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Verbundfolie, Verfahren zu deren
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Herstellung und deren Verwendung Heißsiegelfähige Kunststoffolien
sind in den unterschiedlichsten Zusammensetzungen als Monofolien oder Verbundfolien
bekannt.
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Diese werden gewöhnlich mit Hilfe erhitzter Siegelbacken miteinander
verschweißt, etwa zur Gewinnung von Beutelpackungen.
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Der Stand der Technik zielte dabei stets darauf hin, Kunststofffolien
zu bekommen, die beim Heißsiegeln möglichst feste Schweißverbindungen ergeben.
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Es ist auch bereits bekannt, daß bestimmte Kunststoffe mit Hilfe eines
elektromagnetischen Feldes hochfrequenzgeschweißt werden können, wobei in diesem
Verfahren die Kunststoffmoleküle in Schwingungen versetzt werden und so ohne äußeres
Erhitzen oder mit nur geringem äußerem Erhitzen die für den Schweißvorgang erforderliche
Wärme in dem Kunststoff selbst erzeugen. Das heißt, daß nur ganz bestimmte Kunststoffe
hochfrequenzschweißbar sind, wie beispielsweise Polyvinylchlorid.
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Auf bestimmten Anwendungsgebieten ist es erwünscht, Packungen, wie
insbesondere Beutelpackungen, zu bekommen, bei denen bestimmte Schweißnähte so ausgebildet
sind, daß sie bei der Lagerung der gefüllten Packung dicht verschlossen sind, zur
Entnahme des Packungsinhaltes aber leicht geöffnet werden können, ohne daß die Beutelpackung
verletzt wird. Beispielsweise ist ein solcher Beutelpackungsverschluß bei Tabakbeuteln
erwünscht, um den Tabak bei der Lagerung gegen Verlust von Feuchtigkeit und Aromastoffen
zu schützen, bei der Verwendung aber die Beutelöffnung
leicht aufziehen
zu können, ohne daß der Beutel verletzt wird. Dies ist bei Tabakbeuteln besonders
wichtig, da nach dem erstmaligen Öffnen dem Beutel nach und nach Tabak entnommen
wird, so daß ein eingerissener Beutel nicht nur optisch schlecht wäre, sondern auch
zu einem Herausfallen des Tabaks führen würde.
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Es ist auch bereits bekannt, mit Hilfe von Schweißbacken schälfähige
Siegelnähte zu bekommen, indem man die Heißsiegelfähigkeit des Kunststoffes durch
eine Lackschicht schwächt oder indem man zwei relativ schlecht miteinander zu versiegelnde
Kunststoffolien miteinander laminiert und an der Beutelöffnung den Verbundfolienrand
derart einfaltet, daß an der Siegelnaht die beiden unterschiedlichen Kunststoffschichten
in Anlage zueinander kommen. Beide Methoden sind verfahrenstechnisch aufwendig und
umständlich, da sie zusätzliche Verfahrensschritte erfordern. Außerdem kann der
Geschmack oder Geruch der in der Beutelpackung verpackten Ware durch einen Lack
beeinträchtigt werden, und das Einfalten einer Kante an der Beutelöffnung führt
dazu, daß die Beutelöffnung beim Auseinanderziehen sich notgedrungen unerwünscht
weit öffnet, was seinerseits zu einem Herausfallen eines Teils des Beutelinhaltes
führen kann. Schließlich ist auch die Anwendung eines Verfahrens, das die Beutelöffnung
nach dem Befüllen, also in unmittelbarer Nachbarschaft zu der verpackten Ware, von
außen erhitzt, unerwünscht, da die Ware darunter leiden kann. Schließlich beeinträchtigt
das Heißsiegeln auch das äußere Erscheinungsbild der Packung, da die Heißsiegelnaht
sich durchdrückt.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe bestand nun darin, die
oben geschilderten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine gegen
sicoh selbst schälfähig siegelbare oder schweißbare Runststoffolie zu bekommen.
Eine solche gegen sich selbst schälfähig schweißfähige Kunststoffolie hätte gegenüber
bekannten Folien den Vorteil, daß man mit ihr s-hälfcihige Sieqelnähte bekäme, ohne
einen Fremdstoff, wie einen Lack, aufbringen ZU müssen und ohne Maßnahmen, wie das
infalten der Öffnungskante, anwenden zu müssen.
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Die obige Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Verbundfolie gelöst,
die aus wenigstens einer Trägerschicht und einer hochfrequenzschweißfähigen Oberflächenschicht
aus einem Copolymerisat aus 70 bis 90 Mol- Äthyleneinheiten und 10 bis 30 Mol-%
Vinylacetateinheiten besteht.
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Daß man mit einer solchen erfindungsgemäßen Verbundfolie schälfähige
Schweißnähte oder Siegelnähte bekommt, ist äußerst überraschend, da Polyäthylen
bekanntermaßen nicht hochfrequenzschweißfähig ist und in dem für die Oberflächenschicht
verwendeten Copolymerisat die Äthyleneinheiten vorherrschen.
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Die erfindungsgemäßen Verbundfol ien haben zahlreiche Vorteile gegenüber
bekannten Folien, insbesondere für die erstellung von Beutelpackungen mit schälfähig
versiegelten Öffnungen. Man bekommt solche schä fähig versiegelten Öffnungen nämlich
erfindungsgemäß ohne Verwendung von Fremdstoffen und ohne Einfalten des Öffnungsandes
(overwrap11) sowie ohne Anwendung einer stark erhitzten Siegefeinrichtung, wie Siegelbacken,
die den Beutelinhalt gefährden können und auf der Beutelvorderseite das Aussehen
beein@@@@@@@@@@. Auch bekorunit man rrtit den erfindungs
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Verbundfolien insofern eine Verbesserung, als beim Siegeln der Folie gegen sich
selbst eine Schweißnaht erhöher Haltbarkeit und Dichte während der Lagerung, gleichzeitig
aber eine leichtere Öffenbarkeit bei der Verwendung erzielt wird. Die eröte Dichtheit
und Stabilität der erfindungsgemäß durch Hochfreguenzschweißung erzielten Schweißnaht
führt ihrerseits zu erhöhter Qualitätsbeständigkeit der verpackten Waren, wic beispielsweise
zur Aufrechterhaltung des Feuchtigkeitsgehaltes, des Geschmackes und des Aromas
von Tabak in solchermaßen erfindungsgemäß hergestellten Tabakpackungen.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verbundfolien besteht darin,
daß sie einerseits durch Hochfrequenzschweißen gegen sich selbst schälfähig siegelbar
und andererseits unter Bildung dauerhafter und undurchlässiger Schweißnähte heißsiegelfähig
sind, wie beispielsweise mit Hilfe von Schweißbacken.
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Auf diese Weise kann man bei der Verwendung der erfindungsgemäßen
Verbundfolfe zur Herstellung von Beutelpackungen zunächst die Außenkanten der Beutelpackung
durch Heißsiegelung dauerhaft verschweißen, sodann den Beutelinhalt einfüllen und
schließlich durch Hochfrequenzschweißen ohne oder nur mit geringer Anwendung äußerer
Wärme die Beutelöffnung mit einer schälfähigen Siegelnaht verschließen.
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Das Optimum der Zusammensetzung des Copolymerisates für die Oberflächenschicht
kann je nach der oder den verwendeten Trägerschichten variieren. Der Molprozentsatz
des Copolymerisats an Vinylacetateinheiten liegt aber erfindungsgemäß zwischen 10
und 30 Mol-%, vorzuqsweise zwischen 12 und 25 Mol-%, besondcrs bevorzugt zwischen
14 lInd 20 Mol-;6 und ganz besonders
zwischen 14 und 18 Mol-%. Beispielsweise
enthält eine gute Verbundfolie nach der Erfindung, deren Trägerschicht aus Polyäthylen
besteht, etwa 16 Mol-% Vinylacetateinheiten.
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Die erwünschte Zusammensetzung des erfindungsgemäß verwendeten Copolymerisates
kann man entweder so erhalten, daß man von vornherein Vinylacetat und Äthylen in
den erwünschten Mengenverhältnissen miteinander copolymerisiert. Oder aber man kann
verschiedene Copolymerisate unterschiedlicher Anteile an Vinylacetateinheiten so
miteinander verschneiden, daß man die erwünschte Endzusammensetzung bekommt. Beispielsweise
kann man dabei ein Copolymerisat aus 97 Mol-% athyleneinheiten und 3 Mol-% Vinylacetateinheiten
mit einem Copolymerisat aus nur 74 Mol-% Äthyleneinheiten und 26 Mol-% Vinylacetateinheiten
miteinander verschneiden, um ein Copolymerisatgemisch mit Vinylacetateinheiten in
dem bevorzugten Bereich von 14 bis 20 % zu bekommen.
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In den erfindungsgemäß für die Oberflächenschicht verwendeten Copolymerisaten
liegt in dem beanspruchten Bereich von 10 bis 30 Mol-% dieser Molprozentsatz so,
daß das Polymer der Oberflächenschicht ausreichend polare elektronegative Gruppen
enthält, um hochfrequenzschweißfähig zu sein, andererseits aber nur so viele polare
elektronegative Gruppen enthält, um keine feste, d.h. nicht schälfähige Schweißverbindung
zu ergeben.
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Das Copolymerisat, welches erfindungsgemäß für die Oberflächenschicht
verwendet wird, läßt sich praktisch nicht oder nur schwer allein extrudieren, weil
die dabei entstehende Folie kurz hinter der Extruderdüse noch zu weich ist und so
dickenmäßig
nicht gesteuert werden kann. Aus diesem Grund wird
das Copolymerisat erfindungsgemäß als Oberflächenschicht auf wenigstens eine Trägerschicht
aufgebracht. Diese stabilisiert die gesamte Verbundfolie und läßt eine genaue Steuerung
der Eigenschaften zu. So kann die Dicke der Verbundfolie an die jeweiligen Anforderungen
angepaßt werden.
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Der Träger für das Copolymerisat kann aus einer Schicht oder aus mehreren
miteinander laminierten Schichten bestehen. Bevorzugt besteht die Trägerschicht
aus Polyäthylen und/oder Polypropylen. Sie kann aber auch beispielsweise aus einem
Polyester, wie Polyäthylenterephthalat, einem Polyamid, einem anderen Polyolefin
oder anderem Kunststoff bestehen. Auch kann der Träger aus einem Laminat verschiedener
Kunststoffe dieser oder anderer thermoplastischer Kunststoffgruppen bestehen. Der
spezielle Kunststoff oder die spezielle Kunststoffkombination für den Träger kann
beliebig je nach dem Verwendungszweck der Verbundfolie ausgewählt werden. So ist
es auch möglich, in den Träger eine Metallfolie oder eine Papierschicht einzuarbeiten
oder die Folie durch Metallbedampfung zu metallisieren.
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Die Oberflächenschicht aus dem erfindungsgemäßen Copolymerisat kann
auf dem Träger in beliebiger und an sich bekannter Weise aufgebracht werden. So
ist es möglich, zunächst den Träger durch Extrudieren oder andere bekannte Methoden
als Folie oder Laminat herzustellen und ihn anschließend mit dem Copolymerisatzubeschichten.
Eine besonders bequeme Methode besteht aber darin, ein thermoplastisches Trägerpolymer
und das erfindungsgemäß für die Oberflächenschicht verwendete Copolymerisat gemeinsam
in Folienform zu coextrudieren. In diesem Fall
wird als Trägerpolymer
bevorzugt Polyäthylen oder Polypropylen verwendet. Die so erhaltene Verbund folie
aus einer Trägerschicht und der Oberflächenschicht aus dem erfindungsgemäßen Copolymerisat
kann als solche verwendet oder aber mit anderen Folien laminiert, verklebt oder
anderweitig vereinigt oder aber lackiert werden. Beispielsweise kann man die Verbundfolie
aus einer Trägerschicht und der Copolymerisat-Oberflächenschicht mit einer Cellophanfolie
vereinigen. Wesentlich ist erfindungsgemäß aber, daß jeweils mindestens eine der
Oberflächenschichten, gegebenenfalls die Oberflächenschichten auf beiden Seiten,
aus dem Copolymerisat aus Äthyleneinheiten und Vinylacetateinheiten bestehen.
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Die erfindunsgemäßen Verbundfolien lassen sich auf vielen Verwendungsgebieten
einsetzen, wo Schweißnähte erhalten werden sollen, die zeitweilig einen festen und
dichten Abschluß ergeben, bei Bedarf aber schälfähig sind, wobei die beiden schälfähig
aufeinandergeschweißten Folienbereiche leicht und ohne Einreißen der Folie voneinander
getrennt werden können. Erfindungsgemäß verwendet man diese Verbundfolien also für
schälfähige Hochfrequenzschweißnähte, wie beispielsweise und besonders für an ihren
Öffnungen schälfähig versiegelte Beutelpakkungen. Diese können unterschiedlichste
Gestalt haben und beispielsweise Flachbeutel oder Seitenfaltbeutel sein, wobei die
Kanten der Beutel mit Ausnahme der Öffnung in üblicher Weise, etwa mit Hilfe von
Schweißbacken, heißversiegelt sind und eine dauerhafte, nicht schälfähige Schweißnaht
besitzen. Die Öffnung dagegen wird durch Hochfrequenzschweißen schälfähig versiegelt.
Das Hochfrequenzverschweißen erfolgt in bekannter Weise, wie beispielsweise bei
etwa 27 mHz.
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Die als Verbundfolie nach der Erfindung hergestellten Beutelpackungen
können zum Verpacken beliebiger Dinge, wie von Lebensmitteln und Genußmitteln, Getränken,
Haushaltsgegenständen, technischen Artikeln oder dergleichen verwendet werden, wie
Fleisch, Frischgemüse, Obst, Gewürze, Milch, Brot, Teigwaren oder Mehl, Schrauben,
Elektroteile und dergleichen. Besonders eignet sich die erfindungsgemäße Verbundfolie
zur Herstellung von Tabakbeuteln.
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Ausführungsbeispiel Aus einem Copolymerisat aus 97 Mol-% Athyleneinheiten
und 3 Mol-% Vinylacetateinheiten und einem Copolymerisat aus 74 Mol-% Äthyleneinheiten
und 26 Mol-% Vinylacetateinheiten wurde ein Polymerisatverschnitt hergestellt, dessen
Molprozentsatz an Äthyleneinheiten bei 84 % und dessen Molprozensatz an Vinylacetateinheiten
bei 16 % lag. Dieses Copolymerisat wurde mit Polyäthylen coextrudiert, wobei das
Polyäthylen als Trägerschicht für das Copolymerisat diente.
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Aus der so erhaltenen Verbundfolie wurden Tabakbeutel hergestellt,
die aus der erfindungsgemäßen Verbund folie und einer Polyäthylenfolie mit zwischengelegtem
Papieretikett bestanden, wobei die Verbundfolie und die Polyäthylenfolie an den
Rändern miteinander heißversiegelt waren. Die Seitennähte des Tabakbeutels wurden
ebenfalls durch Heißsiegelung dauerhaft verschweißt. Die Beutelöffnung dagegen wurde
nach dem Befüllen mit Tabak bei etwa 27 mHz hochfrequenzgeschweißt.
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Die Dicke der erfindungsgemäßen Verbundfolie lag bei 0,05 mm, die
Dicke der äußeren Polyäthylenfolie bei 0,03 mm.
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Der schälfähige Verschluß der Beutelöffnung war bei der Lagerung dicht
und ergab einen nur vernachlässigbaren Verlust an Feuchtigkeit und Aromastoffen
aus dem verpackten Tabak. Beim öffnen dagegen ließ sich der Verschluß leicht aufschälen,
ohne daß der Beutel an irgendeiner Stelle einriß.