WO2021094008A1 - Kaschierverbund - Google Patents

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WO2021094008A1
WO2021094008A1 PCT/EP2020/073926 EP2020073926W WO2021094008A1 WO 2021094008 A1 WO2021094008 A1 WO 2021094008A1 EP 2020073926 W EP2020073926 W EP 2020073926W WO 2021094008 A1 WO2021094008 A1 WO 2021094008A1
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layers
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laminating composite
factor
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Thomas Steffen
Lars Becker
Karl-Heinz BARTING
Sascha Hirsch
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Rkw Se
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Definitions

  • the invention relates to a laminated composite consisting of at least two layers, a print being arranged between the layers.
  • lamination describes a production technique in which several layers are connected with the help of a lamination agent. Depending on the lamination agent used, a distinction is made between wet, dry and thermal lamination.
  • Foil lamination is often used if products are to be protected from wear and tear or printed materials are to be protected against weathering, abrasion, dirt, moisture or chemicals.
  • a mostly transparent plastic film By covering the surface with a mostly transparent plastic film, the product is sealed and has increased flexural and tear strength. Depending on the choice of film, both the feel and the look of the product can be adapted to the customer's wishes.
  • a film-lamination composite with at least two plastic films which consists of a carrier film and a wear film and has a high level of abrasion and scratch resistance.
  • this film-lamination composite is laminated to carrier material in the interior and / or exterior industry.
  • the carrier film it is a pigmented polyolefin film
  • the wear film is made of polyurethane.
  • Plastic packaging is characterized by the fact that it is light, stable, relatively tight, in particular watertight and airtight, and inexpensive. Depending on the area of application, there is a specific requirement profile, so that the components and structure of the films must be continuously optimized.
  • the packaging of bulk goods poses a particular challenge. Typical application examples include plastic granulates, chemicals, wood pellets or food such as breadcrumbs.
  • the packaging of bulk goods in the building materials trade, in particular, has to meet special requirements.
  • the range of filling goods in this area ranges from pure, finely powdered gypsum with a very narrow grain size distribution to ready-to-use mixtures of cement, sand and gravel with a correspondingly broad grain size distribution.
  • the mixture under consideration consists of a granular solid and air. Depending on their composition, the filling goods can be compressed to different degrees.
  • the mass of a mixture per volume is called the bulk density of the material. It is crucial for the conveyance and storage of bulk materials, as it indicates how much air is in the volume under consideration.
  • FFS hoses Form, Fill, Seal
  • the packaging container is created from an endless sheet of film, usually directly before filling.
  • Either the endless film web is produced as a tube, or a tube is first formed from a flat film by laying it round and welding or gluing in the longitudinal direction.
  • the hose is fed to the filling system, where a first welded or glued seam in the transverse direction forms the bottom and, after the filling material has been filled, the container is closed at the top by a second welded or glued seam in the transverse direction.
  • Block bottom bags To avoid these problems, it is known in so-called block bottom bags to provide a valve in the bottom through which the excess pressure escapes during filling.
  • Block bottom sacks and especially those with complex valve constructions are, however, undesirable for reasons of cost for comparatively inexpensive filling goods such as building materials.
  • EP 444261 describes flexible packaging containers in the form of a sack or pouch, in which ventilation takes place through perforations in a region of the container in which the container is constructed in two layers.
  • perforations are provided in the inner and the outer wall, the perforations in the outer wall should have a smaller cross-sectional area than those in the inner wall. The venting then takes place in that an overpressure builds up between the inner and the outer wall, which is intended to enable a controlled outflow.
  • EP 1 607339 A1 describes an FFS sack in which a region is formed by means of welded or glued seams which has an inner and an outer wall. In the inner wall openings are provided which allow gas to escape from the interior of the container into the area between the inner and outer walls.
  • the welded or glued seams enclosing the area are designed in places such that gas can escape.
  • the thin film of moisture on the skin on the hands in combination with the cement is enough to discolour the skin noticeably after only brief contact with the sack.
  • This color abrasion has so far been reduced by applying a special two-component protective varnish.
  • the object of the invention is to provide a laminated composite which permanently ensures a largely unchanged, attractive print image. Thanks to the special structure of the lamination compound, prints should be protected and preserved for the long term, even in direct sunlight. It is also necessary that the laminated composite is light, stable, relatively tight and, in particular, watertight and airtight. In order to establish itself as a sustainable packaging option, a cost-effective design of the manufacturing process is also essential.
  • the invention is implemented by laminating two layers of film with an internal print motif.
  • the main components of the laminating composite according to the invention are polymer layers, which in turn form layers.
  • the layers are preferably made of polyolefins, in particular of polyethylene.
  • the base layer serves as a carrier and fulfills stabilizing functions, ie functions necessary for packing the bulk goods.
  • the overlying deck layer has a purely protective function of the print and is transparent. It acts as a UV barrier to the majority of the to intercept harmful ultraviolet radiation before the print image and to delay the fading.
  • composition of the polymer batches used can therefore vary.
  • stabilizers such as phenolic antioxidants and phosphites are necessary.
  • additive packages that are intended to ensure certain properties of the film. These include, for example, anti-slip, antistatic, coloring or lubricant additives.
  • the transparent top layer protects the print and consists of at least two polymer layers.
  • One of these layers also contains a UV absorber to protect the print.
  • this layer has a lower density than at least one of the other layers.
  • the layer provided with UV absorber is also limited to the outside by a layer of higher density.
  • a further layer also provides protection against migration inwards in the direction of the print, so that the layer with the UV absorber is preferably embedded between layers of higher density.
  • the density of the flanking layers is higher than that of the middle layer, which is provided with UV absorber, by a factor of 1.005, in particular by a factor of 1.01, preferably by a factor of 1.015.
  • the middle layer of the top layer accordingly consists predominantly of LDPE and / or LLDPE, the proportion of LDPE preferably more than 10% by weight, in particular more than 20% by weight, preferably more than 30% by weight and / or the proportion of LLDPE is more than 10% by weight, in particular more than 20% by weight, preferably more than 30% by weight. It proves to be particularly favorable if the middle layer of the top layer has a total proportion of a mixture of LLDPE and LLDPE which is more than 50% by weight, in particular more than 60% by weight, preferably more than 70% by weight. having.
  • the flanking layers consist mainly of MDPE and / or HDPE. It proves to be particularly favorable if the proportion of MDPE is preferably more than 30% by weight, in particular more than 40% by weight, preferably more than 50% by weight.
  • MDPE is combined with LLDPE in these layers.
  • the top layer has a thickness of less than 60 gm, preferably less than 50 gm, in particular less than 40 gm and / or more than 20 gm, preferably more than 25 gm.
  • the layer that is provided with the UV absorber is characterized by a greater thickness than the other layers. In this context, a greater thickness by a factor of more than 1.1, preferably more than 1.2, in particular 1.3, has proven to be useful.
  • UV absorbers in particular organic UV absorbers, preferably benzophenones and / or benzotriazoles, are incorporated into the middle layer of the top layer in the laminating composite according to the invention. This takes place in the production of the masterbatch before the blown film extrusion.
  • organic UV absorbers it is possible to use other, in particular inorganic, preferably metal oxides such as zinc oxide.
  • UV absorbers decreases with decreasing layer thickness.
  • the concentration must therefore be increased, which can lead to compatibility problems with the polymer matrix.
  • the thickness of the films in combination with the possible additive components ensure adequate UV protection.
  • the proportion of UV absorbers in the middle layer of the top layer is at least 1% by weight, in particular at least 1.5% by weight, preferably at least 2% by weight.
  • free radicals are formed in polymers, which currently severely damage the polymer matrix and lead to embrittlement.
  • stabilizers are used in the laminating composite according to the invention, which intercept the free polymer radicals at an early stage. For this purpose, sterically hindered amines (HALS) are added in specific layers.
  • HALS sterically hindered amines
  • the lamination composite according to the invention also consists of a base layer that has a thickness of less than 200 ⁇ m, preferably less than 150 ⁇ m, in particular less than 100 ⁇ m and / or more than 40 ⁇ m, preferably more than 50 pm, in particular more than 60 pm.
  • the base layer has a multilayer structure.
  • these layers consist predominantly of LLDPE and / or HDPE.
  • a layer consisting predominantly of HDPE is preferably embedded between two layers consisting predominantly of LLDPE.
  • the polymer layers used in the laminate according to the invention are produced by extrusion, preferably blown film extrusion.
  • molten plastic is conveyed out of an annular nozzle, creating a melt hose several meters high, which is cooled by air.
  • the solidified tube is then put together by a pair of squeeze rollers and finally wound up.
  • the tear strength of the blown film produced is comparable in both directions, longitudinally and transversely. If a single-layer film is produced here, it is called mono-blown film extrusion.
  • Blown film coextrusion characterizes the production of multilayer films. The latter offer the possibility of combining the positive properties of several plastics in one film. This type of film is produced by coextrusion, in which two or more materials are brought together before leaving the profile die.
  • a pressure is applied to the top layer.
  • information on the packaged bulk goods and / or advertising for the corresponding manufacturer is displayed.
  • the intention is to produce multicolored print images, although monochrome prints are not excluded.
  • the colorants used for this purpose can consist of pigments and / or dyes.
  • direct printing on the base layer is also possible.
  • All layers are firmly connected to one another in the laminated composite according to the invention.
  • the lamination of the base layer and top layer can be carried out as with the lamination of packaging films by adhesive or hot lamination.
  • Suitable adhesives for lamination are in particular adhesives that are preferably transparent or colorless. To optical undesirable To exclude long-term effects, the adhesive used should be stable to oxidation or color, in particular UV-stabilized and / or resistant to yellowing. Both layers can be connected, for example, with an adhesive based on polyurethane to form the laminating composite according to the invention.
  • FIG. 1 shows a section through a lamination composite according to the invention.
  • the composite comprises a base layer 1 and a transparent cover layer 7 with an imprint 3 in between.
  • the two layers 1 and 7 are connected by a laminating agent 2.
  • the invention relates to a laminated composite which is characterized by a novel cover layer 7.
  • the unique selling point is their multi-layer structure, which is characterized by polyethylene films of different densities.
  • the lamination composite according to the invention thus has a specific combination of features which are not previously known in the case of film-lamination composites.
  • the specific combination of the layers makes it possible to equip a thin layer 7 with an additive package which, as a transparent cover layer, enables the weather protection of a print 3 applied behind it.
  • a three-layer cover layer is used.
  • Layer 5 is embedded between layers 4 and 6 and consists predominantly of LLDPE and / or LDPE with a density of 0.923 g / cm 3 .
  • layer 5 45% LLDPE, 40% LDPE, 10% UV absorber batch (of which 20%
  • the outer layers 4 and 6 which have not been added with UV absorbers and UV stabilizers, function as a migration barrier for the absorber molecules in the middle layer 5.
  • the following components are used in the production of layers 4 and 6: 59% MDPE, 40% LLDPE, 1% anti-block batch in layer 4, as well as 55% MDPE, 40% LLDPE, 4% UV stabilizer batch, 1% Anti-block batch in layer 6.
  • the transparent cover layer 7 has a total thickness of 30 ⁇ m.
  • the ratio of the layer thicknesses is 30% for layer 4, 40% for layer 5 and 30% for layer 6.
  • the top layer 7 is produced with the aid of a blown film coextrusion.
  • the thickness of the base layer 1 is 80 ⁇ m in order to ensure the necessary stability in combination with the required flexibility of the laminating composite according to the invention.
  • the white base layer 1 is shown schematically in FIG. 1 as a monofilm. However, it has proven to be particularly advantageous to choose a multilayer base layer, in particular in the form of a coextrusion film.
  • the base layer 1 is designed in three layers in the exemplary embodiment. The following components are used here: 94% met. LLDPE, 6% additives (processing aid, white batch, filler) in layer 1.1, 80% HDPE 10% LLDPE, 10% white batch and filler in layer 1.2 and 94% met. LLDPE, 6% additives (processing aid, white batch, filler) in layer 1.3. Pigments are used for printing the print image via reverse printing.
  • a polyurethane-based adhesive is used to laminate the two layers 1 and 7.
  • the laminating composite according to the invention has particularly favorable product properties for use as packaging for bulk goods and, for the first time, also meets the requirements for weather-resistant prints.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kaschierverbund. Der Kaschierverbund ist aus mindestens zwei Lagen (1, 7) und einem dazwischenliegenden Aufdruck (3) aufgebaut. Die Lage (1) weist dabei mindestens zwei Schichten (4, 5, 6) auf. Eine Schicht (5) umfasst einen UV-Absorber zum Schutz des Drucks. Schicht (5) wird gegenüber den anderen Schichten (4, 6) durch eine geringere Dichte charakterisiert. Die Schichten (4, 6) weisen gegenüber Schicht (5) vorzugsweise eine um Faktor 1,005 höhere Dichte, insbesondere eine um Faktor 1,01 höhere Dichte, vorzugsweise eine um Faktor 1,015 höhere Dichte auf.

Description

Kaschierverbund
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Kaschierverbund aus mindestens zwei Lagen, wobei zwischen den Lagen ein Druck angeordnet ist.
Der Begriff Kaschierung beschreibt eine Fertigungstechnik, bei der mehrere Lagen mit Hilfe eines Kaschiermittels verbunden werden. Hierbei werden je nach eingesetztem Kaschiermittel die Formen Nass-, Trocken- und Thermokaschieren unterschieden.
Sollen Produkte vor Verschleiß oder bedruckte Stoffe gegen Witterung, Abrieb, Schmutz, Feuchtigkeit oder Chemikalien geschützt werden, bedient man sich häufig der Folienkaschierung. Durch das flächige Überziehen mit einer meist transparenten Kunststofffolie wird das Produkt versiegelt und erhält eine erhöhte Biege- sowie Reißfestigkeit. Abhängig von der Folienwahl kann dabei sowohl Haptik als auch Optik des Produkts den Wünschen des Kunden angepasst werden.
In der WO 2013/150141 A1 wird zum Beispiel ein Folien-Kaschierverbund mit mindestens zwei Kunststofffolien beschrieben, der aus Träger- und Nutzfolie besteht und eine hohe Abrieb- und Kratzfestigkeit aufweist. Zum Schutz von Fußböden oder Möbeln wird dieser Folien-Kaschierverbund auf Trägermaterial in der Interieur- und/oder Exterieur-Industrie kaschiert. Bei der Trägerfolie handelt es sich um eine pigmentierte Polyolefin-Folie, die Nutzfolie wird dagegen aus Polyurethan gefertigt.
Kunststoffverpackungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie leicht, stabil, verhältnismäßig dicht, insbesondere wasser- und luftdicht sowie kostengünstig sind. Je nach Anwendungsgebiet ergibt sich ein spezifisches Anforderungsprofil, sodass Komponenten und Aufbau der Folien fortwährend optimiert werden müssen. Eine besondere Herausforderung stellt dabei das Verpacken von Schüttgütern dar. Als typische Anwendungsbeispiele können Kunststoffgranulate, Chemikalien, Holzpellets oder Nahrungsmittel wie Paniermehl genannt werden.
Vor allem die Verpackung von Schüttgütern im Baustoffhandel muss spezielle Anforderungen erfüllen. Die Bandbreite der Füllgüter reicht in diesem Bereich von reinem, feinpulvrigem Gips mit einer sehr engen Korngrößenverteilung, bis hin zu gebrauchsfertigen Mischungen aus Zement, Sand und Kies mit einer entsprechend breiten Korngrößenverteilung. Insgesamt besteht das betrachtete Gemenge aus einem körnigen Feststoff und Luft. Abhängig von deren Zusammensetzung, können die Füllgüter unterschiedlich stark verdichtet werden. Die Masse eines Gemenges pro Volumen wird als Schüttdichte des Materials bezeichnet. Sie ist ausschlaggebend für die Förderung und Lagerung von Schüttgütern, da diese angibt, wie viel Luft sich im betrachteten Volumen befindet.
Werden pulvrige Güter in Säcke abgefüllt, gelangt Luft in das System. Zum einen handelt es sich um Restluft aus dem Abfüllvorgang, zum anderen befindet sich je nach Schüttdichte Luft innerhalb des Füllguts. Bei der Lagerung eines Sackes setzt sich das Schüttgut unten im Sack ab, während über dem Schüttgut ein Luftpolster entsteht. Dieses Phänomen führt zu Instabilitäten bei der Palettierung mehrerer Säcke. Aus diesem Grund ist die Entfernung jedweder Restluft aus dem Sack essentiell für die Lagerung und den Transport von Sackverpackungen.
Aus Kostengründen werden bei der Verpackung von Schüttgütern FFS- Schläuche (engl. Form, Fill, Seal) bevorzugt. Bei diesen wird das Verpackungsbehältnis aus einer Endlos-Folienbahn, meist direkt vor der Befüllung, erstellt. Entweder wird die Endlos- Folienbahn als Schlauch hergestellt, oder es erfolgt durch Rundlegen und Verschweißen oder Verkleben in Längsrichtung zunächst die Ausbildung eines Schlauches aus einer Flachfolie. Der Schlauch wird der Abfüllanlage zugeführt, wo eine erste Schweiß- oder Klebenaht in Querrichtung den Boden bildet und nach Einfüllen des Füllgutes das Behältnis durch eine zweite Schweiß- oder Klebenaht in Querrichtung oben verschlossen wird.
Bei der Verpackung von Baustoffen, welche häufig hygroskopisch sind, nimmt der Schutz des Inhalts vor Feuchtigkeit eine grundlegende Rolle ein. Allerdings werden solche Güter bisher noch vielfach in Papierbehältnissen abgefüllt, da sich gerade bei Zement und ähnlichen Stoffen während und nach der Abfüllung ein Überdruck in der Verpackung bildet, der durch Papier entweichen kann, jedoch bei den luftdichten Kunststoffverpackungen nach dem Verschließen verbleibt.
Zur Vermeidung dieser Probleme ist es bei sogenannten Klotzbodensäcken bekannt, in dem Boden ein Ventil vorzusehen, durch das der Überdruck bei der Abfüllung entweicht. Klotzbodensäcke und besonders solche mit aufwändigen Ventilkonstruktionen sind jedoch aus Kostengründen für vergleichsweise preiswerte Füllgüter wie Baustoffe nicht erwünscht. Die EP 444261 beschreibt flexible Verpackungsbehältnisse in Form eines Sackes oder Beutels, bei denen eine Entlüftung durch Perforationen in einem Bereich des Behältnisses erfolgt, in welchem dieses zweilagig ausgebildet ist. Hierzu sind in der inneren und der äußeren Wandung jeweils Perforationen vorgesehen, wobei die Perforationen in der äußeren Wandung eine geringere Querschnittsfläche haben sollen, als die in der inneren Wandung. Die Entlüftung erfolgt dann dadurch, dass sich zwischen der inneren und der äußeren Wandung ein Überdruck aufbaut, der ein kontrolliertes Ausströmen ermöglichen soll. Bei sehr feinen Füllgütern wird zwischen innerer und äußerer Wandung ein Filter benötigt, um ein Austreten des Füllgutes zu verhindern. Außerdem bilden diese nach dem Entweichen des Überdruckes unmittelbar übereinander liegenden Perforationen eine Eintrittsöffnung für Luft, Wasser und andere Verunreinigungen.
Es besteht daher weiterhin ein Bedarf an einem preiswerten und gleichzeitig sicher vor Verunreinigung und/oder Feuchtigkeit schützenden Verpackungs behältnis für solche Füllgüter, bei denen während und/oder nach dem Einfüllen ein Überdruck abzuleiten ist.
Bis Anfang der 2000er war die einzige Möglichkeit der Entlüftung der Einsatz von Säcken aus Papier mit einer dünnen Einlage aus perforierter Polyethylenfolie. Die Papierlage gibt dem Sack die notwendige Stabilität, während die Folie das Füllgut vor Nässe schützen soll. Die Wasserdampfbarriere eines solchen Papiersacks ist jedoch konstruktionsbedingt sehr gering, was die Lagerzeit von beispielsweise zementhaltigen Baustoffen maximal auf ein halbes Jahr begrenzt. Nach Ablauf der Lagerzeit hat der Zement bereits zu viel Feuchtigkeit aus der Luft aufgenommen, wird fest und ist nicht mehr verwendbar.
In der EP 1 607339 A1 wird ein FFS-Sack beschrieben, bei welchem mittels Schweiß- oder Klebenähten ein Bereich ausgebildet ist, der eine innere und eine äußere Wandung aufweist. In der inneren Wandung sind Öffnungen vorgesehen, die einen Gasaustritt aus dem Inneren des Behältnisses in den Bereich zwischen der inneren und der äußeren Wandung ermöglichen. Dabei sind die den Bereich einschließenden Schweiß- bzw. Klebenähte stellenweise so ausgebildet sind, dass ein Gasaustritt möglich ist.
Mit der Einführung von Kunststoffsäcken mit Überdruckentlüftung wurde das Palettieren von in Säcken abgepackten Schüttgütern deutlich verbessert.
Üblicherweise werden Baustoffe nicht nur in Hallen, sondern auch im Freien gelagert. Die Verwendung von Kunststofffolien ermöglicht grundsätzlich die Außenlagerung von feuchtigkeitssensiblen Schüttgütern. Allerdings sind die Säcke im Gegensatz zur konventionellen Innenlagerung nun der Witterung ausgesetzt. Eine Folge dieser kostengünstigen Lagerung ist der mechanische Abrieb der Druckfarben sowie deren Ausbleichen durch UV-Strahlung. Hellere Farben sind dabei in aller Regel weniger stabil als dunklere Farben. Finden Produkte, welche üblicherweise in Mitteleuropa eingesetzt werden, auch in Südeuropa oder Afrika Verwendung, so ist von einer deutlich niedrigeren Lebensdauer unter Wettereinfluss auszugehen. Die deutliche Lesbarkeit von Verarbeitungs- und vor allem Gefahrguthinweisen muss allerdings auch bei Außenlagerung gewährleistet sein. Jeder Kunststoffsack stellt außerdem mit seinen aufwendigen, mehrfarbigen Druckbildern nicht nur eine Verpackungslösung, sondern auch ein effektives Marketingtool für den Hersteller der Schüttgüter dar. So entsteht der erste Eindruck des Kunden vom Produkt durch das optische Erscheinungsbild der Verpackung. Kommt es zum Ausbleichen der Druckfarben, verliert der Hersteller nicht nur ein wichtiges Werbemittel. Darüber hinaus könnte beim potentiellen Kunden mitunter der Eindruck einer minderen Produktqualität entstehen.
Die Abfüllung von Zementprodukten in Säcke kann heute mit geringer, jedoch nicht gänzlich ohne Staubentwicklung realisiert werden. Die Stäube schlagen sich auf allen Oberflächen nieder, wodurch auch eine Kontamination der befüllten Säcke stattfindet. Üblicherweise gibt es mit der Abriebfestigkeit der eingesetzten Druckfarben keine Probleme. Werden diese jedoch mit Zementstaub kontaminiert, sinkt deren Widerstandsfähigkeit stark ab. Üblicherweise äußert sich dies durch das Einfärben von Transportbändern und anderen Teilen der Absack- und Palettieranlagen. Schäden am Druckbild sind in diesem Fall zumeist nicht zu erkennen, da die Farbschicht dick genug ist. Dennoch gibt es einige sensible Kunden, welche die Abriebfestigkeit bemängeln und reklamieren.
Ferner reicht bereits der dünne Feuchtigkeitsfilm der Haut an den Händen in Verbindung mit dem Zement aus, die Haut schon nach kurzem Kontakt mit dem Sack spürbar zu verfärben. Dieser Farbabrieb wird bisher durch Aufbringen eines speziellen Zwei-Komponenten Schutzlacks vermindert. Durch die Anordnung der Druckwerke in Reihe ohne vollständige Zwischentrocknung, werden die Farben und Lacke zum Teil nass in nass gedruckt. Dadurch kann die unter dem Lack liegende Farbe an die Oberfläche des Lacks gelangen. Dieser Anteil ist nicht optimal geschützt und lässt sich abreiben.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kaschierverbund bereit zu stellen, der dauerhaft ein weitgehend unverändertes, ansprechendes Druckbild gewährleistet. So sollen Aufdrucke durch den speziellen Aufbau des Kaschierverbundes auch bei direkter Sonneneinstrahlung langfristig geschützt und erhalten werden. Weiterhin ist es erforderlich, dass der Kaschierverbund leicht, stabil, verhältnismäßig dicht sowie insbesondere wasser- und luftdicht ist. Um sich als nachhaltige Verpackungsmöglichkeit zu etablieren, ist zudem eine kostengünstige Gestaltung des Herstellungsprozesses unabdingbar.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kaschierverbund gemäß nebengeordnetem Hauptanspruch gelöst. Bevorzugte Varianten sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.
Realisiert wird die Erfindung durch das Kaschieren von zwei Folienlagen mit innenliegendem Druckmotiv. Bei den Hauptkomponenten des erfindungsgemäßen Kaschierverbundes handelt es sich um Polymerschichten, die wiederum Lagen bilden. Die Schichten bestehen dabei vorzugsweise aus Polyolefinen, insbesondere aus Polyethylen.
Grundsätzlich wird im erfindungsgemäßen Kaschierverbund zwischen Basis- Lage und Deck-Lage unterschieden. Die Basis-Lage dient als Träger und erfüllt stabilisierende, d.h. für das Verpacken des Schüttguts notwendigen Funktionen. Die darüber liegende Deck-Lage hat eine reine Schutzfunktion des Aufdrucks und ist transparent. Sie dient als UV-Barriere, um den Großteil der schädigenden ultravioletten Strahlung bereits vor dem Druckbild abzufangen und das Ausbleichen zu verzögern.
Die Zusammensetzung der verwendeten Polymer-Batches, Masterbatches genannt, kann demnach variieren. Um den Homogenisierungsprozess der Masterbatches zu stabilisieren, sind Stabilisatoren wie phenolische Antioxidantien und Phosphite notwendig. Daneben ist der Zusatz von weiteren Additivpaketen üblich, die bestimmte Eigenschaften der Folie gewährleisten sollen. Dazu zählen zum Beispiel Anti-Slip-, Antistatika-, Färb- oder Gleitmittel- Additive.
Die transparente Deck-Lage schützt den Aufdruck und besteht aus mindestens zwei Polymerschichten. Eine dieser Schichten enthält ferner einen UV-Absorber zum Schutz des Drucks. Erfindungsgemäß weist diese Schicht eine geringere Dichte gegenüber mindestens einer der anderen Schichten auf. Um Migration vorzubeugen, wird die mit UV-Absorber versehene Schicht zudem nach außen durch eine Schicht höherer Dichte begrenzt. Daneben ist durch eine weitere Schicht auch ein Migrationsschutz nach innen in Richtung des Aufdrucks möglich, sodass die Schicht mit dem UV-Absorber vorzugsweise zwischen Schichten höherer Dichte eingebettet ist. Die Dichte der flankierenden Schichten ist gegenüber der mittleren Schicht, die mit UV-Absorber versehen ist, um den Faktor 1,005, insbesondere um den Faktor 1,01, vorzugsweise um den Faktor 1,015 höher.
Eine sorgfältige Wahl der jeweiligen Dichte bietet verschiedene Vorteile. So führt die Verwendung von Polyethylen höherer Dichte, HDPE, mit einer Dichte von 0,940 g/cm3 - 0,970 g/cm3 zu matten, undurchsichtigen Oberflächen, die darüber hinaus über eine erhöhte Steifigkeit verfügen. Dies würde die Lesbarkeit des zu schützenden Drucks vermindern und zudem die Handhabung der Kunststoffsäcke in Produktion und Anwendung erschweren, die sich unter anderem durch ihre Flexibilität auszeichnen sollen. Allerdings muss auch die Funktion der einzelnen Schichten, zum Beispiel als Migrationsbarriere für die notwendigen UV-Absorber, berücksichtigt werden. HDPE würde zwar die Migration verhindern, wäre aber aufgrund seiner Steifigkeit nicht für die beabsichtigte Anwendung geeignet. Der besondere Aufbau der Deck-Lage hinsichtlich ihrer Dichte ist demnach einem Kompromiss geschuldet, der alle gewünschten Anforderungen erfüllt. Daraus ergibt sich eine innovative Schichtung von Polyethylen mittlerer Dichte, MDPE, Polyethylen geringer Dichte, LDPE, sowie MDPE. Die mittlere Schicht der Deck-Lage besteht demnach vorwiegend aus LDPE und/oder LLDPE, wobei der Anteil an LDPE vorzugsweise mehr als 10 Gew.-%, insbesondere mehr als 20 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 30 Gew.-% und/oder der Anteil an LLDPE mehr als 10 Gew.-%, insbesondere mehr als 20 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 30 Gew.-% beträgt. Als besonders günstig erweist es sich, wenn in der mittleren Schicht der Decklage ein Gesamtanteil einer Mischung aus LLDPE und LLDPE vorliegt, die mehr als 50 Gew.-%, insbesondere mehr als 60 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 70 Gew.-% aufweist.
Die flankierenden Schichten bestehen aus vorwiegend MDPE und/oder HDPE. Als besonders günstig erweist es sich, wenn der Anteil an MDPE vorzugsweise mehr als 30 Gew.-%, insbesondere mehr als 40 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 50 Gew.-% beträgt. Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung wird in diesen Schichten MDPE mit LLDPE kombiniert. Dabei hat sich ein Anteil von mindestens 10 Gew.-% LLDPE, vorzugsweise mindestens 20 Gew.-% LLDPE, insbesondere mindestens 30 Gew.-% LLDPE als günstig erwiesen. Erfindungsgemäß weist die Deck-Lage eine Dicke von weniger als 60 gm, vorzugsweise weniger als 50 gm, insbesondere weniger als 40 gm und/oder mehr als 20 gm, vorzugsweise mehr als 25 gm auf. Daneben wird die Schicht, die mit UV-Absorber versehen ist, gegenüber den anderen Schichten durch eine größere Dicke charakterisiert. In diesem Zusammenhang hat sich eine größere Dicke um mehr als Faktor 1,1, vorzugsweise mehr als 1, 2, insbesondere 1,3 als sinnvoll herausgestellt.
Um den Aufdruck vor Witterungseinflüssen zu schützen, werden im erfindungsgemäßen Kaschierverbund in die mittlere Schicht der Deck-Lage UV- Absorber, insbesondere organischen UV-Absorber, vorzugsweise Benzophenone und/oder Benzotriazole eingebracht. Dies geschieht bei Herstellung der Masterbatches vor der Blasfolien-Extrusion. Neben organischen UV-Absorbern besteht die Möglichkeit weitere, insbesondere anorganische, vorzugsweise Metalloxide wie beispielsweise Zinkoxid zu verwenden.
Die Wirksamkeit von UV-Absorbern sinkt mit kleiner werdender Schichtdicke.
Bei Folien und anderen dünnen Produkten muss daher die Konzentration erhöht werden, was zu Kompatibilitätsproblemen mit der Polymermatrix führen kann. Erstaunlicherweise wurde festgestellt, dass im erfindungsgemäßen Aufbau die Dicke der Folien in Kombination mit damit möglichen Additiv- Anteilen einen ausreichenden UV-Schutz gewährleisten. Im erfindungsmäßen Kaschierverbund beträgt der Anteil der UV-Absorber in der mittleren Schicht der Deck-Lage mindestens 1 Gew.-%, insbesondere mindestens 1,5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 2 Gew.-%. Verursacht durch die UV-Strahlung bilden sich in Polymeren freie Radikale, die die Polymermatrix mit derzeit stark schädigen und zur Versprödung führen. Um einer Schädigung der Polymermatrix vorzubeugen, werden im erfindungsgemäßen Kaschierverbund Stabilisatoren verwendet, die die freien Polymerradikale frühzeitig abfangen. Hierfür werden sterisch gehinderte Amine (engl hindered amine light stabilizer: HALS) in spezifischen Schichten zugesetzt.
Neben der Deck-Lage und dem Aufdruck besteht dar erfindungsgemäße Kaschierverbund auch aus einer Basis-Lage, die eine Dicke von weniger als 200 pm, vorzugsweise weniger als 150 gm, insbesondere weniger als 100 pm und/oder mehr als 40 pm, vorzugsweise mehr als 50 pm, insbesondere mehr als 60 pm aufweist.
Daraus ergibt sich eine Gesamtdicke des Kaschierverbundes zwischen minimal 60 pm und maximal 260 pm.
Als besonders günstig erweist es sich, wenn die Basis-Lage mehrschichtig aufgebaut ist. Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung bestehen diese Schichten aus überwiegend LLDPE und/oder HDPE. Vorzugsweise wird dabei eine vorwiegend aus HDPE bestehende Schicht zwischen zwei vorwiegend aus LLDPE bestehende Schichten eingebettet.
Die im erfindungsgemäßen Kaschierverbund verwendeten Polymerschichten, werden durch Extrusion, verzugsweise Blasfolien-Extrusion hergestellt.
Während des Prozesses wird geschmolzener Kunststoff aus einer ringförmigen Düse gefördert, wodurch ein mehrere Meter hoher Schmelzschlauch entsteht, der durch Luft gekühlt wird. Der erstarrte Schlauch wird anschließend von einem Quetschwalzenpaar zusammengelegt und abschließend aufgewickelt. Die Weiterreißfestigkeit der hergestellten Blasfolie ist in beiden Richtungen, längs und quer, vergleichbar. Wird hierbei eine einschichtige Folie hergestellt, spricht man von Mono-Blasfolien-Extrusion. Die Blasfolien-Coextrusion kennzeichnet dagegen die Herstellung mehrschichtiger Folien. Letztere bieten die Möglichkeit, positive Eigenschaften mehrerer Kunststoffe in einer Folie zu vereinen. Diese Art von Folien werden durch Coextrusion hergestellt, indem vor Verlassen der Profildüse zwei oder mehrere Materialien zusammengeführt werden.
In der Erfindung wird ein Druck auf die Deck-Lage aufgebracht. Dargestellt werden je nach Anwendungsgebiet Informationen zum verpackten Schüttgut und/oder Werbung für den entsprechenden Hersteller. In diesem Zusammenhang ist nicht nur das Drucken von Schriftzügen oder Zahlen, sondern auch von Grafiken denkbar. Beabsichtigt wird die Herstellung von mehrfarbigen Druckbildern, wobei auch monochrome Aufdrucke nicht ausgeschlossen werden. Die hierfür eingesetzten Farbmittel können aus Pigmenten und/oder Farbstoffen bestehen. Neben dem Konterdruckverfahren, bei dem der Druck spiegelverkehrt auf der Unterseite der Deck-Lage aufgebracht ist, ist auch das direkte Bedrucken der Basis-Lage möglich.
Alle Lagen sind im erfindungsgemäßen Kaschierverbund fest miteinander verbunden. Die Kaschierung von Basis-Lage und Deck-Lage kann wie bei der Kaschierung von Verpackungsfolien durch Kleb- oder Heißkaschierung erfolgen. Geeignete Kleber für das Kaschieren sind insbesondere Klebstoffe, die vorzugsweise transparent oder farblos sind. Um optische unerwünschte Langzeitwirkungen auszuschließen, sollte der eingesetzte Klebstoff oxidations- bzw. farbstabil, insbesondere UV-stabilisiert und/oder vergilbungsresistent ausgebildet sein. Beide Lagen können zum Beispiel mit einem Kleber auf Polyurethanbasis zu dem erfindungsgemäßen Kaschierverbund verbunden sein.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnung und aus der Zeichnung selbst.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Kaschierverbund. Der Verbund umfasst eine Basis-Lage 1 sowie eine transparente Deck-Lage 7 mit dazwischenliegendem Aufdruck 3. Verbunden werden die beiden Lagen 1 und 7 durch ein Kaschiermittel 2.
Die Erfindung betrifft einen Kaschierverbund, der durch eine neuartige Deck- Lage 7 charakterisiert wird. Alleinstellungsmerkmal ist deren mehrschichtiger Aufbau, der durch Polyethylenfolien unterschiedlicher Dichte charakterisiert wird. Der erfindungsgemäße Kaschierverbund weist damit eine spezifische Kombination von Merkmalen auf, die bei Folien-Kaschierverbunden bisher nicht bekannt sind. Durch die spezifische Kombination der Schichten ist es möglich, eine dünne Lage 7 mit einem Additivpaket auszustatten, die als transparente Deck-Lage den Witterungsschutz eines dahinter aufgebrachten Drucks 3 ermöglicht.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine dreischichtige Deck-Lage verwendet. Schicht 5 ist zwischen den Schichten 4 und 6 eingebettet und besteht vorwiegend aus LLDPE und/oder LDPE mit einer Dichte von 0,923 g/cm3.
Bei der Herstellung der Schicht 5 kommen folgende Komponenten zum Einsatz: 45 % LLDPE, 40 % LDPE, 10 % UV Absorber Batch (davon 20 %
Wirkst offanteil), 5 % UV-Stabilisator Batch. Im Kaschierverbund fungieren die nicht mit UV-Absorber und UV-Stabilisatoren additivierten äußeren Schichten 4 und 6 als Migrationsbarriere für die Absorbermoleküle in der mittleren Schicht 5.
Bei der Herstellung der Schichten 4 und 6 kommen folgende Komponenten zum Einsatz: 59 % MDPE, 40 % LLDPE, 1% Anti-Block Batch in Schicht 4, sowie 55 % MDPE, 40 % LLDPE, 4% UV-Sabilisator Batch, 1% Anti-Block Batch in Schicht 6.
Die transparente Deck-Lage 7 weist im erfindungsgemäßen Kaschierverbund eine Dicke von insgesamt 30 pm auf. Das Verhältnis der Schichtdicken beträgt hierbei 30 % für Schicht 4, 40 % für Schicht 5 sowie 30 % für Schicht 6. Hergestellt wird die Deck-Lage 7 mit Hilfe einer Blasfolien-Coextrusion.
Die Dicke der Basis-Lage 1 beträgt 80 pm, um die notwendige Stabilität in Kombination mit der erforderlichen Flexibilität der erfindungsgemäßen Kaschierverbundes zu gewährleisten. Die weiße Basis-Lage 1 wird in Figur 1 schematisch als Monofolie dargestellt. Als besonders günstig erweist es sich allerdings, eine mehrschichtige Basis-Lage zu wählen, insbesondere in Form einer Coextrusions-Folie.
Die Basis-Lage 1 wird im Ausführungsbeispiels dreischichtig ausgeführt. Hierbei kommen folgende Komponenten zum Einsatz: 94 % met. LLDPE, 6 % Additive (Processing Aid, Weissbatch, Füllstoff) in Schicht 1.1, 80 % HDPE 10 % LLDPE, 10 % Weissbatch und Füllstoff in Schicht 1.2 sowie 94 % met. LLDPE, 6 % Additive (Processing Aid, Weissbatch, Füllstoff) in Schicht 1.3. Für das Aufdrucken des Druckbildes via Konterdruck werden Pigmente verwendet.
Ein Kleber auf Polyurethan-Basis findet bei der Kaschierung der beiden Lagen 1 und 7 Anwendung.
In folgender Tabelle wird abschließend die Zusammensetzung eines besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiels dargestellt:
Figure imgf000019_0001
Der erfindungsgemäße Kaschierverbund weist besonders günstige Produkteigenschaften für den Einsatz als Verpackung von Schüttgütern auf und erfüllt zudem erstmals die Anforderung an witterungsbeständige Aufdrucke.

Claims

Ansprüche:
1. Kaschierverbund aus mindestens zwei Lagen (1, 7), wobei zwischen den Lagen (1, 7) ein Druck (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage (7) mindestens zwei Schichten (4, 5, 6) aufweist, und eine Schicht (5) einen UV-Absorber zum Schutz des Drucks (3) umfasst, wobei die Schicht (5) eine geringere Dichte gegenüber mindestens einer der anderen Schichten (4, 6) aufweist, und die anderen Schichten (4, 6) gegenüber Schicht (5) eine vorzugsweise um den Faktor 1,005 höhere Dichte, insbesondere höher als Faktor 1,01, vorzugsweise höher als Faktor 1,015 aufweisen.
2. Kaschierverbund nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (4, 5, 6) vorwiegend aus Polyolefinen, insbesondere aus Polyethylen bestehen.
3. Kaschierverbund nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) vorwiegend aus einem LDPE und/oder einem LLDPE besteht.
4. Kaschierverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die anderen Schichten (4, 6) vorwiegend aus einem MDPE und/oder HDPE bestehen.
5. Kaschierverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage (7) eine Dicke von weniger als 60 pm, vorzugsweise weniger als 50 gm, insbesondere weniger als 40 pm und/oder mehr als 20 pm, vorzugsweise mehr als 25 pm aufweist.
6. Kaschierverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) in der Lage (7) gegenüber den anderen Schichten (4, 6) eine größere Dicke aufweist, wobei die Dicke vorzugsweise um mehr als Faktor 1,1, vorzugsweise um mehr als Faktor 1, 2, insbesondere um mehr als Faktor 1,3 dicker ist.
7. Kaschierverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) organischen UV-Absorber, vorzugsweise Benzophenone und/oder Benzotriazole umfasst.
8. Kaschierverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) anorganischen UV-Absorber, vorzugsweise Metalloxide, insbesondere Zinkoxid umfasst.
9. Kaschierverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der UV-Absorber in der Schicht (5) mindestens 1 Gew.-%, insbesondere mindestens 1,5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 2 Gew.-% beträgt.
10. Kaschierverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Schicht (4, 5, 6) in Lage (7) UV-Stabilisatoren enthalten sind, insbesondere sterisch gehinderte Amine (engl. Hindered Amine Light Stabilizer: HALS).
11. Kaschierverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage (1) eine Dicke von weniger als 200 pm, vorzugsweise weniger als 150 pm, insbesondere weniger als 100 pm und/oder mehr als 40 pm, vorzugsweise mehr als 50 pm, insbesondere mehr als 60 pm aufweist.
12. Kaschierverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) zwischen Schichten höherer Dichte, vorzugsweise zwischen zwei Schichten (4, 6) höherer Dichte eingebettet ist.
13. Verwendung eines Kaschierverbunds nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Verpackung, insbesondere in Form von Säcken für Schüttgüter, vorzugsweise als FFS-Verpackung für pulverförmige Produkte, insbesondere der Bauindustrie.
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