DE2113554C3 - Verbundfolie für Schrumpfverpackungen und deren Herstellung - Google Patents
Verbundfolie für Schrumpfverpackungen und deren HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verbundfolien, insbesondere
Schrumpffolien zur Verpackung sowie auf die Herstellung derartiger Folien.
Unter Wärmeeinwirkung schrumpfende Kunststoffolien werden in starkem Maße in der Verpakkungsindustrie
verwendet; gewöhnlich wird das zu verpackende Gut von der Folie umhüllt, anschließend
wird die Packung versiegelt und durch Wärmeeinwirkung zum Anschrumpfen an das Gut gebracht. Besonders
geeignete Schrumpffolien werden aus Polyäthylen hergestellt, wobei das Rohpolyäthylen dadurch zu
einer Schrumpffolie verarbeitet wird, daß man beispielsweise das Polyäthylen kontinuierlich als
Schlauch extnidiert, abzieht, mit Elektronen bestrahlt, erhitzt und dann noch einmal durch Aufbla-jen
des Schlauches streckt. Derartige Folien haben gute Schrumpfeigenschaften, aber eine verhältnismäßig
geringe Reißfestigkeit. Wenn eine derartige Folie einmal einreißt, so breitet sich dieser Riß schnell beim
Aufschrumpfen aus und führt zu einer völligen Zerstörung der Verpackung.
Mit der Erfindung wird eine Verbundfolie in Form eines wärmeschrumpfbaren Schlauches oder Beutels
is vorgeschlagen, welche aus einer schlauchförmigen inneren
Grundfolie (a) aus einem thermoplastischen Polymeren, einer äußeren Schicht (b) aus einem anderen
thermoplastischen Polymeren und gegebenenfalls einer zwischen Grundfolie (α) und äußerer
Schicht (Z>) angeordneten Zwischenschicht (c) aus einem Polymeren besteht, das bei einer Temperatur
schmilzt, bei der die Grundfolie und äußere Schicht orientierbar sind, so daß die Zwischenschicht (c) in
der wärmeschrumpfbaren Form der Verbundfolie im wesentlichen nicht orientiert vorliegt, während die
Schicht (b) vorzugsweise auch die Grundfolie (α) orientiert sind. Diese erfindungsgemäße Verbundfolie
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (b) aus einer Mischung aus 0 bis 72 Gew. % isotaktischem
Polypropylen, 0 bis 50 Gew.% Polybuten-1 und 0 bis 50 Gew.% ataktischem Polypropylen besteht, wobei
diese 3 Komponenten zusammen 100 Gew.% der Mischung ausmachen.
Die Erfindung umfaßt die Folien in ihrer nicht orientierten, in ihrer orientierten und in ihrer durch
Wärmeeinwirkung geschrumpften Form. Die orientierte Folie wird gewöhnlich zuerst in Form eines
durchgehenden Schlauches hergestellt, der in Beutelform geschnitten und dann flachgelegt werden kann.
Die erfindungsgemäße Folie ist äußerst beständig gegenüber physikalischen Einwirkungen, besitzt eine
große Reißfestigkeit bei Zimmertsmperatur und bei Schrumpf temperatur und besitzt außerdem eine große
Berstbeständigkeit, wenn die Folie um das meist verformbare Gut geschrumpft ist und Stoßen ausgesetzt
ist. Die Beständigkeit gegenüber physikalischen Einwirkungen ist sehr viel besser als bei einer nicht laminierten
orientierten Folie. Die erfindungsgemäße Folie besitzt ferner zahlreiche andere erwünschte
so Eigenschaften; sie besitzt beispielsweise eine gute Versiegelbarkeit, läßt sich ohne Schwierigkeiten zu
Beuteln verarbeiten, hat eine starke Schrumpfspannung und ein großes Schrumpfvermögen, kann bei
verhältnismäßig niedrigen Temperaturen zum Schrumpfen gebracht werden und zeigt in vielen Fällen
einen guten Glanz und die gewünschte Härte. Die aus derartigen Folien hergestellten Beutel lassen sich
leicht lagern und handhaben.
Die bevorzugte Unterlagsschicht (a) besteht vor-
herrschend aus polymerisiertem Äthylen, beispielsweise Polyäthylen oder einem Äthylenmischpolymerisat,
das mindestens 50 Gew.% von Äthylen stammende Einheiten besitzt. Besonders bevorzugt
wird ein Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat mit 2 bis 4 Vinylacetateinheiten. Vorzugsweise ist die Unterschicht
beispielsweise durch Bestrahlung vor dem Beschichten vernetzt. Die äußere Schicht wird vorzugsweise
an der Grundschicht durch eine relative
dünne Beschichtung einer Zwischenschicht (c) aus einem polymeren Material gehalten, das bei den Orientierungstemperaturen
der Außenschicht (b) und der Unterlage (α) heiß verblasen werden kann. Das
polymere Material (c) ist gewöhnlich ein Produkt, das direkt an der Unterlage (a) anhaftet; um zu gewähren,
daß dieses Material heiß geblasen wurden kann, soll es bei einer Temperatur schmelzen, bei der die Unterlage
(α) und die Außenschicht (b) orientiert werden können. Die unter Wärmeeinwirkung schrumpfende
Folie besteht demzufolge aus einer Unterschicht (β),
die gestreckt ist und sich vorzugsweise in orientierter Form befindet, einer nicht orientierten Zwischenschicht
und einer orientierten Außenschicht. Für die Schicht (c) wird ein Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat
bevorzugt, das 7 bis 13 und insbesondere 8 bis 13 Vinylacetateinheiten enthält.
Vorzugsweise hat die Folie in ihrer orientierten Form eine Gesamtstärke von 50 bis 75 Mikron, wobei
die Unterschicht (α) etwa 2mal so dick ist wie die Außenschicht (6) und wobei die Zwischenschicht (c)
etwa V5 der Foliendicke der Außenschicht (fo) ausmacht.
Gemäß Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Folie vorgeschlagen, welches dadurch
gekennzeichnet ist, daß man auf der Unterlage oder Grundschicht (α) in zylindrischer Form eine
Schicht vor der Zusammensetzung der äußeren Schicht im Schmelzverfahren extrudiert. Wenn eine
Zwischenschicht (c) vorhanden sein soll, so kann das Material für diese Zwischenschicht auf die Unterlage
aufgeschichtet werden, worauf die Masse der Außenschicht auf die Zwischenschicht aufgebracht wird. Die
so hergestellte unorientierte Folie kann dann gekühlt und orientiert werden, beispielsweise nach dem bekannten
Blasenverfahren, und zwar vorzugsweise in heißem Wasser.
Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren zum Verpacken von Gegenständen, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß man das zu verpackende Gut einbeutelt, das heißt, entweder in einen Beutel einbringt
oder einen Beutel um das Verpackungsgut formt, wobei die erfindungsgemäße orientierte Folie
verwendet und der Beutel dann um den Gegenstand herumgeschrumpft wird. Dieses Verfahren ist besonders
zum Verpacken von Lebensmitteln, wie Fleisch und Geflügel geeignet.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 einen Schnitt durch den Spritzkopf zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 gemäß Fig. 2,
Fig. 4 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Verbundfolie,
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Beutel aus einem Schlauch aus Verbundfolie,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 5 gezeigten Beutels,
Fig. 7 eine grafische Darstellung der Versuchsreihen gemäß Beispiel 2 bis 16,
Fi g. 8 a bis 8 c grafische Darstellungen über die Zusammensetzung
der Zwischenschicht.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Verfahren wird ein üblicher Extruder 9 mit einem Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat,
das 3 V2 Gew.% Vinylacetat enthält, beschickt. Aus dsm Spritzkopf 11 dieses Extruders
9 wird ein Schlauch 10 nach unten extrudiert und abgezogen. Unterhalb des Spritzkopies und vor den
Abzugswalzen 13 befindet sich ein Kühlring 12, aus dem Wasser ausgesprüht wird. Der von den Abzugswalzpn
13 flach abgenommene Schlauch wird durch eine Bestrahlungskammer 14 geleitet, die durch Isoliermaterial
15 abgeschirmt ist. In der Bestrahlungskammer befindet sich ein Elektronenbeschleuniger
ίο 16, beispielsweise ein Eisenkernumwandler oder ein
Van-der-Graff-Beschleuniger oder ein Resonanzbeschleuniger. Die Strahlung muß nicht unbedingt eine
elektronische Strahlung sein, sondern kann eine beliebige ionisierende Strahlung sein, die allgemein in
is einer Größenordnung von Megarad bzw. MR gemessen wird.
Die Bestrahlungsdauer ist nicht wesentlich, soll aber ausreichen, um die gewünschte Vernetzung zu
bewirken; die Bestrahlungsdosis liegt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zwischen 2 bis 16 und gewöhnlich
zwischen 2 bis 8 und vorzugsweise zwischen 4 bis 6 MR, während man bei den bekannten Verfahren
meist mit einer Strahlung von 12 MR arbeitete. Die bei dem erfindungsgemaßen Verfahren verwendeten
geringeren Dosierungen erhöhen die Strahlungswirksamkeit je Gewichtseinheit Schlauchmaterial
und erhöhen ferner die Siegelfähigkeit.
Der Schlauch 10 wird mittels Walzen 17 durch die Bestrahlungskammer 14 geleitet und anschließend
durch ein Quetschwalzenpaar 18 außerhalb der Bestrahlungskammer geführt. Im Anschluß daran wird
der Schlauch durch eingefangene Luft 20 gering aufgeblasen. Der Schlauch wird nicht in Längsrichtung
gestreckt, da die Walzen 18 genauso schnell laufen wie die Walzen 13. Der Schlauch wird nur soweit aufgeblasen,
daß man einen im wesentlichen zylindrischen Schlauch ohne transversale Orientierung erhält.
Der gering aufgeblasene Schlauch 10 wird durch eine Vakuumkammer 21 unterhalb der Walzen 18 und anschließend
durch einen Laminierkopf 22 geführt, der mit einem Extruder 25 in Verbindung steht. Dieser
liefert geschmolzenes thermoplastisches Material zum Spritzkopf, um eine thermoplastische Schicht 23 auf
dem aufgeblasenen Schlauch 10 aufzubringen. Vor-
zugsweise wird hierfür ein Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat mit 9,5 Gew.% Vinylacetat verwendet.
Vorzugsweise beträgt der Vinylacetatgehalt 7 bis 13 Gew.%, wobei der Bereich von 9,5 bis
10 Gew.% besonders bevorzugt wird. Der Extruder
so 25 ist ein üblicher Extruder von 8,9 cm, während der Spritzkopf 22 unüblich mit einem kreisförmigen
Kopfstück ausgebildet ist, der eine öffnung von 8,9 cm für den gering aufgeblasenen Schlauch 10 besitzt.
Der in Fig. 2 und 3 näher gezeigte Spritzkopf
besitzt eine öffnung 26, durch die der aufgeblasene Schlauch durchgeführt wird. Die öffnung 26 ist eine
Bohrung durch einen Zylinderkern 27, der konzentrisch in dem Gehäuse 28 angeordnet ist, so daß eine
ringförmige Leitung zwischen der Außenseite der
öffnung 26 und der Innenseite des Gehäuses 28 besteht.
Das geschmolzene thermoplastische Beschichtungsmaterial 23 wird, wie durch Pfeilrichtung angegeben,
durch diese Leitung gefördert.
Die Vakuumkammer 21 steht unter einem geringen Unterdruck von etwa 7,6 cm Wassersäule. Durch diesen
Unterdruck am Spritzkopf 22 wird die extrudierte Beschichtungsmasse 23 in noch geschmolzenem Zustand
gegen den aufgeblasenen Schlauch 10 ange-
saugt, so daß sich in dem Laminat keine eingeschlossenen Bläschen bilden. Die Vakuumkammer 21 kann
aus einem einfachen zylindrischen Gehäuse bestehen, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser
des aufgeblasenen Schlauches entspricht; die Kammer hat eine Austrittsöffnung 29, die über einen Schlauch
mit einer üblichen Vakuumpumpe verbunden sein kann.
Das geschmolzene Beschichtungsmaterial 23 wird direkt auf den Schlauch extrudiert, wobei die Temperatur
des Spritzkopfes 22 im allgemeinen bei etwa 215° C liegt. Die Beschichtung wird vorzugsweise in
einer Stärke von 25 bis 75 und insbesondere 50 Mikron aufgetragen. Die so gebildete Verbundfolie 24
wird dann durch einen Kühlring 30 unterhalb des Spriizkopfes 22 und anschließend durch Kiemmwaizen
31 geführt.
Die zweischichtige Folie 24 läuft dann flach zu weiteren Klemmwalzen 41, nach denen der Schlauch wieder
durch eine eingefangene Luftblase 40, wie vorher, gering aufgeblasen wird. Die Luftblase ist zwischen
den Walzenpaaren 41 und 42 genau wie die Blase 20 zwischen den Walzenpaaren 18 und 31 eingeschlossen.
Der aus zwei Schichten bestehende Schlauch kann nunmehr mit der Außenschicht b versehen werden.
Die Wandstärke der Unterschicht α ist vorzugsweise 380 bis 635 und insbesondere 510 Mikron dick. Der
Schlauch wird wiederum durch eine Vakuumkammer 37 und einen Spritzkopf 32 geführt, der von einem
Extruder 36 mit Beschichtungsmasse 34 beschickt wird. Diese Vorrichtungen sind genau wie der wasserabgebende
Kühlring 35 ausgebildet, genauso wie die Vorrichtungen zur Aufbringung der ersten Schicht.
Das hierbei erhaltene aus drei Schichten bestehende Laminat 33 wird hinter dem Kühlring 35 durch die
Klemmwalzen 42 flachgelegt abgezogen
Die Zusammensetzung der Außenschicht b ergibt sich aus der grafischen Darstellung gemäß Fig. 8c.
die in grafischer Form die Zusammensetzung der Außenschicht des erfindungsgemäßen Films deutlich
wiedergibt Die Koordinaten in der grafischen Darstellunggemäß Fig. Kc entsprechen denen der Fig. 7.
Die am meisten bevorzugte Zusammensetzung vom Gesichtspunkt der Beständigkeit der geschrumpften
Folie gegenüber physikalischer Beanspruchung ist in dem Bereich in Fig. Sa angegeben, das heißt eine Zusammensetzung,
die 30 bis 58 Gew.<J?- isotaktisches
Polypropylen und 22 bis 50 Gew.% Polybuten-1 und 5 bis 20 Gew.% ataktisches Polypropylen enthält. Für
bestimmte Anwendungsgebiete sind Mischungen mn einem Gehalt von 30 bis 72% isotaktischem Polypropvlen.
10 bis 50% Polybuten-1 und 0 bis 20 Gew."7,
aiaktischem Polypropylen besonders geeignet. Derartige
Mischungen sind in Fig Kb wiedergegeben. Die
bevorzugte Wandstarke der zweiten Beschichtung, das heißt der Schicht h liegt bei 125 bis 380 und insbesondere
bei 250 Mikron. Die dreischichtige Verbundfolie 33 hat zu diesem Zeitpunkt vorzugsweise eine
Dicke von KlO Mikron. Der flach abgezogene Vcrbundfolienschlauch 33 wird von dem Walzenpaar 42
über eine Leitwalze 43 in einem im wesentlichen ungesireckten
und unonenticrten Zustand dann der Streckung oder Orientierung zugeführt. Dieses erfolgt
in einem Heißwasserbehälter 44 mit Wasser 45 von etwa 100' C, durch das die Verbundfolie 33 auf die
zur Orientierung geeignete Temperatur gebracht wird Die Verbundfolie wird in diesem Hcißwasscrbehaltef
kontinuierlich auf cmc Temperatur gebracht.
die bei oder unterhalb dem Schmelzpunkt der Grundfolie und der Außenschicht liegt und wird dann nach
dem Blasenverfahren gestreckt. Die Wassertemperatur kann auch niedriger liegen und beispielsweise 96°
betragen.
Nachdem der Schlauch die zur Orientierung notwendige Temperatur erreicht hat, wird die Blase 46
erzeugt, die zwischen einem unteren Klemmwalzenpaar im Wasser und einem oberen Klemmwalzenpaar
ίο 48 außerhalb des Wassers gefangen ist. Die Folie wird
hierbei in Querrichtung und in Längsrichtung gestreckt, und zwar vorzugsweise in einem Verhältnis
von 3,6:1 in Längsrichtung und von 4:1 in Querrichtung,
wodurch die Wandstärke der Verbundfolie 33 auf etwa 65 Mikron verringert wird. Die Dicke der
jjcaiuinuuiigeii uuu uci oiticiidge vciiiiigeiii Min
proportional. Ein Streckverhältnis 3,4 bis 4:1 in Längsrichtung und 3,5 bis 4,5:1 in Querrichtung ergibt
allgemein zufriedenstellende Werte; in gewissen Fällen können auch Streckverhältnisse von 3,0 bis
4,5:1 in Längsrichtung und 3,0 bis 4,5 :1 in Querrichtung
verwendet werden. Das biaxiale Strecken soll vorzugsweise etwa 14,5:1 betragen und kann zwischen
9:1 bis 20:1 schwanken. Es ist ein wesentliches
Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß das Laminat in heißem Wasser orientiert werden kann,
um ein Laminat mit den gewünschten physikalischen Eigenschaften zu erzeugen, insbesondere dit
Schrumpffähigkeit in heißem Wasser, und zwar ohne
3» aufwendige Vorrichtungen. Das Laminat wird anschließend durch Führungswalzen 47 beim Klemmwalzenpaar
48 abgeklemmt und anschließend flachgelegt auf einer Vorratswalze 49 aufgewickelt.
Wenn das Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat mit etwa 9,5% Vinylacetat, also das Material der ersten Laminierschicht, auf etwa 100° C erwärmt wird, befindet es sich etwas oberhalb seines kristallinen Schmelzpunktes, der im Bereich von 98° C liegt. Im allgemeinen ist es erwünscht, daß der Schmelzpunkt dieser Zwischenschicht, das heißt also der ersten Laminierschicht, unter 100° C liegt. Durch das Aufblasen wird das geschmolzene Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat der ersten Laminierschicht zum Fließen gebracht und wird heißgeblasen und ist im wesentlichen unoricnticrt. während die vernetzte Polyäthylenschicht, nämlich die Grundschicht, stark orientiert wird, wie es bei der äußeren Polypropylen' Polybuten-1 -Schicht der Fall ist. Die Reißfestigkeit des Laminats ergibt sieh vermutlich teilweise daraus.
Wenn das Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat mit etwa 9,5% Vinylacetat, also das Material der ersten Laminierschicht, auf etwa 100° C erwärmt wird, befindet es sich etwas oberhalb seines kristallinen Schmelzpunktes, der im Bereich von 98° C liegt. Im allgemeinen ist es erwünscht, daß der Schmelzpunkt dieser Zwischenschicht, das heißt also der ersten Laminierschicht, unter 100° C liegt. Durch das Aufblasen wird das geschmolzene Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat der ersten Laminierschicht zum Fließen gebracht und wird heißgeblasen und ist im wesentlichen unoricnticrt. während die vernetzte Polyäthylenschicht, nämlich die Grundschicht, stark orientiert wird, wie es bei der äußeren Polypropylen' Polybuten-1 -Schicht der Fall ist. Die Reißfestigkeit des Laminats ergibt sieh vermutlich teilweise daraus.
so daß das Material der Grundsc-hicht bei Orientierungsbedingungen geschmolzen war. die für die Grund
schicht und die Außensehicht /> geeignet sind und
dcm/uioige eher hcißgcbiasen ais oneniien worden
ist
In Fig. 4 ist im Querschnitt die Verbundfolie 33
bestehend aus der Grundschicht 10. der Beschichtung 23 und der Beschichtung 34 wiedergegeben. Fig. 5
zeigt einen Querschnitt durch einen Beutel 50. der aus der Verbundfolie 33 hergestellt sein kann. Fig. d
(•ο zeigt eine perspektivische Ansicht dieses Beutels. Das
Schlauchmaterial kann in Querrichtung geschnitten und mit einer Siegelnaht 51 an einem Ende abgeschlossen
sein. Das andere Ende des Schlauches bleibt offen, um das Füllgut einzubringen Dieses offene
us Ende zeigt überraschenderweise nach außen gebogene
Kanten 52 und 53, die nicht, wie bei üblichen
nicht laminierten Kunsistoffbcuteln. flachliegen Diese Biegung nach außen beruht vermutlich darauf.
daß die Außenschicht des Beutels unter einem größeren Zug steht als die Beschichtung und die Grundschicht.
Beutel aus nicht laminierten Folien liegen mit ihren Kanten flach aufeinander und haben die Neigung,
aneinander zu haften. Die nach außen gebogenen Ränder aus der erfindungsgemäßen Verbundfolie
hergestellten Beutel ermöglichen ein einfacheres öffnen des Beutels und ein schnelleres Befüllen desselben,
wodurch erhebliche Einsparungen an Arbeitszeit ermöglicht werden.
Die Siegelnaht 51 ist erheblich besser als bei bekannten
Beuteln aufgrund der geringen Bestrahlungsdosis, die der Grundschicht 10 zuteil geworden ist.
Gegebenenfalls kann man den Spritzkopf 22 und den Spritzkopf 32 in einer Flucht anordnen, so daß
das Schlauchmaterial hintereinander durch die beiden Spritzköpfe geführt wird, ohne daß man den Schlauch
zwischendurch kühlen und flachgelegt transportieren muß. Man kann anstelle von zwei getrennten Spritzköpfen
auch einen einzigen Spritzkopf verwenden, der zwei Schichten aufbringt. Ferner kann man das Verfahren
auch in zwei völlig getrennten Stufen durchführen, indem man nach jeder Beschichtung den
flachgelegten Film auf eine Vorratsrolle aufbringt. Bei dieser Arbeitsweise können die einzelnen Verfahren
in verschiedenen Betriebsstätten durchgeführt werden, falls eine kontinuierliche Arbeitsweise nicht gewünscht
wird oder nicht möglich ist.
Nach dem in Fig. 1 gezeigten Verfahren wurde ein Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat mit 3,5% Vinylacetat
in den Extruder 9 mit einer öffnung 89 mm gegeben. Dieser Extruder wurde in der rückwärtigen
Zone auf 163° C, in der Mittelzone auf 191° C, im vorderen Stück auf 204° C erhitzt, während die Temperatur
im Ausgleichsstück 149° C und im Spritzkopf 182° C betrug. Die Förderschnecke wurde mit einer
Umdrehung 13 U/min bei einem Druck von 230 kg/ cnr betrieben. Der Durchmesser des Spritzkopfes betrug
89 mm und der Schlauchumfang lag bei 20 cm. Das Wasser aus dem Kühlring 12 hatte eine Temperatur
von 17° C; die Quetschwalzen 13 wurden mit einer Geschwindigkeit von 4,3 m je Minute betrieben; die
Schlauchdicke lag etwa bei 510 Mikron.
Der flachabgezogene Schlauch wurde dann mit einer Geschwindigkeit von 4,3 m je Minute durch eine
Bestrahlungskammer geführt, die mit 1000 KVP und 20 MA arbeitete. Es wurden vier Durchgänge vorgesehen,
wobei der Schlauch mit einer Dosis von 5,7 MR bestrahlt wurde.
D;e bestrahlte Gründfölie würde dann mit dem
Spritzkopf 22 mit einem Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerem
mit 8,5% Vinylacetat beschichtet. Dieses Harz wurde in einen Trichter des 44-mm-Extruders
25 gegeben, der den in Fig. 2 und 3 gezeigten Spritzkopf besaß. Der zweite Extruder wurde unter den
gleichen Bedingungen wie der erste Extruder betrieben. Auch der Durchmesser des Spritzkopfes und der
Schlauchumfang waren gleich. Das obere Walzenpaar 18 wird mit einer Geschwindigkeit von 4,3 m je Minute
und das untere Walzenpaar 31 mit einer Geschwindigkeit von 4,4 m je Minute betrieben. Das
Kühlwasser im Kühlring 30 hatte eine Temperatur von 17° C udn die Beschichtungsdicke lag etwa bei 50 Mikron.
Das Beschichtungsharz für die zweite Beschichtung ist eine Mischung aus 53.3 Gcw.% isotaktischem Polypropylen,
33,3% Polybuten-1 und 13,3% ataktischem Polypropylen. Das ataktische und das isotaktische
Polypropylen werden in einen Banbury-Mischer gegeben und etwa 8 Minuten bei 204° C zur Schmelze
vermischt und dann als Flächengebilde extrudiert und pelletiert. Die Pellets werden in einer Drehtrommel
mit Polybuten-1 kombiniert und diese Mischung wird dann in den Trichter des zweiten Beschichtungsextruders
36 eingegeben. Dieser zweite Extruder ist ein
ίο 63-mm-NRM-Extruder mit einer hinteren Zone von
196° C, einer Mittelzone von 204° C, einer vorderen Zone von 232° C, einer Ausgleichszone von 204° C
und einer Spritzkopf temperatur von 218° C. Die Förderschnecke rotiert mit 32 U/min. Das obere Walzen-
!5 paar 41 wird mit einer Geschwindigkeit von 4,4 m je
Minute und das untere Walzenpaar 42 mit einer Geschwindigkeit von 4,6 m je Minute betrieben. Das
Kühlwasser im Kühlring 35 hat eine Temperatur von 17° C und die Beschichtungsdicke beträgt etwa
250 Mikron.
Die biaxiale Orientierung wird im Wasser von 99 bis 100° C durchgeführt, wobei das derart erhitzte
Schlauchmaterial durch die unteren Abklemmwalzen geführt wird, die mit einer Geschwindigkeit von 4,6 m
je Minute umlaufen, während die oberen Abklemmwalzen mit einer Geschwindigkeit von 17 m je Minute
umlaufen. Der 10 cm breite Schlauch wird aufgeblasen und ergibt eine Folie mit einer Breite von etwa
41 cm und einer Foliendicke von etwa 63 Mikron.
Dieser Schlauch wird dann auf die Vorratswalze aufgewickelt und anschließend mit einer üblichen
Schneidvorrichtung zu Beuteln verarbeitet.
Beispiele 2 bis 16
Es wurde nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1 gearbeitet, wobei jedoch jetzt die äußere Beschichtungsmasse
die in der grafischen Darstellung von Fig. 7 angegebene Zusammensetzung hatte. Die
Punkte 2 bis 16 entsprechen den einzelnen Beispielen;
--,ο in den Mischungen gemäß Beispiel 6, 7 und 14 wurde
kein Polybuten-1 zugemischt; bei den Beispielen 8, 10,11,15 und 16 wurde kein ataktisches Polypropylen
mit isotaktischem Polypropylen kombiniert und im Beispiel 9 wurde ebenfalls nicht gemischt. Bei der
grafischen Darstellung gemäß Fig. 7 entsprechen die drei Koordinaten einmal dem Polybuten-1 {AB), dem
ataktischen Polypropylen (SC) und dem isotaktischen Polypropylen (CA). Aufgrund der Versuche ist die
grafische Darstellung in die Bereiche D, E, F, G, H und / aufgeteilt. Der Bereich D wird von der oberen
gebrochenen Linie und den Koordinaten AB und CA begrenzt und enbpiichi eiwa Mischungen, die im wesentlichen
nicht verarbeitet werden können. Der Bereich E zwischen den beiden gebrochenen Linien und
den gleichen Koordinaten erfaßt Zusammensetzungen, die verarbeitet werden können, aber in einigen
Fällen nur unter gewissen Schwierigkeiten. Der Bereich F, der durch die Koordinaten AB und BC und
eine dicke Gerade begrenzt ist. entspricht 50% PoIybuten-1 und erfaßt Mischungen, die einen schlechten
Glanz besitzen. Der Bereich G ist durch die Koordinaten AB und CA und eine dicke Gerade begrenzt
und entspricht einem Gehalt von 50% ataktischem Polypropylen; hier handelt es sich um Mischungen mit
großer Klebrigkeit und geringer Festigkeit bei hohen Temperaturen. Der Bereich H unterhalb der unteren
durchbrochenen Linie und begrenzt durch die beiden obenerwähnten dicken Geraden entspricht einer Mi-
schung von 50% Polybuten-1 und 50% ataktischem
Polypropylen; er wird begrenzt durch eine dritte dicke Gerade entsprechend 20% ataktischem Polypropylengehalt;
diese Mischungen haben eine mäßige Klebrigkeit und eine schnell abnehmende große Temperaturfestigkeit.
Der Bereich / unterhalb der unteren gebrochenen Linie und zwischen dicken Geraden entspricht
einem Bereich von 50% Polybuten-1 und 20% ataktischem Polypropylen und erfaßt die am meisten
bevorzugten Mischungen.
Die Bereiche E, H und / von Fig. 7 liegen innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches, wobei der
Bereich / am meisten bevorzugt wird.
Festigkeitsversuche
Die folgenden Versuche wurden mit Beuteln gemäß Beispiel 1 in einem Verpackungsbetrieb unter üblichen
Bedingungen durchgeführt. Es wurden Truthähne mit einem Gewicht von 9 bis 10 kg in Beutel
von 42 X 61 cm abgepackt. Als Vergleichsmaterial wurden Beutel aus Polyäthylen gemäß USA-Patentschrift
3022543 von 41 X 58 cm verwendet. Die verschiedenen Beutel wurden vermischt, befüllt, evakuiert,
am Hals zusammengerafft und mit Klammern, wie üblich, verschlossen. Die verschlossenen Beutel
wurden dann auf übliche Weise in einem Schrumpf bad von 96 bis 98° C geschrumpft, und zwar mit einer
Durchgangsgeschwindigkeit von 11 m je Minute. Anschließend wurde der Ausschuß bestimmt, der bei den
erfindungsgemäßen Beuteln bzw. bei den Vergleichsbeuteln auftrat. Die Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle I aufgeführt.
wobei die an der Vorderseite beschädigten Geflügelverpackungen nochmals verpackt wurden, während
bei Beschädigungen an der Rückseite diese nur beanstandet wurden, wenn die Risse größer als 12,5 mm
waren. Die Ergebnisse der als Ausschuß zu bezeichnenden Beutel sind in der folgenden Tabelle II aufgeführt.
10
15
20
Ausschuß | Beutel | Vergleich |
gemäß | ||
Erfindung | 26 | |
0-100 | 13 | 28 |
101-200 | 14 | 23 |
20i—300 | 12 | 21 |
.301-400 | 9 | 22 |
401-500 | 12 | 120 |
Insgesamt | 60 | 24% |
in % | 12% | |
Ausschußgrund
Beutelanzahl
gemäß
Erfindung
schlechte Siegelnaht 1 4
schlechte Bugstelle 6 26
Klammer schneidet ein 10 32
Loch im Kaisbereich 2 8
Loch im Fußbereich 3 5
Flügelbereich 6 9
Luft im Beutel 91 81
unbestimmbar 1 14
Insgesamt von 2000 120 179
in % 6% 9%
ohne Luftfehler 29 98
in % 1,45% 4,90%
Ferner wurden die Packungen nach dem Tief frieren bcuficili. Die aus dem Tiefkühlfach ohne besondere
Vorsichtsmaßnahmen herausgenommenen verpackten Truthähne wurden in Mengen von jeweils
100 Stück untersucht. Die auf diese Weise gehandhabten Packungen zeigten teilweise Beschädigungen,
Bei den erfindungsgemäß verpackten Tieren zeigten 60 Beutel Fehlstellen, jedoch mußten bei
500 Beuteln keine nochmal verpackt werden, während beim Verpacken in Vergleichsbeuteln 120 Beutel
Fehlstellen aufwiesen und 19 nochmal neu verpackt werden mußten. Dieses zeigt, daß die
erfindungsgemäßen Beutel beim Tieffrieren und Verpacken sehr viel besser waren und den Ausschuß erheblich
verringerten.
Bei einem entsprechenden Transporttest wurden 24 Truthähne mit einem Gewicht zwischen 8 bis 9 kg
in verpackten und tiefgefrorenem Zustand in große Behälter von 57 X 41 X 23 cm und in kleine Behälter
von 45 x 38 X 23 cm verpackt. Die Kartons wurden
zur Verschärfung der Versuchsbedingungen mit Vergleich Holzbrettern innen verkleidet, gefüllt und auf eine
Schüttelvorrichtung gelegt. Die gefrorenen Truthähne wurden einmal in erfindungsgemäße Beutel von
41 x 61 cm mit einer Folienstärke von 610 bis 710 Mikron abgepackt und zum anderen in Polyäthylenbeutel
der gleichen Größe jedoch mit einer Foliendicke von 580 bis 685 Mikron. Es wurde jeweils ein
Beutel aus dem erfindungsgemäßen Material und ein Beutel aus dem Vergleichsmaterial in einen Kasten
gelegt, der auf einer Schüttelvorrichtung mit 250 Umdrehungen je Minute durchgeschüttelt wurde. Vorversuche
zeigten, daß nach 30 Minuten alle Beutel und nach 10 bzw. 8 Minuten keiner der Beutel zerstört
wurde. Die Versuchsergebnisse zeigten, daß die Kartongröße einen geringeren Einfluß auf die Zerstörung
der Packung hat als das tatsächlich verwendete Material. Insgesamt ergaben sich bei diesem Schüiielversuch
unter verschärften Bedingungen mit den erfindungsgemäßen Beuteln 26,78% Ausschuß, während
mit den handelsüblichen Beuteln ein Ausschuß von 47,02% erhalten wurde.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verbundfolie in Form eines wärmeschrumpfbaren
Schlauches oder Beutels, bestehend aus einer schlauchförmigen inneren Grundfolie (α) aus
einem thermoplastischen Polymeren, einer äußeren Schicht (Z>) aus einem anderen thermoplastischen
Polymeren und gegebenenfalls einer zwischen der Grundfolie (α) und der äußeren Schicht
(Z>) angeordneten Zwischenschicht (c) aus einem Polymeren, das bei einer Temperatur schmilzt, bei
der die Grundfolie und äußere Schich! orientierbar sind, so daß die Zwischenschicht (c) in der
wärmeschrumpfbaren Form der Verbundfolie im wesentlichen nicht orientiert vorliegt, während die
Schicht (b) und vorzugsweise auch die Grundfolie (α) orientiert sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenschicht (i>) aus einer Mischung aus 0 bis 72 Gew.% isotaktischem Polypropylen, 0 bis
50 Gew.% Polybuten-1 und 0 bis 50 Gew.% ataktischem Polypropylen besteht, wobei diese 3
Komponenten zusammen 100 Gew.% der Mischung ausmachen.
2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht {b) aus 30 bis 72 Gew.%
isotaktischem Polypropylen, 10 bis 50 Gew.% Polybuten-1 und 0 bis 20 Gew.% ataktischem Polypropylen
besteht.
3. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (Z?) aus 30 bis 58 Gew.%
isotaktischem Polypropylen, 22 bis 50 Gew.% Polybuten-1 und 5 bis 20 Gew.% ataktischem Polypropylen
besteht.
4. Folie nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem heißen Wasserbad
wärmeschrumpfbar ist.
5. Verfahren zur Herstellung einer unter Wärme schrumpfbaren Verbundfolie gemäß Ansprüchen
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man über die schlauchförmige Grundiolie (α) eine
Schicht {b) aus einer schmelzextrudierten Außenschichtzusammensetzung aufbringt, die erhaltene
nicht orientierte Verbundfolie vorzugsweise in einem heißen Wasserbad auf eine Temperatur erwärmt,
bei der die äußere Schicht und vorzugsweise auch die Grundfolie orientiert werden
können und bei der die gegebenenfalls vorhandene Zwischenschicht (c) schmilzt, und daß man
die erwärmte Verbundfolie zur Verringerung ihrer Dicke und zur Orientierung der Außenschicht und
vorzugsweise auch der Grundfolie streckt, während die gegebenenfalls vorhandene Zwischenschicht
(c) im wesentlichen nicht orientiert bleibt.
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