WO2003082570A2 - Heissiegel-lack für mehrschicht-folien - Google Patents

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WO2003082570A2
WO2003082570A2 PCT/EP2003/003020 EP0303020W WO03082570A2 WO 2003082570 A2 WO2003082570 A2 WO 2003082570A2 EP 0303020 W EP0303020 W EP 0303020W WO 03082570 A2 WO03082570 A2 WO 03082570A2
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Carlos Gandolphi
Fernando Pardal
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Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
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    • C09J101/08Cellulose derivatives
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
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    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08L2666/02Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02Polyalkylene oxides

Definitions

  • the invention relates to a multilayer film, a method for producing this multilayer film and its use in flexible packaging.
  • Flexible packaging generally consists of the base carrier materials paper, aluminum foil and / or plastic film. By combining with other materials, such as films that can consist of different thermoplastic polymers, a multilayer film in the form of a film composite with a wide variety of properties can be constructed, which in addition to the basic requirement of mechanical protection barrier properties against liquids, light, gases and Aromas.
  • Flexible packaging is widely used in both the food and non-food sectors. For example, flexible packaging is used to package sterile medical items, such as syringes, bandages, or gloves. In the cosmetics sector, flexible packaging is used, for example, to pack soap, shower gel or hair shampoo.
  • multilayer films are used as flexible packaging material to encase aroma-tight cigarette packaging.
  • flexible packaging is used to pack sausage, coffee, pasta, soup cubes, baked goods, confectionery (e.g. chocolate bars) and snack food (e.g. potato chips).
  • Snack food is mentioned here by way of example for foods that can be sensitive to oxygen and / or light and / or dry out quickly or tend to absorb unwanted moisture and undesirable flavor absorption or loss.
  • Multilayer films that are metallized are often used to package these foods. The metallization is usually carried out in a vacuum by vapor deposition of metals or metal oxides, preferably aluminum, as a thin layer of approximately 30 to 80 nanometers on one side of the film.
  • the metal or metal oxide layers have barrier properties, in particular against water vapor and light and thus protect the fats contained in snack food, for example, which are susceptible to photooxidation, from becoming rancid.
  • the barrier properties are increased by adhesives which are used to bond two or more materials, for example plastic films, to produce a composite film.
  • Multi-layer films in the form of composite films are produced by laminating a base carrier material, hereinafter referred to as carrier film, with other films to form a composite film, usually in the dry lamination process.
  • Dry lamination is understood to mean the large-area, continuous connection of flexible foils by gluing, the gluing taking place in the dry but still adhesive-active state after previous drying. Dry lamination can be done in-line after printing (1-step process) or off-line (2-step process).
  • Two-component (2-component) laminating adhesives in particular 2-component polyurethane adhesives, and hot-melt adhesives are used for bonding.
  • the application amount of the laminating adhesive is in the range from approx.
  • Disadvantages of dry lamination with laminating adhesives based on polyurethanes are the waiting times of approximately 2 hours to 48 hours before the curing process of the adhesive is complete and additional films can be added to the composite film or the composite film into the finished one Shape can be cut. Before the corresponding articles, in particular foodstuffs, can be packaged, it must be ensured that the composite film is free of any migration-capable monomers, in particular monomeric diisocyanates, from the laminating adhesive that may still be present initially. As a rule, further waiting times of the order of 5 to 7 days must be observed.
  • a multilayer film can also be produced by extrusion lamination.
  • Extrusion lamination means the application in the extrusion process of olefinic homo- or copolymers in liquid form, in particular polyethylene, from slot dies to the films (webs) to be connected, which are usually pretreated with primers.
  • Primers are base coats with e.g. B. adhesion-promoting, passivating and / or corrosion-inhibiting effect, which are applied in very thin layers (approx. 1 g / m 2 ). In most cases, they consist of dilute solutions of the adhesive base materials that are also to be used for the subsequent bonding.
  • Extrusion lamination is usually carried out off-line, i.e. not in a continuous process after printing.
  • the application amount of the olefinic homo- or copolymers in liquid form used in the extrusion lamination is approximately 12 g / m 2 to approximately 20 g / m 2 , which means that the total weight of such a multilayer film is significantly higher than the weight of a comparable multilayer -Foil made using dry lamination.
  • the flexible packaging is sealed by sealing.
  • the multi-layer film as a single film or as a composite film must have at least one sealable layer which is located on the outside, the inside or on the outside and inside of the single film or the composite film.
  • the term "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 are used for cold sealing, which cause two polymer layers to be bonded at approx. Room temperature under high pressure.
  • Cold seal adhesives are mainly applied as aqueous dispersions in an amount of 1 - 6 g / m 2 to the polymer to be bonded and are based on rubber and rubber-like polymers, PVDC (polyvinylidene chloride), PVAC (polyvinyl acetate) and poly (meth) acrylates.
  • PVDC polyvinylidene chloride
  • PVAC polyvinyl acetate
  • a disadvantage of cold seal adhesives is that they can only be sealed against themselves and often have insufficient adhesion.
  • heat seal dispersions, heat seal lacquers, hot melt adhesives as well as films made of thermoplastic elastomers and extrusion coatings are used for the heat sealing.
  • 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 .
  • a disadvantage of coatings made from heat-seal dispersions is often the tendency to stick with certain printing inks.
  • heat seal lacquers In contrast to the heat seal dispersions, 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 lacquer cannot be used for sealing against different 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.
  • Coextrudates also belong to this group, whereby coextrudates mean multilayer films The layers of which are extruded to be melted together in one operation, extrusion. All polymers, preferably elastomers, which are thermoplastic in a temperature range of about 50 to about 220 ° C. are sealable or weldable.
  • PE Polyethylene
  • carrier films such as aluminum, polypropylene, polyester and polyamide enables a variety of packaging material specifications.
  • Peelable sealing at low sealing temperatures of foils with certain other foils or deep-drawn cups is obtained by coextrusion coatings from PE-EVA blends. Also at low sealing temperatures, but with high seal seam strengths, special polyethylene copolymers which contain carboxylate groups and which partially contain zinc or sodium ions as the counter ion seal.
  • WO 00/39200 discloses a coextruded BOPP film with peelable sealing properties, the film being printed in a grid-free manner in a sealing area left free of color with a thermoplastic lacquer which comprises at least one polyvinyl butyral (PVB) or at least one ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA copolymer).
  • DE 100 02 167 discloses a highly transparent, high-gloss, flame-retardant, UV-stable, thermoformable film which is equipped with a heat seal lacquer or a heat seal layer on at least one surface side.
  • the film can be sealed against itself or other materials at temperatures below 150 ° C (page 2, lines 56-57).
  • the heat seal layer consists of polyolefins, copolymers thereof, polyvinylidene chloride, special cover sealing lacquers, preferably polyethylene, in particular LDPE (claim 9). No suggestions can be found in this document for the selection of the heat seal lacquer.
  • DE 197 07 786 discloses a plastic film for the production of packaging containers, in which one outside of the film is coated with a sealing lacquer and the opposite outside with a lacquer based on acrylate.
  • the acrylate-based varnish fulfills the function of a "release coat” and prevents plastic films lying one above the other from sticking together during storage (page 6, lines 1 to 7). Films in this configuration are not particularly suitable for sealing the outside with the opposite outside.
  • US 6,077,602 discloses a heat sealable polyolefin film containing a polyolefin substrate with a first and a second side.
  • the first side has a polymeric coating based on a nitrile monomer and on the second side a metal is deposited or a polymer coating based on acrylic polymer.
  • the coating on the first side can be sealed against itself or against the coating on the second side (page 4, lines 37-61).
  • DE-OS-29 00 291 discloses a coating composition for polyolefin products based on methmethacrylate / butyl methacrylate copolymers, polyester resin and nitrocellulose of medium viscosity. It is not clear from the laid-open specification whether sealing from an outer side coated with this coating composition to the opposite outer side not coated with this coating composition is possible and intended.
  • the object of the present invention was therefore to provide inexpensive multilayer films for flexible packaging.
  • Another task was to provide multilayer films for flexible packaging, which enable sealing against different materials, preferably against printed and / or metallized surfaces.
  • the object of the invention to provide films which can be used for packaging, in particular for packaging foodstuffs, without complex process steps and directly, that is to say without prolonged intermediate storage.
  • the object is achieved by a multilayer film in which an outside is coated with a first hot-seal adhesive and the opposite outside has a layer based on a polyolefin or polyvinyl compound, the first hot-seal adhesive
  • A) contains cellulose nitrate and acrylic polymers
  • the multilayer film contains at least one carrier film (A1).
  • the carrier film (A1) consists of plastic, paper or metal.
  • the carrier film (A1) consists of a plastic film.
  • the carrier film (A1) can be combined with other films made of plastic or metal to form a composite film and contain layers of paper, cardboard, metal or adhesive.
  • the carrier film (A1) has a weight of 15 to 45 g / m 2 , preferably 25 to 42 g / m 2 and particularly preferably 30 to 38 g / m 2 and is usually produced continuously in the form of web goods by processes known to the person skilled in the art.
  • the carrier film (A1) preferably contains at least one polymer from the group: polyamide (PA), polyurethane (PUR), polypropylene (PP), poly (ethylene-co-vinyl alcohol) (EVOH), polyvinyl alcohol (PVOH), polyethylene terephthalate (PET) , Polyethylene naphthalate (PEN), polystyrene (PS) or polymethyl methacrylate (PMMA).
  • PET homopolymers and copolymers which have a reduced tendency to crystallize are preferred.
  • the tendency to crystallize PET is e.g. B. reduced by copolymerization of comonomers such as isophthalic acid or 1,4-cyclohexane-dimethanol.
  • the carrier film (A1) can be in a non-oriented (unstretched) or monoaxial as well as biaxially oriented design.
  • the carrier film (A1) consists of oriented polypropylene (OPP), in particular biaxially oriented polypropylene (BOPP).
  • OPP oriented polypropylene
  • BOPP biaxially oriented polypropylene
  • the multilayer film is preferably a carrier film (A1) in which the one outside is coated with the first hot-seal adhesive and the opposite outside has a sealable layer based on a polyolefin or polyvinyl compound.
  • the layer (B) of the first hot-seal adhesive directly or indirectly, preferably directly, essentially, that is to say preferably over the entire surface, covers an outside of the carrier film (A1) and is located on the opposite outside, which is a layer based on a polyolefin - Or has polyvinyl compound.
  • "Indirectly” means that the layer (B) of the first hot-seal adhesive, for example on a layer containing printing inks, metallic layer or surface of a further film, which does not represent the carrier film (A1), but is combined with it, of the multilayers -Film is applied.
  • the amount of layer (B) applied is 0.1 to 6 g / m 2 , preferably 0.3 to 4 g / m 2 and particularly preferably 0.5 to 2 g / m 2 .
  • the following components are contained in the first hot-seal adhesive forming layer (B):
  • V 0 to 10% by weight of at least one plasticizer, the sum of components (I) to (V) giving 100% by weight.
  • the first hot-seal adhesive preferably contains the following components:
  • the acrylic polymer (II) has an average molecular weight of 30,000 to 80,000.
  • the acrylic polymer (II) is preferably a methyl methacrylate copolymer.
  • the polyalkylene glycol (III) is preferably a water-soluble polypropylene glycol.
  • the chelate compound with titanium as the central atom (IV) is preferably a compound of ethyl acetonate, acetylacetonate, lactic acid and its salts, and triethanolamine.
  • Usable plasticizers (V) 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 , as well as polymethylene glycol are useful. 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
  • 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 composition for layer (B) of the first hot-seal adhesive is applied in the form of a 20 to 30% strength by weight solution or dispersion in volatile organic solvent to the surface to be coated using the customary methods known to those skilled in the art.
  • solvents used are ethanol, propanol, isopropanol, ethyl acetate, n-propyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, low-boiling hydrocarbons or mixtures of these solvents.
  • the first hot-seal adhesive remains as a dry layer (B) on the outside of the multilayer films.
  • one layer of the carrier film (A1) or the composite film is metallized or contains an aluminum film which is connected to the layer below, for example a plastic film, via an adhesive layer.
  • the layer (B) of the first hot-seal adhesive is applied to the metallized side or to the metal foil and is sealable against an opposite outside, which has a layer based on polyvinyl. If the first hot-seal adhesive is applied to a metallic layer, the following components are also included:
  • an acid from the group of phosphoric or sulfur-containing acids is preferred, for example sulfuric acid or phosphoric acid.
  • Methoxyl, ethoxyl or beta-methoxylethoxyl groups can be used as RiO substituents.
  • "X" is a reactive end group, preferably an amino, hydroxyl, vinyl, methacrylic or epoxy group.
  • the layer (B) of the first hot-seal adhesive protects the metallized surface from dirt and gives the metal coating abrasion resistance. The coating with a protective lacquer or a removable film, which is otherwise customarily used for these purposes, is therefore eliminated.
  • the first hot-seal adhesive is a high-gloss seal lacquer.
  • the first hot-seal adhesive covers essentially the entire surface of the outside.
  • the opposite outer side which contains a layer (A2) based on a polyolefin or polyvinyl compound, is tightly sealing against the layer (B) made of the first hot-seal adhesive. This requires a so-called “inside against outside” seal.
  • the layer based on a polyvinyl compound particularly preferably contains a sealable polyacrylate composition.
  • the coating of the first hot-seal adhesive is partially replaced over the entire layer thickness by the layer of a second hot-seal adhesive in such a way that both coatings together cover essentially the entire area cover the outside.
  • Layer (B) of the first hot-seal adhesive is in particular partially replaced by layer (C) of the second hot-seal adhesive in the areas that are sealed against the layer (A2) on the opposite outside.
  • Layer (C) of the second hot-seal adhesive is applied to the opposite side of layer (A2) based on a polyolefin or polyvinyl compound.
  • the amount of layer (C) applied is 0.1 to 5 g / m 2 , preferably 0.2 to 3 g / m 2 and particularly preferably 0.3 to 1 g / m 2 .
  • Layer (C) is a sealable layer made of heat seal dispersion adhesive, heat seal lacquer or hot melt adhesive.
  • Components contain: i) 25 to 90% by weight, preferably 35 to 80% by weight, particularly preferably
  • Components contain: i) 25 to 90% by weight of at least one ethylene-vinyl acetate copolymer, ii) 1 to 50% by weight of at least one tackifying resin, iii) 1 to 40% by weight of at least one wax-based lubricant , the sum of components (i) to (iii) being 100% by weight.
  • the ethylene-vinyl acetate copolymer (i) is characterized by its vinyl acetate content of 30 to 40% by weight and a melt index of 2 to 5 g / 10 min (ASTM D 1238).
  • the tackifying resin (ii) is a) hydroabietyl alcohol and its esters, in particular its esters with aromatic carboxylic acids such as terephthalic acid and phthalic acid, b) preferably modified natural resins such as resin acids from balsamic resin, tall resin or root resin, for example fully saponified balsamic 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 and d) Resins based on functional hydrocarbon resins.
  • alkyl ester of partially hydrogenated rosin as the tackifying resin, the alkyl group preferably containing 1 to 6 carbon atoms.
  • the wax (iii) to be used as a lubricant is carnauba wax, paraffin wax, oxazoline wax or a mixture of two or more of these waxes.
  • Hydrocarbon resins and / or hydrogenated hydrocarbon resins (iii) the wax to be used as a lubricant (iii) a carnauba wax,
  • Paraffin wax Paraffin wax, oxazoline wax or a mixture of two or more of these waxes.
  • the second hot-seal adhesive for producing the layer (C) is applied in the form of a 20 to 30% strength by weight solution or dispersion in volatile organic solvent using the customary methods known to the person skilled in the art, directly or indirectly, to the surface of ( A1) applied and after application is located on the opposite side of the layer (A2) based on a polyolefin or polyvinyl compound.
  • the second hot-seal adhesive can be sealed against a layer on the opposite outside based on a polyolefin compound.
  • the layer based on a polyolefin compound particularly preferably contains ethylene-vinyl acetate copolymers and / or polypropylene copolymers.
  • the outside, which has the layer (A2) based on a polyolefin or polyvinyl compound, is defined as the “inside” of the multilayer film.
  • the side that is provided with the sealing layer (C) is called the “outside " Are defined.
  • the indirect application means that the sealing layer (C) in a multilayer film is not applied directly to the carrier film (A1), but to the last layer of the composite, starting from the layer (A2) based on a polyolefin or polyvinyl -Connection as the first layer.
  • the second hot-seal adhesive for example, ethyl acetate, n-propyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, low-boiling hydrocarbons or mixtures of these solvents are used as solvents.
  • the second hot-seal adhesive remains as a dry layer (C) on the surface of the multilayer film.
  • the sealing layer (C) can almost completely cover an outside of the multilayer film, for reasons of economy it is preferably applied only in areas in which sealing properties are desired. These areas can be (colored) printed, the sealing layer (C) is therefore applied both in an ink-free and ink-containing sealing area.
  • the sealing layer (C) is preferably applied in certain patterns or grids, for example it is applied in strips on the respective long sides of the multilayer film. Further strips of the sealing layer (C) can be located at certain intervals across the width of the multilayer film between the longitudinally applied sealing layer (C). The distance between the strip-shaped sealing layer (C) applied over the width of the multilayer film defines the length of the individual packaging. Preferred patterns of the applied sealing layer (C) are described in WO 00/39200.
  • the layer (A2) based on a polyolefin or polyvinyl compound on the opposite side of the multilayer film is produced by coextrusion, for example in the flat film or film blowing process, or is applied by lamination, extrusion lamination or extrusion coating.
  • the layer (A2) based on polyolefin is against the layer (C) of the second hot Sealable adhesive sealable, the layer based on polyvinyl is sealable against the layer (B) of the first hot-seal adhesive.
  • the layer (A2) contains thermoplastic polymers which melt at temperatures between 50 ° C and 200 ° C, preferably 90 ° C and 180 ° C and is sealable.
  • a sealable layer is understood to be a layer which follows
  • the sealable layer (A2) contains thermoplastic polymers from the group of homopolymers, alternating or random copolymers, the
  • the sealable layer (A2) contains at least one polymer from the
  • PET Polyethylene terephthalate
  • PA polyamide
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • HDPE high density polyethylene
  • PP polypropylene
  • PB polybutylene
  • polyhexene poly-ethylene vinyl acetate
  • EVA polyethylene butyl acrylate
  • EAA poly ethylene ethyl acrylate
  • Ethylene acrylic acid or modified polyolefin copolymers with
  • modified polyolefin copolymers are polypropylene or
  • Polyethylene copolymers preferred, for example by graft polymerization with monomers from the group alpha, beta-monounsaturated dicarboxylic acids
  • the multilayer film can be made of an oriented homopolymer made of polypropylene (OPP) with a heat-sealable layer (A2)
  • OPP polypropylene
  • A2 heat-sealable layer
  • Polypropylene / polyethylene copolymer exist.
  • a multilayer film with only one carrier film (A1) is particularly preferred, the surface of the carrier film (A1) being identical to the sealable layer (A2).
  • (A1) and (A2) preferably contain essentially OPP, biaxially oriented polypropylene (BOPP) or biaxially oriented PET.
  • multilayer films can also be used in which the carrier film (A1) with the sealable surface layer (A2) has a thickness of approximately 0.2 millimeters to 2 millimeters, preferably 0.3 millimeters to 1.8 millimeters.
  • the sealable layer (A2) of the multilayer film is tightly sealing or peelable (peelable) against itself or the layer (B) or (C). It is preferred in the context of the invention that the sealable layer (A2) is peelable against itself. This requires a so-called “inside against inside” seal.
  • the multilayer film according to the invention can optionally be provided with functional layers, such as metallic or transparent inorganic or organic barrier layers.
  • a metallic barrier layer is produced using a conventional vacuum coating process.
  • Vacuum coating processes can be used to coat or metallize the composite film according to the invention with a large number of metals, for example zinc, nickel, silver, copper, gold, indium, tin, stainless steel, chromium, titanium or aluminum.
  • an aluminum coating is preferred which is applied directly to the surface of the carrier film (A1) or indirectly, that is to say to a surface of a further layer of the multilayer film.
  • the surface of the multilayer film - or the surface of the carrier film (A1) directly - can be pretreated.
  • Corona treatment for example, makes the surface for the next one Machining process cleaned, oxidized and activated and thus improves the adhesion of the surface.
  • the multilayer film can be metallized with a glossy, highly reflective surface or with a semi-gloss, weakly reflective surface, depending on whether the surface of the multilayer film or the single film (carrier film) to be metallized had a glossy or matt surface finish ,
  • the multilayer film is preferably printed in the form of the composite film - or the carrier film (A1) directly.
  • Printing usually takes place by horizontally introducing the carrier film web or the composite film in-line to the printing press station. It is also possible to wind the carrier film (A1) or the composite film on rolls in preparation for pressing.
  • the multilayer film with a repeating design and / or other prints, for example images, decorations, or text in one or more colors, is then applied directly to the metallized or non-metallized surface of the composite film - or the carrier film (A1) directly - printed.
  • gravure, gravure or flexographic printing machines are used.
  • the composite film is printed on the opposite side of the sealable outer layer (A2).
  • Transparent metal-filled and / or opaque printing inks are preferably applied using conventional printing processes such as rotogravure or flexographic printing processes.
  • Printing inks consist of 1) colorants (pigments including fillers or dyes), 2) binders and 3) additives (e.g. drying agents, diluents, wax dispersions, catalysts or initiators for radiation drying).
  • colors based on polyester resin binders are preferred, but color systems based on binders from the group: cellulose nitrate; Polyvinyl resin, such as polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl acetate (PVAc) and copolymers based on hydroxyl-modified PVC and PVAc; Resins based on polymers and copolymers of acrylic and methacrylic acid and their esters; polyurethane; Polyamide or polyvinyl butyral (PVB) can be used.
  • PVC polyvinyl chloride
  • PVAc polyvinyl acetate
  • Resins based on polymers and copolymers of acrylic and methacrylic acid and their esters polyurethane
  • Polyamide or polyvinyl butyral (PVB) can be used.
  • the layer (B) of the first hot-seal adhesive and the layer (C) of the second hot-seal adhesive are distinguished by good compatibility with commercially available printing inks.
  • the first and / or second hot-seal adhesive is applied over a sealing area containing printing inks and sealable against the opposite outside.
  • layers (B) and (C) are clearly transparent, so that the printed area underneath remains clearly visible.
  • Layer (B) of the first hot-seal adhesive preferably in the combination that the coating of the first hot-seal adhesive is partially replaced over the entire layer thickness by the layer of the second hot-seal adhesive, replaces a film with a sealable surface layer, which is otherwise usually inserted into the film composite and is sealed as a welding film against the sealable outer layer (A2) of the multilayer film.
  • the welding film no longer needs the adhesive which is otherwise usually used to laminate the replaced film to film crosslinking.
  • FIGS. 1 and 2 This is illustrated by FIGS. 1 and 2, with FIG. 1 representing the prior art and FIG. 2 a special embodiment of the invention.
  • the figures serve only to illustrate the invention and do not reflect the actual size relationships.
  • the invention also relates to processes for producing a multilayer film, in which a) a first hot-seal adhesive and optionally a second hot-seal adhesive in the form of a 20 to 30% strength by weight solution or dispersion of the particular composition in volatile organic solvents on the outside of a multilayer film which has a layer of a polyolefin or polyvinyl compound on the opposite outside and b) evaporates the solvent, so that essentially the entire area of the outside is covered by a layer from the first Hot-seal adhesive and possibly a layer of the second hot-seal adhesive is covered, the coating of the first hot-seal adhesive being partially replaced over the entire layer thickness by the layer of the second hot-seal adhesive.
  • the hot-seal adhesives are applied using the customary methods known to those skilled in the art.
  • the first and second hot-seal adhesives are applied to the surface to be coated using appropriate application devices and essentially cover directly or indirectly an outside of the carrier film (A1), the sealable layer based on (A2) a polyolefin being on the opposite outside - or polyvinyl compound.
  • Uniform means that (B) and (C) have the same layer thickness.
  • the layer (B) of the first hot-seal adhesive is sealed against the opposite outside, which has a layer based on a polyvinyl compound.
  • the layer (C) of the second hot-seal adhesive is sealed against the opposite outside, which has a layer based on a polyolefin compound.
  • the sealing of the layer (B) and / or the sealing layer (C) takes place as an "outside against inside sealing" at the usual sealing temperatures, usually from 100 to 160 ° C., and the usual sealing pressure, usually between 0 , 3 and 6 bar, against the layer (A2) based on a polyolefin or polyvinyl compound.
  • the sealable multi-layer film has peelable properties with "inside against inside sealing", which means that the flexible packaging made from it can be opened easily and without tears without tearing, despite the technically unavoidable fluctuations in raw materials, as well as variations in printing conditions, sealing temperatures and Application weights over a wide tolerance range largely maintain the seal strength.
  • the layer (B) of the first hot-seal adhesive gives the surface of the first hot-seal adhesive
  • Composite film has a lower coefficient of friction and thus allows better processing.
  • the multilayer film according to the invention is more flexible for producing
  • Multi-layer films for packaging sterile medical items for example
  • the multilayer film according to the invention is suitable for the following reasons.
  • Packaging of articles from the cosmetics sector for example soap, shower gel or hair shampoo.
  • the multilayer film according to the invention is preferably suitable for
  • Packaging of food for example sausage, coffee, pasta,
  • Soup cubes, baked goods, confectionery and snack food Soup cubes, baked goods, confectionery and snack food.
  • the invention therefore also relates to flexible packaging which can be produced from the multilayer film according to the invention.
  • Hardener 6800 from Henkel KGaA, coated and laminated against a further coextruded OPP film with a weight of 18 g / m 2 (from: Mobil Chemical).
  • a coextruded OPP film with a weight of 34 g / m 2 (from: Mobil Chemical) is printed, as well as with 1.0 g / m 2 of the first hot-seal adhesive and 0.6 g / m 2 of the second Hot-seal adhesive coated. Sealing is carried out using a heated sealing tool "inside” against “outside”, the lacquered surface being sealed against the sealable surface of the coextruded OPP film.
  • Adhesive for example from Henkel KGaA (Liofol UK 3640 with hardener
  • a coextruded OPP film with a weight of 34 g / m 2 (from: Mobil Chemical) is printed, and with 1.0 g / m 2 of the first hot-seal adhesive high-gloss lacquer and 0.4 g / m 2 of second hot-seal adhesive coated.
  • Sealing is carried out using a heated sealing tool “inside” against “outside”, the lacquered surface being sealed against the sealable surface of the coextruded OPP film.
  • a standard printing machine for roll goods was used for the tests (Schiavi rotary gravure printing machine type: "Patriot").
  • the hot-seal adhesives were applied by means of segmented anilox roller application, the first hot-seal adhesive and then the second hot-seal adhesive being applied sealing area (sealing zone) of the outside of the film was coated with the second hot sealing adhesive, the remaining area of the outside of the film was coated with the first hot sealing adhesive, so that both hot sealing adhesives together covered an outside of the film.
  • the outside coated with the hot sealing adhesives was sealed against the opposite outside made of coex OPP at 130 ° C-140 ° C and 3 bar with a sealing time of 1 second.
  • a sealing machine from Brugger-Feinmechanik / Kunststoff, type HSG-C1237 (sealing jaws 150 x 110 mm, teflonized) was used for sealing.
  • the multilayer films according to the invention produced in (I and II) stand out in comparison to the corresponding comparison multilayer films. Films from the prior art have a low overall weight and equally good bond and seal seam adhesion values.
  • Example II In the case of a one-sided metallized OPP film according to packaging for snack food, Example II, the metallic surface was pretreated with the primer Vitel B 2200 B (approx. 4% high molecular weight polyester, 96% ethyl acetate; from Bostik) and then coated with both hot-seal adhesives.
  • the primer Vitel B 2200 B approximately 4% high molecular weight polyester, 96% ethyl acetate; from Bostik
  • the first hot-seal adhesive was a mixture of 98% by weight of recipe a) from Table 1, 1% phosphoric acid and 1% epoxysilane (Silquest A 187 ( Cromptan (OSI)) or Silan Z 6040 (Dow Corning) used.
  • F metal layer (there may be a laminating adhesive layer (E) between (F) and (A1))

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Abstract

Es wird eine Mehrschichten-Folie offenbart, bei der eine Aussenseite mit einem ersten Heiss-Siegel-Klebstoff beschichtet ist und die gegenüberliegende Aussenseite eine Schicht auf Basis einer Polyolefin- oder Polyvinyl-Verbindung aufweist, wobei der erste Heiss-Siegel-Klebstoff A) Cellulosenitrat und Acrylpolymere enthält und B) gegen die Schicht auf Basis einer Polyvinyl-Verbindung siegelbar ist. Es wird ferner das Verfahren zur Herstellung dieser Mehrschichten-Folie offenbart. Die erfindungsgemässe Mehrschichten-Folie eignet sich zum Herstellen flexibler Verpackungen, insbesondere zum Verpacken von Lebensmitteln. Die erfindungsgemässe Mehrschichten-Folie zeichnet sich durch niedrige Beschichtungs- und Klebstoffmengen und damit durch ein niedriges Gesamtgewicht aus.

Description

"Mehrschichten - Folien"
Die Erfindung betrifft eine Mehrschichten-Folie, ein Verfahren zur Herstellung dieser Mehrschichten-Folie sowie deren Verwendung in flexiblen Verpackungen. Flexible Verpackungen bestehen im allgemeinen aus den Basisträgermaterialien Papier, Aluminiumfolie und/oder Kunststofffolie. Durch Kombination mit weiteren Materialien, beispielsweise Folien, die aus verschiedenen thermoplastischen Polymeren bestehen können, lässt sich eine Mehrschichten-Folie in Form eines Folien-Verbunds mit den unterschiedlichsten Eigenschaften konstruieren, der neben der Grundanforderung des mechanischen Schutzes Barriereeigenschaften gegenüber Flüssigkeiten, Licht, Gasen sowie Aromen aufweist. Flexible Verpackungen finden eine breite Anwendung sowohl im Lebensmittelbereich als auch im Nicht-Lebensmittelbereich. So werden flexible Verpackungen zum Verpacken steriler medizinischer Artikel, beispielsweise Spritzen, Verbandsmaterial oder Handschuhe, verwendet. Im Kosmetikbereich dienen flexible Verpackungen beispielsweise zum Verpacken von Seife, Duschgel oder Haarshampoo. Im Genussmittelbereich werden beispielsweise als flexibles Verpackungsmaterial Mehrschichten-Folien eingesetzt, um aromadicht Zigarettenverpackungen zu umhüllen. Im Lebensmittelbereich nutzt man flexible Verpackungen zum Verpacken von Wurst, Kaffee, Teigwaren, Suppenwürfeln, Backwaren, Süsswaren (z. B. Schokoladenriegeln) und Snack-Food (z. B. Kartoffel-Chips). Snack-Food ist hier beispielhaft genannt für Lebensmittel, die Sauerstoff- und/oder lichtempfindlich sein können und/oder schnell austrocknen oder zu unerwünschter Feuchtigkeitsaufnahme sowie unerwünschter Aroma- Aufnahme oder Aromaverlust neigen. Zum Verpacken dieser Lebensmittel werden häufig Mehrschichten-Folien eingesetzt, die metallisiert sind. Die Metallisierung erfolgt üblicherweise im Vakuum durch Aufdampfen von Metallen oder Metalloxiden, bevorzugt Aluminium, als dünne Schicht von ca. 30 bis 80 Nanometer auf eine Seite der Folie.
Die Metall- oder Metalloxidschichten besitzen Barriereeigenschaften, insbesondere gegen Wasserdampf und Licht und schützen so die beispielsweise in Snack-Food enthaltenen Fette, die anfällig gegen Photooxidation sind, vor dem ranzig werden. Die Barriereeigenschaften werden erhöht durch Klebstoffe, die zum Verkleben von zwei oder mehr Materialien, beispielsweise Kunststofffolien, zur Herstellung einer Verbund-Folie eingesetzt werden.
Mehrschichten-Folien in Form von Verbund-Folien werden hergestellt, indem ein Basisträgermaterial, im folgenden als Trägerfolie bezeichnet, mit weiteren Folien zu einer Verbund-Folie kaschiert (laminiert) wird, üblicherweise im Trockenkaschierverfahren. Unter Trockenkaschierung wird das grossflächige, kontinuierliche Verbinden von flexiblen Folien durch Kleben verstanden, wobei die Verklebung im trocknen, aber noch klebeaktivem Zustand nach vorangegangener Trocknung erfolgt. Die Trockenkaschierung kann dabei in-line nach dem Bedrucken (1-Stufen-Prozess) oder off-line (2-Stufen-Prozess) erfolgen. Zur Verklebung werden zweikomponentige (2K) Kaschierklebstoffe, insbesondere 2K-Polyurethanklebstoffe, und Schmelzklebstoffe eingesetzt. Die Auftragsmenge des Kaschierklebstoffes liegt im Bereich von ca. 1 g/m2 bis 5 g/m2. Nachteilig an der Trockenkaschierung mit Kaschierklebstoffen auf Basis von Polyurethanen sind die Wartezeiten von ca. 2 Stunden bis 48 Stunden, bevor der Aushärtungsprozess des Klebstoffs abgeschlossen ist und ggf. weitere Folien der Verbund-Folie hinzugefügt werden können, oder die Verbund-Folie in die fertige Form geschnitten werden kann. Bevor die entsprechenden Artikel, insbesondere Lebensmittel, verpackt werden können, muss sichergestellt sein, dass die Verbund-Folie frei ist von ggf. anfänglich noch vorhandenen wanderungsfähigen Monomeren, insbesondere monomeren Diisocyanaten, aus dem Kaschierklebstoff. Hierzu sind in der Regel weitere Wartezeiten in der Grössenordnung von 5 bis 7 Tagen einzuhalten.
Eine Mehrschichten-Folie kann auch durch Extrusionskaschierung hergestellt werden. Unter Extrusionskaschierung wird das Auftragen im Extrusionsverfahren von olefinischen Homo- oder Copolymeren in flüssiger Form, insbesondere Polyethylen, aus Breitschlitzdüsen auf die zu verbindenden Folien(bahnen), die meist mit Primern vorbehandelt sind, verstanden. Primer sind Grundanstriche mit z. B. haftvermittelnder, passivierender und/oder korrosionshemmender Wirkung, die in sehr dünnen Schichten (ca. 1 g/m2) aufgetragen werden. Sie bestehen in den meisten Fällen aus verdünnten Lösungen der Klebstoff grundstoffe, die auch für die nachfolgende Verklebung verwendet werden sollen. Die Extrusionskaschierung erfolgt üblicherweise off-line, also nicht im kontinuierlichen Prozess nach dem Bedrucken. Die Auftragsmenge der bei der Extrusionskaschierung verwendeten olefinischen Homo- oder Copolymeren in flüssiger Form liegt bei ca. 12 g/m2 bis ca. 20 g/m2, womit das Gesamtgewicht einer solchen Mehrschichten-Folie deutlich höher ist als das Gewicht einer vergleichbaren Mehrschichten-Folie, die mittels Trockenkaschierung hergestellt wurde.
Während die Trockenkaschierung mit praxisüblichen Geschwindigkeiten von bis zu 500 m/min erfolgt, beträgt die praxisübliche Geschwindigkeit bei der Extrusionskaschierung bis zu 200 m/min.
Das Verschliessen der flexiblen Verpackung geschieht durch Versiegelung. Hierzu muss die Mehrschichten-Folie als Einzel-Folie oder als Verbund-Folie mindestens eine siegelbare Schicht aufweisen, die sich auf der Aussenseite, der Innenseite oder auf Aussen- und Innenseite der Einzel-Folie oder der Verbund-Folie befindet. 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 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. Nachteilig an Kaltsiegelklebstoffen ist, dass diese sich nur gegen sich selbst siegeln lassen und häufig eine ungenügende Adhäsion aufweisen. 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. Nachteilig an Beschichtungen aus Heisssiegeldispersionen ist häufig die Verklebungsneigung mit bestimmten Druckfarben.
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 Polymeren und Extrusionsbeschichtungen werden ebenfalls zur Heissversiegelung eingesetzt, wobei häufig dann diese Folien als „Schweiss-Folie" bezeichnet werden und anstelle von „Siegelung" von „Schweissung" gesprochen wird. 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.
Peelfähige Versiegelung bei niedrigen Siegeltemperaturen von Folien mit bestimmten anderen Folien oder Tiefziehbechern erhält man durch Coextrusionsbeschichtungen von PE-EVA-Abmischungen. Ebenfalls bei niedrigen Siegeltemperaturen, aber mit hohen Siegelnahtfestigkeiten, siegeln spezielle Polyethylencopolymere, die Carboxylatgruppen enthalten und wobei die Carboxylatgruppen teilweise Zink- oder Natriumionen als Gegenion enthalten. Die WO 00/39200 offenbart eine coextrudierte BOPP-Folie mit peelbaren Siegeleigenschaften, wobei die Folie in einem farbfrei belassenen Siegelbereich rasterförmig mit einem thermoplastischen Lack bedruckt ist, der mindestens ein Polyvinylbutyral (PVB) oder mindestens ein Ethylen-Vinylacetat Copolymerisat (EVA-Copolymerisat) als merkmalbestimmende Feststoffkomponente enthält und nur schwach gegen coextrudiertes BOPP siegelbar ist. Bei Erwärmung nimmt die Abstandshaltewirkung des thermoplastischen Lacks durch mit steigender Temperatur fortschreitender Erweichung successiv ab und lässt dabei die coex BOPP-Oberflächen zunehmend in Siegelkontakt treten (Seite 3, Zeilen 1 bis 11). Nachteilig an der Erfindung ist, dass farbhaltige Siegelbereiche offensichtlich nicht mit dem thermoplastischen Lack beschichtet werden können. Es findet sich auch kein Hinweis, dass metallisierte Folien-Verbunde nach dieser Erfindung praxisgerecht versiegelt werden können.
Die DE 100 02 167 offenbart eine hochtransparente, hochglänzende, schwerentflammbare UV-stabile, thermoformbare Folie, die auf mindestens einer Oberflächenseite mit einem Heisssiegellack oder einer Heisssiegelschicht ausgerüstet ist. Die Folie ist bei Temperaturen unter 150 °C gegen sich selbst oder andere Materialien siegelbar (Seite 2, Zeile 56-57). Die Heisssiegelschicht besteht aus Polyolefinen, Copolymeren daraus, Polyvinylidenchlorid, speziellen Deckelsiegellacken, vorzugsweise Polyethylen, insbesondere LDPE (Anspruch 9). Vorschläge zur Auswahl des Heisssiegellacks sind dieser Schrift nicht zu entnehmen.
Die DE 197 07 786 offenbart eine Kunststofffolie für die Herstellung von Verpackungsbehältern, bei der eine Aussenseite der Folie mit einem Siegellack und die gegenüberliegende Aussenseite mit einem Lack auf Acrylatbasis beschichtet ist. Der Lack auf Acrylatbasis erfüllt die Funktion eines "Release Coat" und verhindert eine Aneinanderhaftung von übereinanderliegenden Kunststofffolien bei Lagerung ( Seite 6, Zeilen 1 bis 7). Folien in dieser Ausgestaltung sind für eine Versiegelung der Aussenseite mit der gegenüberliegende Aussenseite nicht sonderlich geeignet. Die US 6,077,602 offenbart einen heisssiegelbaren Polyolefinfilm, enthaltend ein Polyolefinsubstrat mit einer ersten und einer zweiten Seite. Die erste Seite weist eine polymere Beschichtung auf Basis eines Nitrilmonomeren auf und auf der zweiten Seite ist ein Metall deponiert oder eine Polymer-Beschichtung auf Basis von Acrylpolymer. Die Beschichtung der ersten Seite ist gegen sich selbst oder gegen die Beschichtung der zweiten Seite siegelbar (Seite 4, Zeilen 37-61).
Die DE-OS- 29 00 291 offenbart eine Beschichtungszusammensetzung für Polyolefinprodukte auf Basis von Methmethacrylat/Butylmethacrylat-Copolymeren, Polyesterharz und Nitrocellulose mittlerer Viskosität. Aus der Offenlegungsschrift geht nicht hervor, ob eine Versiegelung von einer mit dieser Beschichtungszusammensetzung beschichteten Aussenseite mit der gegenüberliegenden, nicht mit dieser Beschichtungszusammensetzung beschichteten Aussenseite, möglich und beabsichtigt ist.
Trotz der hier aufgeführten vielfältigen Möglichkeiten, siegelfähige Folien oder Mehrschichten-Folien als flexible Verpackung mit den unterschiedlichsten Eigenschaften dem Markt zur Verfügung zu stellen, besteht ein Bedarf an preisgünstigen flexiblen Verpackungen mit verbesserten oder zumindest gleichen Eigenschaften im Vergleich zu den auf dem Markt befindlichen Mehrschichten- Folien bzw. flexiblen Verpackungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, preisgünstige Mehrschichten- Folien für flexible Verpackungen bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe war es, Mehrschichten-Folien für flexible Verpackungen zur Verfügung zu stellen, die ein Versiegeln gegenüber unterschiedlichen Materialien, bevorzugt gegenüber bedruckten und/oder metallisierten Oberflächen, ermöglichen.
Desweiteren war es eine Aufgabe der Erfindung Folien zur Verfügung zu stellen, die ohne aufwendige Verfahrensschritte und direkt, dass heisst ohne längere Zwischenlagerung, zur Verpackung, insbesondere zur Verpackung von Lebensmitteln, eingesetzt werden können. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Mehrschichten-Folie, bei der eine Aussenseite mit einem ersten Heiss-Siegel-Klebstoff beschichtet ist und die gegenüberliegende Aussenseite eine Schicht auf Basis einer Polyolefin- oder Polyvinyl-Verbindung aufweist, wobei der erste Heiss-Siegel-Klebstoff
A) Cellulosenitrat und Acrylpolymere enthält und
B) gegen die Schicht auf Basis einer Polyvinyl-Verbindung siegelbar ist.
Die Mehrschichten-Folie enthält mindestens eine Trägerfolie (A1).
Die Trägerfolie (A1) besteht aus Kunststoff, Papier oder Metall. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Trägerfolie (A1) aus einer Kunststofffolie. Je nach Anforderungsprofil und Einsatzzweck kann die Trägerfolie (A1) mit weiteren Folien aus Kunststoff oder Metall zu einer Verbund-Folie kombiniert werden sowie Schichten aus Papier, Pappe, Metall oder Klebstoff enthalten.
Die Trägerfolie (A1) hat ein Gewicht von 15 bis 45 g/m2, bevorzugt 25 bis 42 g/m2 und insbesondere bevorzugt 30 bis 38 g/m2 und wird üblicherweise nach dem Fachmann bekannten Verfahren kontinuierlich in Form von Bahnware hergestellt. Die Trägerfolie (A1) enthält bevorzugt mindestens ein Polymer aus der Gruppe: Polyamid (PA), Polyurethan (PUR), Polypropylen (PP), Poly(ethylen-co- vinylalkohol) (EVOH), Polyvinylalkohol (PVOH), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polystyrol (PS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA). Bevorzugt sind PET-Homo- und Copolymere, die eine verringerte Kristallisationsneigung zeigen. Die Kristallisationsneigung von PET wird z. B. durch Einpolymerisieren von Comonomeren wie Isophthalsäure oder 1 ,4- Cyclohexan-dimethanol reduziert.
Die Trägerfolie (A1) kann in nicht-orientierter (ungereckter) oder monoaxial wie auch biaxial orientierter Ausführung vorliegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Trägerfolie (A1) aus orientiertem Polypropylen (OPP), insbesondere biaxial orientiertem Polypropylen (BOPP). Bevorzugt ist die Mehrschichten-Folie eine Trägerfolie (A1), bei der die eine Aussenseite mit dem ersten Heiss-Siegel-Klebstoff beschichtet ist und die gegenüberliegende Aussenseite eine siegelbare Schicht auf Basis einer Polyolefin- oder Polyvinyl-Verbindung aufweist.
Die Schicht (B) des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffs bedeckt direkt oder indirekt, bevorzugt direkt, im wesentlichen, das heisst bevorzugt vollflächig, eine Aussenseite der Trägerfolie (A1) und befindet sich auf der gegenüberliegenden Aussenseite, die eine Schicht auf Basis einer Polyolefin- oder Polyvinyl- Verbindung aufweist. „Indirekt" heisst, dass die Schicht (B) des ersten Heiss- Siegel-Klebstoffs beispielsweise auf eine Druckfarben enthaltende Schicht, metallische Schicht oder Oberfläche einer weiteren Folie, die nicht die Trägerfolie (A1) darstellt, aber mit dieser kombiniert ist, der Mehrschichten-Folie aufgetragen ist.
Die Menge der aufgetragenen Schicht (B) beträgt 0,1 bis 6 g/m2, bevorzugt 0,3 bis 4 g/m2 und insbesondere bevorzugt 0,5 bis 2 g/m2.
In dem die Schicht (B) bildenden ersten Heiss-Siegel-Klebstoff sind die folgenden Komponenten enthalten:
I) 5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 45 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 15 bis 35 Gew.-% Cellulosenitrat,
II) 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 15 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 2 bis 10 Gew.-% Acrylpolymer,
III) 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 15 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 2 bis 10 Gew.-% Polyalkylenglykol,
IV) 0,5 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 2 bis 8 Gew.-% einer Chelatverbindung mit Titan als Zentralatom,
V) 0 bis 10 Gew.-% mindestens eines Weichmachers, wobei die Summe der Komponenten (I) bis (V) 100 Gew.-% ergibt.
Bevorzugt sind in dem ersten Heiss-Siegel-Klebstoff folgende Komponenten enthalten:
I) 45 bis 60 Gew.-% mindestens eines Cellulosenitrats (I), II) 0,5 bis 20 Gew.-% mindestens eines Acrylpolymeren (II),
III) 0,5 bis 20 Gew.-% mindestens eines Polyalkylenglykols (III),
IV) 0,5 bis 15 Gew.-% mindestens einer Chelatverbindung (IV) mit Titan als Zentralatom, wobei die Summe der Komponenten (I) bis (IV) 100 Gew.% ergibt.
Das Acrylpolymer (II) hat ein durchschnittliches Molekulargewicht von 30 000 bis 80000. Das Acrylpolymer (II) ist bevorzugt ein Methylmethacrylat-Copolymer.
Das Polyalkylenglykol (III) ist bevorzugt ein wasserlösliches Polypropylenglykol.
Die Chelatverbindung mit Titan als Zentralatom (IV) ist bevorzugt eine Verbindung aus Ethylacetonat, Acetylacetonat, Milchsäure und deren Salze, sowie Triethanolamin.
Brauchbare Weichmacher (V) 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 Zusammensetzung für die Schicht (B) des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffs wird in Form einer 20 bis 30 Gew.-%igen Lösung oder Dispersion in flüchtigen organischen Lösungsmittel mit den dem Fachmann bekannten üblichen Methoden auf die zu beschichtende Oberfläche aufgetragen. Als Lösungsmittel kommen beispielsweise Ethanol, Propanol, iso-Propanol, Ethylacetat, n-Propylacetat, Aceton, Methylethylketon, niedrig siedende Kohlenwasserstoffe oder Gemische dieser Lösungsmittel zum Einsatz.
Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels verbleibt der erste Heiss-Siegel- Klebstoff als trockene Schicht (B) auf der Aussenseite der Mehrschichten-Folien. In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Mehrschichten- Folie ist eine Schicht der Trägerfolie (A1) oder der Verbund-Folie metallisiert oder enthält eine Aluminiumfolie, welche mit der darunter liegenden Schicht, beispielsweise einer Kunststofffolie, über eine Klebeschicht verbunden ist. Die Schicht (B) des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffs wird auf die metallisierte Seite bzw. auf die Metallfolie aufgetragen und ist gegen eine gegenüberliegende Aussenseite, die eine Schicht auf Polyvinyl-Basis aufweist, siegelbar. Wird der erste Heiss-Siegel-Klebstoff auf eine metallische Schicht aufgetragen, so sind folgenden Komponenten zusätzlich enthalten:
VI) 1 bis 10 Gew.-% einer anorganischen Säure,
VII) 1 bis 10 Gew.-% einer siliziumorganischen Verbindung, wobei die Summe der Komponenten (I) bis (VII) 100 Gew.-% ergibt.
Als anorganische Säure (VI) wird eine Säure aus der Gruppe der Phosphor- oder schwefelhaltigen Säuren bevorzugt, beispielsweise Schwefelsäure oder Phosphorsäure.
Als siliziumorganische Verbindung (VII) werden Verbindungen der allgemeinen Summenformel (RιO)3-Si-R2-X bevorzugt.
Als RiO-Substituenten sind Methoxyl-, Ethoxyl- oder beta-Methoxylethoxylgruppen einsetzbar.
Als Spacer R2 wird bevorzugt (CH2)y mit y= 1 bis 10 eingesetzt. „X" ist eine reaktionsfähige Endgruppe, bevorzugt eine Amino-, Hydroxi-, Vinyl-, Methacryl- oder Epoxid-Gruppe. Die Schicht (B) des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffs schützt die metallisierte Oberfläche vor Verschmutzung und verleiht der Metallbeschichtung Abriebfestigkeit. Das sonst für diese Zwecke üblich angewandte Beschichten mit einem Schutzlack oder einer wiederablösbaren Folie entfällt somit.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erste Heiss-Siegel-Klebstoff ein Hochglanz-Siegel-Lack.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bedeckt der erste Heiss-Siegel-Klebstoff im wesentlichen die gesamte Fläche der Aussenseite. Im Rahmen der Erfindung ist es insbesondere bevorzugt, dass die gegenüberliegende Aussenseite, die eine Schicht (A2) auf Basis einer Polyolefin- oder Polyvinyl-Verbindung enthält, festversiegelnd gegen die Schicht (B) aus dem ersten Heiss-Siegel-Klebstoff ist. Dies setzt eine sogenannte „Innenseite gegen Aussenseite" - Versiegelung voraus. Besonders bevorzugt enthält die Schicht auf Basis einer Polyvinyl-Verbindung eine siegelbare Polyacrylat-Zusammensetzung.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist bei der Mehrschichten- Folie die Beschichtung des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffs partiell über die gesamte Schichtdicke durch die Schicht eines zweiten Heiss-Siegel-Klebstoffs in der Art ersetzt, dass beide Beschichtungen gemeinsam im wesentlichen die gesamte Fläche der Aussenseite bedecken.
Die Schicht (B) des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffs ist insbesondere durch die Schicht (C) der zweiten Heiss-Siegel-Klebstoffs partiell in den Bereichen ersetzt, die gegen die auf die gegenüberliegenden Aussenseite befindliche Schicht (A2) gesiegelt werden.
Die Schicht (C) des zweiten Heiss-Siegel-Klebstoffs ist auf der gegenüberliegenden Seite der Schicht (A2) auf Basis einer Polyolefin- oder Polyvinyl-Verbindung aufgetragen. Die Menge der aufgetragenen Schicht (C) beträgt 0,1 bis 5 g/m2, bevorzugt 0,2 bis 3 g/m2 und insbesondere bevorzugt 0,3 bis 1 g/m2. Die Schicht (C) ist eine siegelfähige Schicht aus Heisssiegel-Dispersions- Klebstoff, Heisssiegellack oder Schmelzklebstoff.
In der Schicht (C) des zweiten Heiss-Siegel-Klebstoffs sind die folgenden
Komponenten enthalten: i) 25 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 35 bis 80 Gew.-%, insbesondere bevorzugt
45 bis 70 Gew.-% mindestens eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, ii) 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 40 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 20 bis 30 Gew.-% mindestens eines klebrigmachenden Harzes, iii) 1 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 30 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 10 bis 20 Gew.-% mindestens eines Gleitmittels auf Wachs-Basis, wobei die Summe der Komponenten (i) bis (iii) 100 Gew.-% ergibt.
Besonders bevorzugt sind in dem zweiten Heiss-Siegel-Klebstoff folgende
Komponenten enthalten: i) 25 bis 90 Gew.-% mindestens eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, ii) 1 bis 50 Gew.-% mindestens eines klebrigmachenden Harzes, iii) 1 bis 40 Gew.-% mindestens eines Gleitmittels auf Wachs-Basis, wobei die Summe der Komponenten (i) bis (iii) 100 Gew.-% ergibt.
Das Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (i) ist durch seinen Gehalt an Vinylacetat von 30 bis 40 Gew.-% sowie einen Schmelzindex von 2 bis 5 g/10 min (ASTM D 1238) charakterisiert.
Beim klebrigmachenden Harz (ii) handelt es sich um a) Hydroabietylalkohol und seine Ester, insbesondere seine Ester mit aromatischen Carbonsäuren wie Terephthalsäure und Phthalsäure, b) vorzugsweise modifizierte Naturharze wie Harzsäuren aus Balsamharz, Tallharz 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 und d) Harze auf Basis funktioneller 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 Tallharz, hydriertes
Kohlenwasserstoffharz und Kolophoniumglycerinester und Gemische dieser Harze einzusetzen.
Bei dem als Gleitmittel einzusetzendem Wachs (iii) handelt es sich um Carnaubawachs, Paraffinwachs, Oxazolinwachs oder um eine Mischung aus zwei oder mehr dieser Wachse.
Insbesondere ist in dem zweiten Heiss-Siegel-Klebstoff
(i) das Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (i) durch seinen Gehalt an Vinylacetat von 30 bis 40 Gew.-% sowie einen Schmelzindex von 2 bis 5 g/10 min
(ASTM D 1238) charakterisiert; (ii) das klebrigmachende Harz (ii) mindestens ein Harz auf Basis funktioneller
Kohlenwasserstoffharze und/oder hydrierter Kohlenwasserstoffharze; (iii) das als Gleitmittel einzusetzende Wachs (iii) ein Carnaubawachs,
Paraffinwachs, Oxazolinwachs oder eine Mischung aus zwei oder mehr dieser Wachse.
Der zweite Heiss-Siegel-Klebstoff zur Herstellung der Schicht (C) wird in Form einer 20 bis 30 Gew.-%igen Lösung oder Dispersion in flüchtigen organischen Lösungsmittel mit den dem Fachmann bekannten üblichen Methoden direkt oder indirekt auf die zu beschichtende Oberfläche von (A1) aufgetragen und befindet sich nach dem Auftrag auf der gegenüberliegenden Seite der Schicht (A2) auf Basis einer Polyolefin- oder Polyvinyl-Verbindung.
Der zweite Heiss-Siegel-Klebstoff ist gegen eine auf der gegenüberliegenden Aussenseite befindlichen Schicht auf Basis einer Polyolefin-Verbindung siegelbar. Besonders bevorzugt enthält die Schicht auf Basis einer Polyolefin - Verbindung Ethylen-Vinylacetat-Copolymere und/oder Polypropylen-Copolymere. Die Aussenseite, die die Schicht (A2) auf Basis einer Polyolefin- oder Polyvinyl- Verbindung aufweist, ist als „Innenseite" der Mehrschichten-Folie definiert. Die Seite, die mit der Siegel-Schicht (C) versehen ist, wird als „Aussenseite" definiert. Der indirekte Auftrag bedeutet, das die Siegel-Schicht (C) in einer mehrschichtigen Folie nicht direkt auf die Trägerfolie (A1) aufgetragen wird, sondern auf die letzte Schicht des Verbunds, ausgehend von der Schicht (A2) auf Basis einer Polyolefin- oder Polyvinyl-Verbindung als erste Schicht.
Für das Auftragen des zweiten Heiss-Siegel-Klebstoffes kommen als Lösungsmittel beispielsweise Ethylacetat, n-Propylacetat, Aceton, Methylethylketon, niedrig siedende Kohlenwasserstoffe oder Gemische dieser Lösungsmittel zum Einsatz.
Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels verbleibt der zweite Heiss-Siegel- Klebstoff als trockne Schicht (C) auf der Oberfläche der Mehrschichten-Folie. Die Siegel-Schicht (C) kann nahezu vollständig eine Aussenseite der Mehrschichten-Folie bedecken, aus Gründen der Ökonomie ist sie bevorzugt nur in Bereichen aufgetragen, in denen Siegeleigenschaften erwünscht sind. Diese Bereiche können (farbig) bedruckt sein, die Siegel-Schicht (C) ist demnach sowohl in einem druckfarbenfreien als auch druckfarbenfarbhaltigen Siegelbereich aufgetragen.
Bevorzugt ist die Siegel-Schicht (C) in bestimmten Mustern bzw. Rastern aufgetragen, beispielsweise ist sie auf den jeweiligen Längsseiten der Mehrschichten-Folie streifenförmig aufgetragen. Zwischen der längsseitig aufgetragenen Siegel-Schicht (C) können sich in bestimmten Abständen über die Breite der Mehrschichten-Folie weitere Streifen der Siegel-Schicht (C) befinden. Der Abstand zwischen den über die Breite der Mehrschichten-Folie aufgetragenen streifenförmigen Siegel-Schicht (C) definiert die Länge der einzelnen Verpackung. Bevorzugte Muster der aufgetragenen Siegel-Schicht (C) sind in der WO 00/39200 beschrieben.
Die Schicht (A2) auf Basis einer Polyolefin- oder Polyvinyl-Verbindung auf der gegenüberliegenden Seite der Mehrschichten-Folie entsteht durch Coextrusion, beispielsweise im Flachfolien- oder Folienblasverfahren oder wird durch Kaschieren, Extrusionskaschieren oder Extrusionsbeschichten aufgebracht. Die Schicht (A2) auf Polyolefin-Basis ist gegen die Schicht (C) des zweiten Heiss- Siegel-Klebstoffs siegelbar, die Schicht auf Polyvinyl-Basis ist gegen die Schicht (B) des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffs siegelbar.
Die Schicht (A2) enthält thermoplastische Polymere, die bei Temperaturen zwischen 50 °C und 200 °C, bevorzugt 90 °C und 180 °C schmelzen und ist siegelbar. Unter siegelbarer Schicht wird eine Schicht verstanden, welche nach
Anwendung von Temperatur und Druck einer vorgegebenen Grosse über eine vorgegebene Einwirkzeit, wie sie Fachleuten wohlbekannt und verständlich ist, eine Schmelz-Heisssiegelung mit sich selbst oder mit der gegenüberliegenden
Aussenseite der Mehrschichten-Folie bildet.
Die siegelbare Schicht (A2) enthält thermoplastische Polymere aus der Gruppe der Homopolymeren, der alternierenden oder statistischen Copolymeren, der
Blockcopolymeren oder der Pfropf-bzw. Graftpolymeren sowie Mischungen hieraus.
Insbesondere enthält die siegelbare Schicht (A2) mindestens ein Polymer aus der
Gruppe:
Polyethylenterephthalat (PET), Polyamid (PA), Polyethylen niedriger Dichte
(LDPE), lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), Polyethylen hoher Dichte
(HDPE), Polypropylen (PP), Polybutylen (PB), Polyhexen, Poly-Ethylenvinylacetat
(EVA), Poly-Ethylenbutylacrylat (EBA), Poly-Ethylenethylacrylat (EAA), Poly-
Ethylenacrylsäure (EMAA) oder modifzierte Polyolefincopolymere mit
Carboxylgruppen oder Carbonsäureanhydrid-Gruppen, insbesondere
Polypropylen-Polyethylen-, Propylen-Butylen-Copolymere oder Ethylen-Propylen-
Butylen-Terpolymere.
Unter den modifizierten Polyolefincopolymeren sind Polypropylen- oder
Polyethylencopolymere bevorzugt, die durch Pfropfpolymerisation mit Monomeren aus der Gruppe alpha, beta- einfach ungesättigter Dicarbonsäuren, beispielsweise
Maleinsäure und/oder einfach ungesättigter Carbonsäuren, beispielsweise
(Meth)acrylsäure hergestellt sind und wobei die Carboxylgruppen zumindest teilweise Zink- oder Natriumionen als Gegenion aufweisen.
Beispielsweise kann die Mehrschichten-Folie aus einem orientierten Homopolymer aus Polypropylen (OPP) mit einer heisssiegelbaren Schicht (A2) aus
Polypropylen/Polyethylen Copolymer bestehen. Im Rahmen der Erfindung ist eine Mehrschichten-Folie mit nur einer Trägerfolie (A1) besonders bevorzugt, wobei die Oberfläche der Trägerfolie (A1) mit der siegelbaren Schicht (A2) identisch ist.
(A1) und (A2) enthalten bevorzugt im wesentlichen OPP, biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP) oder biaxial orientiertes PET.
Einsetzbar sind beispielsweise auch Mehrschichten-Folien, in denen die Trägerfolie (A1) mit der siegelbaren Oberflächenschicht (A2) eine Dicke von ungefähr 0,2 Millimeter bis 2 Millimeter, bevorzugt 0,3 Millimeter bis 1 ,8 Millimeter aufweist.
Die siegelbare Schicht (A2) der Mehrschichten-Folie ist festversiegelnd oder abziehfähig (peelbar) gegen sich selbst oder die Schicht (B) oder (C). Im Rahmen der Erfindung bevorzugt ist, dass die siegelbare Schicht (A2) abziehfähig gegen sich selbst ist. Dies setzt eine sogenannte „Innenseite gegen Innenseite"- Versiegelung voraus.
Abhängig von der weiteren Verwendung kann die erfindungsgemasse Mehrschichten-Folie gegebenenfalls mit funktionellen Schichten, wie zum Beispiel metallischen oder transparenten anorganischen oder organischen Barriereschichten, versehen sein.
Die Erzeugung einer metallischen Barriereschicht geschieht mittels eines herkömmlichen Vakuumbeschichtungsverfahrens. Das
Vakuumbeschichtungsverfahren kann zur Beschichtung oder Metallisierung der erfindungsgemässen Verbund-Folie mit einer Vielzahl von Metallen, beispielsweise Zink, Nickel, Silber, Kupfer, Gold, Indium, Zinn, Edelstahl, Chrom, Titan oder Aluminium verwendet werden. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine Aluminiumbeschichtung bevorzugt, die direkt auf die Oberfläche der Trägerfolie (A1) oder indirekt, das heisst auf eine Oberfläche einer weiteren Schicht der Mehrschichten-Folie, erfolgt.
Je nach weiterer Bearbeitung, beispielsweise für ein nachfolgendes Bedrucken, Kaschieren oder Metallisieren kann die Oberfläche der Mehrschichten-Folie - oder die Oberfläche der Trägerfolie (A1) direkt - vorbehandelt sein. Durch eine Corona- Behandlung wird beispielsweise die Oberfläche für den nachfolgenden Bearbeitungsprozess gereinigt, oxidiert und aktiviert und somit die Haftfähigkeit der Oberfläche verbessert.
Die Mehrschichten-Folie kann mit einer glänzenden, stark reflektierenden Oberfläche oder mit einer seidenmatten, schwach reflektierenden Oberfläche metallisiert werden, je nachdem, ob die zu metallisierende Oberfläche der Mehrschichten-Folie oder der Einzel-Folie (Trägerfolie) direkt eine glänzende oder matte Oberflächenausführung besass.
Nach der gegebenenfalls Vorbehandlung und Metallisierung wird vorzugsweise die Mehrschichten-Folie in Form der Verbund-Folie - oder der Träger-Folie (A1) direkt - bedruckt. Das Bedrucken geschieht in der Regel durch horizontales Hineinführen der hergestellten Trägerfolienbahn oder der Verbund-Folie in-line zur Druckmaschinenstation. Es ist auch möglich, die Trägerfolie (A1) oder die Verbund-Folie in Vorbereitung des Drückens auf Rollen zu wickeln. In der Druckmaschinenstation wird dann die Mehrschichten-Folie mit einem sich wiederholenden Design und/oder anderen Aufdrucken, beispielsweise Bildern, Verzierungen, oder Text in einer oder mehreren Farben, direkt auf die metallisierte oder auf die nicht-metallisierte Oberfläche der Verbund-Folie - oder der Träger- Folie (A1) direkt - bedruckt. Typischerweise kommen Tiefdruck-, Gravurdruckoder Flexodruck-Maschinen zum Einsatz.
Das Bedrucken der Verbund-Folie erfolgt dabei auf der gegenüberliegenden Seite der siegelbaren Aussenschicht (A2).
Transparente metallgefüllte und/oder undurchsichtige Druckfarben werden vorzugsweise mittels herkömmlicher Druckverfahren wie Rotationstiefdruck- oder Flexodruckverfahren aufgebracht.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung transparenter Druckfarben, welche das Reflexionsvermögen der metallbeschichteten Oberfläche durch die Druckfarbe hindurch erscheinen lässt und dadurch attraktive und sich unterscheidende Darstellungen sowohl der Grafik als auch der Verpackungsmaterialien ermöglicht. Druckfarben setzen sich aus 1) Farbmitteln (Pigmenten einschliesslich Füllstoffen oder Farbstoffen), 2) Bindemitteln und 3) Zusatzstoffen (z. B. Trockenstoffen, Verdünnungsmitteln, Wachsdispersionen, Katalysatoren bzw. Initiatoren für die Strahlungstrocknung) zusammen. Auf Grund ihrer Haft- und physikalischen Beständigkeitseigenschaften werden Farben auf Basis von Polyester-Harz-Bindemitteln bevorzugt, doch können auch Farbsysteme, basierend auf Bindemittel der Gruppe: Cellulosenitrat; Polyvinyl harz, wie Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylacetat (PVAc) und Copolymerisate auf der Basis von hydroxylmodifiziertem PVC und PVAc; Harze auf Basis von Polymeren und Copolymeren der Acryl- und Methacrylsäure und ihrer Ester; Polyurethan; Polyamid oder Polyvinylbutyral (PVB) verwendet werden. Ist die Oberfläche, auf die der erste Heiss-Siegel-Klebstoff aufgetragen wird, beispielsweise mit Bildern, Verzierungen, oder Text in einer oder mehreren Farben bedruckt, schützt die erste Heiss-Siegel-Klebstoff-Schicht (B) diese Oberfläche, beispielsweise gegen Verkratzen.
Die Schicht (B) des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffs und die Schicht (C) des zweiten Heiss-Siegel-Klebstoffs zeichnet sich durch eine gute Verträglichkeit mit handelsüblichen Druckfarben aus.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der erste und/oder zweite Heiss-Siegel-Klebstoff über einen druckfarbenhaltigen Siegelbereich aufgetragen und gegen die gegenüberliegende Aussenseite siegelbar. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Schichten (B) und (C) klar transparent, so dass der darunterliegende bedruckte Bereich gut erkennbar bleibt.
Nach Versiegelung ergibt sich eine hohe Siegelnahtfestigkeit auch über den Bereichen, die die Druckfarben enthalten. Das Aufbringen einer adhäsionsbeschleunigenden Substanz wie Polyethylenamin (PEI) als Voranstrich beziehungsweise Primer, wie es üblicherweise durchgeführt und beispielsweise in der EP 0544003 B1 beschrieben ist, ist nicht notwendig.
Die Schicht (B) des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffs, bevorzugt in der Kombination, dass die Beschichtung des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffs partiell über die gesamte Schichtdicke durch die Schicht des zweiten Heiss-Siegel-Klebstoffs ersetzt wird, ersetzt eine Folie mit einer siegelbaren Oberflächenschicht, die sonst üblicherweise in den Folien-Verbund eingefügt wird und als Schweiss-Folie gegen die siegelbare Aussenschicht (A2) der Mehrschichten-Folie gesiegelt wird. Neben der Schweiss-Folie ist gleichzeitig auch der Klebstoff nicht mehr erforderlich, der sonst üblicherweise bei der Kaschierung der ersetzten Folie zu Folien-Vernetzung eingesetzt wird.
Dies wird durch Fig. 1 und Fig. 2 veranschaulicht, wobei Fig. 1 den Stand der Technik und Fig. 2 eine besondere Ausführungsform der Erfindung wiedergibt. Die Figuren dienen lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung und geben nicht die tatsächlichen Grössenverhältnisse wieder.
Gegenstand der Erfindung ist auch Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichten-Folie, wobei man a) einen ersten Heiss-Siegel-Klebstoff und gegebenenfalls einen zweiten Heiss- Siegel-Klebstoff in Form einer 20 bis 30 Gew.-%igen Lösung oder Dispersion der jeweiligen Zusammensetzung in flüchtigen organischen Lösungsmittel auf die Aussenseite einer Mehrschichten-Folie aufgibt, die auf der gegenüberliegenden Aussenseite eine Schicht einer Polyolefin- oder Polyvinyl- Verbindung aufweist und b) das Lösemittel verdampft, so dass im wesentlichen die gesamte Fläche der Aussenseite durch eine Schicht aus dem ersten Heiss-Siegel-Klebstoff und ggf. einer Schicht aus dem zweiten Heisstoff-Siegel-Klebstoff bedeckt ist, wobei die Beschichtung des ersten Heiss- Siegel-Klebstoffs partiell über die gesamte Schichtdicke durch die Schicht des zweiten Heiss-Siegel-Klebstoffes ersetzt ist.
Der Auftrag der Heiss-Siegel-Klebstoffe geschieht mit den üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren.
Der erste und zweite Heiss-Siegel-Klebstoff werden mit entsprechenden Auftragsvorrichtungen auf die zu beschichtende Oberfläche aufgetragen und bedecken im wesentlichen direkt oder indirekt eine Aussenseite der Trägerfolie (A1), wobei sich auf der gegenüberliegenden Aussenseite die siegelbaren Schicht auf Basis (A2) einer Polyolefin- oder Polyvinyl-Verbindung befindet. Im wesentlichen bedeutet, dass bevorzugt die gesamte Oberfläche bevorzugt gleichmässig von (B) und (C) beschichtet sind. Gleichmässig bedeutet, dass (B) und (C) die gleiche Schichtdicke besitzen. Die Schicht (B) des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffs wird gegen die gegenüberliegende Aussenseite gesiegelt, die eine Schicht auf Basis einer Polyvinyl-Verbindung aufweist. Die Schicht (C) des zweiten Heiss-Siegel- Klebstoffs wird gegen die gegenüberliegende Aussenseite gesiegelt, die eine Schicht auf Basis einer Polyolefin-Verbindung aufweist.
Die Siegelung der Schicht (B) und/oder der Siegel-Schicht (C) erfolgt als „Aussen gegen Innen Siegelung" bei den üblichen Siegeltemperaturen, in der Regel von 100 bis 160 °C, und dem üblichen Siegeldruck, in der Regel zwischen 0,3 und 6 bar, gegen die Schicht (A2) auf Basis einer Polyolefin- oder Polyvinyl-Verbindung.
Die siegelbare Mehrschichten-Folie verfügt bei „Innenseite gegen Innenseite Versiegelung" über peelbare Eigenschaften, das heisst, daraus hergestellte flexible Verpackungen lassen sich ohne Aufreisshilfe hinreichend leicht und möglichst rissfrei öffnen, wobei trotz technisch unvermeidbarer Rohstoffschwankungen, wie auch bei Variation der Druckbedingungen, Siegeltemperaturen und Auftragsgewichte über einen breiten Toleranzbereich die Konstanz der Siegelfestigkeit weitgehend gewahrt bleibt.
Die erfindungsgemasse Mehrschichten-Folie zeichnet sich durch folgende vorteilhafte Eigenschaften aus:
- es sind geringere Beschichtungs- und Klebstoffmengen notwendig. Daraus ergibt sich in der Gesamtheit ein niedrigeres Gesamtgewicht der Verbund- Folie.
- Flexible Verpackungen, hergestellt aus der erfindungsgemässen Mehrschichten-Folie, besitzen gleich gute Eigenschaften vergleichbarer Mehrschichten-Folien, die über eine zusätzliche Schweiss-Folie verfügen.
- Durch das Einsparen einer Schweiss-Folie werden die Härtungszeiten im Trockenkaschien/erfahren wesentlich verkürzt.
- Eine Behandlung mit Primern entfällt.
- Die Produktivität wird erhöht: > Bedruckung und Trockenkaschierung werden in-line durchgeführt und erlauben damit eine höhere Produktion pro Zeiteinheit.
> Da weniger Folienmaterial verwendet wird, wird die Abfallmenge wird reduziert
> Lagerzeiten, die sonst üblicherweise zur Erzielung der Monomerenfreiheit notwendig sind, werden verkürzt oder entfallen ganz.
Die Schicht (B) des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffs verleiht der Oberfläche der
Verbund-Folie einen niedrigeren Reibungskoeffizienten und erlaubt damit eine bessere Verarbeitung.
Die erfindungsgemasse Mehrschichten-Folie eignet sich zum Herstellen flexibler
Verpackungen durch Versiegeln. Beispielsweise dienen die erfindungsgemässen
Mehrschichten-Folien zum Verpacken steriler medizinischer Artikel, beispielsweise
Spritzen oder Verbandsmaterial.
Des weiteren eignet sich die erfindungsgemasse Mehrschichten-Folie zum
Verpacken von Artikeln aus dem Kosmetikbereich, beispielsweise Seife, Duschgel oder Haarshampoo.
Bevorzugt eignet sich die erfindungsgemasse Mehrschichten-Folie zum
Verpacken von Lebensmitteln, beispielsweise Wurst, Kaffee, Teigwaren,
Suppenwürfeln, Backwaren, Süsswaren und Snack-Food.
Gegenstand der Erfindung sind daher auch flexible Verpackungen, herstellbar aus der erfindungsgemässen Mehrschichten-Folie.
Die Erfindung wird nun im einzelnen erläutert. Beispiele
I. Verpackung für Backwaren
Vergleich I:
Eine coextrudierte OPP-Folie mit einem Gewicht von 18g/m2 (Fa.: Mobil
Chemical) wird bedruckt mit 3 g/m2 eines handelsüblichen 2K-Polyurethan-
Klebstoffes, Liofol UK 3640 mit Härter 6800, beispielsweise Liofol UK 3640 mit
Härter 6800 der Fa. Henkel KGaA, beschichtet und gegen eine weitere coextrudierte OPP-Folie mit einem Gewicht von 18g/m2 (Fa.: Mobil Chemical) kaschiert.
Die Versiegelung erfolgt durch beheiztes Siegelwerkzeug „Innen" gegen
„Aussen".
Erfindungsgemässes Beispiel I:
Eine coextrudierte OPP-Folie mit einem Gewicht von 34 g/m2 (Fa.: Mobil Chemical) wird bedruckt, sowie mit 1 ,0 g/m2 des ersten Heiss-Siegel- Klebstoffs und 0,6 g/m2 des zweiten Heiss-Siegel-Klebstoffs beschichtet. Die Versiegelung erfolgt durch beheiztes Siegelwerkzeug „Innen" gegen „Aussen", wobei die lackierte Oberfläche gegen die siegelfähige Oberfläche der coextrudierten OPP-Folie gesiegelt wird.
Verpackung für Snack-Food
Vergleich II:
Eine coextrudierte OPP-Folie mit einem Gewicht von 18g/m2 (Fa.: Mobil
Chemical) wird bedruckt, mit 3 g/m2 eines handelsüblichen 2K-Polyurethan-
Klebstoffes, beispielsweise der Fa. Henkel KGaA (Liofol UK 3640 mit Härter
6800) beschichtet und gegen eine weitere coextrudierte OPP-Folie, die einseitig metallisiert ist und ein Gewicht von 18g/m2 aufweist (Fa.: Mobil
Chemical), kaschiert.
Die Versiegelung erfolgt durch beheiztes Siegelwerkzeug „Innen" gegen
„Aussen". Erfindungsgemässes Beispiel II:
Eine coextrudierte OPP-Folie mit einem Gewicht von 34 g/m2 (Fa.: Mobil Chemical) wird bedruckt, sowie mit 1 ,0 g/m2 des ersten Heiss-Siegel- Klebstoffs Hochglanzlacks und 0,4 g/m2 des zweiten Heiss-Siegel-Klebstoffs beschichtet.
Die Versiegelung erfolgt durch beheiztes Siegelwerkzeug „Innen" gegen „Aussen", wobei die lackierte Oberfläche gegen die siegelfähige Oberfläche der coextrudierten OPP-Folie gesiegelt wird.
II. Verfahren
Die Bedruckung wurde mit Druckfarben von Sun-Chemicals, empfohlen für OPP-Folien, durchgeführt.
Für die Versuche wurde eine Standarddruckmaschine für Rollenware eingesetzt (Schiavi-Rotationsgravurdruckmaschine Typ: „Patriot"). Die Applikation der Heiss-Siegelklebstoffe erfolgte mittels segmentiertem Rasterwalzenauftrag, wobei zuerst der erste Heiss-Siegelklebstoff und danach der zweite Heiss-Siegelklebstoff appliziert wurde. Der zu versiegelnde Bereich (Siegelzone) der Folien-Außenseite war mit dem zweiten Heiss- Siegelklebstoff, der übrige Bereich der Folien-Außenseite war mit den ersten Heiss-Siegelklebstoff beschichtet, so daß beide Heiss-Siegelklebstoffe gemeinsam eine Aussenseite der Folie bedeckten.
Der Auftrag erfolgte bei 80 bis 100°C und einer
Druckmaschinengeschwindigkeit von 180 m/min.
Die Versiegelung der mit den Heiss-Siegelklebstoffen beschichteten Aussenseite gegen die gegenüberliegende Aussenseite aus coex OPP erfolgte bei 130°C-140°C und 3 Bar bei einer Siegelzeit von 1 Sekunde. Zur Versiegelung wurde eine Siegelmaschine von der Firma Brugger- Feinmechanik/München, Typ HSG-C1237 (Siegelbacken 150 x 110 mm, teflonisiert) eingesetzt.
III. Ergebnisse
Die in (I und II) hergestellten erfindungsgemässen Mehrschichten-Folien zeichnen sich im Vergleich zu den entsprechenden Vergleichs-Mehrschichten- Folien aus dem Stand der Technik durch ein geringes Gesamtgewicht und gleich gute Verbundhaftungs- und Siegelnahthaftungswerte aus.
IV. Rezepturen
Die Rezepturen des in den Ausführungsbeispielen eingesetzten ersten und zweiten Heiss-Siegelklebstoffes sind nachstehender Tabelle (Tab.1) zu entnehmen.
Im Falle einer einseitig metallisierten OPP-Folie gemäß Verpackung für Snack-Food, Beispiel II wurde die metallische Oberfläche mit den Primer Vitel B 2200 B (ca. 4 % hochmolekularer Polyester, 96 % Ethylacetat; Fa. Bostik) in bekanner Weise vorbehandelt und anschließend mit beiden Heiss- Siegelklebstoffen beschichtet.
In einer weiteren Variante des Beispiels II, Verpackung für Snack-Food, wurde als erster Heiss-Siegel-Klebstoff ein Gemisch von 98 Gew.-% Rezeptur a) aus Tab. 1 , 1 % Phosphorsäure und 1 % Epoxysilan (Silquest A 187 (Fa. Cromptan (OSI)) oder Silan Z 6040 (Fa. Dow Corning) eingesetzt.
Tab. 1 a) Erster Heiss-Siegel-Klebstoff
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b) Zweiter Heiss-Siegel-Klebstoff
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Bezugszeichenliste: A1 Trägerfolie
A2 siegelbare Aussenseite mit Schicht auf Polyolefin- oder Polyvinyl-Basis B erster Heiss-Siegel-Klebstoff C zweiter Heiss-Siegel-Klebstoff D Schicht mit Druckfarben E Kaschierklebstoff
F Metallschicht (ggf. liegt zwischen (F) und (A1) eine Kaschierklebstoff- Schicht (E))

Claims

Patentansprüche
1. Mehrschichten-Folie, bei der eine Aussenseite mit einem ersten Heiss-Siegel- Klebstoff beschichtet ist und die gegenüberliegende Aussenseite eine Schicht auf Basis einer Polyolefin- oder Polyvinyl-Verbindung aufweist, wobei der erste Heiss-Siegel-Klebstoff
A) Cellulosenitrat und Acrylpolymere enthält und
B) gegen die Schicht auf Basis einer Polyvinyl-Verbindung siegelbar ist.
2. Mehrschichten-Folie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Heiss-Siegel-Klebstoff folgende Komponenten enthalten sind:
I) 45 bis 60 Gew.-% mindestens eines Cellulosenitrats (I),
II) 0,5 bis 20 Gew.-% mindestens eines Acrylpolymeren (II),
III) 0,5 bis 20 Gew.-% mindestens eines Polyalkylenglykols (III),
IV) 0,5 bis 15 Gew.-% mindestens einer Chelatverbindung (IV) mit Titan als Zentralatom, wobei die Summe der Komponenten (I) bis (IV) 100 Gew.-% ergibt.
3. Mehrschichten-Folie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
II) das Acrylpolymer (II) ein Methylmethacrylat-Copolymer mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 30 000 bis 80000 ist;
III) das Polyalkylenglykol (III) ein wasserlösliches Polypropylenglykol ist;
IV) dass die Chelatverbindung mit Titan als Zentralatom (IV) eine Verbindung aus Ethylacetonat, Acetylacetonat, Milchsäure und deren Salze, sowie Triethanolamin ist.
4. Mehrschichten-Folie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der auf eine metallische Schicht aufgetragene erste Heiss-Siegel-Klebstoff zusätzlich folgende Komponenten enthält:
VI) 1 bis 10 Gew.-% mindestens einer anorganischen Säure,
VII) 1 bis 10 Gew.-% mindestens einer siliziumorganischen Verbindung, wobei die Summe der Komponente (I) bis (VII) 100 Gew.-% ergibt.
5. Mehrschichten-Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Säure (VI) eine Säure aus der Gruppe der Phosphor- oder schwefelhaltigen Säuren.
6. Mehrschichten-Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine siliziumorganische Verbindung (VII) eine Verbindung der allgemeinen Summenformel (RιO)3-Si-R2-X enthalten ist, wobei
- als R-iO-Substituenten Methoxyl-, Ethoxyl- oder beta-Methoxylethoxylgruppen,
- als Spacer R2, (CH2)y mit y= 1 bis 10,
- als „X" eine reaktionsfähige Endgruppe, wie Amino-, Hydroxi-, Vinyl-, Methacryl- oder Epoxid-Gruppen eingesetzt werden.
7. Mehrschichten-Folie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Heiss-Siegel-Klebstoff ein Hochglanz-Siegel-Lack ist.
8. Mehrschichten-Folie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Heiss-Siegel-Klebstoff im wesentlichen die gesamte Fläche der Aussenseite bedeckt.
9. Mehrschichten-Folie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht auf Basis einer Polyvinyl-Verbindung eine siegelbare Polyacrylat- Zusammensetzung enthält.
10. Mehrschichten-Folie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffs partiell über die gesamte Schichtdicke durch die Schicht eines zweiten Heiss-Siegel-Klebstoffs in der Art ersetzt ist, dass beide Beschichtungen gemeinsam im wesentlichen die gesamte Fläche der Aussenseite bedecken.
11. Mehrschichten-Folie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schicht des zweiten Heiss-Siegel-Klebstoffs folgende Komponenten enthalten sind: i) 25 bis 90 Gew.-% mindestens eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, ii) 1 bis 50 Gew.-% mindestens eines klebrigmachenden Harzes, iii) 1 bis 40 Gew.-% mindestens eines Gleitmittels auf Wachs-Basis, wobei die Summe der Komponenten (i) bis (iii) 100 Gew.-% ergibt.
12. Mehrschichten-Folie nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Heiss-Siegel-Klebstoff
(i) das Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (i) durch seinen Gehalt an Vinylacetat von 30 bis 40 Gew.-% sowie einen Schmelzindex von 2 bis 5 g/10 min
(ASTM D 1238) charakterisiert ist; (ii) das klebrigmachende Harz (ii) mindestens ein Harz auf Basis funktioneller
Kohlenwasserstoffharze und/oder hydrierter Kohlenwasserstoffharze ist; (iii) das als Gleitmittel einzusetzende Wachs (iii) ein Carnaubawachs,
Paraffinwachs, Oxazolinwachs oder um eine Mischung aus zwei oder mehr dieser Wachse ist.
13. Mehrschichten-Folie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Heiss-Siegel-Klebstoff gegen eine auf der gegenüberliegenden Aussenseite befindlichen Schicht auf Basis einer Polyolefin-Verbindung siegelbar ist.
14. Mehrschichten-Folie nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht auf Basis einer Polyolefin-Verbindung Ethylen-Vinylacetat-Copolymere und/oder Polypropylen-Copolymere enthält.
15. Mehrschichten-Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Heiss-Siegel-Klebstoff über einen druckfarbenhaltigen Siegelbereich aufgetragen ist und gegen die gegenüberliegende Aussenseite siegelbar ist.
16. Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichten-Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass man a) einen ersten Heiss-Siegel-Klebstoff und gegebenenfalls einen zweiten Heiss-Siegel-Klebstoff in Form einer 20 bis 30 Gew.-%igen Lösung oder Dispersion der jeweiligen Zusammensetzung in flüchtigen organischen Lösungsmittel auf die Aussenseite einer Mehrschichten-Folie aufgibt, die auf der gegenüberliegenden Aussenseite eine Schicht auf Basis einer Polyolefin- oder Polyvinyl-Verbindung aufweist und b) das Lösemittel verdämpft, so dass im wesentlichen die gesamte Fläche der Aussenseite durch eine Schicht aus dem ersten Heiss-Siegel-Klebstoff und ggf. einer Schicht aus dem zweiten Heiss-Siegel-Klebstoff bedeckt ist, wobei die Beschichtung des ersten Heiss-Siegel-Klebstoffes partiell über die gesamte Schichtdicke durch die Schicht des zweiten Heiss-Siegel-Klebstoffes ersetzt ist.
17. Verwendung der Mehrschichten-Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 und hergestellt nach Anspruch 16 zur Herstellung flexibler Verpackungen durch Versiegeln.
18. Verwendung einer Mehrschichten-Folie nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Siegelung der Heiss-Siegel-Schicht und/oder zweiten Siegel-Schicht gegen die Schicht auf Basis einer Polyolefin- Verbindung bei 100 bis 160° C und zwischen 0,3 bar und 6 bar erfolgt.
19. Flexible Verpackungen, herstellbar aus einer Mehrschichten-Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.
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