is caused by the displacement of the material melted by the laser beam.
  • the depth of the groove (1) corresponds to 5 to 90% of the original film thickness, preferably 20 to 60%.
  • the packaging according to the invention is particularly suitable for ordered or stacked piece goods, as well as for pasty filling goods such as butter, sausage and the like. It becomes possible for the consumer to tear the film along a predetermined predetermined breaking point in such a way that individual pieces can be removed without others falling out in an uncontrolled manner in the case of piece goods.
  • the individual segments are adjusted according to the size of the unit to be removed. It can be used to control whether one or more units can be easily removed with one opening.
  • yak or CO 2 lasers are suitable for generating the laser beam. Their performance is adapted to the processing conditions and the type of polymer. The deeper the desired groove, the higher the power of the laser. The same applies to the web speed. The faster the film web runs during thinning, the higher the laser powers must be for comparable groove depths and widths.
  • pulsed or continuously operated lasers can be used. Appropriate apertures make it possible to generate parallel laser beams in order to apply the desired pattern overall in one work step.
  • a biaxially oriented film made of thermoplastic is generally used as the film.
  • Polypropylenes are particularly advantageous because of their high absorption in the wavelength range of commercially available lasers.
  • the film can be a translucent to transparent or an opaque film.
  • “opaque film” means an opaque film whose light transmission (ASTM-D 1003-77) is at most 70%, preferably at most 50%.
  • the film can in principle be constructed in one or more layers. Laminates which are preferably constructed from the films described herein are also suitable for the packaging according to the invention.
  • the formulation of the film and the type of laser can be coordinated with one another in such a way that the laser beam leaves a white or colored line in the area of the thinning.
  • the packaging later has a recognizable marking and shows the consumer where the tear to open the packaging should be in order to make it convenient To enable handling.
  • thermoplastic plastics for the film are polyimides, polyamides, polyesters, PVC or polyolefins made of olefinic monomers with 2 to 8 carbon atoms.
  • Polyamides and polyolefins are particularly suitable, of which propylene polymers, ethylene polymers, butylene polymers, cycloolefin polymers or copolymers of propylene, ethylene, butylene units or cycloolefins are preferred.
  • the layers of the film, or the layer for single-layer embodiments contain at least 50% by weight, preferably 70 to 99% by weight, in particular 90 to 98% by weight, of the thermoplastic polymer, in each case based on the weight the layer.
  • Propylene polymers are preferred as polyolefins. These propylene polymers contain 90 to 100% by weight, preferably 95 to 100% by weight, in particular 98 to 100% by weight, of propylene and have a melting point of 120 ° C. or higher, preferably 130 to 170 ° C., and in generally a melt flow index of 0.5 g / 10 min to 15 g / 10 min, preferably 2 g / 10 min to 10 g / 10 min, at 230 ° C. and a force of 21.6 N (DIN 53 735).
  • Isotactic propylene homopolymer with an atactic content of 15% by weight or less copolymers of ethylene and propylene with an ethylene content of 10% by weight or less, copolymers of propylene with C 4 -C 8 olefins with an olefin content of 10%. % or less, terpolymers of propylene, ethylene and butylene with an ethylene content of 10% by weight or less and with a butylene content of 15% by weight or less are preferred propylene polymers for the core layer, isotactic propylene homopolymer being particularly preferred.
  • the percentages by weight refer to the respective polymer.
  • Suitable other polyolefins in the polymer mixture are polyethylenes, in particular HDPE, LDPE, VLDPE and LLDPE, the proportion of these polyolefins in each case not exceeding 15% by weight, based on the polymer mixture.
  • a layer of the film can consist of modified copolymers with functional groups, these copolymers having to be coextrudable with olefinic polymers.
  • a layer, preferably the base layer or the intermediate layer, of the film for opaque embodiments can additionally contain pigments and / or vacuole-inducing particles in the usual amounts in each case.
  • pigments are incompatible particles which essentially do not lead to the formation of vacuoles when the film is stretched and generally have an average particle diameter in the range from 0.01 to a maximum of 1 ⁇ m, preferably 0.01 to 0.7 ⁇ m, in particular 0 , 01 to 0.4 ⁇ m.
  • the layer generally contains pigments in an amount of 1 to 15% by weight, preferably 2 to 10% by weight, in each case based on the weight of the layer.
  • Common pigments are materials such as B. aluminum oxide, aluminum sulfate,
  • silicates such as aluminum silicate (kaolin clay) and magnesium silicate (talc)
  • silicon dioxide and titanium dioxide including white pigments such as calcium carbonate, silicon dioxide, titanium di oxide and barium sulfate are preferably used.
  • the layer can additionally contain vacuole-initiating fillers, generally in an amount of 1-15% by weight, preferably 2-10% by weight, in particular 1-5% by weight.
  • vacuole-initiating fillers are solid particles which are incompatible with the polymer matrix and lead to the formation of vacuole-like cavities when the films are stretched, the size, type and number of vacuoles depending on the size of the solid particles and the stretching conditions, such as the stretch ratio and stretching temperature are dependent.
  • the . Vacuoles reduce the density give the films a characteristic pearlescent, opaque appearance, which is caused by light scattering at the "vacuole / polymer matrix" interfaces.
  • the vacuole-initiating fillers have a minimum size of 1 ⁇ m. In general, the average particle diameter of the particles is 1 to 6 ⁇ m, preferably 1.5 to 5 ⁇ m.
  • the film according to the invention can have one layer.
  • the layer described above is preferably the base layer of a multilayer embodiment.
  • one or both sides of an intermediate layer can optionally be applied to the base layer.
  • multilayer embodiments of the film have, in addition to the base layer, optionally intermediate layers and cover layers.
  • These additional layers are generally made up of thermoplastic polymers. They contain at least 70% by weight, preferably 75 to 100% by weight, in particular 90 to 98% by weight, of a thermoplastic polymer. In principle, the same polymers are suitable as thermoplastic polymers for these additional layers as for the above Base layer are described.
  • Carbon atoms or a mixture or blends of two or more of the homopolymers, copolymers and terpolymers mentioned are suitable.
  • These include statistical ethylene-propylene copolymers with an ethylene content of 2 to 10% by weight, preferably 5 to 8% by weight, or statistical propylene-butylene-1 copolymers with a butylene content of 4 to 25% by weight, preferably 10 to 20% by weight, in each case based on the total weight of the copolymer, or statistical ethylene-propylene-butylene-1-terpolymers with an ethylene content of 1 to 10% by weight, preferably 2 to 6% by weight, and a butylene-1 content of 3 to 20 wt .-%, preferably 8 to 10 wt .-%, each based on the total weight of the terpolymer, or a blend of an ethylene-propylene-butylene-1 terpolymer and one
  • the copolymers or terpolymers described above generally have a melt flow index of 1.5 to 30 g / 10 min, preferably 3 to 15 g / 10 min.
  • the melting point is in the range from 120 to 140 ° C.
  • the blend of copolymers and terpolymers described above has a melt flow index of 5 to 9 g / 10 min and a melting point of 120 to 150 ° C. All melt flow indices given above are measured at 230 ° C and a force of 21.6 N (DIN 53 735).
  • Layers of copolymers and / or terpolymers preferably form the cover layers of sealable embodiments of the film.
  • the total thickness of the film can vary within wide limits and depends on the intended use.
  • the preferred embodiments of the film have total thicknesses of 5 to 250 ⁇ m, 10 to 100 ⁇ m, in particular 20 to 60 ⁇ m, being preferred.
  • the base layer is the layer which makes up more than 50% of the total thickness of the film. Their thickness results from the difference between the total thickness and the thickness of the applied top and intermediate layer (s) and can therefore vary within wide limits analogously to the total thickness.
  • Cover layers form the outermost layer of the film and are 0.5 to 5 ⁇ m, preferably 1 to 3 ⁇ m.
  • the intermediate layer is between 1 and 20 ⁇ m, preferably 1 to 10 ⁇ m.
  • both the base layer and the intermediate layer (s) and the cover layer (s) can contain additives in a respectively effective amount contain, preferably hydrocarbon resin and / or antistatic and / or antiblocking agents and / or lubricants and / or stabilizers and / or neutralizing agents which are compatible with the polymers of the core layer and the top layer / s, with the exception of the generally incompatible antiblocking agents.
  • the films are produced by the extrusion process known per se. As part of this process, the melts corresponding to the individual layers of the film are extruded through a flat die. The film thus obtained is drawn off on one or more rollers for cooling and cooled.
  • the temperature of the take-off roller or rollers is 10 to 90 ° C, preferably 20 to 60 ° C.
  • the film is then stretched biaxially.
  • the biaxial stretching can be carried out simultaneously or in succession, the successive biaxial stretching, in which the first longitudinal (in
  • Machine direction and then stretched transversely (perpendicular to the machine direction) is particularly favorable.
  • stretching is preferably 3: 1 to 7: 1 and at a temperature of less than 140 ° C., preferably in the range from 125 to 135 ° C.
  • transverse direction it is preferably 5: 1 to 12: 1, at a temperature greater than 140 ° C., preferably 145 to
  • Stretching can also be simultaneously stretched in the longitudinal-transverse direction.
  • the film is then held at a temperature of 110 to 150 ° C. for about 0.5 to 10 s. If necessary, as mentioned above, after the biaxial stretching, one or both surface (s) of the film can be corona or flame treated by one of the known methods.
  • the film can be laminated, coated, melt-coated, lacquered or laminated by further processing steps after the production, but before the treatment with the laser beam, in order to impart further advantageous properties to the film.
  • Composites of polypropylene films and polyethylene films are particularly preferred as laminates. Such composites can be produced by lamination of the individual foils.
  • Another technically advantageous variant for the production of PP / PE laminates is the extrusion coating of a suitable polyethylene on a biaxially oriented polypropylene film. Such extrusion coatings are known per se in the prior art. It has been found that laminates made of PP / PE films are advantageous when treated with a laser beam and are less easily accidentally perforated.
  • the packaging according to the invention is characterized by controllable tearing behavior. If necessary, the force required to initiate a tear on the film edge can be reduced by means of a notch, preferably V-shaped.
  • the packaging can be torn away much more easily and in a more controlled manner.
  • conventional film packaging also has, such as high mechanical strength, water and oxygen barrier, and good optical properties. All these advantageous usage properties are not or only insignificantly impaired by the laser radiation.
  • the packaging according to the invention is particularly advantageous to use for general cargo, in particular for stacked units, such as Biscuits, packets of cigarettes or pressed food products.

Abstract

Es wird eine leicht, bzw. kontrolliert zu öffnende Verpackung aus biaxial orientierter Polyolefin Mehrschichtfolie beschrieben, welche eine Furche, Rille oder Vertiefung (1) aufweist. Beim Öffnen der Verpackung reisst die Folie kontrolliert in dieser Rille (1), welche mittels Laserstrahl aufgebracht wird.

Description

VERPACKUNG MIT ALS SCH ACHUNGSLINIE DIENENDER RILLE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackung aus biaxial orientierter Kunststoffolie.
Der Erfolg biaxial orientierter Kunststoffolien, insbesondere von Folien aus thermoplastischen Polymeren und speziell der biaxial orientierten Polypropylenfolien beruht im wesentlichen auf ihren hervorragenden mechanischen Festigkeitseigenschaften in Verbindung mit einem vergleichsweise geringen Gewicht, guten Sperreigenschaften und einer guten Verschweißbarkeit. Die Polyolefinfolie schützt das Packgut gegen schnelles Austrocknen bzw. gegen Verlust von Aromen bei sehr geringem Materialeinsatz.
Dem Bedürfnis des Verbrauchers nach einer hygienischen, optisch ansprechenden, fest verschlossenen und widerstandsfähigen Verpackung steht der Wunsch eines leichten und kontrollierbaren Öffnens entgegen. Letzteres wird von Verbrauchern bei den Verpackungen aus Polyolefinfolien zunehmend bemängelt und als Nachteil gegenüber Verpackungen aus Papier angesehen.
Uniaxial orientierte Folien, wie z.B. Bändchenware zeigen in Orientierungsrichtung eine ausgeprägt niedrige Einreißfestigkeit bzw. hohe Spleißneigung und lassen sich daher in diese Richtung problemlos kontrolliert ein- und weiterreißen. Uniaxial orientierte Folien sind jedoch für viele Gebiete nicht einsetzbar, unter anderem auf Grund mangelhafter mechanischer Festigkeiten in Querrichtung. Der Prozeß der biaxialen Orientierung erzeugt einerseits die wünschenswerten hohe Festigkeiten (Moduli) in beiden Dimensionen; auf der anderen Seite werden dadurch aber auch prozeßbedingt die Vorzugsrichtungen partiell egalisiert. Dies hat zur Folge, daß zum Öffnen einer Folienveφackung (z.B. Keksbeutel) zunächst eine hohe Kraft überwunden werden muß, um die Folie einzureißen. Ist die Folie jedoch einmal verletzt bzw. angerissen, so pflanzt sich ein Riß schon bei Anwendung sehr niedriger Zugkräfte unkontrollierbar fort. Diese mangelhaften Gebrauchseigenschaften einer zu hohen Einreißfestigkeit und eines unkontrollierbaren Weiterreißverhaltens vermindern - trotz der eingangs erwähnten Vorteile - die Akzeptanz von Folienverpackungen am Endverbrauchermarkt.
Ein Lösungsversuch dieses Problems setzt bei der Siegelnaht der Folienverpackungen an. So beschreibt beispielsweise die EP 0 781 652 eine Folie, welche anstelle einer Siegelschicht eine peelbare Schicht und zusätzlich einen speziellen Schichtaufbau aufweist. Dadurch wird es möglich, die Folienverpackung kontrolliert dort wieder zu öffnen, wo sie ursprünglich verschlossen wurde, nämlich in der Naht. Durch diese vorgesehene Sollbruchstelle soll verhindert werden, daß sich Risse beim Öffnen unkontrolliert in der Folie fortsetzen.
Eine weitere Lösung, die vorgeschlagen wurde, ist ein mehrschichtiger Schichtaufbau mit einer Sollbruchstelle, d.h. mit einer Schicht, die eine besonders geringe mechanische Festigkeit aufweist. Beim Öffnen reißt die Folie in dieser Sollbruchstelle ein. Der Riß pflanzt sich nur in der schwachen Schicht fort. Dieses Prinzip wird sowohl bei coextrudierten Folien als auch bei mehrschichtigen Laminaten realisiert.
Eine weitere, bekannte mögliche Lösung ist der nachträgliche, mechanische Einbau einer Sollbruchstelle in Form einer Perforation oder Einkerbung. Insbesondere werden in DE 42 37 795 A 1 sowie in EP 0 597 446 B1, mechanische Wege zur geräuschlosen Öffnung einer Zellglasverpackung beschrieben, die mittels einer Schwächungsscheibe diskontinuierliche, kreisbogenförmige Schwächungen in die Folie ausprägen. Die Form und Größe sowie die Intervalle dieser Schwachstellen werden durch unterschiedliche Modifikationen der Schwächungsscheibe definiert und durch den synchronen Antrieb einer Schneid- und Gegendruckeinrichtung erzeugt.
Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß ein mechanischer Kontakt zwischen der Schwächungsscheibe und der Folie erforderlich ist.
Während DE 42 37 795 A 1 und EP 0 597 446 B 1 dieses mechanische Verfahren zur Herstellung einer Materialschwächung, mit einem auf die Ausgangsdicke bezogenem, punktuell auftretendem Stauchungs- und Masseverdichtungsverhalten charakterisiert, beschreibt die im folgenden dargelegte Erfindung ein thermisches Verfahren zum partiellen, schichtweisen Abtrag, bzw. Verdrängung infolge plastischer Verformung.
In manchen Fällen bedient man sich eines Aufreißbandes (meist Polyester), um ein kontrolliertes öffnen der Verpackung zu ermöglichen. Diese Lösung ist sehr teuer und hat sich deshalb im Markt nicht überall durchgesetzt.
Das unkontrollierte Weiterreißverhalten von biaxial orientierten Folien ist insbesondere bei Verpackungen von Nachteil die Stückgut beinhalten. Obwohl der Verbraucher in der Regel das verpackte Gut stückweise nacheinander entnehmen möchte, fallen ihm nach dem Einreißen Kekse, Gummibärchen oder Kartoffelchips unkontrolliert entgegen. Ein ähnliches Problem tritt bei
Stückgut auf, welches nicht lose, sondern geordnet verpackt ist, wie z.B. bei Zigarettenstangen, Weetabix, Knäckebrot, Keksrollen und ähnliches. Diese
Verpackungsarten sind besonders darauf abgestellt, daß der Verbraucher zunächst nur einzelne Stücke entnehmen und den verbleibenden Rest in der
Verpackung aufbewahren möchte, um weitere Einheiten zu einem späteren
Zeitpunkt zu entnehmen. Für diesen Anwendungsfall ist das unkontrollierte Weiterreißen der Folienverpackung besonders ärgerlich für den Verbraucher. Die WO 98/2312 beschreibt Verpackungen, welche durch einen Laserstrahl vorgeschnitten sind. Diese Verpackungen weisen einen mehrschichtigen Aufbau auf. Insbesondere ist eine metallische Zwischenschicht vorgesehen, welche verhindern soll, daß der Laserstrahl die Folie durchschneidet. Diese Verpackung ist durch die Laminierung mit einer Metallschicht aufwendig und teuer. Über die genaue Ausgestaltung der Verpackung ist in der Beschreibung nichts offenbart.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, eine verbesserte Verpackung für geordnetes Stückgut zur Verfügung zu stellen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Verpackung aus biaxial orientierter Folie aus thermoplastischem Kunststoff, welche Stückgut enthält, wobei die Folie mit einer Rille, Furche oder Vertiefung (1) versehen ist und diese Rille (1) mittels eines Laserstrahl erzeugt und derart auf das verpackte Stückgut abgestimmt ist, daß die Folie beim öffnen der Verpackung in der Rille (1) aufgerissen wird und einzelne Einheiten des Stückguts leicht zu entnehmen sind, ohne daß weiter Einheiten unkontrolliert herausfallen.
In Figur 1 ist eine geschlossene Verpackung mit Stückgut dargestellt.
Figur 2 zeigt eine längs der Rille (1) geöffnete Verpackung mit dem zu entnehmenden Stückgut.
Figur 3 zeigt die Folie mit den Rillen die mittels Laserstrahl erzeugt wurden.
Die Rille (1), Furche (1) oder Vertiefung (1) in der Folie wird mittels eines Laserstrahls erzeugt. Hierdurch entsteht eine Sollbruchstelle (2) in der Folie, in welcher sich ein Riß nach dem Einreißen kontrolliert fortpflanzt. Der Riß läuft nach dem Einreißen in dieser vorgeschädigten Stelle kontrolliert weiter. Die Folienverpackung wird nur soweit wie gewünscht geöffnet (s. Fig. 2).
Die Rillen können mit dem Laserstrahl in einem geeigneten Muster auf die Folienbahn aufgebracht werden. Hierbei ist es möglich, eine oder mehrere Linien mit einer beliebigen geometrischen Form aufzubringen, damit die Sollbruchstelle später der Form und den Abmessungen des verpackten Stückguts entspricht. Die Rille zeichnet sich dadurch aus, daß der Laserstrahl kein durchgehendes Loch in der Folie erzeugt, vielmehr dringt der Laserstrahl nur bis zu einer vorgegebenen Tiefe ein und verdünnt die Folie an dieser Stelle. Dabei entstehen an beiden Rändern dieser Vertiefung eine wallförmige Verdickung (3) (s. Fig. 3). Diese Verdickung entsteht durch Verdrängung des durch den Laserstrahl aufgeschmolzenen Materials. Im allgemeinen entspricht die Tiefe der Rille (1) 5 bis 90% der ursprünglichen Foliendicke, vorzugsweise 20 bis 60%. Auf diese Weise bleibt eine geschlossene Verpackung erhalten, die weiterhin allen hygienischen Anforderungen entspricht und deren Barriereigenschafteπ nicht beeinträchtigt sind. Es gibt keine Perforationen, durch welche Keime oder Bakterien eindringen können oder die die Gasdurchlässigkeit wesentlich erhöhen. Dieser Aspekt ist insbesondere für die Lebensmitelverpackungen wichtig, für welche Hygiene und die guten Barriereeigenschaften der Folien von besonderer Bedeutung sind.
Die erfindungsgemäße Verpackung ist insbesondere für geordnetes oder gestapeltes Stückgut, sowie für pastöse Füllgüter wie Butter, Wurst und ähnliches geeignet. Es wird dem Verbraucher möglich, die Folie längs einer vorgegebenen Sollbruchstelle derart einzureißen, das einzelne Stücke entnommen werden können, ohne daß im Falle von Stückgut andere unkontrolliert herausfallen. Die einzelnen Segmente werden entsprechend der Größe der zu entnehmenden Einheit angepaßt. Damit kann gesteuert werden, ob mit einem Öffnen eine oder mehrere Einheiten bequem zu entnehmen sind.
Zur Erzeugung des Laserstrahls sind handelsübliche Yak oder CO2 Laser geeignet. Deren Leistung wird den Verarbeitungsbedingungen und der Art des Polymeren entsprechend angepaßt. Je tiefer die gewünschte Rille, desto höher die Leistung des Lasers. Ebenso ist auf die Bahngeschwindigkeit abzustellen. Je schneller die Folienbahn bei der Ausdünnung läuft, desto höher müssen die Laserleistungen für vergleichbare Rillentiefen- und breiten sein. Grundsätzlich sind gepulste oder kontinuierlich betriebene Laser einsetzbar. Durch entsprechende Blenden ist es möglich, parallel verlaufende Laserstrahlen zu erzeugen, um in einem Arbeitsgang das gewünschte Muster insgesamt aufzubringen.
Als Folie wird im allgemeinen eine biaxial orientierte Folie aus thermoplastischem Kunststoff eingesetzt. Hierbei sind Polypropylene auf Grund ihrer hohen Absorption im Wellenlängenbereich der handelsüblichen Laser besonders vorteilhaft. Die Folie kann je nach Art der Verpackung eine transluzente bis transparente oder eine opake Folie sein. "Opake Folie" bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung eine undurchsichtige Folie, deren Lichtdurchlässigkeit (ASTM-D 1003-77) höchstens 70 %, vorzugsweise höchstens 50 %, beträgt. Die Folie kann grundsätzlich einschichtig oder mehrschichtig aufgebaut sein. Für die erfindungsgemäße Verpackungen sind auch Laminate geeignet, welche vorzugsweise aus den hierin beschriebenen Folien aufgebaut sind.
Für transparente Ausführungsformen können die Rezeptur der Folie und die Art des Lasers so aufeinander abgestimmt werden, daß der Laserstrahl im Bereich der Ausdünnung eine weiße oder farbige Linie hinterläßt. Damit weist die Verpackung später eine erkennbare Markierung auf und zeigt dem Verbraucher an, wo der Riß zum Öffnen der Verpackung verlaufen soll, um ein bequemes Handling zu ermöglichen.
Mögliche thermoplastische Kunststoffe für die Folie sind Polyimide, Polyamide, Polyester, PVC oder Polyolefine aus olefinischen Monomeren mit 2 bis 8 C- Atomen. Besonders geeignet sind Polyamide und Polyolefine, worunter Propylenpolymere, Ethylenpolymere, Butylenpolymere, Cycloolefinpolymere oder Mischpolymerisate aus Propylen-, Ethylen-, Butylen- Einheiten oder Cycloolefinen bevorzugt sind. Im allgemeinen enthalten die Schichten der Folie, bzw. die Schicht für einschichtige Ausführungsformen, mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 99 Gew.-%, insbesondere 90 bis 98 Gew.-%, des thermoplastischen Polymers, jeweils bezogen auf das Gewicht der Schicht.
Als Polyolefine sind Propylenpolymere bevorzugt. Diese Propylenpolymeren enthalten 90 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 95 bis 100 Gew.-%, insbesondere 98 bis 100 Gew.-%, Propylen und besitzt einen Schmelzpunkt von 120 °C oder höher, vorzugsweise 130 bis 170°C, und im allgemeinen einen Schmelzflußindex von 0,5 g/10 min bis 15 g/10 min, vorzugsweise 2 g/10 min bis 10 g/10 min, bei 230 °C und einer Kraft von 21,6 N (DIN 53 735). Isotaktisches Propylenhomopolymer mit einem ataktischen Anteil von 15 Gew.-% und weniger, Copolymere von Ethylen und Propylen mit einem Ethylengehalt von 10 Gew.-% oder weniger, Copolymere von Propylen mit C4-C8-Olefinen mit einem Olefingehalt von 10 Gew.-% oder weniger, Terpolymere von Propylen, Ethylen und Butylen mit einem Ethylengehalt von 10 Gew.-% oder weniger und mit einem Butylengehalt von 15 Gew.-% oder weniger stellen bevorzugte Propylenpolymere für die Kernschicht dar, wobei isotaktisches Propylenhomopolymer besonders bevorzugt ist. Die angegebenen Gewichtsprozente beziehen sich auf das jeweilige Polymere.
Des weiteren ist eine Mischung aus den genannten Propylenhomo- und/oder -copolymeren und/oder -terpolymeren und anderen Polyolefinen, insbesondere aus Monomeren mit 2 bis 6 C-Atomen, geeignet, wobei die Mischung mindestens 50 Gew.-%, insbesondere mindestens 75 Gew.-%, Propylenpolymerisat enthält. Geeignete andere Polyolefine in der Polymermischung sind Polyethylene, insbesondere HDPE, LDPE, VLDPE und LLDPE, wobei der Anteil dieser Polyolefine jeweils 15 Gew.-%, bezogen auf die Polymermischung, nicht übersteigt.
Gegebenenfalls kann eine Schicht der Folie aus modifizierten Mischpolymersiaten mit funktioneilen Gruppen bestehen, wobei diese Mischpolymerisate mit olefinischen Polymeren coextrudierbar sein müssen. Geeignet sind beispielsweise Mischpolymerisate aus Olefinen mit zwei bis vier C-Atomen und Acrylsäuren oder Acrylsäurederivaten, wie z.B. Methacrylsäure, Acrylsäure etc.
Gegebenenfalls kann eine Schicht, vorzugsweise die Basisschicht oder die Zwischenschicht, der Folie für opake Ausführungsformen zusätzlich Pigmente und/oder vakuoleniniziierende Teilchen in jeweils üblichen Mengen enthalten.
Pigmente sind im Sinne der vorliegenden Erfindung unverträgliche Teilchen, die im wesentlichen nicht zur Vakuolenbildung beim Verstrecken der Folie führen und im allgemeinen einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 0,01 bis maximal 1 μm, vorzugsweise 0,01 bis 0,7 μm, insbesondere 0,01 bis 0,4 μm haben. Die Schicht enthält Pigmente im allgemeinen in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-% , vorzugsweise von 2 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Schicht.
Übliche Pigmente sind Materialien wie z. B. Aluminiumoxid, Aluminiumsulfat,
Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Silicate wie Aluminium- silicat (Kaolinton) und Magnesiumsilicat (Talkum), Siliciumdioxid und Titan- dioxid, worunter Weißpigmente wie Calciumcarbonat, Siliciumdioxid, Titandi- oxid und Bariumsulfat bevorzugt eingesetzt werden.
Gegebenfalls kann die Schicht zusätzlich vakuoleniniziierende Füllstoffe enthalten, im allgemeinen in einer Menge von 1 -15 Gew.-%, vorzugsweise 2- 10 Gew.-%, insbesondere 1-5 Gew.-%.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind "vakuoleniniziierende Füllstoffe" feste Teilchen, die mit der Polymermatrix unverträglich sind und beim Verstrecken der Folien zur Bildung von vakuolenartigen Hohlräumen führen, wobei Größe, Art und Anzahl der Vakuolen von der Größe der festen Teilchen und den Streckbedingungen wie Streckverhältnis und Strecktemperatur abhängig sind. Die . Vakuolen reduzieren die Dichte geben den Folien ein charakteristisches perlmuttartiges, opakes Aussehen, welches durch Lichtstreuung an den Grenzflächen "Vakuole/Polymermatrix" entsteht. In der Regel haben die vakuoleniniziierenden Füllstoffe eine Mindestgröße von 1 μm. Im allgemeinen beträgt der mittlere Teilchendurchmesser der Teilchen 1 bis 6 μm, vorzugsweise 1,5 bis 5 μm.
Die erfindungsgemäße Folie kann einschichtig sein. Vorzugsweise ist die vorstehend beschriebene Schicht die Basisschicht einer mehrschichtigen Ausführungsform. Hierbei kann gegebenenfalls eine oder beidseitig eine Zwischenschicht auf der Basisschicht aufgebracht sein. Entsprechend weisen mehrschichtige Ausführungsformen der Folie neben der Basisschicht, gegebenenfalls Zwischenschichten und Deckschichten auf.
Diese zusätzlichen Schichten sind im allgemeinen aus thermoplastischen Polymeren aufgebaut. Sie enthalten mindestens 70 Gew.-%, vorzugsweise 75 bis 100 Gew.-%, insbesondere 90 bis 98 Gew.-%, eines thermoplastischen Polymers. Als thermoplastische Polymere für diese zusätzlichen Schichten sind grundsätzlich die gleichen Polymeren geeignet wie sie vorstehend für die Basisschicht beschrieben sind.
Für die Deckschichten sind
Copolymer von Ethylen und Propylen oder
Ethylen und Butylen oder
Propylen und Butylen oder
Ethylen und einem anderen Olefin mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen oder
Propylen und einem anderen Olefin mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein Terpolymer von
Ethylen und Propylen und Butylen oder
Ethylen und Propylen und einem anderen Olefin mit 5 bis 10
Kohlenstoffatomen oder eine Mischungen oder Blends aus zwei oder mehreren der genannten Homo-, Co- und Terpolymeren geeignet.
Hierunter sind statistische Ethylen-Propylen-Copolymere mit einem Ethylengehalt von 2 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 8 Gew.-%, oder statistische Propylen-Butylen-1 -Copolymere mit einem Butylengehalt von 4 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymeren, oder statistische Ethylen-Propylen-Butylen-1-Terpolymere mit einem Ethylengehalt von 1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 6 Gew.-%, und einem Butylen-1 -Gehalt von 3 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 8 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymeren, oder ein Blend aus einem Ethylen-Propylen-Butylen-1 -Terpolymeren und einem
Propylen-Butylen-1 -Copolymeren mit einem Ethylengehalt von 0,1 bis 7 Gew.-% und einem Propylengehalt von 50 bis 90 Gew.-% und einem Butylen-1 -Gehalt von 10 bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends, besonders bevorzugt.
Die vorstehend beschriebenen Co- oder Terpolymeren weisen im allgemeinen einen Schmelzflußindex von 1 ,5 bis 30 g/10 min, vorzugsweise von 3 bis 15 g/10 min, auf. Der Schmelzpunkt liegt im Bereich von 120 bis 140 °C. Das vorstehend beschriebene Blend aus Co- und Terpolymeren hat einen Schmelz- flußindex von 5 bis 9 g/10 min und einen Schmelzpunkt von 120 bis 150 °C. Alle vorstehend angegebenen Schmelzflußindices werden bei 230 °C und einer Kraft von 21,6 N (DIN 53 735) gemessen. Schichten aus Co- und/oder Terpolymeren bilden vorzugsweise die Deckschichten von siegelfähigen Ausführungsformen der Folie.
Die Gesamtdicke der Folie kann innerhalb weiter Grenzen variieren und richtet sich nach dem beabsichtigten Verwendungszweck. Die bevorzugten Ausführungsformen der Folie haben Gesamtdicken von 5 bis 250 μm, wobei 10 bis 100 μm, insbesondere 20 bis 60 μm, bevorzugt sind.
Die Basisschicht ist im Sinne der vorliegenden Erfindung diejenige Schicht, welche mehr als 50 % der Gesamtdicke der Folie ausmacht. Ihre Dicke ergibt sich aus der Differenz von Gesamtdicke und der Dicke der aufgebrachten Deck- und Zwischenschicht/en und kann daher analog der Gesamtdicke innerhalb weiter Grenzen variieren. Deckschichten bilden die äußerste Schicht der Folie und betragen 0,5 bis 5 μm, vorzugsweise 1 bis 3 μm. Die Zwischenschicht liegt zwischen 1 und 20 μm, vorzugsweise 1 bis 10 μm.
Um bestimmte Eigenschaften der erfindungsgemäßen Polypropylenfolie noch weiter zu verbessern, können sowohl die Basisschicht als auch die Zwischen- schicht/en und die Deckschicht/en Zusätze in einer jeweils wirksamen Menge enthalten, vorzugsweise Kohlenwasserstoffharz und/oder Antistatika und/oder Antiblockmittel und/oder Gleitmittel und/oder Stabilisatoren und/oder Neutralisationsmittel, die mit den Polymeren der Kernschicht und der Deckschicht/en verträglich sind, mit Ausnahme der in der Regel unver- träglichen Antiblockmittel.
Die Folien werden nach dem an sich bekannten Extrusionsverfahren hergestellt. Im Rahmen dieses Verfahrens werden die den einzelnen Schichten der Folie entsprechenden Schmelzen durch eine Flachdüse extrudiert. Die so erhaltene Folie wird zur Verfestigung auf einer oder mehreren Walze/n abgezogen und abgekühlt. Die Temperatur der Abzugswalze oder -walzen beträgt 10 bis 90 °C, bevorzugt 20 bis 60 °C.
Anschließend wird die Folie biaxial gestreckt. Die biaxiale Streckung kann simultan oder aufeinanderfolgend durchgeführt werden, wobei die aufeinanderfolgende biaxiale Streckung, bei der zuerst längs (in
Maschinenrichtung) und dann quer (senkrecht zur Maschinenrichtung) gestreckt wird, besonders günstig ist. In Längsrichtung wird vorzugsweise 3:1 bis 7:1 und bei einer Temperatur von weniger als 140 °C, vorzugsweise im Bereich von 125 bis 135 °C gestreckt. In Querrichtung wird vorzugsweise 5:1 bis 12:1 , bei einer Temperatur von größer 140 °C, vorzugsweise bei 145 bis
160°C, gestreckt. Das Längsstrecken wird man zweckmäßigerweise mit Hilfe zweier entsprechend dem angestrebten Streckverhältnis verschieden schneilaufender Walzen durchführen und das Querstrecken mit Hilfe eines entsprechenden Kluppenrahmens. Grundsätzlich kann zur biaxialen
Verstreckung auch simultan in Längs-Querrichtung verstreckt werden. Diese
Simultanstreckverfahren sind an sich im Stand der Technik bekannt.
Für die Thermofixierung (Wärmebehandlung) wird die Folie abschließend etwa 0,5 bis 10 s lang bei einer Temperatur von 110 bis 150 °C gehalten. Gegebenenfalls kann/können, wie oben erwähnt, nach der biaxialen Streckung eine oder beide Oberfläche/n der Folie nach einer der bekannten Methoden corona- oder flammbehandelt werden.
Gegebenenfalls kann die Folie nach der Herstellung, aber vor der Behandlung mit dem Laserstrahl, durch weitere Verarbeitungsschritte laminiert, beschichtet, schmelzebeschichtet, lackiert oder kaschiert werden, um der Folie weitere vorteilhafte Eigenschaften zu verleihen. Als Laminate sind Verbünde aus Polypropylenfolien und Polyethylenfolien besonders bevorzugt. Derartige Verbünde können durch Laminierung der einzelnen Folien hergestellt werden. Eine weitere technisch vorteilhafte Variante zur Herstellung von PP/PE Laminaten ist die Extrusionsbeschichtung eines geeigneten Polyethylens auf eine biaxial orientierte Polypropylenfolie. Derartige Extrusionsbeschichtungen sind im Stand der Technik an sich bekannt. Es wurde gefunden, daß Laminate aus PP/PE-Folien vorteilhaft bei der Behandlung mittels Laserstrahl sind und weniger leicht versehentlich perforiert werden.
Die erfindungsgemäße Verpackung zeichnet sich durch ein kontrollierbares Reißverhalten aus. Gegebenenfalls kann die zur Initiierung eines Einrisses an der Folienkante benötigte Kraft durch eine Einkerbung, vorzugsweise V-förmig, herabgesetzt werden. Die Verpackung läßt sich wesentlicher leichter und kontrollierter weiterreißen. Darüber hinaus zeigt sie weiterhin alle Vorteile, die übliche Folienverpackungen auch aufweisen, wie hohe mechanische Festigkeit, Wasser- und Sauerstoffbarriere, gute optische Eigenschaften. Alle diese vorteilhaften Gebrauchseigenschaften werden durch die Laserbestrahlung nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt.
Die erfindungsgemäße Verpackung ist besonders vorteilhaft für Stückgut zu verwenden, insbesondere für gestapelte Einheiten, wie z.B. Kekse, Zigarettenpäckchen oder gepreßte Nahrungsmittelformlinge.

Claims

Patentansprüche
1. Verpackung aus biaxial orientierter Folie aus thermoplastischem Kunststoff, welche Stückgut enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mit einer
Rille , Furche oder Vertiefung (1) versehen ist, wobei diese Rille (1) mittels eines Laserstrahls erzeugt ist und derart auf das verpackte Stückgut abgestimmt ist, daß die Folie beim Öffnen der Verpackung in der Rille (1) aufgerissen wird und einzelne Einheiten des Stückguts leicht zu entnehmen sind, ohne daß weiter Einheiten unkontrolliert herausfallen.
2. Verpackung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Stückgut zyliπderförmig, quaderförmig oder annähernd quader- bzw. zylinderförmig ist.
3. Verpackung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels Laserstrahl erzeugte Rille (1) längs des Randes des quader- oder zylinderförmigen Stückguts verläuft.
4. Verpackung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stückgüter Kekse, Zigarettenpackungen, Knäckebrot oder gepreßte Formlinge aus Nahrungsmittel sind, welche gestapelt sind.
5. Verpackung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllgut pastöse Nahrungsmittel, vorzugsweise Butter oder Wurstwaren sind.
6. Verpackung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Dicke von 5 bis 200 μm, vorzugsweise 15 bis 100 μm aufweist.
7. Verpackung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine mehrschichtige, biaxial orientierte Polypropylenfolie ist.
8. Verpackung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine vakuolenhaltige, opake, mehrschichtige Polypropylenfolie ist.
9. Verpackung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie transparent ist und die mittels Laser erzeugte Furche (1) als weise Linie sichtbar ist.
lO.Veφackung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Furche (1) oder Rille (1) 10 bis 90% der Gesamtdicke der Folie entspricht.
H .Veφackung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille (1) oder Furche (1) eine geschlossene Linie bildet.
12. Verpackung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Rille (1) eine Einkerbung vorgesehen ist, welche die Einreißfestigkeit der Folie herabsetzt.
13. Verpackung aus einem Laminat, welches mindestens eine biaxial orientierte Folie aus Polypropylen und eine Schicht aus Polyethylen umfaßt, welche Stückgut enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mit einer Rille (1 ), Furche (1 ) oder Vertiefung (1 ) versehen ist, wobei diese Rille (1 ) mittels eines Laserstrahls erzeugt ist und derart auf das verpackte Stückgut abgestimmt ist, daß die Folie beim Öffnen der Verpackung in der Rille (1) aufgerissen wird und einzelne Einheiten des Stückguts leicht zu entnehmen sind, ohne daß weitere Einheiten unkontrolliert herausfallen.
14. Verpackung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Laminat mittels Extrusionsbeschichtung einer biaxial orientierten Polypropylenfolie hergestellt wird.
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