WO2024110323A1 - Retort-sterilisable layered material made predominantly of polypropylene - Google Patents

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WO2024110323A1
WO2024110323A1 PCT/EP2023/082166 EP2023082166W WO2024110323A1 WO 2024110323 A1 WO2024110323 A1 WO 2024110323A1 EP 2023082166 W EP2023082166 W EP 2023082166W WO 2024110323 A1 WO2024110323 A1 WO 2024110323A1
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layer
polypropylene
retort
sterilizable
polymer barrier
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PCT/EP2023/082166
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Michael Dorn
Franziska Wittmann
Karoline Knackert
Christian Weiss
Stefan Kreutzer
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Huhtamaki Flexible Packaging Germany Gmbh & Co. Kg
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    • B32B2439/70—Food packaging

Definitions

  • Retort-sterilizable layer material made predominantly from polypropylene
  • the present invention relates to a retort-sterilizable sheet material which is suitable as a flexible sheet material for forming packaging, such as packaging bags, in particular for packaging foodstuffs.
  • Common layer materials or layer composites for the production of retort-sterilizable packaging are composites made of polyethylene terephthalate (PET), aluminum foil and polypropylene (PP).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • the aluminum foil provides the necessary barrier against the migration of oxygen and water vapor or moisture through the layer composite.
  • the PP layer as a sealable layer, can create the possibility of bonding to itself or to another compatible layer.
  • the PET layer gives the layer composite the necessary robustness against external mechanical influences and increases the bursting strength of packaging made from the known layer composite.
  • the disadvantage of the well-known layer composite made of PET, aluminum foil and PP is that it is difficult to recycle, since the three layers mentioned are made of materials from different material classes, which have to be recycled in separate recycling streams.
  • the well-known layer composites are becoming less and less preferred, although they have the advantage of being retort-sterilizable.
  • packaging is retort-sterilized, whereby the packaging and thus the layer material forming it are exposed to a high temperature of, depending on the specific process, 110 °C to 135 °C in order to achieve a sterilization effect.
  • the aluminum foil can easily withstand this thermal sterilization, especially by steam.
  • EP 3 991 967 A1 discloses a tube laminate free of aluminium foil with a layer of aluminium oxide or silicon oxide arranged between two vinyl alcohol layers.
  • the present invention solves this problem by means of a layer material which comprises a first polypropylene layer and a second polypropylene layer, wherein a barrier layer arrangement is arranged between the first polypropylene layer and the second polypropylene layer.
  • the barrier layer arrangement has a first polymer barrier layer and a second polymer barrier layer.
  • the second polymer barrier layer is part of a coextrusion layer arrangement which, as an extrusion laminate layer arrangement, connects the first and second polypropylene layers, in particular the first polymer barrier layer and the second polypropylene layer, to one another.
  • the layer material of the present application does not require metal foil and even metallization.
  • the second polymer barrier layer can not only act as a barrier against the migration of undesirable substances through the layer material, compared to a cover layer of the same thickness made of unstretched conventional polypropylene, but can also be used as a connecting layer arrangement for connecting the first and second polypropylene layers to one another. This means that the use of a lamination adhesive layer can be avoided.
  • the terms "layer material” and "layer composite" are used synonymously.
  • the layer material discussed here achieves an oxygen permeation according to the ISO standard mentioned of no more than 2 cm 3 /(dm 2 ), preferably no more than 1 cm 3 /(dm 2 ). It achieves a water vapor permeation according to the ISO standard mentioned of no more than 2 g/(dm 2 ), preferably no more than 1 g/(dm 2 ). Due to its ability to be retort sterilized, it is therefore ideally suited for the production of packaging for perishable goods, such as ready meals and pet food.
  • the first and second polypropylene layers can be any polypropylene layer.
  • the barrier effect and mechanical strength of the layer material can be increased by making the first polypropylene layer a monoaxially or biaxially stretched polypropylene layer.
  • the first polypropylene layer can support the bonding of the layer material by having a layer of maleic anhydride-grafted polypropylene on its side facing the second polypropylene layer.
  • the layer of maleic anhydride-grafted polypropylene has an adhesion-enhancing effect in a layer composite made predominantly of polypropylene.
  • the layer material discussed here is preferably made predominantly of polypropylene material.
  • the second polypropylene layer can also be stretched monoaxially or biaxially in order to increase its mechanical resistance and its barrier properties against the migration of undesirable substances through the layer composite.
  • the second polypropylene layer is a sealable polypropylene layer.
  • the second polypropylene layer can comprise a conventional polypropylene layer, on the side of which facing away from the barrier layer arrangement a thin polypropylene layer with a lower sealing initiation temperature is arranged, which provides the sealability.
  • the first and second polypropylene layers can be structurally similar in such a way that each of the polypropylene layers comprises a first polypropylene base layer and has a polypropylene functional layer arranged on one side thereof.
  • the polypropylene functional layer is the above-mentioned maleic anhydride-grafted polypropylene layer and in the case of the second polypropylene layer, the polypropylene functional layer is the above-mentioned sealable polypropylene layer.
  • the polypropylene base layer is thicker, preferably at least twice, particularly preferably at least three times, even more preferably at least four times thicker, than the polypropylene functional layer.
  • the two polymer barrier layers are specialized in such a way that the first polymer barrier layer prevents a different substance from migrating through the layer material more than the second polymer barrier layer.
  • the migrating substances with the greatest potential for problems, especially for the packaging of perishable goods, are oxygen and water vapor.
  • Oxygen promotes the oxidation of packaged goods.
  • Water vapor promotes moistening and thus, on the one hand, soaking and, on the other hand, microbial growth in packaged goods.
  • the first polymer barrier layer impedes migration of oxygen therethrough more than the second polymer barrier layer.
  • the second polymer barrier layer impedes migration of water vapor therethrough more than the first polymer barrier layer.
  • a very good barrier effect against oxygen and also against fat can preferably be obtained on the first polymer barrier layer by the first polymer barrier layer comprising polyvinyl alcohol or being formed from polyvinyl alcohol.
  • a polyvinyl alcohol layer as the first polymer barrier layer can advantageously be applied in a solvent-based wet roller application to the first polypropylene layer, more precisely to its preferred exposed maleic anhydride-grafted layer.
  • the first polypropylene layer which on a package formed from the layer material preferably forms the outside of the package or is at least located closer to the outside than to the inside of the package, can be printed with printing inks.
  • the first polypropylene layer is printed with printing inks in reverse printing.
  • the first polypropylene layer can then protect not only the first polymer barrier layer, but also the printing inks from external influences.
  • the first polypropylene layer and the first polymer barrier layer are transparent, so that the printing ink application on a packaging made from the layer material is clearly visible from the outside.
  • a particularly good adhesion of the printing inks to the first polymer barrier layer can be achieved by using polyurethane-based printing inks.
  • a primer layer can be applied to the side of the printing ink application facing away from the mer barrier layer, which has an adhesion-enhancing effect for polypropylene material compared to a state without the primer layer.
  • the extrusion lamination layer arrangement can be applied directly to this primer layer or can be adjacent to this primer layer.
  • the second polymer barrier layer can comprise or be a cyclic olefin copolymer (COC).
  • COC cyclic olefin copolymer
  • the second polymer barrier layer can be applied directly to the printing ink layer or to the primer layer or can be adjacent to it.
  • An even higher bond strength and thus an even higher delamination resistance of the layer material can be achieved by the coextrusion layer arrangement having, in addition to the second polymer barrier layer, a polypropylene connecting layer which is arranged between the first polymer barrier layer and the second polymer barrier layer.
  • the polypropylene connecting layer can, on the one hand, be directly adjacent to the printing ink layer or, if present, to the primer layer applied to the printing ink layer and, on the other hand, can be directly adjacent to the COC layer by coextrusion.
  • the polypropylene connecting layer can comprise a maleic anhydride-grafted polypropylene or be formed from a maleic anhydride-grafted polypropylene.
  • the second polymer barrier layer in particular comprising COC or designed as a COC layer, is directly connected to the second polypropylene layer.
  • the coextrusion layer arrangement has, in addition to the second polymer barrier layer, a polypropylene coupling layer which is arranged between the second polymer barrier layer and the second polypropylene layer.
  • the polypropylene coupling layer is merely a linguistic distinction from the polypropylene connecting layer.
  • the polypropylene coupling layer is preferably a normal polypropylene layer without maleic anhydride grafting.
  • the polypropylene coupling layer also comprises a maleic anhydride-grafted polypropylene or is formed from such a layer to further increase adhesion.
  • the layer material is formed of at least 90 wt.%, particularly preferably at least 95 wt.%, of polypropylene material.
  • the layer material comprises only the layers and materials mentioned above.
  • the layer material is free of metal foils and/or metallization.
  • the first polypropylene layer can have a thickness of at least 15 pm, particularly preferably at least 20 pm. In the preferred embodiment, the first polypropylene layer can have a thickness of no more than 30 pm, particularly preferably no more than 25 pm. The same applies to the second polypropylene layer.
  • the first polymer barrier layer can have a thickness of at least 0.4 pm, preferably at least 0.5 pm. Likewise, the first polymer barrier layer can have a thickness of no more than 1 pm, preferably no more than 0.8 pm and particularly preferably no more than 0.7 pm. In a preferred embodiment, the first polymer barrier layer has a thickness of 0.6 pm. If the first polymer barrier layer is preferably made of polyvinyl alcohol, the thickness of the first polymer barrier layer in micrometers preferably corresponds in amount to the application weight in grams per square meter.
  • the second polymer barrier layer can have a thickness of at least 5 pm, preferably at least 7 pm. Likewise, the second polymer barrier layer can have a thickness of not more than 15 pm, preferably not more than 12 pm and particularly preferably not more than 10 pm. In a preferred embodiment, the second polymer barrier layer has a thickness of 8 pm.
  • the entire coextrusion layer arrangement can have a thickness of at least 15 pm, preferably of at least 18 pm.
  • the entire coextrusion layer arrangement can have a thickness of not more than 30 pm, preferably of not more than 26 pm and particularly preferably of not more than 23 pm.
  • the second polymer barrier layer has a thickness of 20 pm.
  • the printing ink application preferably has a thickness of at least 2.2 pm, particularly preferably at least 2.5 pm. Likewise, the printing ink application preferably has a thickness of no more than 5 pm, particularly preferably no more than 3.5 pm.
  • the primer layer if present, between the printing ink application and the adjacent extrusion lamination layer arrangement preferably has a thickness of at least 0.6 pm, particularly preferably of at least 0.9 pm. Likewise, the primer layer preferably has a thickness of not more than 1.6 pm, particularly preferably of not more than 1.2 pm.
  • Fig. 1 is a roughly schematic cross-sectional view of an embodiment of a layer material according to the invention.
  • an embodiment of a previously described layer material according to the invention is shown in a roughly schematic cross-sectional view and is generally designated 10.
  • An exposed surface 10a of the layer material 10 forms a later inner surface of a package made from the layer material 10, facing a packaged product.
  • the opposite exposed surface 10b forms an outer surface of a package made from the layer material 10, facing the consumer. Due to the orientation on the package made from the layer material 10, the free surface 10b of the layer material 10 is also referred to as the outer surface of the layer material 10.
  • the outer surface 10b of the layer material 10 is also an outer surface 12b of a first polypropylene layer 12, which as a monoaxially or biaxially stretched polypropylene layer 12 has a higher barrier effect with respect to the migration of oxygen and water vapor through the layer material 10 compared to an unstretched polypropylene layer of the same thickness and which, due to its stretching, gives the layer material 10 an increased basic strength and basic stability.
  • the first polypropylene layer 12 is provided with a layer 14 of polyvinyl alcohol, preferably applied wet by roller application.
  • the layer 14 of polyvinyl alcohol forms a first polymer barrier layer. Due to its polyvinyl alcohol material, it has an increased barrier effect or a lower permeation value with regard to the migration of oxygen and fat through the layer 14 compared to a comparable layer of the same thickness made of unstretched polypropylene.
  • the first polymer barrier layer 14 is part of a barrier layer arrangement 19.
  • the first polypropylene layer 12 is provided on its side facing the inner surface 10a with a thin layer 12' which comprises maleic anhydride-grafted polypropylene or is formed from maleic anhydride-grafted polypropylene.
  • the thin layer 12' forms the surface 12a of the first polypropylene layer 12 facing the inner surface 10a.
  • the first polymer barrier layer 14 is printed with a printing ink application 16 in reverse printing, so that when the layer material 10 is viewed from the outside, the printed image can be seen through the first polypropylene layer 12.
  • a thin primer layer 18 is applied to the side of the printing ink application 16 facing away from the first polymer barrier layer 14, for example again wet in a roller application, in order to increase the adhesion of the laminate layer arrangement 21 to the layer arrangement made up of the first polypropylene layer 12, first polymer barrier layer 14, printing ink application layer 16 and primer layer 18.
  • the coextrusion layer arrangement 21 comprises three coextruded layers 20, 22 and 24.
  • layer 22 is a layer of cyclic olefin copolymer (COC) which, due to its material properties, serves as a water vapor barrier layer since it has a higher water vapor barrier effect or a lower water vapor permeation compared to a comparable layer of the same thickness made of unstretched polypropylene.
  • layer 22 is a second polymer barrier layer.
  • the coextrusion layer arrangement 21 has a polypropylene layer 20 on the side facing the primer layer 18, which as the polypropylene connecting layer 20 comprises maleic anhydride-grafted polypropylene or is formed from such.
  • the coextrusion layer arrangement 21 On the side of the second polymer barrier layer 22 opposite the polypropylene connecting layer 20, the coextrusion layer arrangement 21 has a polypropylene coupling layer 24 which connects the coextrusion layer arrangement 21 with a second Polypropylene layer 26. Due to the material identity of the polypropylene coupling layer 24 and the second polypropylene layer 26, it is not necessary to use grafted polypropylene in the polypropylene coupling layer 24.
  • the polypropylene coupling layer 24 can thus be made of conventional polypropylene just like the second polypropylene layer 26.
  • the second polypropylene layer 26 preferably has a thin layer 26' of polypropylene with a lower sealing initiation temperature at its end region in the thickness direction forming the inner surface 10a of the layer material 10 or the inner surface 26a of the second polypropylene layer 26.
  • the second polypropylene layer 26 is thus a sealable polypropylene layer which can be sealed to itself or to a similar polypropylene layer to form a package.
  • the layer material 10 can be provided as a roll and unwound from a supply roll and cut to size in order to produce packaging, such as packaging bags, stand-up pouches, four-edge seal bags, three-edge seal bags and the like, from the blanks obtained by cutting.
  • packaging such as packaging bags, stand-up pouches, four-edge seal bags, three-edge seal bags and the like, from the blanks obtained by cutting.
  • the layer material 10 can have an oxygen permeability of less than 1 cm 3 /(dm 2 ) and a water vapor permeability of less than 1 g/(dm 2 ).
  • the layer material 10 is thus a high-barrier film which advantageously does not lose its barrier effect even after carrying out retort sterilization processes customary for food packaging.
  • the layer material 10 retort-sterilizable without loss of barrier properties, it also consists of at least 90% by weight, particularly preferably at least 95% by weight, of material which is recycled in a single polypropylene recycling stream can be recycled. This makes the layer material 10 particularly easy and advantageous to recycle after use.

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Abstract

The present invention relates to a retort-sterilisable layered material (10) for forming packaging units, comprising a first polypropylene layer (12) and a second polypropylene layer (26), wherein a barrier layer arrangement (19) is arranged between the first polypropylene layer (12) and the second polypropylene layer (26), wherein the barrier layer arrangement (19) has a first polymer barrier layer (14) and a second polymer barrier layer (22), wherein the second polymer barrier layer (22) is part of a coextrusion layer arrangement (21) which, as an extrusion laminated layer arrangement (23), joins the first (12) and the second polypropylene layer (26) together.

Description

Retortensterilisierbares Lagenmaterial aus überwiegend Polypropylen Retort-sterilizable layer material made predominantly from polypropylene
Beschreibung Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein retortensterilisierbares Lagenmaterial, welches als flexibles Lagenmaterial zur Bildung von Verpackungen, wie etwa Verpackungsbeuteln, insbesondere zur Verpackung von Lebensmitteln, geeignet ist. The present invention relates to a retort-sterilizable sheet material which is suitable as a flexible sheet material for forming packaging, such as packaging bags, in particular for packaging foodstuffs.
Übliche Lagenmaterialien bzw. Lagenverbünde für die Herstellung von retortensterilisierbaren Verpackungen sind Verbünde aus Polyethylenterephthalat (PET), Aluminiumfolie und Polypropylen (PP). Die Aluminiumfolie sorgt dabei für die notwendige Barriere gegen eine Migration von Sauerstoff und Wasserdampf bzw. Feuchtigkeit durch den Lagenverbund hindurch. Die PP-Lage kann als siegelfähige Lage die Möglichkeit einer Verbindung mit sich selbst oder mit einer kompatiblen weiteren Lage herstellen. Die PET-Lage verleiht dem Lagenverbund eine notwendige Robustheit gegenüber mechanischen äußeren Einflüssen und erhöht die Berstfestigkeit einer aus dem bekannten Lagenverbund gebildeten Verpackung. Common layer materials or layer composites for the production of retort-sterilizable packaging are composites made of polyethylene terephthalate (PET), aluminum foil and polypropylene (PP). The aluminum foil provides the necessary barrier against the migration of oxygen and water vapor or moisture through the layer composite. The PP layer, as a sealable layer, can create the possibility of bonding to itself or to another compatible layer. The PET layer gives the layer composite the necessary robustness against external mechanical influences and increases the bursting strength of packaging made from the known layer composite.
Nachteilig an dem bekannten Lagenverbund aus PET, Aluminiumfolie und PP ist dessen schwierige Wiederverwertbarkeit, da die genannten drei Lagen aus Materialien unterschiedlicher Materialklassen hergestellt sind, welche in gesonderten Recyclingströmen wiederverwertet werden müssen. Mit der zunehmenden Fokussierung auf Nachhaltigkeit in der Verpackungstechnik sind die bekannten Lagenverbünde immer weniger bevorzugt, obwohl sie den Vorteil besitzen, retortensterilisierbar zu sein. Für verderbliche Waren, wie menschliche und tierische Lebensmittel, werden Verpackungen retortensterilisiert, wobei die Verpackung und damit das sie bildende Lagenmaterial einer hohen Temperatur von, je nach konkretem Verfahren, 110 °C bis 135 °C ausgesetzt werden, um einen Sterilisationseffekt zu erzielen. Diese thermische Sterilisation, insbesondere durch Dampf, hält die Aluminiumfolie ohne weiteres aus. Polymere Barrierelagen sind dagegen gegen die thermische Belastung einer Retortensterilisation empfindlich und büßen nicht selten durch die Sterilisation ihre Barrierewirkung ein. Aus der EP 3 991 967 A1 ist ein von Aluminiumfolien freies Tubenlaminat mit einer zwischen zwei Vinylalkohol-Lagen angeordneten Lage aus Aluminiumoxid oder Siliziumoxid bekannt. The disadvantage of the well-known layer composite made of PET, aluminum foil and PP is that it is difficult to recycle, since the three layers mentioned are made of materials from different material classes, which have to be recycled in separate recycling streams. With the increasing focus on sustainability in packaging technology, the well-known layer composites are becoming less and less preferred, although they have the advantage of being retort-sterilizable. For perishable goods, such as human and animal food, packaging is retort-sterilized, whereby the packaging and thus the layer material forming it are exposed to a high temperature of, depending on the specific process, 110 °C to 135 °C in order to achieve a sterilization effect. The aluminum foil can easily withstand this thermal sterilization, especially by steam. Polymer barrier layers, on the other hand, are sensitive to the thermal stress of retort sterilization and often lose their barrier effect due to sterilization. EP 3 991 967 A1 discloses a tube laminate free of aluminium foil with a layer of aluminium oxide or silicon oxide arranged between two vinyl alcohol layers.
Ein weiterer Nachteil bekannter Verpackungsfolien mit Barriereeigenschaften liegt in der Klebstoffkaschierung von Lagen miteinander. Als Klebstoffe werden in der Regel Isocyanate verwendet, welche weitere Fremdstoffe bezüglich der zur Lagenherstellung verwendeten Polymere darstellen und die Wiederverwertung der bekannten Lagenmaterialien erschweren. Another disadvantage of known packaging films with barrier properties is the adhesive lamination of layers to one another. Isocyanates are usually used as adhesives, which represent further foreign substances in relation to the polymers used to produce the layers and make the recycling of the known layer materials more difficult.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein retortensterilisierbares Lagenmaterial mit hochwirksamer Barriere gegen Migration von Sauerstoff und Wasserdampf anzugeben, welches leichter als das bekannte Lagenmaterial mit Aluminiumfolie Recyclingprozesse durchlaufen und somit wiederverwertet werden kann. It is an object of the present invention to provide a retort-sterilizable layer material with a highly effective barrier against migration of oxygen and water vapor, which can undergo recycling processes more easily than the known layer material with aluminum foil and can thus be reused.
Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung durch ein Lagenmaterial, welches eine erste Polypropylenlage und eine zweite Polypropylenlage umfasst, wobei zwischen der ersten Polypropylenlage und der zweiten Polypropylenlage eine Barrierelagenanordnung angeordnet ist. Die Barrierelagenanordnung weist eine erste Polymer-Bamere- lage und eine zweite Polymer-Barrierelage auf. Die zweite Polymer-Barrierelage ist Teil einer Koextrusionslagenanordnung, welche als Extrusionskaschierlagenanord- nung die erste und die zweite Polypropylenlage, insbesondere die erste Polymer-Barrierelage und die zweite Polypropylenlage, miteinander verbindet. The present invention solves this problem by means of a layer material which comprises a first polypropylene layer and a second polypropylene layer, wherein a barrier layer arrangement is arranged between the first polypropylene layer and the second polypropylene layer. The barrier layer arrangement has a first polymer barrier layer and a second polymer barrier layer. The second polymer barrier layer is part of a coextrusion layer arrangement which, as an extrusion laminate layer arrangement, connects the first and second polypropylene layers, in particular the first polymer barrier layer and the second polypropylene layer, to one another.
Mit dem genannten Aufbau kommt das Lagenmaterial der vorliegenden Anmeldung ohne Metallfolie und sogar ohne Metallisierung aus. Durch die Ausbildung der zweiten Polymer-Barrierelage als Teil einer Extrusionskaschierlagenanordnung kann die zweite Polymer-Barrierelage nicht nur, verglichen mit einer gleich dicken Bezugsschicht aus ungerecktem herkömmlichem Polypropylen, eine Barriere gegen eine Migration unerwünschter Stoffe durch das Lagenmaterial sondern auch als Verbindungslagenanordnung zur Verbindung der ersten und der zweiten Polypropylenlage miteinander verwendet werden. Hierdurch kann der Einsatz einer Kaschierklebstofflage vermieden werden. In der vorliegenden Anmeldung werden die Begriffe "Lagenmaterial" und "Lagenverbund" synonym gebraucht. With the above-mentioned structure, the layer material of the present application does not require metal foil and even metallization. By forming the second polymer barrier layer as part of an extrusion lamination layer arrangement, the second polymer barrier layer can not only act as a barrier against the migration of undesirable substances through the layer material, compared to a cover layer of the same thickness made of unstretched conventional polypropylene, but can also be used as a connecting layer arrangement for connecting the first and second polypropylene layers to one another. This means that the use of a lamination adhesive layer can be avoided. In the present application, the terms "layer material" and "layer composite" are used synonymously.
Wenn in der vorliegenden Anmeldung von einer Barrierewirkung gegen die Migration von Sauerstoff die Rede ist, so ist damit eine Barrierewirkung gemeint, welche Einfluss auf die Sauerstoffpermeation durch das Lagenmaterial hat, wie sie gemäß ISO 15105- 2 (Anhang A) unter Prüfbedingungen bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit gemessen wird. When the present application refers to a barrier effect against the migration of oxygen, this means a barrier effect which influences the oxygen permeation through the layer material, as measured according to ISO 15105-2 (Annex A) under test conditions at 23 °C and 50 % relative humidity.
Wenn in der vorliegenden Anmeldung von einer Barrierewirkung gegen die Migration von Wasserdampf die Rede ist, so ist damit eine Barrierewirkung gemeint, welche Einfluss auf die Wasserdampfpermeation durch das Lagenmaterial hat, wie sie gemäß DIN EN ISO 12572 unter Prüfbedingungen bei 23 °C und 85 % relativer Luftfeuchtigkeit gemessen wird. When the present application refers to a barrier effect against the migration of water vapor, this means a barrier effect which influences the water vapor permeation through the layer material, as measured in accordance with DIN EN ISO 12572 under test conditions at 23 °C and 85 % relative humidity.
Das vorliegend diskutierte Lagenmaterial erreicht eine Sauerstoffpermeation gemäß der genannten ISO-Norm von nicht mehr als 2 cm3/(d m2), vorzugsweise von nicht mehr als 1 cm3/(d m2). Es erreicht eine Wasserdampfpermeation gemäß der genannten ISO-Norm von nicht mehr als 2 g/(d m2), vorzugsweise von nicht mehr als 1 g/(d m2). Damit eignet es sich aufgrund seiner Retortensterilisierbarkeit hervorragend zur Herstellung von Verpackungen für verderbliche Waren, wie beispielsweise für Fertiggerichte sowie für Tierfutter. The layer material discussed here achieves an oxygen permeation according to the ISO standard mentioned of no more than 2 cm 3 /(dm 2 ), preferably no more than 1 cm 3 /(dm 2 ). It achieves a water vapor permeation according to the ISO standard mentioned of no more than 2 g/(dm 2 ), preferably no more than 1 g/(dm 2 ). Due to its ability to be retort sterilized, it is therefore ideally suited for the production of packaging for perishable goods, such as ready meals and pet food.
Grundsätzlich können die erste und die zweite Polypropylenlage beliebige Polypropylenlagen sein. Eine Steigerung der Barrierewirkung und der mechanischen Belastbarkeit des Lagenmaterials kann dadurch erhalten werden, dass die erste Polypropylenlage eine monoaxial oder eine biaxial gereckte Polypropylenlage ist. In principle, the first and second polypropylene layers can be any polypropylene layer. The barrier effect and mechanical strength of the layer material can be increased by making the first polypropylene layer a monoaxially or biaxially stretched polypropylene layer.
Weiterhin kann die erste Polypropylenlage die Verbundhaftung des Lagenmaterials dadurch unterstützen, dass die erste Polypropylenlage auf ihrer der zweiten Polypropylenlage zugewandten Seite eine Schicht mit maleinsäureanhydrid-gepfropftem Polypropylen aufweist. Die Schicht mit maleinsäureanhydrid-gepfropftem Polypropylen wirkt in einem überwiegend aus Polypropylen gebildeten Lagenverbund haftungserhöhend. Das vorliegend diskutierte Lagenmaterial ist bevorzugt überwiegend aus Polypropylenmaterial gebildet. Furthermore, the first polypropylene layer can support the bonding of the layer material by having a layer of maleic anhydride-grafted polypropylene on its side facing the second polypropylene layer. The layer of maleic anhydride-grafted polypropylene has an adhesion-enhancing effect in a layer composite made predominantly of polypropylene. The layer material discussed here is preferably made predominantly of polypropylene material.
Ganz grundsätzlich kann auch die zweite Polypropylenlage monoaxial oder biaxial gereckt sein, um ihre mechanische Widerstandskraft und ihre Barriereeigenschaft gegen eine Migration unerwünschter Stoffe durch den Lagenverbund zu erhöhen. Zur Bildung von Verpackungen mit einem umschlossenen Verpackungsraum aus dem Lagenverbund ist jedoch bevorzugt, dass die zweite Polypropylenlage eine siegelfähige Polypropylenlage ist. Als siegelfähige, also heißsiegelfähige, Polypropylenlage kann die zweite Polypropylenlage eine herkömmliche Polypropylenschicht umfassen, auf deren von der Barrierelagenanordnung abgewandten Seite eine dünne Polypropylenschicht mit niedrigerer Siegel-Initiationstemperatur angeordnet ist, welche die Siegelfähigkeit bereitstellt. In principle, the second polypropylene layer can also be stretched monoaxially or biaxially in order to increase its mechanical resistance and its barrier properties against the migration of undesirable substances through the layer composite. However, to form packaging with an enclosed packaging space from the layer composite, it is preferred that the second polypropylene layer is a sealable polypropylene layer. As a sealable, i.e. heat-sealable, polypropylene layer, the second polypropylene layer can comprise a conventional polypropylene layer, on the side of which facing away from the barrier layer arrangement a thin polypropylene layer with a lower sealing initiation temperature is arranged, which provides the sealability.
Insofern können die erste und die zweite Polypropylenlage strukturell derart ähnlich ausgebildet sein, dass jede der Polypropylenlagen eine erste Polypropylen-Basisschicht umfasst und eine daran auf einer Seite angeordnete Polypropylen-Funktionsschicht aufweist. Im Falle der ersten Polypropylenlage ist die Polypropylen-Funktionschicht die oben genannte maleinsäureanhydrid-gepfropfte Polypropylenschicht und im Falle der zweiten Polypropylenlage ist die Polypropylen-Funktionsschicht die oben genannte siegelfähige Polypropylenschicht. In beiden Fällen ist die Polypropylen-Basisschicht dicker, vorzugsweise um wenigstens das Doppelte, besonders bevorzugt um wenigstens das Dreifache, noch stärker bevorzugt um wenigstens das Vierfache dicker, als die Polypropylen-Funktionsschicht. In this respect, the first and second polypropylene layers can be structurally similar in such a way that each of the polypropylene layers comprises a first polypropylene base layer and has a polypropylene functional layer arranged on one side thereof. In the case of the first polypropylene layer, the polypropylene functional layer is the above-mentioned maleic anhydride-grafted polypropylene layer and in the case of the second polypropylene layer, the polypropylene functional layer is the above-mentioned sealable polypropylene layer. In both cases, the polypropylene base layer is thicker, preferably at least twice, particularly preferably at least three times, even more preferably at least four times thicker, than the polypropylene functional layer.
Bevorzugt sind die beiden Polymer-Barrierelagen derart spezialisiert, dass die erste Polymer-Barrierelage eine andere Substanz am stärksten an der Migration durch das Lagenmaterial hindert als die zweite Polymer-Barrierelage. Die migrierenden Substanzen mit dem größten Problempotenzial, insbesondere für die Verpackung verderblicher Waren, sind Sauerstoff und Wasserdampf. Sauerstoff befördert die Oxidation verpackten Gutes. Wasserdampf befördert die Befeuchtung und damit zum einen eine Durchweichung und zum anderen ein Mikrobenwachstum in einem verpackten Gut. Bevorzugt behindert die erste Polymer-Barrierelage eine Migration von Sauerstoff durch sie hindurch stärker als die zweite Polymer-Barrierelage. Bevorzugt behindert die zweite Polymer-Barrierelage eine Migration von Wasserdampf durch sie hindurch stärker als die erste Polymer-Barrierelage. Preferably, the two polymer barrier layers are specialized in such a way that the first polymer barrier layer prevents a different substance from migrating through the layer material more than the second polymer barrier layer. The migrating substances with the greatest potential for problems, especially for the packaging of perishable goods, are oxygen and water vapor. Oxygen promotes the oxidation of packaged goods. Water vapor promotes moistening and thus, on the one hand, soaking and, on the other hand, microbial growth in packaged goods. Preferably, the first polymer barrier layer impedes migration of oxygen therethrough more than the second polymer barrier layer. Preferably, the second polymer barrier layer impedes migration of water vapor therethrough more than the first polymer barrier layer.
Eine sehr gute Barrierewirkung gegen Sauerstoff und zusätzlich auch gegen Fett kann an der ersten Polymer-Barrierelage bevorzugt dadurch erhalten werden, dass die erste Polymer-Barrierelage Polyvinylalkohol umfasst oder aus Polyvinylalkohol gebildet ist. Eine Polyvinylalkohollage als die erste Polymer-Barrierelage kann vorteilhaft lösungsmittelbasiert nass im Walzenauftrag auf die erste Polypropylenlage, genauer auf deren bevorzugte freiliegende maleinsäureanhydrid-gepfropfte Schicht, aufgetragen werden. A very good barrier effect against oxygen and also against fat can preferably be obtained on the first polymer barrier layer by the first polymer barrier layer comprising polyvinyl alcohol or being formed from polyvinyl alcohol. A polyvinyl alcohol layer as the first polymer barrier layer can advantageously be applied in a solvent-based wet roller application to the first polypropylene layer, more precisely to its preferred exposed maleic anhydride-grafted layer.
Zur Vermittlung von Verbraucherinformation kann die erste Polypropylenlage, welche an einer aus dem Lagenmaterial gebildeten Verpackung bevorzugt die Außenseite der Verpackung bildet oder wenigstens näher an der Außenseite als an der Innenseite der Verpackung gelegen ist, mit Druckfarben bedruckt sein. In order to convey consumer information, the first polypropylene layer, which on a package formed from the layer material preferably forms the outside of the package or is at least located closer to the outside than to the inside of the package, can be printed with printing inks.
Zum Schutz des Druckfarbenauftrags vor äußeren Einflüssen ist bevorzugt, dass die erste Polypropylenlage, besonders bevorzugt die erste Polymer-Barrierelage, im Konterdruck mit Druckfarben bedruckt ist. Dann kann die erste Polypropylenlage nicht nur die erste Polymer-Barrierelage, sondern auch die Druckfarben vor äußeren Einflüssen schützen. Bevorzugt sind die erste Polypropylenlage wie auch die erste Polymer-Barrierelage transparent, sodass der Druckfarbenauftrag an einer aus dem Lagenmaterial gebildeten Verpackung von außen gut sichtbar ist. To protect the printing ink application from external influences, it is preferred that the first polypropylene layer, particularly preferably the first polymer barrier layer, is printed with printing inks in reverse printing. The first polypropylene layer can then protect not only the first polymer barrier layer, but also the printing inks from external influences. Preferably, the first polypropylene layer and the first polymer barrier layer are transparent, so that the printing ink application on a packaging made from the layer material is clearly visible from the outside.
Eine besonders gute Haftung der Druckfarben an der ersten Polymer-Barrierelage kann dadurch erzielt werden, dass die Druckfarben Farben auf Polyurethanbasis sind. A particularly good adhesion of the printing inks to the first polymer barrier layer can be achieved by using polyurethane-based printing inks.
Um eine möglichst gute Verbundhaftung auch zwischen den Druckfarben und der unmittelbar benachbarten Lage aus Polypropylenmaterial zu erzielen, kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung auf der von der ersten Poly- mer-Barrierelage abgewandten Seite des Druckfarbenauftrags eine Primerlage aufgetragen sein, welche, verglichen mit einem Zustand ohne die Primerlage, haftungserhöhend für Polypropylenmaterial wirkt. Auf diese Primerlage kann die Extrusionskaschierlagenanordnung unmittelbar aufgetragen sein bzw. an diese Primerlage angrenzen. In order to achieve the best possible bond between the printing inks and the immediately adjacent layer of polypropylene material, according to a preferred development of the present invention, A primer layer can be applied to the side of the printing ink application facing away from the mer barrier layer, which has an adhesion-enhancing effect for polypropylene material compared to a state without the primer layer. The extrusion lamination layer arrangement can be applied directly to this primer layer or can be adjacent to this primer layer.
Die zweite Polymer-Barrierelage kann ein zyklisches Olefin-Copolymer (COC) aufweisen oder sein. Diese COC-Lage kann nicht nur sehr gut in eine Koextrusionslagenan- ordnung mit wenigstens einer weiteren Polypropylenlage eingebunden sein, sondern kann außerdem in einem Polypropylen-Recyclingstrom zur Wiederverwertung verarbeitet werden. The second polymer barrier layer can comprise or be a cyclic olefin copolymer (COC). This COC layer can not only be very well integrated into a coextrusion layer arrangement with at least one other polypropylene layer, but can also be processed in a polypropylene recycling stream for reuse.
Grundsätzlich kann die zweite Polymer-Barrierelage unmittelbar auf den Druckfarbenauftrag bzw. auf die Primerlage aufgetragen sein bzw. an diese angrenzen. Eine noch höhere Verbundhaftung und damit eine noch höhere Delaminationssicherheit des Lagenmaterials kann dadurch erzielt werden, dass die Koextrusionslagenanordnung zusätzlich zur zweiten Polymer-Barrierelage eine Polypropylen-Verbindungslage aufweist, welche zwischen der ersten Polymer-Barrierelage und der zweiten Polymer-Barrierelage angeordnet ist. In principle, the second polymer barrier layer can be applied directly to the printing ink layer or to the primer layer or can be adjacent to it. An even higher bond strength and thus an even higher delamination resistance of the layer material can be achieved by the coextrusion layer arrangement having, in addition to the second polymer barrier layer, a polypropylene connecting layer which is arranged between the first polymer barrier layer and the second polymer barrier layer.
Die Polypropylen-Verbindungslage kann einerseits unmittelbar an den Druckfarbenauftrag bzw., sofern vorhanden, an die auf den Druckfarbenauftrag aufgetragene Primerlage angrenzen und kann andererseits durch Koextrusion mit der COC-Lage unmittelbar an diese angrenzen. Zur Erhöhung der Verbundhaftung im Bereich der Polypropylen-Verbindungslage kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Polypropylen-Verbindungslage ein maleinsäurean- hydrid-gepfropftes Polypropylen aufweist oder aus einem maleinsäureanhydrid-ge- pfropften Polypropylen gebildet ist. The polypropylene connecting layer can, on the one hand, be directly adjacent to the printing ink layer or, if present, to the primer layer applied to the printing ink layer and, on the other hand, can be directly adjacent to the COC layer by coextrusion. To increase the bonding in the area of the polypropylene connecting layer, according to a preferred development of the invention, the polypropylene connecting layer can comprise a maleic anhydride-grafted polypropylene or be formed from a maleic anhydride-grafted polypropylene.
Grundsätzlich kann wiederum vorgesehen sein, dass die zweite Polymer-Barrierelage, insbesondere umfassend COC oder ausgebildet als eine COC-Lage, unmittelbar mit der zweiten Polypropylenlage verbunden ist. Versuche haben jedoch gezeigt, dass eine höhere Verbundhaftung und damit Delaminationssicherheit erhalten werden kann, wenn die Koextrusionslagenanordnung zusätzlich zur zweiten Polymer-Barrierelage eine Polypropylen-Kopplungslage aufweist, welche zwischen der zweiten Polymer-Barrierelage und der zweiten Polypropylenlage angeordnet ist. Die Polypropylen- Kopplungslage ist lediglich eine sprachliche Unterscheidung von der Polypropylen- Verbindungslage. Gleichwohl ist bevorzugt die Polypropylen-Kopplungslage eine normale Polypropylenlage ohne Maleinsäureanhydrid-Pfropfung. Es soll jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht ausgeschlossen sein, dass zur weiteren Haftungserhöhung auch die Polypropylen-Kopplungslage ein maleinsäureanhydrid-ge- pfropftes Polypropylen umfasst oder aus einem solchen gebildet ist. In principle, it can again be provided that the second polymer barrier layer, in particular comprising COC or designed as a COC layer, is directly connected to the second polypropylene layer. However, tests have shown that a higher bond strength and thus delamination resistance can be achieved. can be achieved if the coextrusion layer arrangement has, in addition to the second polymer barrier layer, a polypropylene coupling layer which is arranged between the second polymer barrier layer and the second polypropylene layer. The polypropylene coupling layer is merely a linguistic distinction from the polypropylene connecting layer. Nevertheless, the polypropylene coupling layer is preferably a normal polypropylene layer without maleic anhydride grafting. However, within the scope of the present invention, it should not be ruled out that the polypropylene coupling layer also comprises a maleic anhydride-grafted polypropylene or is formed from such a layer to further increase adhesion.
Zur Gewährleistung des Lagenmaterials in einem einzigen Recyclingstrom für Polypropylen ist bevorzugt vorgesehen, dass das Lagenmaterial zu wenigstens 90 Gew.-%, besonders bevorzugt zu wenigstens 95 Gew.-% aus Polypropylenmaterial gebildet ist. In order to ensure that the layer material is in a single recycling stream for polypropylene, it is preferably provided that the layer material is formed of at least 90 wt.%, particularly preferably at least 95 wt.%, of polypropylene material.
Bevorzugt umfasst das Lagenmaterial nur die oben genannten Schichten und Materialien. Besonders bevorzugt ist das Lagenmaterial frei von Metallfolien oder/und einer Metallisierung. Preferably, the layer material comprises only the layers and materials mentioned above. Particularly preferably, the layer material is free of metal foils and/or metallization.
Die erste Polypropylenlage kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Dicke von wenigstens 15 pm, besonders bevorzugt von wenigstens 20 pm aufweisen. Die erste Polypropylenlage kann in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Dicke von nicht mehr als 30 pm, besonders bevorzugt von nicht mehr als 25 pm aufweisen. Gleiches gilt für die zweite Polypropylenlage. In a preferred embodiment, the first polypropylene layer can have a thickness of at least 15 pm, particularly preferably at least 20 pm. In the preferred embodiment, the first polypropylene layer can have a thickness of no more than 30 pm, particularly preferably no more than 25 pm. The same applies to the second polypropylene layer.
Die erste Polymer-Barrierelage kann eine Dicke von wenigstens 0,4 pm, bevorzugt von wenigstens 0,5 pm aufweisen. Ebenso kann die erste Polymer-Barrierelage eine Dicke von nicht mehr als 1 pm, bevorzugt von nicht mehr als 0,8 pm und besonders bevorzugt von nicht mehr als 0,7 pm aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erste Polymer-Barrierelage eine Dicke von 0,6 pm auf. Dann, wenn die erste Polymer-Barrierelage bevorzugt aus Polyvinylalkohol gebildet ist, entspricht die Dicke der ersten Polymer-Barrierelage in Mikrometer bevorzugt betragsmäßig dem Auftragsgewicht in Gramm pro Quadratmeter. Die zweite Polymer-Barrierelage kann eine Dicke von wenigstens 5 pm, bevorzugt von wenigstens 7 pm aufweisen. Ebenso kann die zweite Polymer-Barrierelage eine Dicke von nicht mehr als 15 pm, bevorzugt von nicht mehr als 12 pm und besonders bevorzugt von nicht mehr als 10 pm aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Polymer-Barrierelage eine Dicke von 8 pm auf. The first polymer barrier layer can have a thickness of at least 0.4 pm, preferably at least 0.5 pm. Likewise, the first polymer barrier layer can have a thickness of no more than 1 pm, preferably no more than 0.8 pm and particularly preferably no more than 0.7 pm. In a preferred embodiment, the first polymer barrier layer has a thickness of 0.6 pm. If the first polymer barrier layer is preferably made of polyvinyl alcohol, the thickness of the first polymer barrier layer in micrometers preferably corresponds in amount to the application weight in grams per square meter. The second polymer barrier layer can have a thickness of at least 5 pm, preferably at least 7 pm. Likewise, the second polymer barrier layer can have a thickness of not more than 15 pm, preferably not more than 12 pm and particularly preferably not more than 10 pm. In a preferred embodiment, the second polymer barrier layer has a thickness of 8 pm.
Die gesamte Koextrusionslagenanordnung, einschließlich der zweiten Polymer-Bar- rierelage, kann eine Dicke von wenigstens 15 pm, bevorzugt von wenigstens 18 pm aufweisen. Ebenso kann die gesamte Koextrusionslagenanordnung eine Dicke von nicht mehr als 30 pm, bevorzugt von nicht mehr als 26 pm und besonders bevorzugt von nicht mehr als 23 pm aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Polymer-Barrierelage eine Dicke von 20 pm auf. The entire coextrusion layer arrangement, including the second polymer barrier layer, can have a thickness of at least 15 pm, preferably of at least 18 pm. Likewise, the entire coextrusion layer arrangement can have a thickness of not more than 30 pm, preferably of not more than 26 pm and particularly preferably of not more than 23 pm. In a preferred embodiment, the second polymer barrier layer has a thickness of 20 pm.
Der Druckfarbenauftrag weist bevorzugt eine Dicke von mindestens 2,2 pm, besonders bevorzugt von mindestens 2,5 pm auf. Ebenso weist der Druckfarbenauftrag bevorzugt eine Dicke von nicht mehr als 5 pm, besonders bevorzugt von nicht mehr als 3,5 pm auf. The printing ink application preferably has a thickness of at least 2.2 pm, particularly preferably at least 2.5 pm. Likewise, the printing ink application preferably has a thickness of no more than 5 pm, particularly preferably no more than 3.5 pm.
Die Primerlage, sofern vorhanden, zwischen Druckfarbenauftrag und angrenzender Extrusionskaschierlagenanordnung weist bevorzugt eine Dicke von mindestens 0,6 pm, besonders bevorzugt von mindestens 0,9 pm auf. Ebenso weist der die Primerlage bevorzugt eine Dicke von nicht mehr als 1 ,6 pm, besonders bevorzugt von nicht mehr als 1 ,2 pm auf. The primer layer, if present, between the printing ink application and the adjacent extrusion lamination layer arrangement preferably has a thickness of at least 0.6 pm, particularly preferably of at least 0.9 pm. Likewise, the primer layer preferably has a thickness of not more than 1.6 pm, particularly preferably of not more than 1.2 pm.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar: The present invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:
Fig. 1 eine grobschematische Querschnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Lagenmaterials. In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines zuvor beschriebenen Lagenmaterials in einer grobschematischen Querschnittansicht dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet. Eine freiliegende Oberfläche 10a des Lagenmaterials 10 bildet eine spätere, einem verpackten Produkt zugewandte Innenoberfläche einer aus dem Lagenmaterial 10 gebildeten Verpackung. Die entgegengesetzte freiliegende Oberfläche 10b bildet eine dem Konsumenten zugewandte Außenoberfläche einer aus dem Lagenmaterial 10 gebildeten Verpackung. Aufgrund der Orientierung an der aus dem Lagenmaterial 10 gebildeten Verpackung wird die freie Oberfläche 10b des Lagenmaterials 10 auch als Außenoberfläche des Lagenmaterials 10 bezeichnet. Fig. 1 is a roughly schematic cross-sectional view of an embodiment of a layer material according to the invention. In Figure 1, an embodiment of a previously described layer material according to the invention is shown in a roughly schematic cross-sectional view and is generally designated 10. An exposed surface 10a of the layer material 10 forms a later inner surface of a package made from the layer material 10, facing a packaged product. The opposite exposed surface 10b forms an outer surface of a package made from the layer material 10, facing the consumer. Due to the orientation on the package made from the layer material 10, the free surface 10b of the layer material 10 is also referred to as the outer surface of the layer material 10.
Die Außenoberfläche 10b des Lagenmaterials 10 ist auch eine Außenoberfläche 12b einer ersten Polypropylenlage 12, welche als monoaxial oder biaxial gereckte Polypropylenlage 12 gegenüber einer ungereckten gleich dicken Polypropylenlage eine höhere Barrierewirkung bezüglich einer Migration von Sauerstoff und Wasserdampf durch das Lagenmaterial 10 hindurch aufweist und welche aufgrund ihrer Reckung dem Lagenmaterial 10 eine erhöhte Grundfestigkeit und Grundstabilität verleiht. The outer surface 10b of the layer material 10 is also an outer surface 12b of a first polypropylene layer 12, which as a monoaxially or biaxially stretched polypropylene layer 12 has a higher barrier effect with respect to the migration of oxygen and water vapor through the layer material 10 compared to an unstretched polypropylene layer of the same thickness and which, due to its stretching, gives the layer material 10 an increased basic strength and basic stability.
Auf ihrer entgegengesetzten Oberfläche 12a, welche der Innenoberfläche 10a des Lagenmaterials 10 zugewandt ist, ist die erste Polypropylenlage 12 mit einer bevorzugt im Walzenauftrag nass aufgetragenen Lage 14 aus Polyvinylalkohol versehen. Die Lage 14 aus Polyvinylalkohol bildet eine erste Polymer-Barrierelage. Aufgrund ihres Werkstoffs Polyvinylalkohol weist sie gegenüber einer gleich dicken Vergleichsschicht aus ungerecktem Polypropylen eine erhöhte Barrierewirkung bzw. einen niedrigeren Permeationswert bezüglich einer Migration von Sauerstoff und Fett durch die Lage 14 hindurch auf. On its opposite surface 12a, which faces the inner surface 10a of the layer material 10, the first polypropylene layer 12 is provided with a layer 14 of polyvinyl alcohol, preferably applied wet by roller application. The layer 14 of polyvinyl alcohol forms a first polymer barrier layer. Due to its polyvinyl alcohol material, it has an increased barrier effect or a lower permeation value with regard to the migration of oxygen and fat through the layer 14 compared to a comparable layer of the same thickness made of unstretched polypropylene.
Die erste Polymer-Barrierelage 14 ist Teil einer Barrierelagenanordnung 19. The first polymer barrier layer 14 is part of a barrier layer arrangement 19.
Zur besseren Haftung der Lage 14 an der ersten Polypropylenlage 12 ist die erste Polypropylenlage 12 auf ihrer der Innenoberfläche 10a zugewandten Seite mit einer dünnen Schicht 12' versehen, welche maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polypropylen umfasst oder aus maleinsäureanhydrid-gepfropften Polypropylen gebildet ist. Die dünne Schicht 12' bildet die der Innenoberfläche 10a zugewandte Oberfläche 12a der ersten Polypropylenlage 12. For better adhesion of the layer 14 to the first polypropylene layer 12, the first polypropylene layer 12 is provided on its side facing the inner surface 10a with a thin layer 12' which comprises maleic anhydride-grafted polypropylene or is formed from maleic anhydride-grafted polypropylene. The thin layer 12' forms the surface 12a of the first polypropylene layer 12 facing the inner surface 10a.
Die erste Polymer-Barrierelage 14 ist im Konterdruck mit einem Druckfarbenauftrag 16 bedruckt, sodass bei Betrachtung des Lagenmaterials 10 von außen durch die erste Polypropylenlage 12 hindurch das Druckbild erkennbar ist. Auf die von der ersten Polymer-Barrierelage 14 abgewandte Seite des Druckfarbenauftrags 16 ist eine dünne Primerlage 18 aufgebracht, beispielsweise wiederum nass im Walzenauftrag, um die Haftung der Kaschierlagenanordnung 21 an der Lagenanordnung aus erster Polypropylenlage 12, erster Polymer-Barrierelage 14, Druckfarbenauftragslage 16 und Primerlage 18 zu erhöhen. The first polymer barrier layer 14 is printed with a printing ink application 16 in reverse printing, so that when the layer material 10 is viewed from the outside, the printed image can be seen through the first polypropylene layer 12. A thin primer layer 18 is applied to the side of the printing ink application 16 facing away from the first polymer barrier layer 14, for example again wet in a roller application, in order to increase the adhesion of the laminate layer arrangement 21 to the layer arrangement made up of the first polypropylene layer 12, first polymer barrier layer 14, printing ink application layer 16 and primer layer 18.
Die Koextrusionslagenanordnung 21 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel drei koextrudierte Lagen 20, 22 und 24. In the illustrated embodiment, the coextrusion layer arrangement 21 comprises three coextruded layers 20, 22 and 24.
Von den koextrudierten Lagen 20, 22 und 24 ist die Lage 22 eine Lage aus zyklischem Olefin-Copolymer (COC), welche aufgrund ihrer Materialeigenschaften als Wasserdam pf-Barrierelage dient, da sie verglichen mit einer gleich dicken Vergleichsschicht aus ungerecktem Polypropylen eine höhere Wasserdampfbarrierewirkung bzw. eine niedrigere Wasserdampfpermeation aufweist. Die Lage 22 ist eine zweite Polymer- Barrierelage. Of the coextruded layers 20, 22 and 24, layer 22 is a layer of cyclic olefin copolymer (COC) which, due to its material properties, serves as a water vapor barrier layer since it has a higher water vapor barrier effect or a lower water vapor permeation compared to a comparable layer of the same thickness made of unstretched polypropylene. Layer 22 is a second polymer barrier layer.
Um die zweite Polymer-Barrierelage 22 delaminationssicher mit der Lagenanordnung aus erster Polypropylenlage 12, erster Polymer-Barrierelage 14, Druckfarbenauftragslage 16 und Primerlage 18 zu verbinden, weist die Koextrusionslagenanordnung 21 auf der zur Primerlage 18 hinweisenden Seite eine Polypropylenlage 20 auf, welche als Polypropylen-Verbindungslage 20 maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polypropylen umfasst oder aus solchem gebildet ist. In order to connect the second polymer barrier layer 22 to the layer arrangement comprising the first polypropylene layer 12, the first polymer barrier layer 14, the printing ink application layer 16 and the primer layer 18 in a delamination-proof manner, the coextrusion layer arrangement 21 has a polypropylene layer 20 on the side facing the primer layer 18, which as the polypropylene connecting layer 20 comprises maleic anhydride-grafted polypropylene or is formed from such.
Auf der der Polypropylen-Verbindungslage 20 entgegengesetzten Seite der zweiten Polymer-Barrierelage 22 weist die Koextrusionslagenanordnung 21 eine Polypropylen- Kopplungslage 24 auf, welche die Koextrusionslagenanordnung 21 mit einer zweiten Polypropylenlage 26 verbindet. Aufgrund der Matenalidentität der Polypropylen-Kopplungslage 24 und der zweiten Polypropylenlage 26 ist keine Verwendung von gepfropftem Polypropylen in der Polypropylen-Kopplungslage 24 notwendig. Die Polypropylen- Kopplungslage 24 kann somit ebenso aus herkömmlichen Polypropylen gebildet sein wie die zweite Polypropylenlage 26. On the side of the second polymer barrier layer 22 opposite the polypropylene connecting layer 20, the coextrusion layer arrangement 21 has a polypropylene coupling layer 24 which connects the coextrusion layer arrangement 21 with a second Polypropylene layer 26. Due to the material identity of the polypropylene coupling layer 24 and the second polypropylene layer 26, it is not necessary to use grafted polypropylene in the polypropylene coupling layer 24. The polypropylene coupling layer 24 can thus be made of conventional polypropylene just like the second polypropylene layer 26.
Die koextrudierte Lagenanordnung 21 , welche Teil der Barrierelagenanordnung 19 ist, dient somit als Extrusionskaschierlagenanordnung 23, um die erste Polypropylenlage 12 zusammen mit der ersten Polymer-Barrierelage 14, und gegebenenfalls mit dem Druckfarbenauftrag 16 und der Primerlage 18, mit der zweiten Polypropylenlage 26 durch Extrusionskaschierung zu verbinden. The coextruded layer arrangement 21, which is part of the barrier layer arrangement 19, thus serves as an extrusion laminating layer arrangement 23 in order to connect the first polypropylene layer 12 together with the first polymer barrier layer 14, and optionally with the printing ink layer 16 and the primer layer 18, to the second polypropylene layer 26 by extrusion laminating.
Die zweite Polypropylenlage 26 weist bevorzugt an ihrem die Innenoberfläche 10a des Lagenmaterials 10 bzw. die Innenoberfläche 26a der zweiten Polypropylenlage 26 bildenden Endbereich in Dickenrichtung eine dünne Schicht 26' aus Polypropylen mit niedrigerer Siegel-Initiationstemperatur auf. Die zweite Polypropylenlage 26 ist somit eine siegelfähige Polypropylenlage, welche mit sich selbst oder einer gleichartigen Polypropylenlage zur Bildung einer Verpackung siegelnd verbunden werden kann. The second polypropylene layer 26 preferably has a thin layer 26' of polypropylene with a lower sealing initiation temperature at its end region in the thickness direction forming the inner surface 10a of the layer material 10 or the inner surface 26a of the second polypropylene layer 26. The second polypropylene layer 26 is thus a sealable polypropylene layer which can be sealed to itself or to a similar polypropylene layer to form a package.
Das Lagenmaterial 10 kann als Rollenware bereitgestellt und von einer Vorratsrolle abgewickelt sowie zugeschnitten werden, um aus den durch den Zuschnitt erhaltenen Rohlingen Verpackungen, wie beispielsweise Verpackungsbeutel, Standbeutel, Vier- Rand-Siegelbeutel, Drei-Rand-Siegelbeutel und dergleichen, herzustellen. The layer material 10 can be provided as a roll and unwound from a supply roll and cut to size in order to produce packaging, such as packaging bags, stand-up pouches, four-edge seal bags, three-edge seal bags and the like, from the blanks obtained by cutting.
Das Lagenmaterial 10 kann gemäß den eingangs genannten ISO-Normen eine Sauerstoffdurchlässigkeit von weniger als 1 cm3/(d m2) und eine Wasserdampfdurchlässigkeit von weniger als 1 g/(d m2) aufweisen. Das Lagenmaterial 10 ist somit eine Hochbarrierefolie, die vorteilhafterweise ihre Barrierewirkung auch nach Durchführung von für Lebensmittelverpackungen üblichen Retortensterilisationsverfahren nicht einbüßt. According to the ISO standards mentioned above, the layer material 10 can have an oxygen permeability of less than 1 cm 3 /(dm 2 ) and a water vapor permeability of less than 1 g/(dm 2 ). The layer material 10 is thus a high-barrier film which advantageously does not lose its barrier effect even after carrying out retort sterilization processes customary for food packaging.
Nicht nur ist das Lagenmaterial 10 ohne Einbuße an Barriereeigenschaft retorten sterilisierbar, es besteht auch zu wenigstens 90 Gew.-%, besonders bevorzugt zu wenigstens 95 Gew.-% aus Material, welches in einem einzigen Polypropylen-Recyclingstrom wiederverwertet werden kann. Somit ist das Lagenmaterial 10 auch besonders einfach und vorteilhaft nach Gebrauch wiederverwertbar. Not only is the layer material 10 retort-sterilizable without loss of barrier properties, it also consists of at least 90% by weight, particularly preferably at least 95% by weight, of material which is recycled in a single polypropylene recycling stream can be recycled. This makes the layer material 10 particularly easy and advantageous to recycle after use.

Claims

Ansprüche Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) zur Bildung von Verpackungen, umfassend eine erste Polypropylenlage (12) und eine zweite Polypropylenlage (26), wobei zwischen der ersten Polypropylenlage (12) und der zweiten Polypropylenlage (26) eine Barrierelagenanordnung (19) angeordnet ist, wobei die Barrierelagenanordnung (19) eine erste Polymer-Barrierelage (14) und eine zweite Polymer-Barrierelage (22) aufweist, wobei die zweite Polymer-Barriere- lage (22) Teil einer Koextrusionslagenanordnung (21 ) ist, welche als Extru- sionskaschierlagenanordnung (23) die erste (12) und die zweite Polypropylenlage (26) miteinander verbindet. Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Polypropylenlage (12) eine monoaxial oder biaxial gereckte Polypropylenlage ist. Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Polypropylenlage (12) auf ihrer der zweiten Polypropylenlage (26) zugewandten Seite eine Schicht (12') mit malein- säureanhydrid-gepfropftem Polypropylen aufweist. Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Polypropylenlage (26) eine siegelfähige Polypropylenlage ist. Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Polymer-Barrierelage (14) eine Polyvinylalkohollage umfasst oder ist. Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Polymer-Barrierelage (14) im Konterdruck mit Druckfarben bedruckt ist Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfarben Farben auf Polyurethanbasis sind. Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von der ersten Polymer-Barrierelage (14) abgewandten Seite des Druckfarbenauftrags (16) eine Primerlage (18) aufgetragen ist, welche, verglichen mit einem Zustand ohne die Primerlage (18), haftungserhöhend für Polypropylenmaterial wirkt. Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Polymer-Barrierelage (22) ein zyklisches Olefin-Copolymer aufweist oder ist. Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koextrusionslagenanordnung (21 ) zusätzlich zur zweiten Polymer-Barrierelage (22) eine Polypropylen-Verbindungslage (20) aufweist, welche zwischen der ersten Polymer-Barrierelage (14) und der zweiten Polymer-Barrierelage (22) angeordnet ist. Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polypropylen-Verbindungslage (20) ein maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polypropylen aufweist oder aus einem maleinsäureanhydrid-gepfropften Polypropylen gebildet ist. Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koextrusionslagenanordnung (21 ) zusätzlich zur zweiten Polymer-Barrierelage (22) eine Polypropylen-Kopplungslage (24) aufweist, welche zwischen der zweiten Polymer-Barrierelage (22) und der zweiten Polypropylenlage (26) angeordnet ist. Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagenmaterial (10) zu wenigstens 95Claims Retort-sterilizable layer material (10) for forming packaging, comprising a first polypropylene layer (12) and a second polypropylene layer (26), wherein a barrier layer arrangement (19) is arranged between the first polypropylene layer (12) and the second polypropylene layer (26), wherein the barrier layer arrangement (19) has a first polymer barrier layer (14) and a second polymer barrier layer (22), wherein the second polymer barrier layer (22) is part of a coextrusion layer arrangement (21) which, as an extrusion laminating layer arrangement (23), connects the first (12) and the second polypropylene layer (26) to one another. Retort-sterilizable layer material (10) according to claim 1, characterized in that the first polypropylene layer (12) is a monoaxially or biaxially stretched polypropylene layer. Retort-sterilizable layer material (10) according to claim 1 or 2, characterized in that the first polypropylene layer (12) has a layer (12') with maleic anhydride-grafted polypropylene on its side facing the second polypropylene layer (26). Retort-sterilizable layer material (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second polypropylene layer (26) is a sealable polypropylene layer. Retort-sterilizable layer material (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first polymer barrier layer (14) comprises or is a polyvinyl alcohol layer. Retort-sterilizable layer material (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first polymer barrier layer (14) is printed with printing inks in counterprint. Retort-sterilizable layer material (10) according to claim 6, characterized in that the printing inks are polyurethane-based inks. Retort-sterilizable layer material (10) according to claims 6 and 7, characterized in that a primer layer (18) is applied to the side of the printing ink application (16) facing away from the first polymer barrier layer (14), which has an adhesion-enhancing effect for polypropylene material compared to a state without the primer layer (18). Retort-sterilizable layer material (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second polymer barrier layer (22) comprises or is a cyclic olefin copolymer. Retort-sterilizable layer material (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the coextrusion layer arrangement (21) has, in addition to the second polymer barrier layer (22), a polypropylene connecting layer (20) which is arranged between the first polymer barrier layer (14) and the second polymer barrier layer (22). Retort-sterilizable layer material (10) according to claim 10, characterized in that the polypropylene connecting layer (20) has a maleic anhydride-grafted polypropylene or is formed from a maleic anhydride-grafted polypropylene. Retort-sterilizable layer material (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the coextrusion layer arrangement (21) has, in addition to the second polymer barrier layer (22), a polypropylene coupling layer (24) which is arranged between the second polymer barrier layer (22) and the second polypropylene layer (26). Retort-sterilizable layer material (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the layer material (10) consists of at least 95
Gew.-% aus Polypropylenmaterial gebildet ist. Retortensterilisierbares Lagenmaterial (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagenmaterial (10) frei von Metallfolien ist. % by weight is made of polypropylene material. Retort-sterilizable layer material (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the layer material (10) is free of metal foils.
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