WO2003013976A1 - Wiederverschliessbare verpackung - Google Patents

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WO2003013976A1
WO2003013976A1 PCT/EP2002/008687 EP0208687W WO03013976A1 WO 2003013976 A1 WO2003013976 A1 WO 2003013976A1 EP 0208687 W EP0208687 W EP 0208687W WO 03013976 A1 WO03013976 A1 WO 03013976A1
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Thomas Renger
Thomas Offergeld
Dirk Vianden
Jürgen Fett-Schudnagis
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Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
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    • B32B2439/00—Containers; Receptacles
    • B32B2439/70—Food packaging
    • 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
    • B65D2577/00—Packages formed by enclosing articles or materials in preformed containers, e.g. boxes, cartons, sacks, bags
    • B65D2577/10—Container closures formed after filling
    • B65D2577/20—Container closures formed after filling by applying separate lids or covers
    • B65D2577/2025—Multi-layered container, e.g. laminated, coated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65D2577/10—Container closures formed after filling
    • B65D2577/20—Container closures formed after filling by applying separate lids or covers
    • B65D2577/2075—Lines of weakness or apertures
    • B65D2577/2091—Lines of weakness or apertures in cover

Definitions

  • the invention relates to a reclosable container (V) with an edge (R) and a multilayer film (F) covering the container opening (O) and the edge (R), the multilayer film (F) comprising at least one outer layer (1), one against the edge (R) facing sealing layer (2) and an adhesive layer (3) lying between the outer layer (1) and sealing layer (2), and wherein the sealing layer (2) is fixed along the edge (R) and to a predetermined breaking point (W) is embrittled, and a method for producing a resealable container.
  • the invention further relates to a sealing tool (S) for producing the reclosable container (V).
  • Articles of daily use for example food, animal feed, but also disposable items, such as disposable tableware or paper handkerchiefs, are often marketed in portioned form in order to make it easier for the consumer to handle and to facilitate portioning.
  • portioned foods are sausage, cheese and ready-made salads or snack food, such as pretzel sticks, which are already in portioned form in the packaging.
  • the consumer only has to open the packaging, remove the desired amount of food and then store the rest of it until it is finally consumed.
  • the problem is that it is often not possible to reclose such packaging. As a result, the food remaining in the packaging dries out during storage, becomes unsightly and loses its typical taste.
  • packaging forms in which the lid can be closed again by mechanically latching into a circumferential bead.
  • packaging of this type has the disadvantage that it generally requires more space and cannot meet the demand of retailers for packaging that saves as much space as possible.
  • packaging in which the lid is connected to the base with an adhesive Such packaging show However, it often has the disadvantage that the adhesive prevents the packaging from being closed again after only one opening due to the lack of pressure-sensitive adhesive properties.
  • DE 3935480 A1 discloses a packaging in which a plastic cover is connected to a shell-shaped plastic lower part via a first weld.
  • a weakening line and / or a second weld seam is / are arranged from the first weld seam at a distance (a) to the center of the cover, which is provided all around the entire upper edge of the lower part.
  • the tear-off strip is torn open clockwise to a welding tack, the seal (weld seam) remaining permanent and not being torn itself.
  • the packaging allows the packaging to be opened easily without bending the lid.
  • a hinge is formed over a welding tacking point, around which the lid can be folded up as the axis of rotation and can be closed again after the packaging has been completely or partially emptied.
  • Reclosable containers in which a layer of pressure-sensitive adhesive is exposed after the container has been opened for the first time and pressed against the edge of the container for reclosing are known.
  • No. 4,913,307 discloses a package in which a multilayer cover, comprising an inner layer and a substrate layer, is heat-sealed over the inner layer in a region of width “b” against the edge of the container.
  • the edges of the tool for heat sealing are "pointed", so that during the sealing / pressing process of the cover with the container edge, the sealing area in "b” is limited by circular inner and outer recesses, which are intended to ensure a more precise tearing open of the multilayer film.
  • the substrate layer is from the inner one Removable layer and can be re-closed and sealed again.
  • EP 0 868 368 B1 describes a closure device (S) for a container (C), which has an opening (O), with a sheet (F) welded along the edge of the opening of the container, the sheet (F ) consists of at least three layers, namely a welding layer (1) applied to the opening edge and welded along a bead (4) of width (L) to the opening edge, an outer layer (2) which forms a barrier and an intermediate layer Adhesive layer (3), the welding layer being provided with a weakening in the region of the bead (4).
  • the welding layer in the area of the bead (4) is weakened by welding the bead (4) by means of a heating element (6) in such a way that the welding layer (1) and the adhesive layer (3) cover the entire width (L) of the bead (4). 4) be deformed.
  • the adhesive layer (3) is formed by applying a resin with a minimum thickness of 10 micrometers.
  • the reclosable containers known according to the prior art have the disadvantage that the locking security after reclosing is often not adequately guaranteed.
  • the lid of the reclosed packaging can unintentionally come loose and the contents of the packaging can fall out.
  • One reason for this is that the tear behavior of the welding foils to expose the adhesive is often poor.
  • the initial tearing of the welding foil is associated with an increased effort and leads to a deformation of the cover, so that the accuracy of fit is no longer guaranteed. It was therefore an object of the present invention to improve both the tearing behavior and the locking security for the reclosure of reclosable containers.
  • the adhesive layer only has a reduced adhesion, no longer adheres sufficiently and the closure opens as a result.
  • Another object of the present invention was therefore to ensure the liability of the
  • Another object of the invention was therefore a low-odor
  • the packaging industry and consumers also want to minimize the tendency of the film to roll up after lamination or after tearing.
  • the object was achieved by a reclosable container (V) with an edge (R) and a multilayer film (F) covering the container opening (O) and the edge (R), the multilayer film (F) comprising at least one outer layer (1), one against the edge (R) facing sealing layer (2) and one between the outer layer (1) and sealing layer (2) Adhesive layer (3) and the sealing layer (2) is attached along the edge (R) and is brittle to a predetermined breaking point (W).
  • the sealing layer (2) calls for a resistance to detachment which is higher than the adhesive force between the sealing layer (2) and the adhesive layer (3) in such a way that, during the first opening step, the sealing layer (2) remains in the area of the predetermined breaking point (W) and separates, tearing off the rest of the sealing layer (2) and exposing a corresponding area (4) of the adhesive layer, so that the container (V) can be closed again in the area exposed (4) the adhesive layer (3) is applied to the predetermined breaking point (W) of the remaining sealing layer.
  • Embrittlement is achieved by means of a sealing tool (S), such that the predetermined breaking point (W) has a double-bead shape over the width (L).
  • sealing is generally understood to mean that a soft sealing medium sets in an adhesive manner. Heat input and / or a minimum sealing pressure are required for this. Accordingly, a distinction is made between heat sealing and cold sealing, with the question of which type of sealing is used, for example, of the materials used , the object to be packaged (e.g. its sensitivity to heat) and the type of packaging machine.
  • Cold sealing adhesives (“cold sealing compounds”) are used for cold sealing, which cause two polymer layers to be bonded at room temperature under high pressure. Cold sealing adhesives are predominantly applied as aqueous dispersions in an amount of 1-6 g / m 2 to the polymer to be bonded applied and are based on rubber and rubber-like polymers, PVDC (polyvinylidene chloride), PVAC (polyvinyl acetate) and poly (meth) acrylates.
  • heat seal dispersions, heat seal varnishes, hot melt adhesives as well as films made of thermoplastic elastomers and extrusion coatings are used.
  • Heat-seal dispersions are predominantly PVDC, PVAC, poly (meth) acrylate or latex-containing dispersions which, after the water has evaporated, form sealable, dry and generally transparent coatings when applied in quantities of approximately 2 to 15 g / m 2 .
  • organic solvents are used in the heat seal lacquers using the same or similar polymers.
  • the application amount of the heat seal lacquer is approx. 1 to 12 g / m 2 . As a rule, heat seal lacquers cannot be used to seal against different types of materials.
  • Heat seal adhesives based on hot melt adhesives generally contain ethylene-vinyl acetate copolymers as base materials, which are deposited on the substrate by roller application or by extrusion.
  • thermoplastic elastomers and extrusion coatings are also used for heat sealing, with these films then often being referred to as “welding films” instead of “sealing” instead of “welding”. In the context of the present invention, these films are particularly preferred as a “sealing layer” (2) "used.
  • Coextrudates also belong to this group, whereby coextrudates are understood to mean multilayer films, the layers of which are extruded together in one step, the extrusion. All polymers, preferably elastomers, which are thermoplastic in a temperature range from approximately 50 to approximately 220 ° C. can be sealed or welded.
  • the extrusion coating of PE (polyethylene) on carrier foils such as aluminum, polypropylene, polyester and polyamide enables a variety of packaging material specifications.
  • FIG 1 the schematic structure of the multilayer film (F)
  • Figure 1a a schematic cross section through the reclosable container (V) according to the invention in the closed state.
  • Figure 1 b a schematic cross section through the reclosable container (V) according to the invention after sealing, in a partially opened state.
  • the multilayer film (F) can be a combination of any number of films.
  • the multilayer film (F) is approximately 23-200 micrometers thick, preferably
  • the outer layer (1) usually consists of polyethylene terephthalate, polyamide, biaxially oriented polypropylene, polyvinyl chloride or metal foils, for example
  • the thickness of the outer layer (1) is 20 to 150 micrometers, preferably 30 to 100
  • Microns and most preferably 40 to 80 microns.
  • the outer layer (1) is designed so that it does not melt at temperatures up to 200 ° C.
  • the side of the multilayer film which is used for sealing or sealing and is referred to as the sealing layer (2), generally consists of a polymer
  • Polyolefins are preferably used as the polymeric material for the sealing layer (2).
  • the polyolefins used for the sealing layer (2) include, for example, propylene copolymers, in particular ethylene-propylene-butylene
  • Copolymers ethylene-propylene-butylene terpolymers or mixtures of these
  • the sealing layer (2) consists of high density polyethylene.
  • high density polyethylene is understood to mean polyethylenes which are largely linear and unbranched. These polyethylenes have degrees of crystallization of 60-80% and a density of approximately 0.94
  • the melting point of the polymeric material for the sealing layer (2) is generally 80-160 ° C, preferably 100-140 ° C.
  • one side of the film is used as
  • Sealing layer (2) is used, pretreated.
  • the pretreated side is integrated in the film composite structure, the untreated side becomes
  • pretreatment means processes with which the surface of plastics is changed in order to ensure adhesion to others
  • Procedures are e.g. the corona process or flaming.
  • the thickness of the sealing layer (2) is 1 to 80 micrometers, preferably 10 to 60 micrometers and particularly preferably 20 to 50 micrometers.
  • coex PET is e.g. PE / PET / PE
  • the sealing layer (2) contains a sealable layer made of cold seal adhesive or heat seal adhesive.
  • the sealable layer of cold seal adhesive or heat seal adhesive is preferably applied to a polyolefin film, which itself can also be a sealing layer (2).
  • the Cold seal adhesive or heat seal adhesive is applied to the entire surface or partially
  • the cold seal or heat seal adhesive application is 2 to 10 g / m 2 , preferably 3 to
  • the multilayer film (F) contains at least: a) an outer layer (1) and b) two sealing layers (2), an adhesive layer (3) being located between the sealing layers and the adhesive layer (3) 70 to 99%, preferably 85 to 95% of the surface of a sealing layer.
  • the outer layer (1) preferably consists of polyethylene terephthalate.
  • a tight seal between the sealing layers and the edge (R) is achieved by sealing.
  • the multilayer film (F) is sealed against the edge (R) in such a way that the sealable circumference of (R) is 65 to 85% double-beaded and 35 to 25% is firmly sealed.
  • three sides are provided with a double bead and one side with a permanent seal.
  • the tightly sealed part contains a hinge function: the lid remains connected to the packaging part, allowing quicker and more precise reclosing.
  • the multilayer film (F) is produced by joining the outer layer (1) and the sealing layer (2) with the aid of the adhesive layer (3).
  • the process of joining or connecting large areas of foils with adhesive is referred to as lamination.
  • the joining can be carried out by any suitable laminating method, with the rolling or pressing together of the foils being preferred.
  • calendering calendering
  • the foils are laminated with adhesive and under suitable roll pressures, temperatures and speeds in a defined path between the calendering rolls, whereby they receive certain thickness, density or transparency values or also surface effects such as gloss, smoothness or embossing.
  • the multilayer film (F) According to a particularly preferred production of the multilayer film (F), the
  • Roll pairs is carried out, whereby the lamination of the plastic films is effected by the pressure in the gap of the roll pair or the roll pairs.
  • roller pairs are heated to 30 to 160 ° C, preferably to 40 to 150 ° C and particularly preferably to 50 to 130 ° C.
  • the roll pressure based on a roll width of 1000 mm, is 1 to 8 bar, preferably 2 to 7 bar and particularly preferably 3 to 6 bar.
  • the lamination speed is 10 to 200 m / s, preferably 50 to 150 m / s and particularly preferably 80 to 120 m / s.
  • the adhesive is particularly preferably applied in curtain coating.
  • the adhesive is irradiated with UV light or electron beams for faster curing.
  • the multilayer film (F) is sealed against the edge (R) of the container opening (O) using a sealing tool.
  • the double-beaded predetermined breaking point (W) is generated by means of the sealing tool (S) according to the invention, the preferred embodiment of which is explained in more detail in FIG. 2.
  • Figure 2 shows a schematic cross section through the sealing tool (S) according to the invention.
  • the sealing tool (S) for producing the reclosable container (V) according to the invention is designed with partial sealing surfaces (SF).
  • the design with the partial sealing surfaces (SF) allows the Embrittlement in such a way that the predetermined breaking point (W) takes on a double-beaded shape over the width (L).
  • the sealing tool (S) can have various shapes, for example a roof-shaped or horseshoe-shaped shape in cross section. In the preferred embodiment, the sealing tool (S) has a horseshoe shape in cross section.
  • the basic geometry is such that in cross-section two sealing walls with the corresponding partial sealing surfaces are separated from one another by an intermediate space. Depending on the type and requirement profile of the reclosable container to be manufactured, both the width of the intermediate space and the width of one or both sealing walls can vary.
  • the width of a sealing wall is 1 to 16 mm, preferably 1.5 to 10 mm and particularly preferably 2 mm to 6 mm.
  • the width of the space between the sealing walls is 0.5 mm to 18 mm, preferably 1 mm to 10 mm and particularly preferably 1.5 to 5 mm.
  • DE 34133352 C2 proposes to solve this problem by sealing over the entire area “L” by adding at least one to the primary welding area there is an adjacent secondary welding area, in which the cover and shell parts are pressed less strongly against one another than in the primary welding area.
  • sufficient overall strength is achieved by designing the sealing tool with two partial sealing surfaces.
  • the parallel sealing beads double bead
  • the sealing tool can be coated accordingly, for example with PTFE (polytetrafluoroethylene).
  • the sealing layer (2) of the reclosable container (V) contains predetermined breaking points in the form of lines of weakness.
  • the sealing layer (2) is scored, cut, perforated, for example.
  • the sealing layer (2) is scored, incised or perforated during the production of the multilayer film or preferably during the sealing process, for example by targeted irradiation with laser light.
  • Sealing tool (S) produces, in a particular embodiment, preferably a partial sealing surface of the sealing tool (S) according to the invention has an edge
  • the sealing tool (S) contains - preferably an - separately attached edge (6) on a partial sealing surface
  • edge (5) machined out of the partial sealing surface can be replaced by toothed, serrated, wedge-shaped or undulating elevations.
  • the depth of the edge (5), (6) or the toothed, serrated, wedge-shaped or undulating elevations is dimensioned such that it corresponds to the thickness of the outer layer
  • the edge (5), (6) or the toothed, serrated, wedge-shaped or undulating elevations in particular weaken the sealing edges on the sealing layer (2) and thus enable targeted tearing in the desired area.
  • the weakening of the sealing edge (SK) or sealing edges extends over the entire area of the predetermined breaking point (W) or is preferably over a partial area (TB) of the predetermined breaking point (W) or
  • Sealing is limited to that usually applied in the area Is on the pull tab (Fig. 3a).
  • the edge (5), (6) or the toothed, serrated, wedge-shaped or undulating elevations are designed in such a way that the outer layer (1) is not perforated or cut during the sealing process or the like is damaged. Due to its restoring behavior, the outer layer (1) shows no or only slight embossments after the sealing process, which are caused by the sealing tool (S) according to the invention.
  • the sealing tool (S) is shaped in such a way that in the area of the tab there is no round sealing, but an angularly applied sealing (FIG. 3b). The angular, pronounced sealing in the tab area creates a punctiform attack surface that enables targeted tearing open.
  • FIG. 3 a shows the schematic plan view of the sealing area with a schematically illustrated partial area in which one or all sealing edges are weakened.
  • Figure 3 b schematically shows a square seal in plan view.
  • At least one partial sealing surface is modified accordingly in order to compensate for the lack of adhesive application in the preferred thickness range of 15 to 25 ⁇ m.
  • the invention further relates to a method for producing a reclosable container (V) with an edge (R) and a multilayer film (F) covering the container opening (O) and the edge (R), the multilayer film (F) comprising at least one Outer layer (1), a sealing layer (2) facing towards the edge (R) and an adhesive layer (3) lying between the outer layer (1) and sealing layer (2), and wherein the sealing layer (2) fastens along the edge (R) and is embrittled to a predetermined breaking point (W) and the embrittlement is achieved by means of a sealing tool (S) and the predetermined breaking point (W) over the width (L) has a double-beaded shape receives.
  • the sealing layer (2) is provided with predetermined breaking points in the form of lines of weakness, produced, for example, by scoring, cutting or perforating during the production of the multilayer film or preferably during the sealing process.
  • the reclosable container according to the invention is characterized by a high level of security against closure, even at low temperatures and under the influence of moisture.
  • the double bead-like embodiment increases the stability of the reclosure and leads to a better fit.
  • the reclosable container according to the invention is suitable for packaging sensitive goods such as chocolate, coffee, pretzel sticks, marzipan and the like. Thanks to its outstanding reclosable properties, the reclosable container is suitable for packaging food and luxury goods that are particularly sensitive to oxidation.
  • the layer thickness of the adhesive layer (3) is 2 - 30 micrometers, preferably 5 - 20
  • Microns and most preferably 8-15 microns.
  • the amount of the adhesive is 1 to 30 g / m 2 , preferably 3 to 25 g / m 2 and particularly preferably 5 to 20 g / m 2 .
  • the adhesive layer (3) is formed by a pressure sensitive adhesive that has a viscosity of
  • Pressure sensitive adhesives which are also called “pressure sensitive adhesives” and are abbreviated to “PSA" are viscoelastic adhesives that remain permanently sticky and tacky in solvent-free form at approx. 20 ° C and adhere immediately to almost all substrates with low substrate specificity and slight pressure , Pressure sensitive adhesives are applied to the substrate in the form of solutions in organic solvents, aqueous dispersions or even melts - generally referred to as backing material. Aliphatic solvents, for example ethyl acetate or methyl ethyl ketone, optionally also hexane or heptane or low-boiling hydrocarbon mixtures, for example petroleum ether, are preferred.
  • Pressure-sensitive adhesives which can be used according to the invention are described, for example, in WO 01/14491, WO 98/00471, US 2001/0044024 A1, US 3,239,478 and US 5,292,842.
  • Low-viscosity, solvent-free, reactive systems are also used as pressure-sensitive adhesives and, if necessary, irradiated with UV or electron beams for post-curing.
  • the raw materials for pressure sensitive adhesives are water-soluble and water-insoluble base polymers, plasticizers, waxes, resins, in particular tackifying resins for improving the adhesion, fillers and auxiliaries such as preservatives, antioxidants, stabilizers and dyes.
  • the basic polymers essentially determine the cohesive properties, the strength and the temperature behavior of the pressure sensitive adhesive.
  • the base polymers are generally present in the PSA as component A in a concentration of 1 to 50% by weight, preferably in a concentration of 5 to 40% by weight.
  • a pressure sensitive adhesive is made up of at least one base polymer and at least one tackifying resin (so-called tackifier), the tackifying resin in some systems also being able to be replaced by low molecular weight portions of the base polymer.
  • tackifier tackifying resin
  • the base polymer is crosslinked in some systems after application or vulcanized in the case of rubber pressure sensitive adhesives.
  • the dispersion pressure sensitive adhesives are primarily based on dispersions of polyacrylic acid, eg. T. also built on special vinyl acetate copolymers, with resins usually being added here too.
  • Elastic polymers such as block copolymers, e.g. B. styrene-butadiene, styrene-butadiene-styrene, styrene-isoprene-styrene, styrene-ethylene-butylene-styrene, styrene-ethylene-propylene-styrene;
  • ethylene vinyl acetate polymers other ethylene esters and copolymers, e.g. B. ethylene methacrylate, ethylene n-butyl acrylate and ethylene acrylic acid;
  • polyolefins such as polyethylene and polypropylene, especially amorphous • propylene-alpha-olefins (APAO);
  • Aldehydes containing resins such as phenol aldehyde, urea aldehyde, melamine aldehyde and the like.
  • the resin is said to improve the adhesion and improve the compatibility of the pressure-sensitive adhesive components. It is generally used as component B in an amount of 1 to 80% by weight, preferably in an amount of 35 to 65% by weight.
  • component B a) hydroabietyl alcohol and its esters, especially its esters with aromatic carboxylic acids such as terephthalic acid and phthalic acid, b) preferably modified natural resins such as resin acids from balsam resin, tali resin or root resin, for example fully saponified balsam resin or alkyl esters of optionally partially hydrogenated rosin with low softening points such as methyl, diethylene glycol, glycerol and pentaerythritol esters, c) acrylic acid copolymers, preferably styrene Acrylic acid copolymers, acrylic acid ester copolymers, d) resins based on functional hydrocarbon resins and e) aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, alkylaromatic hydrocarbon
  • rosin the alkyl group preferably containing 1 to 6 carbon atoms.
  • the wax is generally present in the PSA as component C in a concentration of 0 to 40% by weight, preferably in a concentration of 5 to 40% by weight.
  • the wax used can be of natural, chemically modified or synthetic origin. Vegetable waxes, animal waxes, mineral waxes or petrochemical waxes can be used as natural waxes. Hard waxes such as montan ester waxes, Sarsol waxes, etc. can be used as chemically modified waxes. Polyalkylene waxes and polyethylene glycol waxes are used as synthetic waxes. Petrochemical waxes such as petrolatum, paraffin waxes, microwaxes and synthetic waxes, in particular polyethylene waxes with melting points between 85 and 140 ° C. and molecular weights in the range from 500 to 3,500, paraffin waxes with melting points in the range from 45 to 70 ° C.
  • the plasticizer is generally present in the PSA as component D in a concentration of 1 to 30% by weight, preferably in a concentration of 5 to 30% by weight.
  • plasticizers are monohydric or polyhydric alcohols, preferably glycol monophenyl ether, hexamethylene glycol, glycerol and in particular polyalkylene glycols with a molecular weight of 200 to 6,000. Polyethylene glycols with a molecular weight of up to about 1,000, preferably up to about 600, are preferred. Also polypropylene glycol and polybutylene glycol, and also polymethylene glycol are usable. Conveniently, esters are used as plasticizers, e.g.
  • liquid polyesters and glycerol esters such as glycerol diacetate and glycerol triacetate, as well as neopentyl glycol dibenzoate, glyceryl tribenzoate, pentaerythritol tetrabenzoate and 1,4-cyclohexanedimethanol dibenzoate.
  • alkyl monoamines and fatty acids with preferably 8 to 36 carbon atoms may also be useful.
  • Plasticizers based on aromatic dicarboxylic acid esters, ie the corresponding ester of phthalic acid, isophthalic acid or terephthalic acid, are preferably used.
  • the alcohol residue in these esters used as plasticizers usually has 1 to 8 carbon atoms. Medical white oil and naphthenic mineral oil are particularly suitable.
  • the fillers as component E, can be used in concentrations of 0 to 30% by weight in order to make the pressure-sensitive adhesive less expensive, but they should preferably improve the application technology properties, the adhesive technology properties and, if appropriate, the refurbishment properties. They are solid, non-volatile, inert substances. Chalk is especially worth mentioning.
  • auxiliaries and additives can be added to the pressure-sensitive adhesive as component F.
  • the stabilizers should be mentioned here first. Their task is to prevent the reactive monomers from reacting undesirably or prematurely and to protect the polymers from decomposition during processing.
  • the antioxidants are particularly worth mentioning here. They are usually added to the pressure-sensitive adhesive in amounts of up to 3% by weight, preferably in amounts of about 0.1 to 1.0% by weight.
  • Other auxiliaries and additives are color pigments, in particular TiO 2 .
  • the composition which can be used as a pressure sensitive adhesive in accordance with the use according to the invention generally contains the following components:
  • F 0 to 3, preferably 0.1 to 1.0% by weight of at least one stabilizer, antioxidant or other auxiliary substance, the sum of the components giving 100% by weight.
  • Pressure sensitive adhesives with a viscosity of 5,000 to 30,000 m * Pas, preferably 8,000 to 25,000 m * Pas and particularly preferably 10,000 to 20,000 m * Pas at 150 ° C., measured according to Brookfield (ASTM-D-3236-88) for the application, are preferred used on high-speed laminating lines. These laminating lines run at speeds of 80 to 150 m / s.
  • Radiation-crosslinkable pressure sensitive adhesives are, in particular, hot melt pressure sensitive adhesives which contain the following components:
  • F 0 to 3, preferably 0.1 to 1.0% by weight of at least one stabilizer, photoinitiator, antioxidant or other auxiliary substances, the sum of the components giving 100% by weight.
  • the feature “radiation-crosslinkable” is understood to mean the initiation of a polymerization reaction under the influence of radiation (photopolymerization). Radiation is to be understood here to mean any type of radiation which causes irreversible crosslinking in the crosslinkable hotmelt adhesive layer to be irradiated. Particularly suitable are UV, electron beams, short-wave visible light, but also IR radiation, with ESH or UV radiation the desired product properties are set via the radiation dose, with IR radiation via the product temperature and the dwell time.
  • UV crosslinking by UV or electron beams is preferred in the context of this invention.
  • the hotmelt PSA of the invention is irradiated with UV light at a wavelength in the range from 100 nm to 380 nm.
  • the UV rays are generally generated in gas discharge lamps, of which mercury vapor lamps in particular can be used as medium and high-pressure lamps (1 to 10 bar). 50 - 2000 J / cm 2 should be used as the UV radiation dose.
  • a radiation dose of 10 to 100 kilogray (kGy) is preferred.
  • the crosslinking is carried out in addition to the specific radiation dose Use of photoinitiators, photosensitizers or regulator molecules (component F) controlled, component (F) being contained in the formulation at 0.1-3% by weight, based on the total composition.
  • the hotmelt pressure-sensitive adhesive compositions to be used according to the invention are generally prepared by mixing, preferably under an inert gas atmosphere and / or vacuum
  • plasticizers, waxes and resins at 120 ° C. to 180 ° C., in particular at 160 ° C., to form a homogeneous melt
  • the melt could also be applied directly to a substrate without cooling and thus used directly for gluing.
  • the pressure-sensitive adhesives used in accordance with the invention result in transparent adhesive layers (3) which are virtually streak-free, depending on the application weight of the adhesive. Transparent means more or less clear to crystal clear.
  • the pressure-sensitive adhesives used according to the invention are distinguished by a neutral smell and little to no color change. They are approved for indirect food contact.
  • the pressure-sensitive adhesives used according to the invention are particularly suitable for the curtain coating process, since the pressure-sensitive adhesive film does not tear open as it falls.
  • the pressure-sensitive adhesive to be used according to the invention is distinguished by excellent heat stability. It is therefore particularly suitable for the use of reclosable packaging, the contents of which have to be sterilized.
  • the pressure sensitive adhesive is suitable for all known multilayer films and has excellent resealability, especially at low temperatures as well as under the influence of moisture.
  • the pressure-sensitive adhesive to be used according to the invention is also suitable for laminating systems which are designed for processing solvent-containing laminating adhesives.
  • the pressure-sensitive adhesive used according to the invention is dissolved in ethyl acetate or MEK, if appropriate also in hexane or heptane or low-boiling hydrocarbon mixtures, for example petroleum ether.
  • a glass rod is immersed in the hotmelt pressure-sensitive adhesive melted at approx. 160 ° C., slowly pulled out, and the theological behavior of the pressure-sensitive adhesive is assessed visually.
  • the assessment includes the manner in which the molten adhesive drips off the glass rod and the formation of adhesive threads during the pulling out of the glass rod from the adhesive melt.
  • the commercially available pressure sensitive adhesives Liotron PS 4110 hot melt adhesive based on acrylic acid ester, viscosity: 5000-15,000 m * Pas at 140 ° C, measured according to Brookfield) and Technomelt Q 8707 (hot melt pressure sensitive adhesive based on synthetic rubber and hydrocarbon resin. Viscosity: 22000 to 28000 m * Pas at 150 ° C, measured according to Brookfield) from Henkel were measured using the curtain coating process on a pilot plant (manufacturer: Billhöfer) using a slot die (manufacturer: Inatek) to produce a multilayer film consisting of PET / adhesive layer / PE applied. The application weight was 20 g / m 2 in all cases.
  • Liotron PS 4110 was applied at a temperature of 50 ° C and a machine speed of 10 m / s.
  • the lamination pressure was 200-300 kg.
  • the pressure sensitive adhesive was additionally irradiated with a UV-C lamp (500 mm wide, 200 watts / cm maximum, 20 amperes, 87.5% output).
  • Technomelt Q 8707 was applied at a temperature of 120 ° C and a machine speed of 10 m / s in an amount of 20 g / m 2 .
  • the lamination temperature was 60 ° C, the lamination pressure 200 - 300 kg.
  • Technomelt Q 8707-23 was applied at 130 ° C at a machine speed of 20 m / s and an application weight of 10 g / m 2 . Here too, the lamination pressure was 200-300 kg. In a further follow-up experiment, Technomelt Q 8707-23 was used to produce a multilayer film composite with the structure PET / Alu / PE / adhesive / PE.
  • Q 8707-23 / untreated PE side means that the adhesive is applied to the untreated side of the polyethylene, which is used as a sealing layer (2).
  • the pre-treated side of the polyethylene sealing layer is used for sealing.
  • Q 8707-23 / pretreated PE side means that the adhesive is applied to the pretreated side of the polyethylene, which is used as a sealing layer (2).
  • the ⁇ -treated side of the polyethylene sealing layer is used for sealing.

Abstract

Es wird ein wiederverschliessbarer Behälter (V) mit einem Rand (R) und einer die Behälteröffnung (O) und den Rand (R) abdeckenden Mehrschichtfolie (F) offenbart, wobei die Mehrschichtfolie (F) mindestens aus einer Aussenschicht (1), einer gegen den Rand (R) zugewandten Dichtungsschicht (2) sowie einer zwischen Aussenschicht (1) und Dichtungsschicht (2) liegenden Klebstoffschicht (3) besteht und wobei die Dichtungsschicht (2) entlang des Randes (R) befestigt und zu einer Sollbruchstelle (W) versprödet ist. Die Versprödung wird mittels eines Siegelwerkzeuges (S) erreicht, wobei die Sollbruchstelle (W) über die Breite (L) eine doppelwulstige Form aufweist. Das Siegelwerkzeug (S) zur Herstellung des wiederverschliessbaren Behälters (V) ist mit partiellen Siegelflächen (SF) ausgestaltet. Der erfindungsgemässe wiederverschliessbare Behälter zeichnet sich durch eine hohe Verschlusssicherheit auch bei tiefen Temperaturen und unter Feuchtigkeitseinfluss aus. Die doppelwulstartige Ausführungsform erhöht die Stabilität des Wiederverschlusses und führt zu einer höheren Passgenauigkeit.

Description

Wiederverschließbare Verpackung
Die Erfindung betrifft einen wiederverschließbaren Behälter (V) mit einem Rand (R) und einer die Behälteröffnung (O) und den Rand (R) abdeckenden Mehrschichtfolie (F), wobei die Mehrschichtfolie (F) mindestens aus einer Außenschicht (1), einer gegen den Rand (R) zugewandten Dichtungsschicht (2) sowie einer zwischen Außenschicht (1) und Dichtungsschicht (2) liegenden Klebstoff Schicht (3) besteht und wobei die Dichtungsschicht (2) entlang des Randes (R) befestigt und zu einer Sollbruchstelle (W) versprödet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines wiederverschließbaren Behälters. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Siegelwerkzeug (S) zur Herstellung des wiederverschließbaren Behälters (V).
Artikel des täglichen Bedarfs, beispielsweise Lebensmittel, Tierfutter, aber auch Wegwerfartikel, wie beispielsweise Einmal-Geschirr oder Papiertaschentücher kommen häufig in portionierter Form in den Handel, um dem Verbraucher eine einfachere Handhabung zu ermöglichen und die Portionierung zu erleichtern. Beispiele für portionierte Lebensmittel sind Wurst, Käse sowie fertig zubereitete Salate oder auch Snack-Food, wie beispielsweise Salzstangen, die in der Verpackung bereits in portionierter Form vorliegen. Der Verbraucher muß lediglich die Verpackung öffnen, die gewünschte Menge an Lebensmitteln entnehmen und kann anschließend den verbleibenden Rest bis zum endgültigen Verzehr lagern. Problematisch ist jedoch, dass das Wiederverschließen einer solchen Verpackung häufig nicht möglich ist. Infolge dessen trocknen die in der Verpackung verbliebenen Lebensmittel bei ihrer Lagerung aus, werden unansehnlich und verlieren ihren typischen Geschmack.
Zwar existieren Verpackungsformen, bei denen der Deckel durch mechanisches Einrasten in eine umlaufende Wulst wieder verschließbar ist. Solche Verpackungen haben jedoch den Nachteil, dass sie in der Regel einen erhöhten Raumbedarf haben und dem Wunsch des Handels nach möglichst raumsparenden Verpackungen nicht Rechnung tragen können. Weiterhin existieren Verpackungen, bei denen der Deckel mit der Unterlage mit einem Klebstoff verbunden ist. Solche Verpackungen weisen jedoch oft den Nachteil auf, dass der Klebstoff bereits nach einmaligem Öffnen ein Wiederverschließen der Verpackung aufgrund mangelnder haftklebriger Eigenschaften verhindert.
Verpackungen, bei denen der Wiederverschluß mechanisch erreicht wird, werden beispielsweise in der DE 3935480 A1 beschrieben. Die DE 3935480 A1 offenbart eine Verpackung, bei der ein Kunststoffdeckel mit einem schalenförmigen Kunststoff-Unterteil über eine erste Schweißnaht verbunden ist. Für die Bildung eines Abreißstreifens ist/sind von der ersten Schweißnaht in einem Abstand (a) zur Mitte des Deckels hin eine Schwächungslinie und/oder eine zweite Schweißnaht angeordnet, die um den gesamten oberen Rand des Unterteils umlaufend versehen ist. Zum Öffnen der Verpackung wird der Abreißstreifen in Uhrzeigerrichtung bis zu einer Schweißheftstelle aufgerissen, wobei die Siegelung (Schweißnaht) permanent bleibt und selbst nicht aufgerissen wird. Die Verpackung erlaubt ein leichtes Öffnen der Verpackung, ohne das dadurch der Deckel verbogen wird. Über eine Schweißheftstelle wird ein Scharnier ausgebildet, um welches als Drehachse der Deckel hochgeklappt werden kann und nach vollständigem oder teilweisen Entleeren der Verpackung wieder verschlossen werden kann.
Wiederverschließbare Behälter, bei denen eine Haftklebstoffschicht nach erstmaligem Öffnen des Behälters freigelegt und zum Wiederverschliessen an den Behälterrand angedrückt wird, sind bekannt. So offenbart die US 4,913,307 eine Verpackung, bei der ein mehrschichtiger Deckel, enthaltend eine innere Schicht und eine Substrat-Schicht, über die innere Schicht in einem Bereich der Breite „b" gegen den Rand des Containers heißgesiegelt ist. Die Kanten des Werkzeuges zur Heißsiegelung sind dabei „spitz" ausgestaltet, so daß beim Versiegelungs/Verpressungsvorgang des Deckels mit dem Containerrand der Versiegelungsbereich in „b" durch zirkuläre innere und äußere Vertiefungen begrenzt wird, die ein präziseres Aufreißen der Mehrschichtenfolie gewährleisten sollen. Die Substrat-Schicht ist von der inneren Schicht abziehbar und kann zum Wiederverschluß erneut aufgelegt und versiegelt werden. Die EP 0 868 368 B1 beschreibt eine Verschlussvorrichtung (S) für einen Behälter (C), der eine Öffnung (O) aufweist, mit einem Blatt (F), das entlang dem Rand der Öffnung des Behälters angeschweißt ist, wobei das Blatt (F) aus mindestens drei Schichten besteht, nämlich einer Schweißschicht (1), die auf dem Öffnungsrand aufgebracht und entlang eines Wulstes (4) der Breite (L) an dem Öffnungsrand angeschweißt ist, einer Außenschicht (2), die eine Barriere bildet und einer zwischenliegenden Haftschicht (3), wobei die Schweißschicht im Bereich des Wulstes (4) mit einer Schwächung versehen ist. Die Schwächung der Schweißschicht im Bereich des Wulstes (4) wird erreicht durch Schweißen des Wulstes (4) mittels eines Heizstabes (6) derart, dass die Schweißschicht (1) und die Haftschicht (3) über die gesamte Breite (L) des Wulstes (4) verformt werden. Die Haftschicht (3) wird durch Aufbringen eines Harzes mit einer Mindestdicke von 10 Mikrometern gebildet.
Die nach dem Stand der Technik bekannten wiederverschliessbaren Behälter haben den Nachteil, dass die Verschlusssicherheit nach dem Wiederverschließen häufig nicht ausreichend gewährleistet ist. Beim Transport, insbesondere wenn die Verpackung dabei gewendet wird, kann sich der Deckel der wiederverschlossenen Verpackung unbeabsichtigt lösen und der Verpackungsinhalt kann herausfallen. Eine Ursache hierfür ist, dass das Aufreißverhalten der Schweißfolien zur Freilegung des Klebstoffes häufig mangelhaft ist. So ist das anfängliche Aufreißen der Schweißfolie mit einem erhöhten Kraftaufwand verbunden und führt zu einer Verformung des Deckels, so dass die Paßgenauigkeit nicht mehr gewährleistet ist. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, sowohl das Aufreißverhalten als auch die Verschlusssicherheit für das Wiederverschließen von wiederverschließbaren Behältern zu verbessern.
Ein Bedarf besteht auch in einer besseren Wiederverschließbarkeit insbesondere bei Einwirkung von Feuchtigkeit sowie bei tieferen Temperaturen, insbesondere Kühlschrank- bzw. Gefrierschranktemperaturen. Werden die Behälter beispielsweise aus einem Kühlschrank entnommen und geöffnet, so kann kondensiertes Wasser einen dünnen Feuchtigkeitsfilm auf dem Behälterrand und auf dem freigelegten Klebstofffilm bilden, so dass ein Wiederverschließen der Verpackung nicht mehr möglich ist, zumindest aber erschwert wird. Auch kann es vorkommen, dass bei
Tiefkühllagerung die Klebstoffschicht nur noch über eine verminderte Adhäsion verfügt, nicht mehr ausreichend haftet und sich dadurch der Verschluß öffnet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, die Haftung der
Klebstoffschicht für den sicheren Wiederverschluß von wiederverschließbaren
Behältern insbesondere sowohl bei Feuchteeinwirkung als auch bei Temperaturen von 5 °C bis -20 °C zu verbessern.
Oft wird auch eine Geruchsbelästigung im freien Volumen der verschlossenen
Verpackung bemängelt, die entweder durch Bestandteile des Klebstoffs oder der
Folie hervorgerufen wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung war es daher, eine geruchsarme
Klebstoffschicht für wiederverschließbare Behälter zur Verfügung zu stellen.
Es besteht ferner ein Bedarf an einer Klebstoff Schicht, die beim Aufreißen der
Mehrschichtfolie und sowohl beim erstmaligem Freilegen dieser Klebstoffschicht als auch bei folgenden Wiederverschließ- und Öffnungsvorgängen keine Fäden zieht.
Häufig ist an den kontinuierlich laufenden Verpackungsmaschinen zu beobachten, dass die Schneidwerkzeuge verkleben. Eine Aufgabe der Erfindung war es daher, einen Klebstoff für die Klebstoffschicht bereit zu stellen, der einen verminderten
Kaltfluss aufweist.
Bei der Herstellung von wiederverschliessbaren Behältern nach dem Stand der
Technik tritt mitunter während des Versiegelungsvorgangs eine Verformung der obersten Schicht der Mehrschichtfolie auf. Es besteht daher auch der Bedarf nach verbesserten Siegelwerkzeugen für die Herstellung wiederverschließbarer Behälter.
Des weiteren besteht der Wunsch der Verpackungsindustrie und der Verbraucher, die Aufrolltendenz der Folie nach der Kaschierung bzw. nach dem Aufriss zu minimieren.
Gelöst wurde die Aufgabe durch einen wiederverschließbaren Behälter (V) mit einem Rand (R) und einer die Behälteröffnung (O) und den Rand (R) abdeckenden Mehrschichtfolie (F), wobei die Mehrschichtfolie (F) mindestens aus einer Außenschicht (1), einer gegen den Rand (R) zugewandten Dichtungsschicht (2) sowie einer zwischen Außenschicht (1) und Dichtungsschicht (2) liegenden Klebstoffschicht (3) besteht und wobei die Dichtungsschicht (2) entlang des Randes (R) befestigt und zu einer Sollbruchstelle (W) versprödet ist. Im Bereich der Sollbruchstelle (W) ruft die Dichtungsschicht (2) einen Widerstand gegen Ablösung vor, der höher ist als die Klebekraft zwischen der Dichtungsschicht (2) und der Klebstoffschicht (3) der Art, dass bei dem ersten Öffnungsschritt die Dichtungsschicht (2) im Bereich der Sollbruchstelle (W) verbleibt und sich trennt unter Abriss des Restes der Dichtungsschicht (2) und unter Freilegung eines entsprechenden Bereichs (4) der Klebstoffschicht, so dass das Schließen des Behälters (V) erneut durchführbar ist, in dem der freigelegte Bereich (4) der Klebstoffschicht (3) auf die Sollbruchstelle (W) der verbleibenden Dichtungsschicht aufgebracht wird. Die Versprödung wird mittels eines Siegelwerkzeuges (S) erreicht, der Art, dass die Sollbruchstelle (W) über die Breite (L) eine doppelwulstige Form aufweist.
Unter dem Begriff „Siegeln" wird im allgemeinen verstanden, dass ein weiches Siegelmedium klebend abbindet. Wärmezufuhr und/oder ein Mindestsiegeldruck sind hierzu erforderlich. Entsprechend wird zwischen Heisssiegelung und Kaltsiegelung unterschieden, wobei die Frage, welche Versiegelungsart angewendet wird, beispielsweise von den eingesetzten Materialien, dem zu verpackenden Gegenstand (z. B. dessen Wärmeempfindlichkeit) und der Art der Verpackungsmaschine abhängig ist.
Bei der Kaltsiegelung werden Kaltsiegelklebstoffe(„Kaltsiegelmassen"), eingesetzt, die eine Verklebung von zwei Polymerschichten bei ca. Zimmertemperatur unter hohem Druck bewirken. Kaltsiegelklebstoffe werden überwiegend als wässrige Dispersionen in einer Menge von 1 - 6 g/m2 auf das zu verklebende Polymer aufgetragen und sind auf Basis von Kautschuk und kautschukähnlicher Polymere, PVDC (Polyvinylidenchlorid), PVAC (Polyvinylacetat) und Poly(meth)acrylaten aufgebaut. Für die Heisssiegelung werden Heisssiegeldispersionen, Heisssiegellacke, Schmelzklebstoffe sowie Filme aus thermoplastischen Elastomeren und Extrusionsbeschichtungen eingesetzt. Heisssiegeldispersionen sind überwiegend PVDC-, PVAC- Poly(meth)acrylat- oder latexhaltige Dispersionen, die nach dem Abdampfen des Wassers siegelfähige, trockne und in der Regel transparente Beschichtungen bei Auftragsmengen von ca. 2 bis 15 g/m2 bilden. Im Gegensatz zu den Heisssiegeldispersionen werden bei den Heisssiegellacken unter Verwendung gleicher oder ähnlicher Polymere organische Lösungsmittel eingesetzt. Die Auftragshöhe der Heisssiegellacke liegt bei ca. 1 bis 12 g/m2. In der Regel sind Heisssiegellacke nicht zur Versiegelung gegen verschiedenartige Materialien einsetzbar.
Heisssiegelklebstoffe auf Basis von Schmelzklebstoffen enthalten als Grundstoffe im allgemeinen Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, die im Walzenauftrag oder auch durch Extrusion auf dem Substrat abgeschieden werden.
Filme aus thermoplastischen Elastomeren und Extrusionsbeschichtungen werden ebenfalls zur Heissversiegelung eingesetzt, wobei häufig dann diese Folien als „Schweiss-Folie" bezeichnet werden unchanstelle von „Siegelung" von „Schweissung" gesprochen wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden insbesondere bevorzugt diese Filme als „Dichtungsschicht (2)" eingesetzt. Auch Coextrudate gehören in diese Gruppe, wobei unter Coextrudaten Mehrlagenfilme verstanden werden, deren Lagen in einem Arbeitsgang, der Extrusion, verschmelzend zusammenextrudiert werden. Siegelbar bzw. verschweissbar sind alle Polymeren, bevorzugt Elastomere, die in einem Temperaturbereich von ca. 50 bis ca. 220 °C thermoplastisch sind. Vor allem die Extrusionsbeschichtung von PE (Polyethylen) auf Trägerfolien wie Aluminium, Polypropylen, Polyester und Polyamid ermöglicht eine Vielzahl von Verpackungsmaterialspezifikationen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsform unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 : den schematischen Aufbau der Mehrschichtfolie (F)
Figur 1a): einen schematischen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen wiederverschließbaren Behälter (V) im geschlossenen Zustand.
Figur 1 b): einen schematischen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen wiederverschließbaren Behälter (V) nach dem Versiegeln, in einem teilweise geöffneten Zustand.
Bei der Mehrschichtfolie (F) kann es sich um eine Kombination beliebig vieler Folien handeln. Die Mehrschichtfolie (F) ist etwa 23 - 200 Mikrometer dick, vorzugsweise
40 - 160 Mikrometer und besonders bevorzugt 60 - 120 Mikrometer.
Die Außenschicht (1) besteht üblicherweise aus Polyethylenterephthalat, Polyamid, biaxial orientiertem Polypropylen, Polyvinylchlorid oder Metallfolien, beispielsweise
Aluminum, sowie Papier.
Die Dicke der Außenschicht (1) beträgt 20 bis 150 Mikrometer, bevorzugt 30 bis 100
Mikrometer und insbesondere bevorzugt 40 bis 80 Mikrometer.
Die Außenschicht (1) ist so beschaffen, dass sie bei Temperaturen bis 200 °C nicht schmilzt.
Die Seite der Mehrschichtfolie, die zur Dichtung bzw. Siegelung verwendet wird und als Dichtungsschicht (2) bezeichnet ist, besteht in der Regel aus einem polymeren
Material mit geringer Reißdehnung und Weiterreißfestigkeit.
Bevorzugt werden als polymeres Material für die Dichtungsschicht (2) Polyolefine eingesetzt. Zu den für die Dichtungsschicht (2) eingesetzten Polyolefinen gehören beispielsweise Propylencopolymere, insbesondere Ethylen-Propylen-Butylen-
Copolymere, Ethylen-Propylen-Butylen-Terpolymere oder Mischungen aus diesen
Polymeren. Für die Erfindung einsetzbare Folien für die Außenschicht (1), die
Dichtungsschicht (2) sowie einsetzbare Materialien für den Rand (R) sind in EP
0868368 B1, DE 3935480 A1 , US 4,913,307, DE 3413352 C2 und US 5145737 beschrieben. ln einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Dichtungsschicht (2) aus Polyethylen hoher Dichte. Unter dem Begriff „Polyethylen mit hoher Dichte" sind Polyethylene zu verstehen, die weitgehend linear und unverzweigt sind. Diese Polyethylene haben Kristallisationsgrade von 60 - 80 % und eine Dichte von ca. 0,94
- 0,965 g/cm3-
Der Schmelzpunkt des polymeren Materials für die Dichtungsschicht (2) liegt im allgemeinen bei 80 - 160 °C, vorzugsweise 100 - 140°C.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist eine Seite der Folie, die als
Dichtungsschicht (2) eingesetzt wird, vorbehandelt. Die vorbehandelte Seite ist hierbei in den Folienverbundaufbau integriert, die unvorbehandelte Seite wird zur
Versiegelung verwendet.
Unter Vorbehandlung werden im Rahmen der Erfindung Verfahren verstanden, mit denen die Oberfläche von Kunststoffen verändert wird, um die Haftung zu anderen
Materialien, z.B. Farben oder Klebstoffen, zu verbessern. Dem Fachmann bekannte
Verfahren sind z.B. das Corona-Verfahren oder das Beflammen.
Die Dicke der Dichtungsschicht (2) beträgt 1 bis 80 Mikrometer, bevorzugt 10 bis 60 Mikrometer und insbesondere bevorzugt 20 bis 50 Mikrometer.
Bekannte Verbundkombinationen von Mehrschichtfolien sind beispielsweise:
- Metallisiertes PET/PE/Klebstoffschicht/PE
- PET-P/Klebstoffschicht/PE
- PET (36 Mikrometer)/Klebstoffschicht/PE
- PET (12 - 19 Mikrometer) / Aluminiumfolie (7 - 9 Mikrometer) / PE (80 - 100 Mikrometer) / Klebstoffschicht / PE (50 Mikrometer)
- PET/Klebstoffschicht/coex PET/(coex PET ist z.B. PE/PET/PE)
- PET/Klebstoff/Polyolefin/Heißsiegellack.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung enthält die Dichtungsschicht (2) eine siegelbare Schicht aus Kaltsiegelklebstoff oder Heißsiegelklebstoff. Bevorzugt ist die siegelbare Schicht aus Kaltsiegelklebstoff oder Heißsiegelklebstoff auf eine Polyolefinfolie, die selbst auch Dichtungsschicht (2) sein kann, aufgetragen. Der Kaltsiegelklebstoff oder Heißsiegelklebstoff wird vollflächig oder partiell auf die
Polyolefinfolie aufgetragen. Bevorzugt ist ein partieller Auftrag bevorzugt im
Siegelbereich.
Der Kaltsiegel- oder Heißsiegelklebstoffauftrag beträgt 2 bis 10 g/m2, bevorzugt 3 bis
8 g/m2 und insbesondere bevorzugt 4 bis 6 g/m2.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung enthält die Mehrschichtfolie (F) mindestens: a) eine Außenschicht (1) sowie b) zwei Dichtungsschichten (2), wobei sich zwischen den Dichtungsschichten eine Klebstoffschicht (3) befindet und wobei die Klebstoffschicht (3) 70 bis 99 %, bevorzugt 85 bis 95 % der Oberfläche einer Dichtungsschicht einnimmt.
Bevorzugt besteht die Außenschicht (1) aus Polyethylenterephthalat. In dem Bereich, in dem die Klebstoffbeschichtung partiell ausgespart ist, wird durch Versiegelung eine Festversiegelung (permanente Versiegelung) zwischen den Dichtungsschichten und dem Rand (R) erzielt. In einer bevorzugten Ausgestaltungsart der Erfindung ist die Mehrschichtfolie (F) gegen den Rand (R) derart gesiegelt, daß der siegelbare Umfang von (R) zu 65 bis 85 % eine Doppelwulst aufweist und zu 35 bis 25 % festversiegelt ist. Bei einer rechteckigen Verpackung sind beispielsweise drei Seiten mit einer Doppelwulst und eine Seite mit einer Festversiegelung versehen. Einerseits wird dadurch eine geringere Menge Klebstoff benötigt, andererseits beinhaltet der festversiegelte Teil eine Scharnierfunktion: Der Deckel bleibt mit dem Verpackungsteil verbunden, ein schnelleres und paßgenaues Wiederverschliessen wird ermöglicht.
Die Herstellung der Mehrschichtfolie (F) erfolgt durch Zusammenfügen der Außenschicht (1) und der Dichtungsschicht (2) mit Hilfe der Klebstoffschicht (3). Der Vorgang des Zusammenfügens bzw. großflächigen Verbindens von Folien durch Klebstoff wird als Kaschieren bezeichnet. Das Zusammenfügen kann nach jedem geeigneten Kaschier-Verfahren durchgeführt werden, wobei das Zusammenwalzen oder Zusammenpressen der Folien bevorzugt ist. Beim Bearbeitungsprozeß durch Kalandern (Kalandrieren) werden die Folien mit Klebstoff kaschiert und unter geeigneten Walzendrücken, -temperaturen und -antnebsgeschwindigkeiten in definierter Bahn zwischen den Kalandrierwalzen hindurchgeführt, wobei sie bestimmte Dicken-, Dichte- oder Transparenzwerte oder auch Oberflächeneffekte wie beispielsweise Glanz, Glätte oder Prägungen erhalten.
Nach einer besonders bevorzugten Herstellung der Mehrschichtfolie (F) werden die
Außenschicht (1) und die Dichtungsschicht (2) mit einem Klebstoff kaschiert, wobei der Klebstoff mittels einer Breitschlitzdüse aufgetragen und durch ein oder mehrere
Walzenpaare durchgeführt wird, wobei durch den Druck im Spalt des Walzenpaares oder der Walzenpaare die Kaschierung der Kunststofffolien bewirkt wird.
Die Walzenpaare sind auf 30 bis 160 °C, bevorzugt auf 40 bis 150 °C und insbesondere bevorzugt auf 50 bis 130 °C erhitzt.
Der Walzendruck, bezogen auf eine Walzenbreite von 1000 mm, beträgt 1 bis 8 bar, bevorzugt 2 bis 7 bar und insbesondere bevorzugt 3 bis 6 bar.
Die Kaschiergeschwindigkeit beträgt 10 bis 200 m/s, bevorzugt 50 bis 150 m/s und insbesondere bevorzugt 80 bis 120 m/s.
Der Auftrag des Klebstoffes erfolgt insbesondere bevorzugt im curtain-coating-
Verfahren.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur schnelleren Aushärtung der Klebstoff mit UV- Licht oder Elektronenstrahlen bestrahlt.
Nach der Prozessstufe der Kaschierung wird die Mehrschichtfolie (F) mit Hilfe eines Siegelwerkzeuges gegen den Rand (R) der Behälteröffnung (O) gesiegelt. Hierbei wird die doppelwulstige Sollbruchstelle (W) mittels des erfindungsgemäßen Siegelwerkzeuges (S) erzeugt, dessen bevorzugte Ausführungsform in Figur 2 näher erläutert wird.
Figur 2: zeigt einen schematischen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Siegelwerkzeug (S).
Das Siegelwerkzeug (S) zur Herstellung des erfindungsgemäßen wiederverschließbaren Behälters (V) ist mit partiellen Siegelflächen (SF) ausgestaltet. Die Ausgestaltung mit den partiellen Siegelflächen (SF) erlaubt die Versprödung derart, dass die Sollbruchstelle (W) über die Breite (L) eine doppelwulstige Form erhält. Das Siegelwerkzeug (S) kann verschiedene Formen besitzen, beispielsweise im Querschnitt eine dachförmige oder hufeisenförmige Form. In der bevorzugten Ausführungsform besitzt das Siegelwerkzeug (S) im Querschnitt eine hufeisenförmige Form. Bei allen gewählten Ausführungsformen ist die prinzipielle Geometrie dergestalt, daß im Querschnitt zwei Siegelwälle, mit den entsprechenden partiellen Siegelflächen, durch einen Zwischenraum voneinander getrennt sind. Je nach Art und Anforderungsprofil des herzustellenden wiederverschließbaren Behälters kann sowohl die Breite des Zwischenraumes als auch die Breite eines oder beider Siegelwälle variieren.
Die Breite eines Siegelwalls beträgt 1 bis 16mm, bevorzugt 1 ,5 bis 10mm und insbesondere bevorzugt 2mm bis 6mm. Die Breite des Zwischenraumes zwischen den Siegelwällen beträgt 0,5mm bis 18mm, bevorzugt 1mm bis 10mm und insbesondere bevorzugt 1 ,5 bis 5mm.
Gegenüber bekannten Siegelwerkzeugen, die über die gesamte Breite „L" siegeln, wird durch die Ausgestaltung mit partiellen Siegelflächen bei gleicher Andruckkraft ein höherer Siegeldruck pro Fläche erzielt. Eine verringerte Siegelfläche führt, wie auch in der DE 34133352 C2 ausgeführt, zu einer kleineren Berührungsfläche zwischen Siegelwerkzeug (S), Mehrschichtfolie (F) und Rand (R) und damit gegebenenfalls zu einer unzureichenden Gesamtfestigkeit der hergestellten Verschweißung. Die DE 3413352 C2 schlägt zur Lösung dieses Problems eine Versiegelung über den gesamten Bereich „L" vor, indem mindestens ein an den primären Schweißbereich angrenzender sekundärer Schweißbereich vorhanden ist, in welchem Deckel- und Schalenteil weniger stark gegeneinander verpreßt sind als in dem primären Schweißbereich. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine ausreichende Gesamtfestigkeit durch die Ausgestaltung des Siegelwerkzeuges mit zwei partiellen Siegelflächen erzielt. Durch die parallel verlaufenden Siegelwülste (Doppelwulst) wird nicht nur eine höhere Festigkeit, sondern gleichzeitig auch ein besserer Abdichtungseffekt erreicht. Um die Reinigung beispielsweise von Klebstoffresten zu erleichtern, kann das Siegelwerkzeug entsprechend beschichtet sein, beispielsweise mit PTFE (Polytetrafluorethylen).
In einer besonderen Ausführungsform enthält die Dichtungsschicht (2) des wiederverschließbaren Behälters (V) Sollbruchstellen in Form von Schwächungslinien. Die Dichtungsschicht (2) wird hierbei beispielsweise eingeritzt, eingeschnitten, perforiert. Das Einritzen, Einschneiden oder Perforieren der Dichtungsschicht (2) erfolgt während der Herstellung der Mehrschichtfolie oder bevorzugt während des Siegelvorganges, beispielsweise durch gezielte Bestrahlung mit Laserlicht.
Werden die Sollbruchstellen während des Siegelvorganges durch das
Siegelwerkzeug (S) erzeugt, weist in einer besonderen Ausführungsform bevorzugt eine partielle Siegelfläche des erfindungsgemäßen Siegelwerkzeuges (S) eine Kante
(5) auf (Fig. 2a).
In einer weiteren besonderen Ausführungsform enthält das Siegelwerkzeug (S) - bevorzugt eine - gesondert angebrachte Kante (6) an einer partiellen Siegelfläche
(SF), die ggf. nach einer bestimmten Nutzungsdauer ausgewechselt werden kann
(Fig. 2b).
In einer weiteren Ausführungsform kann die aus der partiellen Siegelfläche herausgearbeitete Kante (5) durch gezahnte, gezackte, keilförmige oder wellenförmige Erhebungen ersetzt sein.
Die Tiefe der Kante (5), (6) oder der gezahnten, gezackten, keilförmigen oder wellenförmigen Erhebungen ist so bemessen, dass sie der Dicke der Außenschicht
(1) entspricht.
Durch die Kante (5), (6) oder der gezahnten, gezackten, keilförmigen oder wellenförmigen Erhebungen wird insbesondere eine Schwächung der Siegelkanten an der Dichtungsschicht (2) herbeigeführt und ermöglicht so ein gezieltes Einreißen im gewünschten Bereich. Die Schwächung der Siegelkante (SK) oder Siegelkanten erstreckt sich über den gesamten Bereich der Sollbruchstelle (W) oder ist bevorzugter Weise auf einen Teilbereich (TB) der Sollbruchstelle (W) bzw.
Versiegelung begrenzt, der im Bereich einer üblicherweise angebrachten Auf reißlasche liegt (Fig. 3a). Die Kante (5), (6) oder der gezahnten, gezackten, keilförmigen oder wellenförmigen Erhebungen sind so beschaffen, dass die Außenschicht (1) beim Siegelvorgang nicht eingeschnitten perforiert oder dergleichen geschädigt wird. Durch ihr Rückstellverhalten zeigt die Außenschicht (1) nach dem Siegelvorgang keine oder nur geringe Prägungen, die durch das erfindungsgemäße Siegelwerkzeug (S) hervorgerufen werden. In einer weiteren besonderen Ausführungsform ist das Siegelwerkzeug (S) so geformt, dass im Laschenbereich keine runde Siegelung, sondern eine eckig ausgebrachte Siegelung erfolgt (Fig. 3b). Durch die eckig ausgeprägte Siegelung im Laschenbereich wird eine punktförmige Angriffsfläche erzeugt, die ein gezieltes Aufreißen ermöglicht.
Figur 3 a): zeigt die schematische Draufsicht auf den Versiegelungsbereich mit schematisch dargestelltem Teilbereich, in dem eine oder alle Siegelkanten geschwächt sind.
Figur 3 b): zeigt schematisch in der Draufsicht eine eckig ausgeprägte Siegelung.
Für den Fall, bei den neben der Doppelwulst eine Festversiegelung erzeugt wird, ist mindestens eine partielle Siegelfläche entsprechend modifiziert, um den fehlenden Klebstoffauftrag in dem bevorzugten Dicken-Bereich von 15 bis 25 μm zu kompensieren.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines wiederverschließbaren Behälters (V) mit einem Rand (R) und einer die Behälteröffnung (O) und den Rand (R) abdeckenden Mehrschichtfolie (F), wobei die Mehrschichtfolie (F) mindestens aus einer Außenschicht (1), einer gegen den Rand (R) zugewandten Dichtungsschicht (2) sowie einer zwischen Außenschicht (1) und Dichtungsschicht (2) liegenden Klebstoffschicht (3) besteht und wobei die Dichtungsschicht (2) entlang des Randes (R) befestigt und zu einer Sollbruchstelle (W) versprödet wird und wobei die Versprödung mittels eines Siegelwerkzeuges (S) erreicht wird und die Sollbruchstelle (W) über die Breite (L) eine doppelwulstige Form erhält. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erhält die Dichtungsschicht (2) Sollbruchstellen in Form von Schwächungslinien, erzeugt beispielsweise durch Einritzen, Einschneiden oder Perforieren während der Herstellung der Mehrschichtfolie oder bevorzugt während des Siegelvorganges.
Der erfindungsgemäße wiederverschließbare Behälter zeichnet sich durch eine hohe Verschlusssicherheit auch bei tiefen Temperaturen und unter Feuchtigkeitseinfluss aus. Die doppelwulstartige Ausführungsform erhöht die Stabilität des Wiederverschlusses und führt zu einer höheren Passgenauigkeit.
Der erfindungsgemäße wiederverschließbare Behälter ist zum Verpacken von empfindlichen Gütern wie Schokolade, Kaffee, Salzstangen, Marzipan und dergleichen geeignet. Durch die herausragenden Wiederverschließeigenschaften eignet sich der wiederverschließbare Behälter zum Verpacken von insbesondere oxidationsempfindlichen Lebens- und Genussmitteln.
Zur Herstellung der Mehrschichtfolie (F) werden die Außenschicht (1) und die
Dichtungsschicht (2) mittels der Klebstoffschicht (3) zusammengefügt.
Die Schichtdicke der Klebstoffschicht (3) beträgt 2 - 30 Mikrometer, bevorzugt 5 - 20
Mikrometer und insbesondere bevorzugt 8 - 15 Mikrometer. Die aufgetragene
Menge des Klebstoffs beträgt 1 bis 30 g/m2, bevorzugt 3 bis 25 g/m2 und insbesondere bevorzugt 5 bis 20 g/m2.
Die Klebstoffschicht (3) wird von einem Haftklebstoff gebildet, der eine Viskosität von
5.000 bis 30.000 m*Pas, bevorzugt 8.000 bis 25.000 m*Pas und insbesondere bevorzugt 10.000 bis 20.000 m*Pas bei 150 °C, gemessen nach Brookfield (ASTM-
D-3236-88), besitzt.
Haftklebstoffe, die auch "pressure sensitive adhesives" genannt und mit "PSA" abgekürzt werden, sind viskoelastische Klebstoffe, die in lösungsmittelfreier Form bei ca. 20 °C permanent klebrig und klebfähig bleiben und bei geringer Subtratspezifität bei leichtem Anpreßdruck sofort auf fast allen Substraten haften. Haftklebstoffe werden in Form von Lösungen in organischen Lösungsmitteln, wässrigen Dispersionen oder auch Schmelzen auf das Substrat - in der Regel als Trägermaterial bezeichnet - aufgetragen. Bevorzugt sind aliphalische Lösungsmittel, beispielsweise Ethylacetat oder Methylethylketon, ggf. auch Hexan oder Heptan oder niedrig siedende Kohlenwasserstoffgemische, beispielsweise Petrolether. Erfindungsgemäß einsetzbare Haftklebstoffe sind beispielsweise in der WO 01/14491 , WO 98/00471, US 2001/0044024 A1, US 3,239,478 un der US 5,292,842 beschreiben.
Auch niedrigviskose, lösungsmittelfreie, reaktive Systeme (insbesondere Polyurethan-Systeme) werden als Haftklebstoffe eingesetzt und ggf. zur Nachhärtung mit UV- oder Elektronenstrahlen bestrahlt,
Als Rohstoffe für Haftklebstoffe dienen wasserlösliche und wasserunlösliche Basis- Polymere, Weichmacher, Wachse, Harze, insbesondere klebrigmachende Harze zur Verbesserung der Adhäsion, Füllstoffe und Hilfsstoffe wie Konservierungsmittel, Antioxidantien, Stabilisatoren und Farbstoffe.
Die Basis-Polymeren bestimmen im wesentlichen die kohäsiven Eigenschaften, die Festigkeit und das Temperaturverhalten des Haftklebstoffes. Die Basis-Polymeren sind in dem Haftklebstoff als Komponente A im allgemeinen in einer Konzentration von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise in einer Konzentration von 5 bis 40 Gew.-% enthalten.
In der Regel ist ein Haftklebstoff aus mindestens einem Basis-Polymer und mindestens einem klebrigmachenden Harz (sog. tackifier) aufgebaut, wobei das klebrigmachende Harz in manchen Systemen auch durch niedermolekulare Anteile des Basispolymeren ersetzt sein kann. Zur Erhöhung der Kohäsion wird das Basis- Polymer in manchen Systemen nach dem Auftrag vernetzt bzw. im Fall von Kautschukhaftklebstoffen vulkanisiert.
Als Basis-Polymere für Haftklebstoffe dienen demnach natürliche und synthetische Kautschukarten in Verbindung mit modifizierten Naturharzen, Phenolformaldehydharzen oder Kohlenwasserstoffharzen. Neben Kautschuk werden häufig auch Polyacrylsäureester, Polymethacrylsäureester, Polyvinyläther und Polyisobutentypen, ebenfalls meist in Kombinationen mit Harzen, verwendet. Für spezielle Anwendungen sind auch Siliconharz-Haftklebstoffe bekannt.
Die Dispersionshaftklebstoffe sind vornehmlich auf Polyacrylsäureester-Disper- sionen, z. T. auch auf speziellen Vinylacetat-Copolymerisaten aufgebaut, wobei auch hier meistens Harze zugesetzt werden.
Für Schmelzhaftklebstoffe verwendet man neben geeigneten Harzen vorwiegend als
Basispolymere:
1) Elastische Polymere wie Block-Copolymere, z. B. Styrol-Butadien, Styrol-Buta- dien-Styrol, Styrol-Isopren-Styrol, Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol, Styrol-Ethylen- Propylen-Styrol;
2) Ethylen-Vinylacetat-Polymere, andere Ethylen-Ester und Copolymere, z. B. Ethylen-Methacrylat, Ethylen-n-Butyl-Acrylat und Ethylen-Acrylsäure;
3) Polyolefine wie Polyethylen und Polypropylen, insbesondere amorphe •Propylen- alpha-olefine (APAO);
4) Polyvinylacetat (PVAc) und PVAc-Copolymere
5) Polyacrylate;
6) Polyamide;
7) Polyester;
8) Polyvinylalkohole (PVA) und PVA-Copolymere;
9) Polyurethane;
10) Polystyrole;
11) Polyepoxide;
12) Copolymere von Vinyl-Monomeren und Polyalkylenoxid-Polymeren;
13) Aldehyde, die Harze enthalten wie Phenol-Aldehyd, Urea-Aldehyd, Melamin- Aldehyd und dergleichen.
Das Harz soll die Adhäsion verbessern und die Verträglichkeit der Haftklebstoff- Komponenten verbessern. Es wird als Komponente B im allgemeinen in einer Menge von 1 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 35 bis 65 Gew.-% eingesetzt. Es handelt sich dabei um a) Hydroabietylalkohol und seine Ester, insbesondere seine Ester mit aromatischen Carbonsäuren wie Terephthalsäure und Phthalsäure, b) vorzugsweise modifizierte Naturharze wie Harzsäuren aus Balsamharz, Taliharz oder Wurzelharz, z.B. vollverseiftes Balsamharz oder Alkylester von gegebenenfalls teilhydriertem Kolophonium mit niedrigen Erweichungspunkten wie z.B. Methyl-, Diethylenglykol-, Glycerin- und Pentaerythrit-Ester, c) Acrylsäure-Copolymerisate, vorzugsweise Styrol-Acrylsäure-Copolymere, Acrylsäureester-Copolymerisate, d) Harze auf Basis funktioneller Kohlenwasserstoffharze und e) aliphatische, cycloaliphatische, aromatische, alkylaromatische Kohlenwasserstoffharze.
Möglich ist es auch, als klebrigmachendes Harz einen Alkylester von teilhydriertem
Kolophonium einzusetzen, wobei die Alkylgruppe vorzugsweise 1 bis 6 C-Atome enthält.
Bevorzugt ist es, partiell polymerisiertes Taliharz, hydriertes Kohlenwasserstoffharz und Kolophoniumglycerinester einzusetzen.
Das Wachs ist in dem Haftklebstoff als Komponente C im allgemeinen in einer Konzentration von 0 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise in einer Konzentration von 5 bis 40 Gew.-% enthalten.
Das verwendete Wachs kann natürlichen, chemisch modifizierten oder synthetischen Ursprungs sein. Als natürliche Wachse können pflanzliche Wachse, tierische Wachse, Mineralwachse oder petrochemische Wachse eingesetzt werden. Als chemisch modifizierte Wachse können Hartwachse wie Montanesterwachse, Sarsolwachse usw. eingesetzt werden. Als synthetische Wachse finden Polyalkylenwachse sowie Polyethylenglykolwachse Verwendung. Vorzugsweise werden petrochemische Wachse wie Petrolatum, Paraffinwachse, Mikrowachse sowie synthetische Wachse, insbesondere Polyethyienwachse mit Schmelzpunkten zwischen 85 und 140 °C und Molekulargewichten im Bereich von 500 bis 3 500, Paraffinwachse mit Schmelzpunkten im Bereich von 45 bis 70 °C und Molekulargewichten zwischen 225 und 500, mikrokristalline Wachse mit Schmelzpunkten im Bereich von 60 bis 95 °C sowie synthetische Fischer-Tropsch- Wachse mit Schmelzpunkten im Bereich von 100 bis 115 °C eingesetzt. Der Weichmacher ist in dem Haftklebstoff als Komponente D im allgemeinen in einer Konzentration von 1 bis 30, vorzugsweise in einer Konzentration von 5 bis 30 Gew.- % enthalten.
Brauchbare Weichmacher sind ein- oder mehrwertige Alkohole, vorzugsweise Glykolmonophenylether, Hexamethylenglykol, Glycerin und insbesondere Polyalkylenglykole mit einer Molmasse von 200 bis 6 000. Bevorzugt sind Polyethylenglykole mit einem Molekulargewicht bis etwa 1 000, vorzugsweise bis etwa 600. Auch Polypropylenglykol und Polybutylenglykol, sowie Polymethylenglykol sind brauchbar. Zweckmäßigerweise werden Ester als Weichmacher eingesetzt, z.B. flüssige Polyester und Glycerinester wie Glycerindiacetat und Glycerintriacetat, sowie Neopentylglykoldibenzoat, Glyceryltribenzoat, Pentaerythritoltetrabenzoat und 1 ,4- Cyclohexandimethanoldibenzoat. Schließlich könne auch Alkylmonoamine und Fettsäuren mit vorzugsweise 8 bis 36 C-Atomen brauchbar sein. Bevorzugt werden Weichmacher auf Basis aromatischer Dicarbonsäureester eingesetzt, also der entsprechende Ester der Phthalsäure, Isophthalsäure oder Terephthalsäure. Der Alkoholrest in diesen als Weichmacher eingesetzten Estern weist üblicherweise 1 bis 8 Kohlenstoffatome auf. Vor allem eignen sich medizinisches Weißöl und naphthenisches Mineralöl.
Die Füllstoffe, als Komponente E, können zwar in Konzentrationen von 0 bis 30 Gew.-% eingesetzt werden, um den Haftklebstoff zu verbilligen, vorzugsweise sollen sie jedoch, die anwendungstechnischen, die klebetechnischen und gegebenenfalls Aufarbeitungs-Eigenschaften verbessern. Es handelt sich um feste, nicht flüchtige inerte Stoffe. Genannt sei vor allem Kreide.
Darüber hinaus können dem Haftklebstoff als Komponente F übliche Hilfs- und Zusatzstoffe beigefügt werden. Hier sind zunächst die Stabilisatoren zu nennen. Sie haben die Aufgabe, die reaktionsfähigen Monomere an einer unerwünschten bzw. vorzeitigen Reaktion zu hindern und die Polymere während der Verarbeitung vor Zersetzung zu schützen. Hier sind insbesondere die Antioxidantien zu nennen. Sie werden üblicherweise in Mengen bis zu 3 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von etwa 0,1 bis 1,0 Gew.-% dem Haftklebstoff beigefügt. Weitere Hilfs- und Zusatzstoffe sind Farbpigmente, insbesondere TiO2. Die als Haftklebstoff gemäß der erfindungsgemäßen Verwendung brauchbare Zusammensetzung enthält im allgemeinen folgende Komponenten:
A) 1 bis 50, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-% mindestens ein Basis-Polymere aus der Gruppe Ethylen- und/oder Styrol-Copolymere,
B) 1 bis 80, vorzugsweise 35 bis 65 Gew.-% mindestens eines Harzes aus der Gruppe der aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffharze,
D) 1 bis 30, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-% mindestens eines Weichmachers aus der Gruppe der medizinischen Weißöle oder naphthenischen Mineralöle.
F) 0 bis 3, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 Gew.-% mindestens eines Stabilisators, Antioxidans oder anderer Hilfsstoffe, wobei die Summe der Komponenten 100 Gew.-% ergibt.
Bevorzugt werden Haftklebstoffe mit einer Viskosität von 5.000 bis 30.000 m*Pas, bevorzugt 8.000 bis 25.000 m*Pas und insbesondere bevorzugt 10.000 bis 20.000 m*Pas bei 150 °C, gemessen nach Brookfield (ASTM-D-3236-88) für die Anwendung auf schnelllaufenden Kaschieranlagen eingesetzt. Diese Kaschieranlagen laufen mit Geschwindigkeiten von 80 bis 150 m/s.
Strahlungsvemetzbare Haftklebstoffe sind insbesondere Schmelzhaftklebstoffe, die folgende Komponenten enthalten:
A) 1 bis 40 Gew.-% mindestens eines Basis-Polymeren aus der Gruppe der Styrol- Blockcopolymeren, insbesondere Styrol-Butadien-, Styrol-Butadien-Styrol-, Styrol-Isopren-Styrol-, Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-, Styrol-Ethylen-Propylen- Styrol-Blockcopolymere;
B) 35 bis 90 Gew.-% mindestens eines Harzes aus der Gruppe Kohlenwasserstoff- Harz, Kolophonium-Glycerinester und/oder Acrylsäureester-Copolymerisate;
C) 0 bis 40, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-% mindestens eines Wachses aus der Gruppe der Mikrowachse,
D) 0 bis 30 Gew.-% mindestens eines Weichmachers aus der Gruppe medizinisches Weißöl, E) 0 bis 30 Gew.-% mindestens eines Füllstoffes und
F) 0 bis 3, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 Gew.-% mindestens eines Stabilisators, Photoinitiators, Antioxidans oder anderer Hilfsstoffe, wobei die Summe der Komponenten 100 Gew.-% ergibt.
Unter dem Merkmal „strahlungsvernetzbar" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Auslösen einer Polymerisationsreaktion unter Einfluss von Strahlung verstanden (Photopolymerisation). Unter Strahlung soll hierbei jede Art von Strahlung verstanden werden, die in der zu bestrahlenden vernetzbaren Schmelzhaftklebstoff-Schicht eine irreversible Vernetzung hervorruft. Geeignet sind besonders UV-, Elektronen-Strahlen, kurzwelliges sichtbares Licht, aber auch IR- Strahlung. Bei ESH- oder UV-Bestrahlung werden die gewünschten Produkteigenschaften über die Strahlendosis eingestellt, bei IR-Strahlung über die Produkttemperatur und die Verweilzeit.
Ein Überblick über den Stand der Technik zur Strahlungsvernetzung von Schmelzhaftklebstoffen findet sich beispielsweise bei R. Jordan, „Schmelzhaftklebstoffe", Band 6b aus der Reihe „Klebstoff-Monographien" vom Hinderwaldner- Verlag, 1989, Seite 126 bis 155 oder in dem Artikel „UV-vernetzbare Acrylat-Schmelzhaftklebstoffe" von Auchter, Barwich, Rehmer und Jäger in „kleben&dichten" 37(1993), Seite 14 bis 20.
Im Rahmen dieser Erfindung ist die Strahlungsvernetzung durch UV- oder Elektronenstrahlen bevorzugt.
Die Bestrahlung des erfindungsgemäßen Schmelzhaftklebstoffs mit UV-Licht findet bei einer Wellenlänge im Bereich von 100 nm bis 380 nm statt. Die Erzeugung der UV-Strahlen erfolgt im allgemeinen in Gasentladungslampen, von denen insbesondere Quecksilberdampflampen als Mittel- und Hochdrucklampen (1 bis 10 bar) einsetzbar sind. Als UV-Strahlungsdosis sind 50 - 2000 J/cm2 anzuwenden. Bei der Bestrahlung des erfindungsgemäßen Schmelzhaftklebstoffs mit Elektronenstrahlen wird eine Strahlungsdosis von 10 bis 100 Kilogray (kGy) bevorzugt.
Bei der Bestrahlung des erfindungsgemäßen Schmelzhaftklebstoffs mit UV-Licht wird die Vernetzung neben der bestimmten Strahlungs-Dosis noch durch den Einsatz von Photoinitiatoren, Photosensibilisatoren oder Reglermolekülen (Komponente F) gesteuert, wobei Komponente (F) zu 0,1-3 Gew.-% in der Rezeptur enthalten ist, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Schmelzhafthaftklebstoff- Zusammensetzungen werden im allgemeinen durch Mischen, bevorzugt unter einer Inertgas-Atmosphäre und/oder Vakuum von
1. Weichmachern, Wachsen und Harzen bei 120 °C bis 180 °C, insbesondere bei 160 °C zu einer homogenen Schmelze,
2, gegebenenfalls von Füllstoffen, Hilfsstoffen und schließlich der Basis- Polymeren unter Rühren bis zur Homogenität hergestellt.
Nach dem Abfüllen der vollständig homogenisierten Zusammensetzung läßt man sie in geeigneten Behältern abkühlen, wobei sie erstarrt. Sie ist nun verwendungsfähig. Natürlich könnte die Schmelze auch ohne abzukühlen direkt auf ein Substrat aufgetragen werden und so direkt zum Verkleben verwendet werden.
Die erfindungsgemäß verwendeten Haftklebstoffe ergeben transparente und, abhängig vom Auftragsgewicht des Klebstoffes, nahezu schlierenfreie Klebstoffschichten (3). Unter transparent wird mehr oder weniger klar bis glasklar verstanden. Die erfindungsgemäß verwendeten Haftklebstoffe zeichnen sich durch einen neutralen Geruch und geringen bis gar keinen Farbzug aus. Sie sind für den indirekten Lebensmittelkontakt zugelassen. Die erfindungsgemäß verwendeten Haftklebstoffe sind insbesondere für das Curtain-Coating-Verfahren geeignet, da der Haftklebstofffilm während des Fallens nicht aufreißt. Des weiteren zeichnet sich der erfindungsgemäß zu verwendende Haftklebstoff durch ausgezeichnete Wärmestabilität aus. Daher ist er insbesondere für den Einsatz von wiederverschließbaren Verpackungen geeignet, deren Inhalt sterilisiert werden muß. Der Haftklebstoff ist für alle bekannten Mehrschichtfolien geeignet und weist eine ausgezeichnete Wiederverschließbarkeit, insbesondere bei tiefen Temperaturen sowie unter Feuchtigkeitseinfluss auf. Der erfindungsgemäß zu verwendende Haftklebstoff ist auch für Kaschieranlagen geeignet, die für das Verarbeiten lösungsmittelhaltiger Kaschierklebstoffe konzipiert sind. Hierzu ist der erfindungsgemäße verwendete Haftklebstoff in Ethylacetat oder MEK, ggf. auch in Hexan oder Heptan oder niedrig siedende Kohlenwasserstoffgemischen, beispielsweise Petrolether gelöst.
Die Erfindung wird nun im einzelnen erläutert.
Beschreibung der Meßmethoden
♦ Bestimmung der Viskosität nach Brookfield, Modell RVT DV II, 150 °C, nach ASTM D 3236-88
♦ Fadenzug:
In den bei ca. 160 °C aufgeschmolzenen Schmelzhaftklebstoff wird ein Glasstab eingetaucht, langsam herausgezogen und das Theologische Verhalten des Haftklebstoffes visuell beurteilt. Zur Beurteilung gehören die Art und Weise des Abtropfens des geschmolzenen Klebstoffes vom Glasstab sowie die Entstehung von Klebstoff-Fäden während des Herausziehens des Glasstabes aus der Klebstoffschmelze.
Beispiele
I. Klebetechnische Untersuchungen
Die kommerziell erhältlichen Haftklebstoffe Liotron PS 4110 (Schmelzklebstoff auf Acrylsäureesterbasis, Viskosität: 5000-15.000 m*Pas bei 140°C, gemessen nach Brookfield) und Technomelt Q 8707 (Schmelzhaftklebstoff auf Basis Synthesekautschuk und Kohlenwasserstoffharz. Viskosität: 22000 bis 28000 m*Pas bei 150°C, gemessen nach Brookfield) der Firma Henkel wurden nach dem Curtain-Coating-Verfahren auf einer Technikumsanlage (Hersteller: Fa. Billhöfer) mittels einer Breitschlitzdüse (Hersteller: Fa. Inatek) zur Herstellung einer Mehrschichtfolie, bestehend aus PET/Klebstoffschicht/PE aufgetragen. Das Auftragsgewicht lag in allen Fällen bei 20 g/m2. Liotron PS 4110 wurde bei einer Temperatur von 50 °C und einer Maschinengeschwindigkeit von 10 m/s aufgetragen. Der Kaschierdruck betrug 200 - 300 kg. Der Haftklebstoff wurde zusätzlich mit einer UV-C-Lampe (500 mm breit, 200 Watt/cm Maximum, 20 Ampere, 87,5 % Leistung) bestrahlt. Technomelt Q 8707 wurde bei einer Temperatur von 120 °C und einer Maschinengeschwindigkeit von 10 m/s mit einer Menge von 20 g/m2 aufgetragen. Die Kaschiertemperatur betrug 60 °C, der Kaschierdruck 200 - 300 kg. In einem Folgeversuch wurde Technomelt Q 8707-23 bei 130 °C aufgetragen bei einer Maschinengeschwindigkeit von 20 m/s und einem Auftragsgewicht von 10 g/m2. Auch hier betrug der Kaschierdruck 200 - 300 kg. In einem weiteren Folgeversuch wurde mit Technomelt Q 8707-23 ein Mehrschichtfolienverbund mit dem Aufbau PET/Alu/PE/Klebstoff/PE hergestellt.
Ergebnisse
Die in (I.) hergestellten Mehrschichtfolien zeichnen sich durch praxisübliche
Verbundhaftungs- und Siegelnahthaftungswerte aus.
Auch nach mehr als 20 Verschließvorgängen ergab sich ein guter
Wiederverschluss.
Tab.1 : Ergebnisse 2er Verbund (PET/Klebstoff/PE) Tab.2: Ergebnisse 4er Verbund (PET/Alu/PE/Klebstoff/PE)
Tab.1:
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Tab.2:
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Zur Tab.2:
Q 8707-23/unvorbehandelte PE-Seite heißt, daß der Klebstoff auf der unvorbehandelten Seite des Polyethylens, welches als Dichtungsschicht (2) eingesetzt wird, aufgetragen ist. Die vorbehandelte Seite der Polyethylen- Dichtungsschicht wird zur Siegelung verwendet.
Q 8707-23/vorbehandelte PE-Seite heißt, daß der Klebstoff auf der vorbehandelten Seite des Polyethylens, welches als Dichtungsschicht (2) eingesetzt wird, aufgetragen ist. Die μnbehandelte Seite der Polyethylen-Dichtungsschicht wird zur Siegelung verwendet.
Bezugszeichenliste
1 = Außenschicht
2 = Dichtungsschicht
3 = Klebstoffschicht
4 = Freigelegte Klebstoffschicht nach Aufriss
5 = Kante an Siegelfläche
6 = gesondert angebrachte Kante V = Behälter
R = Rand
O = Behälteröffnung
F = Mehrschichtfolie
W = Sollbruchstelle
S = Siegelwerkzeug
L = Breite der Doppelwulst
SK = Siegelkante(n)
TB = Teilbereich der Versiegelung

Claims

Patentansprüche
1. Wiederverschließbarer Behälter (V) mit einem Rand (R) und einer die Behälteröffnung (O) und den Rand (R) abdeckenden Mehrschichtfolie (F), wobei die Mehrschichtfolie (F) mindestens aus einer Außenschicht (1), einer gegen den Rand (R) zugewandten Dichtungsschicht (2) sowie einer zwischen Außenschicht (1) und Dichtungsschicht (2) liegenden Klebstoffschicht (3) besteht und wobei die Dichtungsschicht (2) entlang des Randes (R) befestigt und zu einer Sollbruchstelle (W) versprödet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Versprödung mittels eines Siegelwerkzeuges (S) erreicht wurde und die Sollbruchstelle (W) über die Breite (L) eine doppelwulstige Form aufweist.
2. Wiederverschließbarer Behälter (V) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (1) aus Polyethylenterephthalat, Polyamid, biaxial orientiertem Polypropylen, Polyvinylchlorid oder Metallfolien, beispielsweise Aluminium sowie Papier besteht.
3. Wiederverschließbarer Behälter (V) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Material für die Dichtungsschicht (2) Polyolefine sind aus der Gruppe der Propylencopolymeren, insbesondere Ehylen-Propylen-Butylen- Copolymere, Ethylen-Propylen-Butylen-Terpolymere oder Mischungen aus diesen Polymeren, sowie Polyethylen hoher Dichte.
4. Wiederverschließbarer Behälter (V) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzpunkt des polymeren Materials für die Dichtungsschicht (2) bei 80 °C - 160 °C liegt.
5. Wiederverschließbarer Behälter (V) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsschicht (2) Sollbruchstellen in Form von Schwächungslinien enthält.
6. Wiederverschließbarer Behälter (V) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrschichtfolie (F) mindestens : a) eine Außenschicht (1) sowie b) zwei Dichtungsschichten (2) aufweist, wobei sich zwischen den Dichtungsschichten eine Klebstoffschicht (3) befindet und wobei die Klebstoffschicht (3) 70 bis 99 % bevorzugt 85 bis 95 % der Oberfläche einer Dichtungsschicht einnimmt.
7. Wiederverschließbarer Behälter (V) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrschichtfolie (F) gegen den Rand (R) derart gesiegelt ist, daß der siegelbare Umfang von (R) zu 65 bis 85 % eine Doppelwulst aufweist und zu 35 bis 25 % festversiegelt ist.
8. Wiederverschließbarer Behälter (V) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die siegelbare Dichtungsschicht (2) eine siegelbare Schicht aus Kaltsiegelklebstoff oder Heißsiegelklebstoff enthält.
9. Wiederverschließbarer Behälter (V) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Klebstoffschicht (3) 2 - 30 Mikrometer beträgt.
10. Wiederverschließbarer Behälter (V) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht (3) von einem Haftklebstoff gebildet ist, der eine Viskosität von 5 000 m*Pas bis 30 000 m*Pas bei 150 °C, gemessen nach Brookfield (ASTM-D-3236-88), besitzt.
11. Wiederverschließbarer Behälter (V) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht (3) enthält:
A) 1 bis 50 Gew.-% mindestens ein Basis-Polymere aus der Gruppe Ethylen- und/oder Styrol-Copolymere,
B) 1 bis 80 Gew.-% mindestens eines Harzes aus der Gruppe der aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffharze,
D) 1 bis 30 Gew.-% mindestens eines Weichmachers aus der Gruppe der medizinischen Weißöle oder naphthenischen Mineralöle.
F) 0 bis 3 Gew.-% mindestens eines Stabilisators, Antioxidans oder anderer Hilfsstoffe, wobei die Summe der Komponenten 100 Gew.-% ergibt.
12. Wiederverschließbarer Behälter (V) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffschicht (3) einen strahlungsvernetzten Klebstoff enthält.
13. Verfahren zu Herstellung eines wiederverschließbaren Behälters (V) nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 12, mit einem Rand (R) und einer die Behälteröffnung (O) und den Rand (R) abdeckenden Mehrschichtfolie (F), wobei die Mehrschichtfolie (F) mindestens aus einer Außenschicht (1), einer gegen den Rand (R) zugewandten Dichtungsschicht (2) sowie einer zwischen Außenschicht (1) und Dichtungsschicht (2) liegenden Klebstoffschicht (3) besteht und wobei die Dichtungsschicht (2) entlang des Randes (R) befestigt und zu einer Sollbruchstelle (W) versprödet wird und wobei die Versprödung mittels eines Siegelwerkzeuges (S) erreicht wird und die Sollbruchstelle (W) über die Breite (L) eine doppelwulstige Form erhält.
14. Verwendung eines wiederverschließbaren Behälters (V) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Verpacken von empfindlichen Gütern, insbesondere oxidationsempfindlichen Lebens- und Genussmitteln.
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