WO2024008616A1 - Mdo-folie fuer recyclingfaehiges laminat - Google Patents

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WO2024008616A1
WO2024008616A1 PCT/EP2023/068165 EP2023068165W WO2024008616A1 WO 2024008616 A1 WO2024008616 A1 WO 2024008616A1 EP 2023068165 W EP2023068165 W EP 2023068165W WO 2024008616 A1 WO2024008616 A1 WO 2024008616A1
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less
film
weight
layer
film according
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PCT/EP2023/068165
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English (en)
French (fr)
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Adrien DEMBOWSKI
Claudia SPICKER
Thomas Stroh
Claudia BENDER
Frederic Wypelier
Leonhard Maier
Konrad NONIEWICZ
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Rkw Se
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    • B32B2323/046—LDPE, i.e. low density polyethylene
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00—Containers; Receptacles
    • B32B2439/70—Food packaging

Definitions

  • the invention relates to a monoaxially stretched, transparent film for a recyclable laminate, the film comprising at least one outer layer and at least one inner layer.
  • plastic packaging is often film laminates made of different layers, which are tailored according to their application and function, such as polyolefins such as polyethylene (PE) and/or polypropylene (PP), often combined with polyethylene terephthalate (PET) and/or polyamide (PA) to achieve the desired physical film properties.
  • polyolefins such as polyethylene (PE) and/or polypropylene (PP)
  • PET polyethylene terephthalate
  • PA polyamide
  • Polyethylene has proven useful in the production of food packaging films, food bags, stretch films, shrink wraps, trash can liners, and mailing bags.
  • Traditional blown or cast polyethylene films are often used for flexible packaging as individual packaging or as a laminating film.
  • biaxially oriented polypropylene films and biaxially oriented polyethylene films and cast polypropylene films offer good rigidity and toughness while being able to be made thinner.
  • a machine direction orientation gives films good rigidity and optical properties that are advantageous for applying a printed image.
  • the tear resistance of the films can decrease significantly, making printability problematic in modern serial printing processes with high web speeds.
  • the films can usually exhibit fibrillation, which impairs the value and possibly the appearance of a print.
  • EP 3 317 100 B1 discloses a uniaxially oriented film with a first layer comprising a first composition comprising an ethylene-based polymer prepared in the presence of a single-site catalyst, the first composition having a density of 0.935 g/cm 3 to 0.965 g/cm 3 , a melt index of 0.5 to 6 g/10 min and a molecular weight distribution of 6.0 or less, and a Ziegler-Natta catalyzed ultra-low density polyethylene having a density of 0.880 g/cm 3 to 0.912 g/cm 3 , a melt index of 0.5 to 6 g/10 min and an MWD of 6.0 or less; a second layer containing at least one polyolefin; and at least one inner layer between the first layer and the second layer, which is a high density polyethylene or a Ziegler-Natta catalyzed ultra-low density polyethylene having a density of 0.880 g/cm 3 to 0.912 g/
  • EP 3 481 630 B1 describes a recyclable polyethylene film made of at least 80% polyethylene material and a maximum of 20% compatible polyolefin material, the polyethylene film being less than 40 pm thick and having a central layer made of linear low density polyethylene and/or linear metallocene low density polyethylene and two outer layers of high density polyethylene connected to the central layer and surrounding the central layer, the HDPE content of the polyethylene film being at least 60% by volume, preferably at least 70% by volume, most preferably at least 80% by volume, and wherein the polyethylene film is stretched in at least one direction and the two outer layers together are at least three times as thick, preferably at least four times as thick, as the central layer.
  • polypropylene or cyclo-olefin copolymer must be mixed into the outer layers of this film, which means that a mono-material construction is no longer possible.
  • EP 2 860 031 B1 discloses a machine-direction stretched multilayer film suitable for labels, comprising a core layer and two outer layers sandwiched around the core layer, the core layer being a bimodal ethylene/1-butene /C6-C12 alpha-olefin terpolymer with a density between 926 kg/m 3 to 950 kg/m 3 and the two outer layers comprise unimodal HDPE with a density of more than 940 kg/m 3 up to 970 kg/m 3 .
  • WO 2021/076 552 A1 discloses a machine direction oriented polyethylene film with a core layer comprising a first ethylene-based polymer with a density of 0.870 g/cm 3 to 0.920 g/cm 3 and a peak melting point of 82 to 126 °C and a weight-based crystallinity of 15 to 30 as well as an outer layer comprising a second ethylene-based polymer with a density of 0.940 g/cm 3 to 0.965 g/cm 3 and a peak melting point of 130 to 135 ° C and a weight-based crystallinity of 30 to 80 as well as a Subcutaneous layer located between and in contact with the core layer and the outer layer, the subcutaneous layer comprising a third ethylene-based polymer having a density of 0.920 g/cm 3 to 0.950 g/cm 3 and a peak melting point of 125 to 130 °C and a Crystallinity in weight percent from 40 to 65, the ratio of the weight percent crystal
  • EP 3390 049 B1 discloses a laminated polyethylene-based film structure with barrier properties, comprising an oriented first film oriented at least in the machine direction with at least one layer A based on polyethylene polymer with a density of 890 to 980 kg / m 3 and optionally at least one layer B made of high density polyethylene (HDPE) with a density of 940 to 970 kg/m 3 or medium density polyethylene (MDPE) with a density of 925 to 940 kg/m 3 or a linear low density polyethylene (LLDPE) with a density of 910 to 950 kg/m 3 , with the oriented first film at least in Machine direction is oriented in a stretch ratio of 1: 1.5 to 1: 12 and after orientation has a film thickness of 10 to 50 pm and wherein the oriented first film is covered by a thin vapor-deposited ceramic or metal barrier layer on a surface of the oriented first Film is coated, the oriented first film with the coated surface being laminated to a second film.
  • HDPE high density polyethylene
  • the polyethylene polymer of layer A is selected from high density polyethylene (HDPE), medium density polyethylene (MDPE) or a linear low density polyethylene (LLDPE) or blends of linear low density polyethylene (LLDPE) with high density low density polyethylene (LDPE ) or a blend of an ethylene-based plastomer with high-density low-density polyethylene (LDPE).
  • HDPE high density polyethylene
  • MDPE medium density polyethylene
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • LDPE linear low density polyethylene
  • LDPE high density low density polyethylene
  • LDPE low density polyethylene
  • High-quality packaging laminates also usually have an imprint that is realized using a serial printing process, e.g. gravure printing or a flexographic serial printing process. That is why PET or PP film webs are often used as the printed film web in such film laminates. As things stand today, printed film webs with layer thicknesses of only 12 pm are used for this purpose. However, the construction of monolaminates made of polyethylene causes the problem of quality printability with such thin layer thicknesses.
  • the object of the present invention is to provide a film for a recyclable laminate that meets the requirements of a monomaterial construction and can ensure good mechanical properties.
  • the film should be particularly stiff and have sufficient toughness without having a tendency to fibrillate.
  • the film should have sufficient heat resistance and be easy to recycle.
  • At least one layer of the film or one layer of the laminate should have the required sealing properties.
  • the film should be able to be printed cheaply and with excellent quality.
  • the foil should be harmless to health and ecologically sustainable. In addition, there should be no odors emanating from the film.
  • At least one outer layer has a higher density than the at least one inner layer.
  • the outer layer comprises a mixture of at least two polyethylenes of different densities, with the higher density polyethylene having a density of more than 0.94 g/cm 3 and the low density polyethylene having a density of less than 0.94 g/cm 3 .
  • the proportion of the higher density polyethylene in at least one of the outer layers in the mixture is more than 40% by weight, preferably more than 60% by weight, in particular more than 80% by weight and / or less than 95% by weight .-%, preferably less than 90% by weight, in particular less than 85% by weight.
  • the proportion of higher density polyethylene gives the film excellent rigidity and heat resistance.
  • the proportion of low-density polyethylene in at least one of the outer layers in the mixture is more than 5% by weight, preferably more than 10% by weight, in particular more than 15% by weight and /or less than 60% by weight, preferably less than 40% by weight, in particular less than 20% by weight.
  • the proportion of low-density polyethylene ensures that the film has good toughness.
  • the density of the higher density polyethylene is a factor greater than the lower density polyethylene, the value of the factor being more than 1.002, preferably more than 1.005, in particular more than 1.008 and/or is less than 1.20, preferably less than 1.15, in particular less than 1.10.
  • melt flow rate usually at a temperature of 190 °C for polyethylene and 230 °C for polypropylene at a load of 2.16 kg, 5 kg or 21.6 kg.
  • a higher melt index correlates with a lower average molecular weight of the polymer.
  • the higher the melt index of a polymer the lower the melt viscosity, which is advantageous for high output of the extrusion system.
  • polymers with a high molecular weight i.e. a low melt index, are advantageous in terms of mechanical stability, in particular tensile strength or toughness.
  • the inner or an inner layer is formed from a polyethylene whose density according to ISO 1183-1 is more than 0.91 g/cm 3 , preferably more than 0.92 g/cm 3 and/or less than 0.95 g/cm 3 , preferably less than 0.94 g/cm 3 and/or its melt flow rate (at 190 ° C at 5 kg) according to ISO 1133-1 is more than 0.1 g/10 min, preferably more than 1, 0 g/10 min and/or less than 5.0 g/10 min, preferably less than 3.0 g/10 min.
  • the inner layer is made of a polyethylene whose density according to ISO 1183-1 is 0.937 g/cm 3 .
  • the polyethylene of the inner layer has a melt flow rate according to ISO 1133-1 of more than 1.0 g/10 min, preferably more than 1.5 g/10 min, in particular more than 1.9 g/10 min and/ or less than 4.0 g/10 min, preferably less than 3.0 g/10 min, in particular less than 2.1 g/10 min at 190 ° C and 5 kg.
  • the melt flow rate according to ISO 1133-1 of the polyethylene of the inner layer is more than 20 g/10 min, preferably more than 30 g/10 min, in particular more than 40 g/10 min and/or less than 65 g/10 min , preferably less than 55 g/10 min, in particular less than 45 g/10 min at 190 ° C and 21.6 kg.
  • the polyethylene of the inner layer has a tensile elasticity TD of more than 730 MPa, a tensile strength MD of more than 60 MPa and a melting temperature of more than 127 ° C. These special physical parameters result in a film that can fulfill the task.
  • the polyethylene of the inner layer has a bimodal molecular weight distribution.
  • the film comprises more than one inner layer, preferably more than two inner layers, in particular more than four inner layers, all of which are made of the same polyethylene.
  • This special multi-layer construction gives the film a particularly high level of toughness and rigidity, while at the same time the formation of fibrils is particularly advantageously prevented.
  • the high-density polyethylene preferably has an average molecular weight and a particularly narrow molecular weight distribution, which leads to good bubble stability and processability. Furthermore, the outer layer or layers have excellent tensile strength and good elongation at break with a low tendency to fibrillation. This means that the film can be printed particularly precisely and with high quality, as the Web tension during printing can be achieved precisely even at high web speeds while at the same time making the film web particularly thin.
  • the higher density polyethylene in at least one of the outer layers is formed from an HDPE whose density is more than 0.942 g/cm 3 , preferably more than 0.944 g/cm 3 and/or less than 0.97 g/cm 3 , preferably is less than 0.965 g/cm 3 and/or its melt flow rate (at 190 °C at 21.6 kg) according to ISO 1133-1 is more than 5 g/10 min, preferably more than 10 g/10 min and/or less than 25 g/10 min, preferably less than 20 g/10 min.
  • the HDPE in at least one of the outer layers has a melt flow rate according to ISO 1133-1 of more than 1.0 g/10 min, preferably more than 1.25 g/10 min, in particular more than 1.5 g/10 min and/or less than 3.0 g/10 min, preferably less than 2.0 g/10 min, in particular less than 1.75 g/10 min at 190 ° C and 5 kg.
  • the melt flow rate according to ISO 1133-1 of the HDPE in at least one of the outer layers is more than 11 g/10 min, preferably more than 13 g/10 min, in particular more than 15 g/10 min and/or less than 30 g /10 min, preferably less than 20 g/10 min, in particular less than 17 g/10 min at 190 ° C and 21.6 kg.
  • the HDPE in at least one of the outer layers has a tensile elasticity of more than 880 MPa, a tensile strength of more than 20 MPa and a melting temperature of more than 129 ° C. These special physical parameters result in a film that can fulfill the task.
  • the HDPE in at least one of the outer layers has a melt flow rate according to ASTM D1238 of more than 0.1 g/10 min, preferably more than 0.5 g/10 min, in particular more than 0.8 g / 10 min and / or less than 3.0 g / 10 min, preferably less than 2.0 g / 10 min, in particular less than 1.0 g / 10 min at 190 ° C and 2.16 kg.
  • this HDPE has a density of more than 0.961 g/cm 3 according to ASTM D792 and an Elmendorf tear strength of more than 40 g in MD and more than 165 g in TD.
  • the outer layers of the film are made from a high proportion of HDPE, which, in addition to the small proportion of low-density polyethylene, can also contain a proportion of additives.
  • the high-density polyethylene preferably has an average molecular weight and a particularly narrow molecular weight distribution, which leads to good bubble stability and processability. Furthermore, the outer layers have excellent tensile strength and good elongation at break with a low tendency to fibrillation.
  • the low density polyethylene in at least one of the outer layers is formed from a polyethylene whose density is more than 0.91 g/cm 3 , preferably more than 0.92 g/cm 3 and/or less than 0.95 g/ cm 3 , preferably less than 0.94 g/cm 3 and/or its melt flow rate (at 190 °C at 5 kg) according to ISO 1133-1 is more than 0.1 g/10 min, preferably more than 1.0 g /10 min and/or less than 5.0 g/10 min, preferably less than 3.0 g/10 min.
  • the low density polyethylene in at least one of the outer layers is made of a bimodal polyethylene, preferably a bimodal terpolymer, in particular formed from a bimodal ethylene/1-butene/Ce-Ci2-alpha-olefin terpolymer.
  • the combination of low molecular weight, high density and high molecular weight, low density polymer chains results in a combination of rigidity and flexibility in the polyethylene in at least one of the outer layers. This enables an optimal balance between strength, impact resistance, stiffness and processability of the resulting polyethylene in at least one of the outer layers.
  • the film comprises three layers.
  • the inner layer is preferably made of a polyethylene with a density of, for example, 0.937 g/cm 3
  • the two outer layers are made of a polymer mixture of HDPE and polyethylene with a density of, for example, 0.937 g/cm 3 .
  • the film has a nine-layer structure.
  • Three equally thin inner layers made of a polyethylene with a density of, for example, 0.937 g/cm 3 preferably form the core of the film, each of which is surrounded by an inner intermediate layer.
  • the inner intermediate layers are ideally also made of a polyethylene with a density of, for example, 0.937 g/cm 3 and are approximately twice as thick as the inner layers.
  • An outer intermediate layer is arranged between the inner intermediate layer and the outer layer.
  • the outer intermediate layer is slightly thicker than the inner intermediate layer and preferably consists of a mixture of higher and lower density polyethylene.
  • the outer layer has a thickness that is slightly thicker than the thickness of the outer intermediate layer and also consists of one Mixture of higher and lower density polyethylene, with the outer layer also containing a small amount of additives.
  • the thickness of the inner layers is, for example, more than 5 pm and/or less than 7 pm before stretching.
  • the thickness of the inner intermediate layers is, for example, more than 10 pm and/or less than 15 pm before stretching.
  • the thickness of the outer intermediate layers is, for example, more than 15 pm and/or less than 20 pm before stretching.
  • the outer intermediate layer, which is arranged towards the print is slightly thicker at approx. 19 pm than the outer intermediate layer, which is arranged on the side facing away from the print, at approx. 16 pm.
  • the thickness of the outer layers is, for example, more than 15 pm and/or less than 22 pm before stretching.
  • the outer layer, which is arranged towards the print is slightly thicker at approx. 20 pm than the outer layer, which is arranged on the side facing away from the print, at approx. 17 pm.
  • five-layer and seven-layer films are also included in the scope of the invention, whereby the mechanical properties can be improved as the number of layers increases.
  • the thickness of the layers increases from the inner layer to the outer layer. This applies to three-layer to nine-layer film. This version of the film achieves particularly advantageous mechanical properties and thus creates a film that can be printed with high quality.
  • the inner layer is thicker than one of the outer layers, the inner layer being more than a factor of 1.3, preferably more than a factor of 1.6, in particular more than a factor of 1.9 is thicker than one of the outer layers. This can be the case, for example, with a three-layer variant of the film.
  • the advantageous mechanical properties have so far only been known from films that are based on a material mix of different thermoplastics.
  • the monomaterial construction according to the invention is characterized by complete and easy recyclability.
  • the film is ideally monoaxially stretched in the machine direction by more than a factor of 2.0, preferably by more than a factor of 3.0, in particular by more than a factor of 4.0 and/or less is designed to be stretched by a factor of 7.0, preferably by a factor of less than a factor of 6.5, in particular by a factor of less than a factor of 6.0.
  • the thickness of the film was measured according to DIN 53370 and given as the average value.
  • the film has a thickness of less than 60 pm, preferably less than 50 pm, in particular less than 40 pm and/or more than 5 pm, preferably more than 10 pm, in particular more than 15 pm. This means the film is as thin and material-saving as possible designed so that it is still suitable for applying a high-quality print.
  • a frequently used method for printing on a film is flexographic printing.
  • This is a direct letterpress printing process, also known as a web-fed rotary printing process.
  • the flexible printing plates which are made of photopolymer or rubber, are used in combination with low-viscosity printing inks.
  • the raised areas of the printing form carry the image.
  • the advantages lie in the cost-effectiveness through the use of a large printing width and a high printing speed, as well as the availability of inexpensive printing inks.
  • the printing tools essentially consist of photopolymer printing plates and/or laser-engraved elastomer sleeves. Large print runs can be produced economically using flexographic printing.
  • the print is arranged directly on an outer layer of the film.
  • the print or imprint can be arranged on the side facing away from the packaged goods or in the sense of a counter-print between the film and the layer.
  • the print can be designed as a print motif. In the area of foil, the term print motif refers to the thematic design part of a print. If necessary, manufacturer-identifying print motifs can also be included in the scope of the print.
  • the print is preferably applied to an outer layer of the film using a flexographic printing process, with all common printing processes being suitable in principle and expressly included in the invention.
  • the special selection of polymers as well as the design in a three- to nine-layer variant create a particularly thin film that still has convincing mechanical properties, even in the design a mono-material construction.
  • the rigidity and toughness which are achieved in particular by the polyethylene mixture in at least one outer layer, lead to excellent printability.
  • the film is connected to at least one layer to form a packaging laminate, with a large selection of sealing layers that can be sealed at low temperatures being possible.
  • the multi-layer structure of the film is designed symmetrically, which means that both outer layers can be printed and can therefore be flexibly varied between the printing arrangement on the outside or the counter-printing.
  • the density of the film is less than 0.99 g/cm 3 , preferably less than 0.98 g/cm 3 , in particular less than 0.97 g/cm 3 and/or more than 0.60 g/cm 3 , preferably more than 0.70 g/cm 3 , in particular more than 0.80 g/cm 3 .
  • the haze value is a measure of the cloudiness or gloss of transparent films.
  • the procedure for measuring the haze value is described in the ASTM D 1003 and DIN EN ISO 2813 standards.
  • the film advantageously has a gloss according to DIN EN ISO 2813 of less than 7%, preferably less than 6%, in particular less than 5%. This means that the laminate and the film have a particularly high-quality look.
  • Heat sealing is a common method for creating seals and seams in flexible packaging. Adhesive systems are also occasionally used. It There are a variety of types of heat seals. The most common, particularly for films, are thermal sealing, beam sealing and impulse sealing.
  • LDPE LDPE
  • LLDPE low density polyethylene
  • Metallocene LLDPE with higher alpha olefins was developed to overcome this disadvantage of LLDPE.
  • Another approach to achieving the best mix of properties for a particular application is to blend LLDPE and LDPE.
  • Thermal sealing uses two heated rods that apply pressure to the films to be sealed while simultaneously conducting heat to the interface, melting the films at those points.
  • the pressure ensures good contact between the foils and supports the penetration of the melted viscous materials at the interface. After sufficient sealing time, the pressure of the rods is released and the films are released. Therefore, the hot tack of the film material is critical to forming an adequate seal.
  • the full strength of the seal develops as the sheet material cools, but the initial strength must be sufficient to maintain the integrity of the seal as it cools.
  • the sealing bars usually have rounded edges to avoid piercing the material and often a bar is provided with an elastic surface to ensure even pressure during the sealing.
  • the weld jaws are usually not flat but are serrated and create a patterned seal.
  • thermal sealing variants only one bar is heated and the other is not.
  • Another variant uses heated rollers instead of bars, for example a bag is sealed as it passes through the rollers.
  • At least one outer layer has a proportion of polypropylene, the proportion being more than 5% by weight, preferably more than 10% by weight, in particular more than 15% by weight and/ or less than 50% by weight, preferably less than 40% by weight, in particular less than 30% by weight.
  • the polypropylene content increases the heat resistance and thus also the temperature at which the film can be sealed without undermining the film's recyclability.
  • the layer has a thickness of more than 10 pm, preferably more than 15 pm, in particular more than 20 pm and/or less than 100 pm, preferably less than 80 pm, in particular less than 60 pm.
  • a thin sealing layer can be achieved or, for example, when enclosing liquids, a thick sealing layer can be achieved.
  • the layer used to seal the film into a laminate is formed from an LDPE and/or an LLDPE.
  • Low-density polyethylene is a thermoplastic made from the monomer ethylene.
  • LDPE has more branches (at about 2% of carbon atoms) than HDPE, so its intermolecular forces are weaker, its tensile strength is lower, and its elasticity is higher.
  • the side branches mean that the molecules are less tightly packed and less crystalline, so the density is lower.
  • transition metal catalysts in particular Ziegler or Philips type catalysts. The actual polymerization process can be carried out either in the solution phase or in gas phase reactors.
  • octene is the comonomer in the solution phase
  • butene and hexene are copolymerized with ethylene in a gas phase reactor.
  • LLDPE has higher tensile strength and higher impact and puncture resistance than LDPE. It is very flexible and stretches under load. It can be used to produce thinner films that have better resistance to stress cracking. It has good resistance to chemicals. It has good electrical properties. However, it is not as easy to process as LDPE, has lower gloss and a narrower heat seal area.
  • the film including the layer is made entirely of polyethylene.
  • Polyethylene (PE) is a thermoplastic produced by chain polymerization of petrochemically produced ethene. Polyethylene is semi-crystalline and non-polar. This means that the film meets the requirements of the plastic pact, is based on a mono-material construction and is recyclable.
  • the film has at least one additional outer layer made of ethylene-vinyl alcohol copolymer layer (EVOH) and/or polyamide (PA).
  • EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer layer
  • PA polyamide
  • This additional layer can be formed as an outer layer, to which the print adheres better due to the higher polarity of the outer layer.
  • this additional outer layer improves the heat resistance and stiffness of the film.
  • the additional layer made of EVOH and/or PA is particularly thin, so that the proportion of material in the overall film is particularly low and the film is considered a mono-material construction in terms of recycling.
  • the film comprises at least one further outer layer to produce a dullness of the film surface.
  • the further outer layer has no fillers, with the film having a haze value according to ASTM D1003 of more than 65%, preferably more than 75%, in particular more than 85%, due to the further outer layer.
  • the further outer layer has, for example, a thickness of more than 4 pm and/or less than 10 pm.
  • the further outer layer can be arranged on the side of the film facing away from the print and/or visible from the outside.
  • the matt surface gives the film an advantageous look.
  • At least one of the layers can contain a proportion of LLDPE in order to increase the elasticity and thus also the Elmendorf tear resistance of the film.
  • the process for producing a film for a recyclable laminate comprises several steps. First, at least two compositions of the polymeric components are prepared, which are then extruded into a film with at least three, ideally nine layers.
  • the polymer mixtures differ in terms of the outer and inner layers.
  • the film is advantageously stretched monoaxially in the machine direction, whereby the favorable properties with regard to the total density below 0.99 g/cm 3 , transparency and printability, and the rigidity and toughness of the film are achieved.
  • the film can then be directly printed and laminated with a layer.
  • the extrusion is carried out as a blown extrusion, which promotes the formation of advantageous film features, such as stiffness.
  • the film is produced by monoaxial stretching with a machine direction orientation by heating the film to a temperature slightly below its melting point and stretching it in a specific orientation.
  • the stretching can also take place directly after extrusion, where the film is still at a temperature slightly below its melting point.
  • the film is stretched monoaxially in the machine direction by more than a factor of 2.0, preferably by more than a factor of 3.0, in particular by more than a factor of 4.0 and/or less than a factor of 7 .0, preferably stretched by less than a factor of 6.5, in particular by less than a factor of 6.0.
  • the film is used as a recyclable printing carrier film for packaging laminates.
  • This shows 1 shows a schematic structure of the film according to the invention in the form of a laminate
  • Fig. 2 shows a further embodiment variant of the film.
  • a print 2 is arranged directly on an outer layer 3 of the transparent film 1 in the form of a counterprint.
  • the print 2 serves to identify the item to be packaged as well as for visual recognition and to support a brand image of the item brand.
  • the film 1 is designed with nine layers in a symmetrical structure, the respective layer thickness of which increases from the inner layer 6 to the outer layer 3. Furthermore, the density of the polymers also increases from the inside to the outside.
  • the inner layer 6 is triple and extremely thin, each with approximately 6 pm before stretching, and is made of a polyethylene whose density is 0.937 g/cm 3 and whose melt flow rate (at 190 ° C at 5 kg) according to ISO 1133 is 2 g/10 min.
  • An inner intermediate layer 5 is arranged around the three inner layers 6, which is approximately twice as thick as the inner layer 6 and consists of the polyethylene described above.
  • An outer intermediate layer 4 is arranged between the inner intermediate layer 5 and the outer layer 3, the layer thickness of the outer intermediate layer 4 being slightly thicker than the inner intermediate layer 5, at approximately 16 - 19 pm before stretching.
  • the outer intermediate layer 4 consists of a mixture of two polyethylenes, in which Embodiment variant, the proportion of higher density polyethylene is 85% by weight and the proportion of low density polyethylene is 15% by weight.
  • the outer layers 3 of the film 1 consist of a proportion of additives (a highly transparent anti-blocking and IR filter masterbatch based on silica in PE carrier resin and/or a processing aid to level the flowability of the melt) of 2% by weight. and from a mixture of two polyethylenes, the proportion of higher density polyethylene being 83% by weight and the proportion of low density polyethylene being 15% by weight in this embodiment variant.
  • the layer thickness of the outer layers 3 is between 17 - 20 pm before stretching.
  • the higher density polyethylene of the outer layers 3 and the outer intermediate layers 4 is designed as an HDPE, whose density is 0.946 g/cm 3 and whose melt flow rate (at 190 ° C at 5 kg) according to ISO 1133 is 1.6 g/ 10 minutes.
  • the low-density polyethylene of the outer layers 3 and the outer intermediate layers 4 is designed as a polyethylene whose density is 0.937 g/cm 3 and whose melt flow rate (at 190 ° C at 5 kg) according to ISO 1133 is 2 g/10 min amounts.
  • the nine-layer film 1 has a thickness of 119 pm after blow extrusion. After monoaxial stretching by a factor of 5.95, the thickness is 20 pm, with a density of 0.93 g/cm 3 .
  • the special selection of polymers as well as the design in the nine-layer variant realize a particularly thin film 1 that still has convincing mechanical properties, even in the design of a Monomaterial construction.
  • the layer 7 is formed from an LDPE.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a further embodiment variant of the laminate 8, which essentially corresponds to the embodiment in FIG. 1.
  • the higher density polyethylene of the outer layers 3 and the outer intermediate layers 4 is designed as an HDPE, whose density is 0.962 g/cm 3 and whose melt flow rate (at 190 ° C at 2.16 kg) according to ASTM 1238 0.85 g/10 min.
  • the film 1 has an optional outer layer 9, which is formed from an ethylene-vinyl alcohol copolymer layer (EVOH).
  • EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer layer
  • the thickness of the outer layer 9 after stretching is 4 pm and is formed from a SoarnoLTM from Mitsubishi Chemicals.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine monoaxial verstreckte, transparente Folie (1) für ein recycelfähiges Laminat (8) für Verpackungen. Die Folie (1) umfasst mindestens eine äußere Schicht (3) und mindestens eine innere Schicht (6). Die mindestens eine äußere Schicht (3) weist eine höhere Dichte auf als die mindestens eine innere Schicht (6). Die äußere Schicht (3) umfasst eine Mischung von mindestens zwei Polyethylenen unterschiedlicher Dichte, wobei das Polyethylen höherer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten (3) eine Dichte von mehr als 0,94 g/cm3 aufweist und das Polyethylen niederer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten (3) eine Dichte von weniger als 0,94 g/cm3 aufweist.

Description

MDO-Folie für recyclingfähiges Laminat
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine monoaxial verstreckte, transparente Folie für ein recycelfähiges Laminat, wobei die Folie mindestens eine äußere Schicht und mindestens eine innere Schicht umfasst.
Aktuelle, handelsübliche Verpackungen aus Kunststoff sind häufig Folienlaminate aus verschiedenen Schichten, die hinsichtlich ihrer Anwendung und Funktion konfektioniert werden, wie z.B. Polyolefine wie Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP), oft auch kombiniert mit Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Polyamid (PA), um die gewünschten physikalischen Folieneigenschaften zu erzielen.
Polyethylen hat sich zur Herstellung von Lebensmittelverpackungsfolien, Lebensmittelbeuteln, Stretchfolien, Schrumpffolien, Mülleimerauskleidungen und Versandtaschen bewährt. Herkömmliche geblasene oder gegossene Polyethylenfolien werden häufig für flexible Verpackungen als Einzelverpackung oder als Kaschierfolie verwendet.
Gleichzeitig kann die Art und Weise, wie Kunststoff und damit auch Verpackungsfolien derzeit produziert und entsorgt werden, unter Umständen auch umweltschädlich sein. Die Folgen reichen von hohen CC>2-Emissionen bis hin zur Verschmutzung der Meere. Um dem entgegenzuwirken, will die Europäische Union im Rahmen ihres „Green Deals“ die Deponierung von Kunststoffmüll reduzieren. Bis 2030 sollen 55 % des Verpackungsmülls aus Kunststoff recycelt werden Um die Herausforderungen des Recyclings bewältigen zu können, muss das Design von Verpackungen zunehmend nachhaltig gestaltet werden. Dies kann beispielsweise durch die Umsetzung und Implementierung von mehr Monomaterialkonstruktionen erfolgen. Hierbei liegt die Herausforderung im Erreichen der ganz unterschiedlichen Eigenschaften einer Verpackung, die zuvor in der Kombination verschiedener Kunststoffschichten mit unterschiedlicher Materialbasis erzielt wurde, mit nur einer recycelbaren Monomaterialkonstruktion zu realisieren.
Es hat sich gezeigt, dass biaxial orientierte Polypropylenfolien und biaxial orientierte Polyethylenfolien und gegossene Polypropylenfolien eine gute Steifigkeit und Zähigkeit bieten und dabei dünner ausgebildet werden können.
Eine Maschinenrichtungsorientierung verleiht Folien eine gute Steifigkeit und optische Eigenschaften, die zum Aufbringen eines Druckbildes vorteilhaft sind. Wenn sie jedoch stark in Maschinenrichtung orientiert sind, kann die Reißfestigkeit der Folien deutlich nachlassen, wodurch die Bedruckbarkeit in modernen Reihendruckverfahren mit hohen Bahngeschwindigkeiten problematisch wird. Darüber hinaus ist bei Folien mit hoher Verstreckung zu erwarten, dass die Folien meist eine Fibrillierung aufweisen können, welche die Wertigkeit und gegebenenfalls das Erscheinungsbild eines Aufdrucks beeinträchtigen.
Die EP 3 317 100 B1 offenbart eine einachsig ausgerichtete Folie mit einer ersten Schicht, die eine erste Zusammensetzung beinhaltet, die ein Polymer auf Ethylenbasis beinhaltet, hergestellt in Anwesenheit eines Single-site- Katalysators, wobei die erste Zusammensetzung eine Dichte von 0,935 g/cm3 bis 0,965 g/cm3, einen Schmelzindex von 0,5 bis 6 g/10 min und eine Molekulargewichtsverteilung von 6,0 oder weniger aufweist und ein Ziegler- Natta-katalysiertes Polyethylen ultraniedriger Dichte, das eine Dichte von 0,880 g/cm3 bis 0,912 g/cm3, einen Schmelzindex von 0,5 bis 6 g/10 min und eine MWD von 6,0 oder weniger aufweist; eine zweite Schicht, die mindestens ein Polyolefin beinhaltet; und mindestens eine innere Schicht zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht, die ein Polyethylen hoher Dichte oder ein Ziegler-Natta-katalysiertes Polyethylen ultraniedriger Dichte, das eine Dichte von 0,880 g/cm3 bis 0,912 g/cm3 und einen Schmelzindex von 0,5 bis 6 g/10 min aufweist, wobei die Folie in der Maschinenrichtung bei einem Ziehverhältnis von zwischen 4 : 1 und 10 : 1 ausgerichtet ist und die Folie in der Maschinenrichtung einen 2-Prozent-Sekantenmodul von 590 MPa oder mehr vorweist.
In der EP 3 481 630 B1 wird eine recyclingfähige Polyethylenfolie aus zumindest 80 % Polyethylen-Material und maximal 20 % kompatiblen Polyolefin-Material beschrieben, wobei die Polyethylen-Folie kleiner 40 pm dick ist und eine zentrale Schicht aus linearem Polyethylen niedriger Dichte und/oder linearem metallocenem Polyethylen niedriger Dichte und zwei mit der zentralen Schicht verbundenen Außenschichten aus Polyethylen hoher Dichte, die die zentrale Schicht umgeben, aufweist, wobei der HDPE-Anteil der Polyethylen-Folie mindestens 60 Vol.-%, vorzugsweise mindestens 70 Vol.-%, ganz besonders vorzugsweise mindestens 80 Vol.-%, ausmacht und wobei die Polyethylen-Folie in zumindest einer Richtung gereckt ist und die beiden Außenschichten zusammen mindestens dreimal so dick sind, vorzugsweise mindestens viermal so dick sind, wie die zentrale Schicht. Bei dieser Folie muss zur Erreichung einer ausreichenden Wärmeformbeständigkeit Polypropylen oder Cyclo-Olefin- Copolymer in die Außenschichten zugemischt werden, wodurch eine Monomaterialkonstruktion nicht mehr realisiert ist.
Die EP 2 860 031 B1 offenbart eine in Maschinen-Richtung verstreckte, für Etiketten geeignete Mehrschicht-Folie, umfassend eine Kern-Schicht und zwei um die Kern-Schicht sandwichartig angeordnete äußere Schichten, wobei die Kern-Schicht ein bimodales Ethylen/1-Buten/C6-C12-alpha-Olefin-Terpolymer mit einer Dichte zwischen926 kg/m3 bis 950 kg/m3 umfasst und die zwei äußeren Schichten unimodales HDPE mit einer Dichte von mehr als 940 kg/m3 bis zu 970 kg/m3 umfassen.
Die WO 2021/076 552 A1 offenbart eine in Maschinenrichtung orientierte Polyethylenfolie mit einer Kernschicht, die ein erstes Polymer auf Ethylenbasis mit einer Dichte von 0,870 g/cm3 bis 0,920 g/cm3 sowie einem Spitzenschmelzpunkt von 82 bis 126 °C und einer gewichtsbezogenen Kristallinität von 15 bis 30 als auch eine Außenschicht, die ein zweites Polymer auf Ethylenbasis mit einer Dichte von 0,940 g/cm3 bis 0,965 g/cm3 und einem Spitzenschmelzpunkt von 130 bis 135 °C und einer gewichtsbezogenen Kristallinität von 30 bis 80 sowie eine Unterhautschicht, die sich zwischen und in Kontakt mit der Kernschicht und der Außenschicht befindet, wobei die Unterhautschicht ein drittes Polymer auf Ethylenbasis mit einer Dichte von 0,920 g/cm3 bis 0,950 g/cm3 und einem Spitzenschmelzpunkt von 125 bis 130 °C und eine Kristallinität in Gewichtsprozent von 40 bis 65, wobei das Verhältnis der gewichtsprozentualen Kristallinität von der Kernschicht zur Hautschicht einen Wert von 0,25 bis 0,91 hat. Insbesondere der Einsatz von Polyethylen niedriger Dichte, welches zur Ausbildung einer ausreichenden Zähigkeit der Folien eingesetzt wird, begünstigt bei hohen Verstreckungsverhältnissen in Maschinenrichtung eine Fibrillierung.
Die EP 3390 049 B1 offenbart ein laminierte Polyethylenbasierte Filmstruktur mit Barriereeigenschaften, umfassend einen orientierten ersten Film, der mindestens in Maschinenrichtung orientiert ist mit mindestens eine Schicht A auf Basis von Polyethylenpolymer mit einer Dichte von 890 bis 980 kg/m3 und optional mindestens eine Schicht B aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) mit einer Dichte von 940 bis 970 kg/m3 oder Polyethylen mittlerer Dichte (MDPE) mit einer Dichte von 925 bis 940 kg/m3 oder ein lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) mit einer Dichte von 910 bis 950 kg/m3, wobei der orientierte erste Film zumindest in Maschinenrichtung in einem Streckverhältnis von 1 : 1 ,5 bis 1 : 12 orientiert ist und nach der Orientierung eine Filmdicke von 10 bis 50 pm aufweist und wobei der orientierte erste Film durch eine dünne aufgedampfte Keramik- oder Metall- Barriereschicht auf einer Oberfläche des orientierten ersten Films beschichtet ist, wobei der orientierte erste Film mit der beschichteten Oberfläche auf einen zweiten Film laminiert ist. Das Polyethylenpolymer der Schicht A ist ausgewählt aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Polyethylen mittlerer Dichte (MDPE) oder einem linearen Poly-ethylen niedriger Dichte (LLDPE) oder Mischungen aus linearem Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) mit Hochdruck-Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) oder einer Mischung eines Plastomers auf Ethylenbasis mit Hochdruck-Polyethylen niedriger Dichte (LDPE).
Hochwertige Verpackungslaminate weisen zudem meist einen Aufdruck auf, der in einem Reihendruckverfahren, z.B. im Tiefdruckverfahren oder im Flexo- Reihendruckverfahren realisiert wird. Deshalb werden in solchen Folienlaminaten als bedruckte Folienbahn häufig PET- oder PP-Folienbahnen eingesetzt. Nach heutigem Stand kommen hierfür bedruckte Folienbahnen mit Schichtdicken von nur 12 pm zum Einsatz. Die Konstruktion von Monolaminaten aus Polyethylen ruft aber das Problem der qualitativen Bedruckbarkeit bei solch geringen Schichtdicken hervor.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Folie für ein recycelfähiges Laminat bereitzustellen, das den Anforderungen einer Monomaterialkonstruktion genügt und gute mechanische Eigenschaften gewährleisten kann. Dazu soll die Folie besonders steif ausgebildet sein und eine ausreichende Zähigkeit aufweisen, ohne dabei zu einer Fibrillierung zu neigen. Darüber hinaus soll die Folie über eine hinreichende Wärmeformbeständigkeit verfügen und einfach recycelt werden können. Zumindest eine Schicht der Folie bzw. eine Lage des Laminats soll über erforderliche Siegeleigenschaften verfügen. Die Folie soll sich günstig und in hervorragender Qualität bedrucken lassen. Die Folie soll gesundheitlich unbedenklich und ökologisch nachhaltig sein. Zudem sollen keine Gerüche von der Folie ausgehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Folie für ein recycelfähiges Laminat gemäß dem Hauptanspruch gewährleistet. Bevorzugte Varianten sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß weist mindestens eine äußere Schicht eine höhere Dichte als die mindestens eine innere Schicht auf. Dabei umfasst die äußere Schicht eine Mischung von mindestens zwei Polyethylenen unterschiedlicher Dichte, wobei das Polyethylen höherer Dichte eine Dichte von mehr als 0,94 g/cm3 aufweist und das Polyethylen niederer Dichte eine Dichte von weniger als 0,94 g/cm3 aufweist.
Vorteilhafterweise beträgt der Anteil von dem Polyethylen höherer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten in der Mischung mehr als 40 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 60 Gew.-%, insbesondere mehr als 80 Gew.-% und/oder weniger als 95 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 90 Gew.-%, insbesondere weniger als 85 Gew.-%. Der Anteil an Polyethylen höherer Dichte verleiht der Folie eine hervorragende Steifigkeit und Wärmeformbeständigkeit.
Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung beträgt der Anteil von dem Polyethylen niederer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten in der Mischung mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 10 Gew.-%, insbesondere mehr als 15 Gew.-% und/oder weniger als 60 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 40 Gew.-%, insbesondere weniger als 20 Gew.-%. Der Anteil an Polyethylen niederer Dichte sorgt für eine günstige Zähigkeit der Folie.
Idealerweise ist die Dichte des Polyethylens höherer Dichte um einen Faktor größer als das Polyethylen niederer Dichte, wobei der Wert des Faktors mehr als 1 ,002, vorzugsweise mehr als 1 ,005, insbesondere mehr als 1 ,008 und/oder weniger als 1 ,20, vorzugsweise weniger als 1 ,15, insbesondere weniger als 1 ,10 beträgt.
Das Fließverhalten von Polyolefinen wird mithilfe der Schmelzflussrate nach ISO 1133-1 beschrieben, üblicherweise bei einer Temperatur von 190 °C für Polyethylen und 230 °C für Polypropylen bei einer Belastung mit 2,16 kg, 5 kg oder 21 ,6 kg. Ein höherer Schmelzindex korreliert hierbei mit einem geringeren durchschnittlichen Molekulargewicht des Polymers. Gleichzeitig gilt, je höher der Schmelzindex eines Polymers, desto niedriger die Schmelzeviskosität, was vorteilhaft für eine hohe Ausbringung der Extrusionsanlage ist. Andererseits sind Polymere mit hohem Molekulargewicht, also einem niedrigem Schmelzindex, vorteilhaft in Bezug auf die mechanische Stabilität, insbesondere die Zugfestigkeit bzw. die Zähigkeit.
Beispielsweise ist die innere bzw. eine innere Schicht aus einem Polyethylen ausgebildet, dessen Dichte nach ISO 1183-1 mehr als 0,91 g/cm3, vorzugsweise mehr als 0,92 g/cm3 beträgt und/oder weniger als 0,95 g/cm3, vorzugsweise weniger als 0,94 g/cm3 beträgt und/oder dessen Schmelzflussrate (bei 190 °C bei 5 kg) gemäß ISO 1133-1 mehr als 0,1 g/10 min, vorzugsweise mehr als 1 ,0 g/10 min beträgt und/oder weniger als 5,0 g/10 min, vorzugsweise weniger als 3,0 g/10 min beträgt.
Bei einer Variante der Erfindung ist die innere Schicht aus einem Polyethylen ausgebildet, dessen Dichte nach ISO 1183-1 0,937 g/cm3 beträgt.
Vorteilhafterweise weist das Polyethylen der inneren Schicht eine Schmelzflussrate nach ISO 1133-1 von mehr als 1 ,0 g/10 min, vorzugsweise von mehr als 1 ,5 g/10 min, insbesondere von mehr als 1 ,9 g/10 min und/oder weniger als 4,0 g/10 min, vorzugsweise von weniger als 3,0 g/10 min, insbesondere von weniger als 2,1 g/10 min bei 190 °C und 5 kg. Des Weiteren beträgt der Schmelzflussrate nach ISO 1133-1 des Polyethylens der inneren Schicht mehr als 20 g/10 min, vorzugsweise mehr als 30 g/10 min, insbesondere mehr als 40 g/10 min und/oder weniger als 65 g/10 min, vorzugsweise weniger als 55 g/10 min, insbesondere weniger als 45 g/10 min bei 190 °C und 21 ,6 kg. Dadurch erzielt das Polyethylen in der inneren Schicht als auch für die gesamte Folie eine hohe Zähigkeit und gleichzeitig hohe Steifigkeitswerte.
Beispielsweise weist das Polyethylen der inneren Schicht eine Zugelastizität TD von mehr als 730 MPa, eine Zugfestigkeit MD von mehr als 60 MPa und eine Schmelztemperatur von mehr als 127 °C auf. Diese besonderen physikalischen Parameter führen zu einer Folie, die die gestellte Aufgabe erfüllen kann.
Bei einer Variante der Erfindung weist das Polyethylen der inneren Schicht eine bimodale Molekulargewichtsverteilung auf.
Bei einer besonders bevorzugten Variante umfasst die Folie mehr als eine innere Schicht, vorzugsweise mehr als zwei innere Schichten, insbesondere mehr als vier innere Schichten, die alle aus dem gleichen Polyethylen ausgebildet sind. Diese besondere mehrschichtige Konstruktion realisiert der Folie eine besonders hohe Zähigkeit und Steifigkeit, wobei gleichzeitig die Bildung von Fibrillen besonders vorteilhaft unterbunden wird.
Vorzugsweise weist das Polyethylen hoher Dichte eine mittlere Molmasse und eine besonders enge Molmassenverteilung auf, was zu einer guten Blasenstabilität und Verarbeitbarkeit führt. Des Weiteren weist die äußere Schicht bzw. weisen die äußeren Schichten eine ausgezeichnete Zugfestigkeit und eine gute Bruchdehnung bei geringer Neigung zur Fibrillierung auf. Dadurch kann die Folie besonders exakt und hochwertig bedruckt werden, da die Bahnspannung beim Bedrucken exakt auch bei hohen Bahngeschwindig-keiten bei gleichzeitig besonders dünner Ausbildung der Folienbahn erzielt werden kann.
Idealerweise ist das Polyethylen höherer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten aus einem HDPE ausgebildet, dessen Dichte mehr als 0,942 g/cm3, vorzugsweise mehr als 0,944 g/cm3 beträgt und/oder weniger als 0,97 g/cm3, vorzugsweise weniger als 0,965 g/cm3 beträgt und/oder dessen Schmelzflussrate (bei 190 °C bei 21 ,6 kg) gemäß ISO 1133-1 mehr als 5 g/10 min, vorzugsweise mehr als 10 g/10 min beträgt und/oder weniger als 25 g/10 min, vorzugsweise weniger als 20 g/10 min beträgt.
Idealerweise weist das HDPE in mindestens einer der äußeren Schichten eine Schmelzflussrate nach ISO 1133-1 von mehr als 1 ,0 g/10 min, vorzugsweise von mehr als 1 ,25 g/10 min, insbesondere von mehr als 1 ,5 g/10 min und/oder weniger als 3,0 g/10 min, vorzugsweise von weniger als 2,0 g/10 min, insbesondere von weniger als 1 ,75 g/10 min bei 190 °C und 5 kg.
Des Weiteren beträgt die Schmelzflussrate nach ISO 1133-1 des HDPEs in mindestens einer der äußeren Schichten mehr als 11 g/10 min, vorzugsweise mehr als 13 g/10 min, insbesondere mehr als 15 g/10 min und/oder weniger als 30 g/10 min, vorzugsweise weniger als 20 g/10 min, insbesondere weniger als 17 g/10 min bei 190 °C und 21 ,6 kg.
Beispielsweise weist das HDPE in mindestens einer der äußeren Schichten eine Zugelastizität von mehr als 880 MPa, eine Zugfestigkeit von mehr als 20 MPa und eine Schmelztemperatur von mehr als 129 °C auf. Diese besonderen physikalischen Parameter führen zu einer Folie, die die gestellte Aufgabe erfüllen kann. Bei einer alternativen Variante der Erfindung weist das HDPE in mindestens einer der äußeren Schichten eine Schmelzflussrate nach ASTM D1238 von mehr als 0,1 g/10 min, vorzugsweise von mehr als 0,5 g/10 min, insbesondere von mehr als 0,8 g/10 min und/oder weniger als 3,0 g/10 min, vorzugsweise von weniger als 2,0 g/10 min, insbesondere von weniger als 1 ,0 g/10 min bei 190 °C und 2,16 kg. Beispielsweise weist dieses HDPE eine Dichte von mehr als 0,961 g/cm3 nach ASTM D792 und eine Reißfestigkeit nach Elmendorf von mehr als 40 g in MD und von mehr 165 g in TD auf.
Zur besseren Anhaftung eines qualitativ hochwertigen Aufdrucks sind die äußere Schichten der Folie aus einem hohen Anteil an HDPE ausgebildet, welches neben dem geringen Anteil an Polyethylen niederer Dichte zusätzlich einen Anteil an Additiven aufweisen kann.
Vorzugsweise weist das Polyethylen hoher Dichte eine mittlere Molmasse und eine besonders enge Molmassenverteilung auf, was zu einer guten Blasenstabilität und Verarbeitbarkeit führt. Des Weiteren weisen die äußere Schichten eine ausgezeichnete Zugfestigkeit und eine gute Bruchdehnung bei geringer Neigung zur Fibrillierung auf.
Vorteilhafterweise ist das Polyethylen niederer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten aus einem Polyethylen ausgebildet, dessen Dichte mehr als 0,91 g/cm3, vorzugsweise mehr als 0,92 g/cm3 beträgt und/oder weniger als 0,95 g/cm3, vorzugsweise weniger als 0,94 g/cm3 beträgt und/oder dessen Schmelzflussrate (bei 190 °C bei 5 kg) gemäß ISO 1133-1 mehr als 0, 1 g/10 min, vorzugsweise mehr als 1 ,0 g/10 min beträgt und/oder weniger als 5,0 g/10 min, vorzugsweise weniger als 3,0 g/10 min beträgt.
Beispielsweise ist das Polyethylen niederer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten aus einem bimodalen Polyethylen, vorzugsweise aus einem bimodalen Terpolymer, insbesondere aus einem bimodalen Ethylen/1-Buten/Ce- Ci2-alpha-Olefin-Terpolymer ausgebildet. Die Kombination von Polymerketten mit niedrigem Molekulargewicht und hoher Dichte sowie solchen mit hohem Molekulargewicht und niedriger Dichte führt zu einer Kombination aus Steifigkeit und Flexibilität in dem Polyethylen in mindestens einer der äußeren Schichten. Dies ermöglicht eine optimale Balance zwischen Festigkeit, Schlagzähigkeit, Steifigkeit und Verarbeitbarkeit des resultierenden Polyethylens in mindestens einer der äußeren Schichten.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsvariante der Erfindung umfasst die Folie drei Schichten. Dabei ist die innere Schicht vorzugsweise aus einem Polyethylen mit einer Dichte von beispielsweise 0,937 g/cm3 ausgeführt, während die beiden äußeren Schichten aus einer Polymermischung aus HDPE und dem Polyethylen mit einer Dichte von beispielsweise 0,937 g/cm3 gebildet sind.
Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst die Folie einen neunschichtigen Aufbau. Dabei bilden vorzugsweise drei gleich dünn ausgebildete innere Schichten aus einem Polyethylen mit einer Dichte von beispielsweise 0,937 g/cm3 den Kern der Folie, wobei diese von jeweils einer inneren Zwischenschicht umgeben sind. Die inneren Zwischenschichten sind idealerweise ebenfalls aus einem Polyethylen mit einer Dichte von beispielsweise 0,937 g/cm3 gebildet und etwa doppelt so dick als die inneren Schichten ausgeführt. Zwischen der inneren Zwischenschicht und der äußeren Schicht ist jeweils eine äußere Zwischenschicht angeordnet. Die äußere Zwischenschicht ist etwas dicker als die innere Zwischenschicht ausgebildet und besteht vorzugsweise aus einer Mischung von Polyethylen höherer und niederer Dichte. Die äußere Schicht weist eine Dicke auf, die nochmals etwas stärker ausgebildet ist als die Dicke der äußeren Zwischenschicht und besteht ebenfalls aus einer Mischung von Polyethylen höherer und niederer Dichte, wobei die äußere Schicht zusätzlich einen geringen Anteil an Additiven aufweist.
Beim neunschichtigen Aufbau beträgt die Dicke der inneren Schichten beispielsweise jeweils mehr als 5 pm und/oder weniger als 7 pm vor dem Verstrecken.
Beim neunschichtigen Aufbau beträgt die Dicke der inneren Zwischenschichten beispielsweise jeweils mehr als 10 pm und/oder weniger als 15 pm vor dem Verstrecken.
Beim neunschichtigen Aufbau beträgt die Dicke der äußeren Zwischenschichten beispielsweise jeweils mehr als 15 pm und/oder weniger als 20 pm vor dem Verstrecken. Dabei ist beispielsweise die äußere Zwischenschicht, die zum Druck hin angeordnet ist, mit ca. 19 pm etwas dicker ausgebildet als die äußere Zwischenschicht, die auf der Druck abgewandten Seite angeordnet ist, mit ca. 16 pm.
Beim neunschichtigen Aufbau beträgt die Dicke der äußeren Schichten beispielsweise jeweils mehr als 15 pm und/oder weniger als 22 pm vor dem Verstrecken. Dabei ist beispielsweise die äußere Schicht, die zum Druck hin angeordnet ist, mit ca. 20 pm etwas dicker ausgebildet als die äußere Schicht, die auf der Druck abgewandten Seite angeordnet ist, mit ca. 17 pm.
Prinzipiell sind daneben auch fünfschichtige und siebenschichtige Folien im Rahmen der Erfindung miteingeschlossen, wobei die mechanischen Eigenschaften mit zunehmender Schichtenzahl verbessert realisiert werden können. Bei einer Variante der Erfindung ist die Dicke der Schichten von der inneren Schicht zur äußeren Schicht zunehmend ausgebildet. Dies gilt für die dreischichtige bis zur neunschichtigen Folie. Diese Ausführung der Folie erzielt besonders vorteilhafte, mechanische Eigenschaften und realisiert somit eine Folie, die hochwertig bedruckt werden kann.
Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist die innere Schicht dicker als eine der äußeren Schichten ausgebildet, wobei die innere Schicht um mehr als den Faktor 1 ,3, vorzugsweise um mehr als den Faktor 1 ,6, insbesondere um mehr als den Faktor 1 ,9 dicker ausgebildet ist als eine der äußeren Schichten. Dies kann beispielsweise bei einer dreischichtigen Variante der Folie der Fall sein.
Die vorteilhaften mechanischen Eigenschaften sind bisher nur von Folien bekannt, die auf einem Materialmix verschiedener Thermoplaste basieren. Die erfindungsgemäße Monomaterialkonstruktion zeichnet sich durch eine vollständige und einfache Recycelbarkeit aus.
Um die vorteilhaften mechanischen Eigenschaften zu erzielen, ist die Folie idealerweise monoaxial in Maschinenrichtung um mehr als den Faktor 2,0, vorzugsweise um mehr als den Faktor 3,0, insbesondere um mehr als den Faktor 4,0 verstreckt ausgebildet ist und/oder weniger als um den Faktor 7,0, vorzugsweise um weniger als den Faktor 6,5, insbesondere um weniger als den Faktor 6,0 verstreckt ausgebildet ist.
Die Messung der Dicke der Folie wurde nach DIN 53370 ermittelt und als Mittelwert angegeben. Vorteilhafterweise weist die Folie eine Dicke von weniger als 60 pm, vorzugsweise weniger als 50 pm, insbesondere weniger als 40 pm auf und/oder mehr als 5 pm, vorzugsweise mehr als 10 pm, insbesondere mehr als 15 pm auf. Somit ist die Folie so dünn und materialsparend wie möglich ausgestaltet, so dass sie dennoch für das Aufbringen eines hochwertigen Aufdrucks geeignet ist.
Ein häufig eingesetztes Verfahren zum Bedrucken einer Folie ist der Flexodruck. Dabei handelt es sich um ein direktes Hochdruckverfahren, das auch als ein Rollenrotationsdruckverfahren bezeichnet wird. Die flexiblen Druckplatten, die aus Fotopolymer oder Gummi bestehen, werden in Kombination mit niedrigviskosen Druckfarben verwendet. Dabei sind die erhabenen Stellen der Druckform bildtragend. Die Vorteile liegen in der Wirtschaftlichkeit durch die Ausnutzung einer großen Druckbreite und einer hohen Druckgeschwindigkeit, sowie die Disponibilität kostengünstiger Druckfarben. Die Druckwerkzeuge bestehen im Wesentlichen aus Photopolymer-Druckplatten und/oder lasergravierten Elastomerhüllen. Großauflagen lassen sich mit dem Flexodruck wirtschaftlich gut darstellen.
Vorzugsweise ist der Druck unmittelbar auf einer äußeren Schicht der Folie angeordnet ist. Dabei kann der Druck bzw. Aufdruck auf der vom verpackten Gut abgewandten Seite oder im Sinne eines Konterdrucks zwischen der Folie und der Lage angeordnet sein. Dabei kann der Aufdruck als Druckmotiv ausgeführt sein. Der Begriff Druckmotiv bezeichnet im Bereich Folie den thematischen Gestaltungsteil eines Aufdrucks. Gegebenenfalls können auch herstellerkennzeichnende Druckmotive im Umfang des Aufdrucks erfasst sein.
Bevorzugt wird der Aufdruck mit einem Flexodruck-Verfahren auf eine äußere Schicht der Folie aufgebracht, wobei alle gängigen Druckverfahren prinzipiell dafür geeignet und ausdrücklich in die Erfindung mit eingeschlossen sind.
Die besondere Auswahl der Polymere als auch die Ausgestaltung in einer drei- bis neunschichtigen Variante realisieren eine besonders dünne Folie, die dennoch überzeugende mechanische Eigenschaften, auch in der Ausgestaltung einer Monomaterialkonstruktion, aufweist. Trotz der dünnen Ausführung führen die Steifigkeit bei gleichzeitiger Zähigkeit, die insbesondere durch die Polyethylenmischung in mindestens einer äußeren Schicht realisiert werden, zu einer hervorragenden Bedruckbarkeit. Zusätzlich wird die Folie mit mindestens einer Lage zu einem Verpackungslaminat verbunden, wobei eine große Auswahl an Siegellagen, die bei niedrigen Temperaturen gesiegelt werden können, möglich ist.
Bei einer günstigen Variante der Erfindung ist der mehrschichtige Aufbau der Folie symmetrisch ausgebildet, wodurch die Bedruckbarkeit beider äußeren Schichten realisiert werden kann und somit flexibel zwischen der Druckanordnung außen oder dem Konterdruck variiert werden kann.
Zur Realisierung der Recyclingfähigkeit und damit auch der Sortierung in modernen Abfalltrennanlagen, wie beispielsweise dem Schwimm-Sink- Verfahren, beträgt die Dichte der Folie weniger als 0,99 g/cm3, vorzugsweise weniger als 0,98 g/cm3, insbesondere weniger als 0,97 g/cm3 und/oder mehr als 0,60 g/cm3, vorzugsweise mehr als 0,70 g/cm3, insbesondere mehr als 0,80 g/cm3.
Der Haze-Wert ist ein Maß für die Trübung bzw. den Glanz von transparenten Folien. Das Verfahren zur Messung des Haze-Wertes wird in der Norm ASTM D 1003 und der DIN EN ISO 2813 beschrieben. Günstigerweise weist die Folie einen Glanz nach DIN EN ISO 2813 von weniger als 7 %, vorzugsweise von weniger als 6 %, insbesondere von weniger als 5 % auf. Dadurch weisen das Laminat und die Folie eine besonders hochwertige Optik auf.
Heißsiegeln ist eine übliche Methode zur Herstellung von Siegeln und Nähten bei flexiblen Verpackungen. Gelegentlich werden auch Klebesysteme verwendet. Es gibt eine Vielzahl von Arten von Heißsiegeln. Die gebräuchlichsten, insbesondere bei Folien, sind das Thermosiegeln, das Balkensiegeln und das Impulssiegelung.
Geeignete Folienschichten für das Heißsiegeln sind LDPE und LLDPE, die dann mit der Folie zu einem Laminat gesiegelt werden können. Dabei weist LDPE bessere Heißsiegeleigenschaften als LLDPE auf. Es dichtet bei niedrigeren Temperaturen, dichtet über einen größeren Temperaturbereich und weist eine bessere Heißklebrigkeit auf, was zu einem großen Teil auf die langkettigen Verzweigung. Metallocen-LLDPE mit höheren Alpha-Olefinen wurde entwickelt, um diesen Nachteil von LLDPE zu beheben. Ein anderer Ansatz, um die beste Mischung von Eigenschaften für eine bestimmte Anwendung zu erzielen, ist die Mischung von LLDPE und LDPE.
Bei der thermischen Versiegelung werden zwei beheizte Stangen verwendet, die Druck auf die zu versiegelnden Folien ausüben und gleichzeitig Wärme an die Schnittstelle leiten, wodurch die Folien an diesen Stellen schmelzen. Der Druck sorgt für einen guten Kontakt zwischen den Folien und unterstützt die Durchdringung der geschmolzenen zähflüssigen Materialien an der Grenzfläche. Nach ausreichender Siegelzeit wird der Druck der Stangen abgelassen und die Folien freigegeben. Daher ist die Heißklebrigkeit des Folienmaterials entscheidend für die Bildung einer angemessenen Versiegelung. Die volle Festigkeit der Versiegelung bildet sich aus, wenn das Folienmaterial abkühlt, aber die anfängliche Festigkeit muss jedoch ausreichen, um die Integrität der Versiegelung während des Abkühlens aufrechtzuerhalten.
Die Siegelschienen haben in der Regel abgerundete Kanten, um ein Durchstechen des Materials zu vermeiden, und häufig ist eine Leiste mit einer elastischen Oberfläche versehen, um einen gleichmäßigen Druck während des Siegelung. Die Schweißbacken sind in der Regel nicht flach, sondern gezahnt und erzeugen eine gemusterte Siegel. Bei Varianten des thermischen Siegelns wird nur eine Leiste erwärmt und die andere nicht. Eine andere Variante verwendet beheizte Walzen anstelle von Stäben, dabei wird beispielsweise ein Beutel versiegelt, während er durch die Walzen läuft.
Zur Ausgestaltung einer Folie mit besonders vorteilhaften Siegeleigenschaften weist mindestens eine äußere Schicht einen Anteil an Polypropylen auf, wobei der Anteil mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 10 Gew.-%, insbesondere mehr als 15 Gew.-% beträgt und/oder weniger als 50 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 40 Gew.-%, insbesondere weniger als 30 Gew.-% beträgt. Durch den Anteil an Polypropylen erhöht sich die Hitzebeständigkeit und somit auch die Temperatur, bei der die Folie gesiegelt werden kann, ohne die Recycelfähigkeit der Folie zu unterlaufen.
Idealerweise weist die Lage eine Dicke von mehr als 10 pm, vorzugsweise mehr als 15 pm, insbesondere mehr als 20 pm und/oder weniger als 100 pm, vorzugsweise weniger als 80 pm, insbesondere weniger als 60 pm auf. Somit kann je nach Verwendung der Folie eine dünne Siegelschicht oder beispielsweise beim Einschließen von Flüssigkeiten eine dicke Siegelschicht realisiert werden.
Vorteilhafterweise ist die Lage, die zum Siegeln der Folie zu einem Laminat verwendet wird, aus einem LDPE und/oder einem LLDPE gebildet. Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) ist ein thermoplastischer Kunststoff, der aus dem Monomer Ethylen hergestellt wird. LDPE hat mehr Verzweigungen (an etwa 2 % der Kohlenstoffatome) als HDPE, so dass seine intermolekularen Kräfte schwächer sind, seine Zugfestigkeit geringer und seine Elastizität höher ist. Die Seitenverzweigungen bedeuten, dass die Moleküle weniger dicht gepackt und weniger kristallin sind, weshalb die Dichte geringer ist. Die Herstellung von LLDPE wird durch Übergangsmetallkatalysatoren eingeleitet, insbesondere durch Katalysatoren vom Typ Ziegler oder Philips. Der eigentliche Polymerisationsprozess kann entweder in der Lösungsphase oder in Gasphasenreaktoren durchgeführt werden. In der Regel ist Octen das Comonomer in der Lösungsphase, während Buten und Hexen mit Ethylen in einem Gasphasenreaktor copolymerisiert werden. LLDPE hat eine höhere Zugfestigkeit und eine höhere Schlag- und Durchstoßfestigkeit als LDPE. Es ist sehr flexibel und dehnt sich unter Belastung aus. Es kann zur Herstellung dünnerer Folien verwendet werden, die eine bessere Beständigkeit gegen Spannungsrisse aufweisen. Es hat eine gute Beständigkeit gegen Chemikalien. Es hat gute elektrische Eigenschaften. Es ist jedoch nicht so leicht zu verarbeiten wie LDPE, hat einen geringeren Glanz und einen engeren Bereich für die Heißsiegelung.
Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung ist die Folie inklusive Lage vollständig aus Polyethylenen gebildet. Polyethylen (PE) ist ein durch Kettenpolymerisation vom petrochemisch erzeugten Ethen hergestellter thermoplastischer Kunststoff. Polyethylen ist teilkristallin und unpolar. Dadurch erfüllt die Folie die Anforderungen des Plastikpakts, basiert auf einer Monomaterialkonstruktion und ist recycelfähig.
Bei einer alternativen Variante der Erfindung weist die Folie mindestens eine zusätzliche äußere Schicht aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer-Schicht (EVOH) und/oder Polyamid (PA) auf. Diese zusätzliche Schicht kann als eine äußere Schicht ausgebildet sein, worauf der Druck aufgrund der höheren Polarität der äußeren Schicht besser haftet. Gleichzeitig verbessert diese zusätzliche äußere Schicht die Warmformbeständigkeit und die Steifigkeit der Folie. Dazu ist die zusätzliche Schicht aus EVOH und/oder PA besonders dünn ausgebildet, so dass der Stoffanteil an der Gesamtfolie besonders gering ausfällt und die Folie im Sinne des Recyclings als Monomaterialkonstruktion gilt. Bei einer Variante der Erfindung umfasst die Folie mindestens eine weitere äußere Schicht zur Erzeugung einer Mattheit der Folienoberfläche.
Beispielsweise weist die weitere äußere Schicht keine Füllstoffe auf, wobei die Folie durch die weitere äußere Schicht einen Haze-Wert nach ASTM D1003 von mehr als 65 %, vorzugweise von mehr als 75 %, insbesondere von mehr als 85 % aufweist.
Die weitere äußere Schicht weist beispielsweise eine Dicke von mehr als 4 pm auf und/oder von weniger als 10 pm auf.
Beispielhaft kann die weitere äußere Schicht auf der vom Druck abgewandten und/oder von außen sichtbaren Seite der Folie angeordnet sein. Die matte Oberfläche verleiht der Folie eine vorteilhafte Optik.
Bei einer alternativen Variante der Erfindung kann mindestens eine der Schichten einen Anteil an LLDPE aufweisen, um die Elastizität und somit auch die Elmendorf Reißfestigkeit der Folie zu erhöhen.
Gemäß der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Folie für ein recycelfähiges Laminat mehrere Schritte. Zunächst werden mindestens zwei Zusammensetzungen der polymeren Bestandteile hergestellt, die dann zu einer Folie mit mindestens drei, idealerweise neun Schichten extrudiert werden. Dabei unterscheiden sich die Polymermischungen hinsichtlich der äußeren und inneren Schichten. Vorteilhafterweise wird die Folie monoaxial in Maschinenrichtung verstreckt, wodurch die günstigen Eigenschaften hinsichtlich der Gesamtdichte unter 0,99 g/cm3, Transparenz und Bedruckbarkeit, die Steifigkeit und Zähigkeit der Folie erzielt werden. Die Folie kann anschließend direkt mit einem Druck versehen und mit einer Lage laminiert werden. Idealerweise wird die Extrusion als Blasextrusion ausgeführt, wodurch die Ausbildung vorteilhafter Folienmerkmale, wie zum Beispiel die Steifigkeit begünstigt werden.
Die Folie wird durch die monoaxiale Verstreckung mit einer Maschinenrichtungsorientierung hergestellt, indem die Folie auf eine Temperatur leicht unter ihrem Schmelzpunkt erhitzt und in einer bestimmten Ausrichtung gestreckt wird. Die Streckung kann auch direkt nach der Extrusion erfolgen, wo die Folie noch eine Temperatur etwas unter ihrem Schmelzpunkt aufweist.
Bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung wird die Folie monoaxial in Maschinenrichtung um mehr als den Faktor 2,0, vorzugsweise um mehr als den Faktor 3,0, insbesondere um mehr als den Faktor 4,0 verstreckt und/oder weniger als um den Faktor 7,0, vorzugsweise um weniger als den Faktor 6,5, insbesondere um weniger als den Faktor 6,0 verstreckt. Dadurch erhält die Folie eine vorteilhafte Steifigkeit sowie eine günstige Transparenz und gleichzeitig weist die Dichte der Folie einen Wert von weniger als 0,99 g/cm3.
Gemäß der Erfindung wird die Folie als recycelfähige Druckträgerfolie für Verpackungslaminate verwendet.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnung und aus der Zeichnung selbst.
Dabei zeigt Fig. 1 einen schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Folie in Ausführung eines Laminats,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsvariante der Folie.
In Fig. 1 ist ein schematischer Aufbau des Laminats 8 dargestellt, das aus der Folie 1 und der Lage 7 gebildet wird. Ein Druck 2 ist unmittelbar auf einer äußeren Schicht 3 der transparenten Folie 1 in der Ausführung eines Konterdrucks angeordnet. Der Druck 2 dient zur Kennzeichnung des zu verpackenden Gegenstandes sowie zur optischen Wiedererkennung als auch zur Unterstützung eines Markenimages der Gegenstandsmarke.
Die Folie 1 ist in dieser Ausführungsvariante mit neun Schichten in einem symmetrischen Aufbau ausgestaltet, deren jeweilige Schichtdicke von der inneren Schicht 6 zur äußeren Schicht 3 zunehmend ausgeführt ist. Des Weiteren nimmt auch die Dichte der Polymere von innen nach außen zu. Die innere Schicht 6 ist in dieser Ausführungsvariante dreifach als auch äußerst dünn, mit jeweils ca. 6 pm vor dem Verstrecken, ausgeführt und aus einem Polyethylen ausgebildet, dessen Dichte 0,937 g/cm3 und dessen Schmelzflussrate (bei 190 °C bei 5 kg) gemäß ISO 1133 2 g/10 min beträgt.
Um die drei inneren Schichten 6 sind jeweils eine innere Zwischenschicht 5 angeordnet, die etwa doppelt so dick wie die innere Schicht 6 ausgebildet sind und aus dem oben beschriebenen Polyethylen bestehen.
Zwischen der inneren Zwischenschicht 5 und der äußeren Schicht 3 ist jeweils eine äußere Zwischenschicht 4 angeordnet, wobei die Schichtdicke der äußeren Zwischenschicht 4 etwas dicker als die innere Zwischenschicht 5, mit ca. 16 - 19 pm vor dem Verstrecken, ausgeführt ist. Die äußere Zwischenschicht 4 besteht aus einer Mischung zweier Polyethylenen, wobei in dieser Ausführungsvariante der Anteil an Polyethylen höherer Dichte 85 Gew.-% und der Anteil an Polyethylen niederer Dichte 15 Gew.-% beträgt.
Die äußeren Schichten 3 der Folie 1 bestehen neben einem Anteil an Additiven (ein hochtransparentes Anti-Block- und IR-Filter-Masterbatch auf Kieselsäurebasis in PE-Trägerharz und/oder ein Verarbeitungshilfsmittel zu Nivellierung der Fließfähigkeit der Schmelze) von 2 Gew.-% und aus einer Mischung zweier Polyethylene, wobei in dieser Ausführungsvariante der Anteil an Polyethylen höherer Dichte 83 Gew.-% und der Anteil an Polyethylen niederer Dichte 15 Gew.-% beträgt. Die Schichtdicke der äußeren Schichten 3 beträgt zwischen 17 - 20 pm vor dem Verstrecken.
In der dargestellten Ausführungsvariante ist das Polyethylen höherer Dichte der äußeren Schichten 3 und der äußeren Zwischenschichten 4 als ein HDPE ausgeführt, dessen Dichte 0,946 g/cm3 und dessen Schmelzflussrate (bei 190 °C bei 5 kg) gemäß ISO 1133 1 ,6 g/10 min beträgt.
In der dargestellten Ausführungsvariante ist das Polyethylen niederer Dichte der äußeren Schichten 3 und der äußeren Zwischenschichten 4 als einem Polyethylen ausgeführt, dessen Dichte 0,937 g/cm3 und dessen Schmelzflussrate (bei 190 °C bei 5 kg) gemäß ISO 1133 2 g/10 min beträgt.
Die neunschichtige Folie 1 weist nach der Blasextrusion eine Dicke von 119 pm auf. Nach der monoaxialen Verstreckung um den Faktor 5,95 beträgt die Dicke 20 pm, bei einer Dichte von 0,93 g/cm3.
Die besondere Auswahl der Polymere als auch die Ausgestaltung in der neunschichtigen Variante realisieren eine besonders dünne Folie 1 , die dennoch überzeugende mechanische Eigenschaften, auch in der Ausgestaltung einer Monomaterialkonstruktion, aufweist. Dabei ist die Lage 7 aus einem LDPE gebildet.
In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante des Laminats 8 dargestellt, die im Wesentlichen der Ausführung in Fig. 1 entspricht.
In der Ausführungsvariante der Fig. 2 ist das Polyethylen höherer Dichte der äußeren Schichten 3 und der äußeren Zwischenschichten 4 als ein HDPE ausgeführt, dessen Dichte 0,962 g/cm3 und dessen Schmelzflussrate (bei 190 °C bei 2,16 kg) gemäß ASTM 1238 0,85 g/10 min beträgt.
Zusätzlich weist die Folie 1 eine optionale äußere Schicht 9 auf, die aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer-Schicht (EVOH) ausgebildet ist. In der dargestellten Ausführungsvariante beträgt die Dicke der äußere Schicht 9 nach der Verstreckung 4 pm und ist aus einem SoarnoL™ von Mitsubishi Chemicals gebildet.

Claims

Patentansprüche Monoaxial verstreckte, transparente Folie (1 ) für ein recyclingfähiges Laminat (8) für Verpackungen, wobei die Folie (1 ) mindestens eine äußere Schicht (3) und mindestens eine innere Schicht (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine äußere Schicht (3) eine höhere Dichte aufweist als die mindestens eine innere Schicht (6), wobei die äußere Schicht (3) eine Mischung von mindestens zwei Polyethylenen unterschiedlicher Dichte umfasst, wobei das Polyethylen höherer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten (3) eine Dichte von mehr als 0,94 g/cm3 aufweist und das Polyethylen niederer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten (3) eine Dichte von weniger als 0,94 g/cm3 aufweist. Folie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Polyethylen höherer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten (3) in der Mischung mehr als 40 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 60 Gew.-%, insbesondere mehr als 80 Gew.-% beträgt und/oder weniger als 95 Gew.- %, vorzugsweise weniger als 90 Gew.-%, insbesondere weniger als 85 Gew.-% beträgt. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Polyethylen niederer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten (3) in der Mischung mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 10 Gew.- %, insbesondere mehr als 15 Gew.-% beträgt und/oder weniger als 60 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 40 Gew.-%, insbesondere weniger als 20 Gew.-% beträgt. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Polyethylens höherer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten (3) um einen Faktor größer ist als das Polyethylen niederer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten (3), wobei der Wert des Faktors mehr als 1 ,002, vorzugsweise mehr als 1 ,005, insbesondere mehr als 1 ,008 und/oder weniger als 1 ,20, vorzugsweise weniger als 1 ,15, insbesondere weniger als 1 ,10 beträgt. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (6) aus einem Polyethylen ausgebildet ist, dessen Dichte mehr als 0,91 g/cm3, vorzugsweise mehr als 0,92 g/cm3 beträgt und/oder weniger als 0,95 g/cm3, vorzugsweise weniger als 0,94 g/cm3 beträgt und/oder dessen Schmelzflussrate (bei 190 °C bei 2,16 kg) gemäß ASTM D 1238 mehr als 0,1 g/10 min, vorzugsweise mehr als 1 ,0 g/10 min beträgt und/oder weniger als 5,0 g/10 min, vorzugsweise weniger als 3,0 g/10 min beträgt. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyethylen höherer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten (3) aus einem HDPE ausgebildet ist, dessen Dichte mehr als 0,942 g/cm3, vorzugsweise mehr als 0,944 g/cm3 beträgt und/oder weniger als 0,97 g/cm3, vorzugsweise weniger als 0,965 g/cm3 beträgt und/oder dessen Schmelzflussrate (bei 190 °C bei 2,16 kg) gemäß ASTM D 1238 mehr als 5 g/10 min, vorzugsweise mehr als 10 g/10 min beträgt und/oder weniger als 25 g/10 min, vorzugsweise weniger als 20 g/10 min beträgt. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyethylen niederer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten (3) aus einem Polyethylen ausgebildet ist, dessen Dichte mehr als 0,91 g/cm3, vorzugsweise mehr als 0,92 g/cm3 beträgt und/oder weniger als 0,95 g/cm3, vorzugsweise weniger als 0,94 g/cm3 beträgt und/oder dessen
Schmelzflussrate (bei 190 °C bei 2,16 kg) gemäß ASTM D 1238 mehr als 0,1 g/10 min, vorzugsweise mehr als 1 ,0 g/10 min beträgt und/oder weniger als 5,0 g/10 min, vorzugsweise weniger als 3,0 g/10 min beträgt. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyethylen niederer Dichte in mindestens einer der äußeren Schichten (3) aus einem bimodalen Polyethylen, vorzugsweise aus einem bimodalen Terpolymer, insbesondere aus einem bimodalen Ethylen/1-Buten/C6-C12- alpha-Olefin-Terpolymer ausgebildet ist. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schichten von der inneren Schicht (6) zur äußeren Schicht (3) zunehmend ausgebildet ist. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (6) dicker als eine der äußeren Schichten (3) ausgebildet ist, wobei die innere Schicht (6) um mehr als den Faktor 1 ,3, vorzugsweise um mehr als den Faktor 1 ,6, insbesondere um mehr als den Faktor 1 ,9 dicker ausgebildet ist als eine der äußeren Schichten (3). Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (1 ) monoaxial in Maschinenrichtung um mehr als den Faktor 2,0, vorzugsweise um mehr als den Faktor 3,0, insbesondere um mehr als den Faktor 4,0 verstreckt ausgebildet ist und/oder weniger als um den Faktor 7,0, vorzugsweise um weniger als den Faktor 6,5, insbesondere um weniger als den Faktor 6,0 verstreckt ausgebildet ist.
12. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (1) eine Dicke von weniger als 60 pm, vorzugsweise weniger als 50 pm, insbesondere weniger als 40 pm aufweist und/oder mehr als 5 pm, vorzugsweise mehr als 10 pm, insbesondere mehr als 15 pm aufweist.
13. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck (2) unmittelbar auf einer äußeren Schicht (3) der Folie (1) angeordnet ist. 14. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrschichtige Aufbau der Folie (1) symmetrisch ausgebildet ist
15. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Folie (1) weniger als 0,99 g/cm3, vorzugsweise weniger als 0,98 g/cm3, insbesondere weniger als 0,97 g/cm3 beträgt und/oder mehr als
0,60 g/cm3, vorzugsweise mehr als 0,70 g/cm3, insbesondere mehr als 0,80 g/cm3 beträgt.
Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (1) einen Glanz nach DIN EN ISO 2813 von weniger als 7 %, vorzugsweise von weniger als 6 %, insbesondere von weniger als 5 % aufweist. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (1) mindestens eine zusätzliche äußere Schicht (9) aufweist, die aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer-Schicht (EVOH) oder aus Polyamid (PA) ausgebildet ist. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (1) mindestens eine weitere äußere Schicht zur Erzeugung einer Mattheit umfasst, die keine Füllstoffe aufweist, wobei die Folie (1) dadurch einen Haze-Wert von mehr als 65 %, vorzugweise von mehr als 75 %, insbesondere von mehr als 85 % aufweist. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (3) einen Anteil an Polypropylen aufweist, wobei der Anteil mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 10 Gew.-%, insbesondere mehr als 15 Gew.-% beträgt und/oder weniger als 50 Gew.- %, vorzugsweise weniger als 40 Gew.-%, insbesondere weniger als 30 Gew.-% beträgt.
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