DE102010005277A1

DE102010005277A1 - Mehrschichtfolie

Info

Publication number: DE102010005277A1
Application number: DE102010005277A
Authority: DE
Original assignee: Obermuehle Polymertechnik 07381 GmbH; OBERMUEHLE POLYMERTECHNIK GmbH
Current assignee: Obermuehle Polymertechnik 07381 GmbH; OBERMUEHLE POLYMERTECHNIK GmbH
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-07-28

Abstract

Beschrieben wird eine Mehrschichtfolie mit einer ersten Schicht 1, einer Haftvermittlerschicht 2, einer Polyamidschicht 3, einer Hochbarriereschicht 4, einer Polyamidschicht 5, einer Haftvermittlerschicht 6 und einer Polypropylenschicht 7 in dieser Reihenfolge. Mit dieser Mehrschichtfolie können verbesserte Eigenschaften erzielt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrschichtfolie, und insbesondere eine Mehrschichtfolie die sieben Schichten aufweist.
Folien, die z. B. im Lebensmittelbereich eingesetzt werden, müssen gewisse Eigenschaften hinsichtlich der Verarbeitbarkeit aufweisen, sowie gute Barriereeigenschaften gegenüber atmosphärischen Gasen, wie z. B. Sauerstoff, besitzen. Kein Kunststoff verfügt derzeit alleine über alle geforderten Eigenschaften. Aus diesem Grund werden mehrschichtige Folien verwendet. Ferner sollen Folien, die im Verpackungsbereich verwendet werden, bei niedriger Siegelanspringtemperatur siegelfähig sein. Dadurch wird ein wirtschaftliches verarbeiten auf Verpackungsmaschinen gewährleistet. Durch Koextrusion oder Lamination wird eine Kombination der verschiedenen Werkstoffen in einem Verbund erreicht. So können die additiven Folienlagen die gewünschten Eigenschaften wie Flexibilität, Durchstoßfestigkeit und Transparenz gewährleisten.
Die DE 37 89 629 T3 offenbart eine Mehrschichtfolie mit sieben Schichten, die durch Koextrusion hergestellt wird. Die Folie umfasst (a) eine Kernschicht, die Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer aufweist, (b) zwei Außenschichten, die jeweils polymeres Material oder eine Mischung von polymeren Materialien aufweisen, (c) zwei Schichten, die jeweils an entgegengesetzten Oberflächen der Kernschicht haften und Polyamid aufweisen, und (d) zwei Innenschichten, die jeweils klebriges Material aufweisen, um die beiden Außenschichten (b) an die Polyamid enthaltenden Zwischenschichten (c) zu binden. Materialien für die Außenschichten sind Kombinationen von linearem Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) mit linearem Polyethylen mittlerer Dichte (LMDPE) und Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (EVA) oder mit Polyethylen mit sehr niedriger Dichte (VLDPE).
Im Lebensmittelbereich ist eine der gebräuchlichsten Standardverpackungen ein Polyamid/Polyethylen (PA/PE) Siegelrandbeutel mit einer Gesamtfoliendicke von 90 μm (20 μm PA, 70 μm PE).
Es besteht der Wunsch nach verbesserten Eigenschaften und/oder einer Reduktion der additiven Dicke der gesamten Folie. Dabei soll entweder bei gegebener Foliendicke eine Verbesserung der Eigenschaften, z. B. der Barrierenwirkung gegenüber Sauerstoff, erreicht werden, oder bei gegebenen Eigenschaften eine Reduktion der Dicke und damit eine Kostenersparnis erreicht werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Folie bereitzustellen, die sich durch eine Kombination der folgenden Eigenschaften auszeichnet:

– geringe Foliendicke
– gute Schweißeigenschaften, auch bei kontaminierten Siegelflächen
– hohe Reiß- und Durchstoßfestigkeit
– hohe Gas bzw. Sauerstoffbarriere
– gute Optik und Transparenz

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung geht von folgendem Grundgedanken aus: Durch eine Mehrschichtfolie, mit (a) einer ersten Schicht, die aus Metallocenpolyethylen (MPE) oder Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) oder einer Mischung aus MPE und LDPE besteht, (b) einer Haftvermittlerschicht, (c) einer Polyamidschicht, (d) einer Hochbarriereschicht aus Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer, (e) einer weiteren Polyamidschicht, (f) einer weiteren Haftvermittlerschicht, und (g) einer Polypropylenschicht, wobei die Schichten (a) bis (g) in dieser Reihenfolge angeordnet sind, können die gewünschten Eigenschaften der Folie erreicht werden.
Die Mehrschichtfolie der vorliegenden Erfindung (HSS-Folie: High Barrier, Excellent Sealing, High Strength) weist sieben Schichten auf. Die erste Schicht besteht aus speziellem Polyethylen, dass mit Hilfe eines Metallocen-Katalysators hergestellt wird, sogenanntem Metallocenpolyethylen (MPE), oder aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), oder aus einer Kombination von beidem. Durch Verwendung von MPE kann eine besonders hohe Festigkeit erreicht werden. Die zweite Außenschicht, d. h. die siebte Schicht, besteht aus Polypropylen. Die mittlere Schicht ist eine Hochbarriereschicht. Sie besteht aus Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) und dient als Barriere gegenüber Gasen, z. B. Sauerstoff. Auf beiden Seiten der Hochbarriereschicht sind Polyamidschichten angeordnet. Die beiden Polyamidschichten tragen zur Festigkeit der resultierenden Mehrschichtfolienstruktur bei. Die beiden Außenschichten sind über sogenannte Haftvermittlerschichten mit den beiden Polyamidschichten verbunden. Die beiden Haftvermittlerschichten bestehen aus polyolefinischen Materialien.
Falls die Mehrschichtfolie als Siegelrandbeutel verwendet wird, stellt die erste Schicht die Innenseite dar.
Die Mehrschichtfolie der vorliegenden Erfindung weist eine Gesamtdicke zwischen 50 und 70 μm und bevorzugt von 60 μm auf. Dabei beträgt die Dicke der ersten Schicht z. B. ca. 20 bis 25 μm, die Dicke der Polyamidschichten z. B. ca. 1 bis 3 μm, die Dicke der Haftvermittlerschichten z. B. ca. 4 bis 5 μm, die Dicke der Polypropylenschicht z. B. ca. 20 bis 25 μm, und die Dicke der Hochbarrierenschicht z. B. ca. 5 μm.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die einzige Zeichnung (1) näher erläutert.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Folie (HSS-Folie: High Barrier, Excellent Sealing, High Strength), bei der die sieben einzelnen Schichten zu sehen sind. Die erste Schicht (1) besteht aus Metallocenpolyethylen (MPE) oder Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) oder einer Kombination aus beidem. Die erste Schicht ist dabei ca. 20 bis 25 μm dick.
Die Eigenschaften eines Kunststoffs hängen davon ab, welcher Katalysator verwendet wird. Metallocen ist ein Katalysator, der verwendet wird, um Polyethylen herzustellen. Bei Metallocen-Polymeren sind die entstehenden Polymere einander sehr ähnlich. Durch die Verwendung von MPE wird eine sehr hohe Festigkeit dieser Folienschicht und damit der gesamten Folie erreicht.
Bei dem hier verwendeten Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) sind die Polymerketten stark verzweigt. Daher weist LDPE eine geringe Dichte zwischen 0,915 g/cm³ und 0,935 g/cm³ auf. LD steht dabei für „low density”.
Im Gegensatz dazu weist das Polymermolekül beim linearen Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) nur kurze Verzweigungen auf. LLD steht dabei für „linear low density”.
In 1 oberhalb der ersten Schicht (1) ist eine Haftvermittlerschicht (2) angeordnet. Die Haftvermittlerschicht (2) weist Polyolefin auf. Die Haftvermittlerschicht (2) verbindet die erste Schicht (1) mit der Polyamidschicht (3).
Die Mittlere der sieben Schichten ist die Hochbarriereschicht (4). Sie besteht aus Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) und ist ca. 5 μm dick. Diese Schicht stellt eine Barriere für Gase, insbesondere Sauerstoff dar. Mit Hilfe dieser Folienschicht werden die mit der Mehrschichtfolie verpackten Lebensmittel vor dem Sauerstoff geschützt.
Nach der Hochbarriereschicht (4) folgt eine weitere Polyamidschicht (5). Die beiden Polyamidschichten (3, 5) tragen zur Festigkeit der Mehrschichtfolie bei und weisen jeweils eine Dicke von ca. 1 bis 3 μm auf.
Im Anschluss an die Polyamidschicht (5) folgt eine zweite Haftvermittlerschicht (6), die die Polyamidschicht (5) mit einer Polypropylenschicht (7) verbindet. Dabei beträgt die Dicke der beiden Haftvermittlerschichten (2, 6) jeweils ca. 4 bis 5 μm und die Dicke der Polypropylenschicht (7) liegt bei ca. 20 bis 25 μm.
Die Mehrschichtfolie wird durch Koextrusion hergestellt.
Die erfindungsgemäße Mehrschichtfolie lässt sich gut versiegeln. Bei der Verpackung mit Lebensmitteln wird die Folie häufig auch an den zu versiegelnden Siegelflächen kontaminiert, z. B. mit Blut, Fett oder Kartoffelstärke. Bei der erfindungsgemäßen Folie ist eine exzellente Schweißbarkeit auch bei den kontaminierten Siegelflächen gewährleistet.
Lebensmittel werden häufig in sogenannten Siegelrandbeuteln verpackt. Wird die erfindungsgemäße Folie für einen solchen Siegelrandbeutel verwendet, dann befindet sich die erste Schicht (1) auf der Innenseite des Siegelrandbeutels, d. h. die erste Schicht (1) kommt mit den Lebensmitteln direkt in Kontakt.
Mit der erfindungsgemäßen Mehrschichtfolie aus sieben Schichten wird ein Folie zur Verfügung gestellt, mit der bei relativ geringer Dicke (ca. 60 μm oder weniger) eine hohe Reiß- und Durchstoßfestigkeit, eine hohe Gas bzw. Sauerstoffbarriere, eine gute Optik und Transparenz, und gute Schweißeigenschaften, auch bei kontaminierten Siegelflächen, erreicht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3789629 T3 [0003]

Claims

Mehrschichtfolie, mit: a) einer ersten Schicht (1), die aus Metallocenpolyethylen (MPE) oder Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) oder einer Mischung aus MPE und LDPE besteht, b) einer Haftvermittlerschicht (2), c) einer Polyamidschicht (3), d) einer Hochbarriereschicht (4) aus Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer, e) einer Polyamidschicht (5), f) einer Haftvermittlerschicht (6), und g) einer Polypropylenschicht (7), wobei die Schichten a) bis g) in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei die Haftvermittlerschicht (2) aus polyolefinischen Materialien besteht.
Mehrschichtfolie nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gesamtdicke der Mehrschichtfolie zwischen 50 und 70 μm und bevorzugt bei 60 μm liegt.
Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Schicht (1) eine Dicke von 20 bis 25 μm aufweist.
Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Polyamidschichten (3, 5) eine Dicke von 1 bis 3 μm aufweisen.
Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Haftvermittlerschichten (2, 6) eine Dicke von 4 bis 5 μm aufweisen.
Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Polypropylenschicht (7) eine Dicke von 20 bis 25 μm aufweist.
Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Hochbarriereschicht (4) eine Dicke von 5 μm aufweist.