DK160036B - Laminat, navnlig til emballering af levneds- eller nydelsesmidler, samt fremgangsmaade til fremstilling af laminatet - Google Patents

Description

i DK 1600-,6 3

Den foreliggende opfindelse angår et laminat, navnlig til emballering af levneds- eller nydelsesmidler, og omfattende i det mindste to lag, nemlig et yderlag bestående af en første film af plastmateriale og et inderlag bestående 5 af en anden film af plastmateriale, fakultativt med et midterlag bestående af en folie eller en belægning af et metallisk materiale eller af en tredie film af plastmateriale indskudt mellem yder- og inderlaget, hvilke lag er adhæsivt forbundet med hinanden til dannelse af laminatet.

10 Betegnelserne "yderlag" og "inderlag" samt "indre overflade" henviser her til de pågældende lags henholdsvis den pågældende overflades placering i en færdig emballage fremstillet af laminatet, hvor yderlagets frie overflade er emballagens mod omgivelserne vendende overflade, mens inder-15 lagets frie overflade er emballagens mod den emballerede vare vendende overflade.

Laminater af den indledningsvis anførte art er velkendte og vidt anvendte indenfor emballeringsområdet navnlig til vakuumemballering af levnedsmiddelvarer såsom kødudskæ-20 ringer, ostestykker osv., varer som tørgær eller nydelsesmiddelvarer som f.eks. formalet kaffe eller te, og de kan ved kombination af forskellige materialer i de to eller tre lag fremstilles til et bredt spektrum af anvendelser.

Herved er yderlagets primære opgave i almindelighed 25 at meddele laminatet mekanisk styrke samt modstandsevne overfor de varmepåvirkninger, det udsættes for fra svejseindretninger i de til emballagefremstillingen anvendte pakkemaskiner. Yderlaget kan typisk bestå af en biaksialt orienteret polyesterfilm eller en biaksialt orienteret polyamid-30 film.

Midterlagets primære opgave er i laminater, hvor et sådant forefindes, at danne et barrierelag i en af laminatet fremstillet emballage og navnlig at hindre transmission af oxygen gennem laminatet og derved beskytte en emballeret 35 vare imod oxidation fra den omgivende atmosfæriske luft. Midterlaget kan bestå af en metalfolie eksempelvis af alumi- 2 DK ihon:-if.3 nium eller en aluminiumlegering, idet en sådan metalfolie tillige kan meddele laminatet en vis foldningsstivhed (dead-fold capability), eller laget kan bestå af et ganske tyndt, på den indadvendende overflade af yderlaget under vakuum 5 pådampet lag af metal såsom aluminium eller en aluminiumlegering. Alternativt kan midterlaget være en polymerfilm med barriereegenskaber og bestående af f.eks. polyvinyliden-chlorid, en modificeret polyvinylalkohol eller polyacryloni-tril i orienteret eller uorienteret tilstand.

10 Inderlågets hovedopgave er at gøre laminatet svejsbart med henblik på hermetisk varmeforsegling af emballager fremstillet deraf. Samtidig medfører inderlaget ofte en reduceret fugtighedstransmission gennem laminatet, og det "korpus", som meddeles laminatet af inderlaget, kan bidrage til at 15 dette opnår den til forarbejdning på pakkeautomater nødvendige stivhed. Inderlaget vil typisk være en film af en polyolefin som f.eks. polyethylen med lille, middel eller stor massefylde og med et til det pågældende anvendelsesformål afpasset smelteindeks, dvs. viskositet i smeltet tilstand.

20 Inderlagets film kan også består af andre polymere som f.eks. polypropylen, polybutylen osv. Til filmmaterialet i inderlaget er der ved konventionelle laminater i regelen tilsat visse mængder tilsætningsmidler som f.eks. slip- eller glide-midler og antiblokmidler (anti block agents) for at bibringe 25 inderlagets inderside den rette lave friktionskoefficient eller "machinability" til laminatets bearbejdning i pakkemaskiner. Disse tilsætninger er i regelen tilbøjelige til at "harske", og det kan derfor for at undgå lugt- og af smagsproblemer hos den emballerede vare være nødvendigt yderligere 30 at tilsætte et antioxideringsmiddel, hvilket dog navnlig ved emballering af levnedsmidler må anses for uønskeligt.

Den adhæsive forbindelse af lagene med hinanden opnås ved hjælp af et klæbemiddel, f.eks. et polyurethanklæbemid-del, bortset fra det tilfælde, hvor et midterlag består af 35 et på yderlagets indadvendende overflade under vakuum pådam- 3 DK u i ’ : :¾ · 8 pet metallag, og hvor dettes adhæsive forbindelse med yderlaget fremkommer under pådampningsprocessen.

Det vil ofte af økonomiske og andre årsager være ønskeligt at kunne nedbringe gramvægten (vægten i g/m2) af 5 inderlaget, hvilket normalt gøres ved at reducere tykkelsen af filmen i dette lag med en række uønskede følger såsom formindsket stivhed, forøget friktionskoefficient og generelt dårligere mekaniske egenskaber. En af de sidstnævnte er laminatets mindre modstandsevne overfor punktering, der 10 navnlig gør sig gældende overfor vakuumemballerede varer med skarpe eller spidse partikler såsom kødstykker indeholdende bensplinter, tørgær med store mængder skarpe partikler, groft formalet kaffe osv. En punktering af emballagen medfører i disse tilfælde en formindsket holdbarhed af den 15 emballerede vare.

En metode til nedbringelse af inderlagets gramvægt uden reduktion af dettes tykkelse, som har været overvejet, består i at fremstille filmen til inderlaget af et opskummet plastmateriale. Herved er det ganske vist muligt at reducere 20 gramvægten af denne film med indtil ca. 50 procent, men den særdeles ujævne overflade af en sådan film har medført, at der til at forbinde denne med laminatets yder- eller midterlag har måttet anvendes stærkt forøgede mængder klæbemiddel til udfyldning af overfladeujævnhederne, og selv i så fald 25 har det været vanskeligt at opnå en kvalitetsmæssig tilfredsstillende vedhæftning mellem de to lag. Vægten af den nødvendige, yderligere klæbemiddelmængde formindsker endvidere den tilstræbte virkning. Denne metode må derfor anses for uegnet i praksis.

30 Det er et formål for opfindelsen at tilvejebringe et laminat af den indledningsvis nævnte art, i hvilket inderlagets gramvægt er nedbragt uden nogen reduktion af dets tykkelse, og hvor der foreligger en konventionel og tilfredsstillende vedhæftning mellem inderlaget og det med dette 35 forbundne lag i laminatet ved anvendelse af de hertil sædvanligvis anvendte mængder klæbemiddel.

4

DK Ihcnsf) B

Et andet formål for opfindelsen er at tilvejebringe et laminat af den ovenfor nævnte art, hvor laminatets modstandsevne mod punktering navnlig fra indersiden af en emballage ikke er formindsket, men forøget i forhold til konven-5 tionelle laminater af sammenlignelig art.

Et yderligere formål for opfindelsen er at tilvejebringe et laminat af den indledningsvis anførte art, hvori inderlagets inderside hovedsagelig uden tilsætninger af friktions formindskende midler udviser en passende friktions-10 koefficient eller "machinability" til bearbejdning af laminatet i pakkemaskiner.

Disse formål opnås ifølge opfindelsen ved, at inderlagets film af plastmateriale består af to koekstruderede dele, nemlig en første med yderlaget eller midterlaget sam-15 menklæbet del af uopskummet plastmateriale og en anden, laminatets indre, frie overflade dannende del af opskummet plastmateriale.

Da den med yder- eller midterlaget sammenklæbede første del af inderlaget består af uopskummet plastmateriale 20 og derfor har en jævn eller glat overflade, kan inderlags-filmen sammenklæbes med yder- eller midterlaget ved anvendelse af de sædvanlige mængder klæbemiddel og med opnåelse af den sædvanlige tilfredsstillende vedhæftning mellem lagene. Samtidig bevirker inderlagets anden, opskummede del 25 en væsentlig nedbringelse af inderlagets gramvægt. Det har endvidere vist sig, at laminatet ifølge opfindelsen navnlig fra dets inderside udviser en forøget modstandsevne overfor punktering, samt at laminatets indre, frie overflade udviser så lav friktionskoefficient, at friktionsformindskende til-30 sætningsmidler til plastmaterialet i inderlagets anden del generelt skulle være unødvendige.

Den uopskummede del af inderlaget kan have en tykkelse på mellem 20 og 60 mikron, fortrinsvis mellem 30 og 40 mikron, mens den opskummede del af inderlaget kan have en 35 tykkelse på mellem 35 og 102 mikron, fortrinsvis mellem 51 og 68 mikron.

5 DK " h (\ (i /)3

Det foretrækkes, at den uopskummede del og den opskummede del af inderlaget består af i det væsentlige samme plastmateriale.

Det er dog overvejet, at inderlagets uopskummede og 5 opskummede dele alternativt kan bestå af forskellige materialer eksempelvis således, at den uopskummede del kan bestå af et af de foran i forbindelse med midterlaget nævnte polymermaterialer med barriereegenskaber, mens den opskummede del eksempelvis kan bestå af polyethylen eller et andet af 10 de foran i forbindelse med inderlaget nævnte polymermaterialer. Herved kan man opnå barrierevirkning overfor for eksempel oxygen hos et laminat bestående alene af yderlag og inderlag.

Opfindelsen angår tillige en fremgangsmåde til frem-15 stilling af et sådant laminat, ved hvilken i det mindste to lag, nemlig et yderlag bestående af en første film af plastmateriale og et inderlag bestående af en anden film af plastmateriale, og fakultativt et midterlag bestående af en folie eller en belægning af et metallisk materiale eller af en 20 tredie film af plastmateriale forbindes adhæsivt med hinanden, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at inderlagets film af plastmateriale fremstilles ved koekstrudering af et første plastmateriale, der ikke er tilsat opskumnings-middel, og et andet plastmateriale, der er tilsat opskum-25 ningsmiddel, idet det første plastmateriale danner den overflade af inderlaget, der forbindes adhæsivt med yderlaget henholdsvis med midterlaget, mens det andet plastmateriale danner laminatets indre, frie overflade.

Det foretrækkes, at det første plastmateriale og det 30 andet plastmateriale i inderlaget i det væsentlige er identiske.

Alternativt kan det første og det andet plastmateriale i inderlaget være forskellige. Såfremt sådanne forskellige plastmaterialer ikke umiddelbart er koekstruderbare, 35 kan de, som det er velkendt ved koekstrudering af massive film, forbindes med et såkaldt bindelag (tie layer), der 6

DK 1 (S Π ϋ όυ B

koekstruderes mellem materialerne og kan forbinde sig med dem begge.

Det foretrækkes endvidere, at der til det andet plastmateriale i inderlaget sættes en sådan mængde opskumnings-5 middel, at plastmaterialet efter opskumning udviser en volumenforøgelse på mellem 50 og 100 procent, fortrinsvis mellem 70 og 80 procent.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere, idet der henvises til tegningen, der meget skematisk og i 10 stor målestok viser et brudsnit gennem et laminat ifølge opfindelsen.

På tegningen er skematisk vist et brudsnit gennem et laminat ifølge opfindelsen, og som i almindelighed er betegnet ved 1. Laminatet 1 består af et yderlag 2 for eksempel 15 i form af en biaksialt orienteret polyamidfilm, der ved såkaldt vakuummetallisering på sin indadvendende overflade er pålagt et midterlag 3 i form af en ganske tynd belægning af et metal såsom aluminium, og som på tegningen er vist med forholdsmæssigt overdreven tykkelse. Forbundet med mid-20 terlaget 3 ved hjælp af et klæbemiddellag 4 for eksempel bestående af et polyurethanklæbemiddel findes et inderlag, der i almindelighed er betegnet ved 5.

Inderlaget 5 er en plast film for eksempel af polyethy-len med lav massefylde og er fremstillet ved koekstrudering 25 på i og for sig kendt måde f. eks.gennem en fælles ekstru-sionsdyse af plastmateriale, som ikke indeholder opskum-ningsmiddel, fra en første ekstruder med plastmateriale, som indeholder opskumningsmiddel, fra en anden ekstruder.

Det anvendte opskumningsmiddel vil typisk være en kemisk 30 reagens, som ved opvarmning sammen med plastmaterialet i ekstruderen til ekstruderingstemperaturen frigiver en gasart, som indesluttes i et stort antal hulrum i det ekstruderede plastmateriale. Inderlaget 5 består således af to dele, nemlig en massiv eller uopskummet del 6, som ved hjælp af 35 klæbemiddel laget 4 er forbundet med midterlaget eller metalbelægningen 3, og en anden del 7, som er opskummet og derfor 7 DK Ί b :J G b O 3 indeholder et stort antal gasfyldte hulrum eller celler 8. Mellem den massive eller uopskummede del 6 og den opskummede del 7 af inderlaget 5 er ved 9 antydet en skilleflade 9, men det vil forstås, at delene 6 og 7, for så vidt de som 5 foretrukket består af samme plastmateriale, ved koekstrude-ringen går jævnt over i hinanden uden dannelse af nogen materiel skilleflade. Såfremt delene 6 og 7 består af forskellige, koekstruderbare plastmaterialer, angiver skillefladen 9 et overgangsområde eller bindelag mellem disse.

10 Den indvendige overflade 10 af inderlaget 5 er på grund af det store antal gasfyldte hulrum 8 i delen 7 ujævn og udviser derfor en mindre friktionskoefficient end en glat eller jævn overflade af samme plastmateriale ville udvise.

15 EKSEMPLER

Ved de efterfølgende eksempler er et laminat ifølge opfindelsen sammenlignet med et tilsvarende konventionelt laminat, idet der for de to laminater er bestemt følgende værdier: 20 Gramvægt for laminatet (g/m2) bestemt ved vejning af et givet areal af laminatet.

Gramvægt for inderlaget (g/m2) bestemt på samme måde. Friktionskoefficient. Bestemt i henhold til Britisk Standard 2782, Method 311 A ved hjælp af et friktionsbestemmelses- 25 apparat fra firmaet Davenport, Herts, England.

Modstandsevne mod punktering bestemt med et af ansøgerne udviklet prøvningsapparat, i hvilket en prøve af laminatet opspændes stramt, således at et cirkulært areal på 10 mm i diameter er frit. Mod centrum af dette fremføres en prøv- 30 ningsnål med en diameter på 0,8 mm og en afrundet spids med en rundingsradius på 0,4 mm med en hastighed på 5 mm pr. minut. Indtrængningskraften måles i N og prøvens nedbøjning ved indtrængning måles i mm. Modstandsevnen bestemmes som produktet af de målte værdier i Nmm.

35 8 DK Ί f)OU 6(: Β

Eksempel 1 (Sammenligningseksempel)

Der fremstilledes et konventionelt laminat omfattende et yderlag bestående af en biaksialt orienteret polyamidfilm, 5 der ved vakuummetallisering var påført et midterlag i form af en aluminiumbelægning. Den samlede tykkelse af yder- og midterlag var 15 mikron. Til midterlaget klæbedes der ved hjælp af et polyurethanklæbemiddel et inderlag bestående af en film af polyethylen med lav massefylde og med en tykkelse 10 på 80 mikron.

Eksempel 2

Yder-, midter- og klæbemiddellag var som i eksempel 1, og inderlaget bestod ligeledes af en film af polyethylen 15 med lav massefylde men omfattede ifølge opfindelsen en uop-skummet eller massiv del 6 med en tykkelse på 30 mikron og en opskummet del 7 med et stort antal gasfyldte hulrum og med en tykkelse på 50 mikron. Det opskummede polyethylen blev før ekstruderingen tilsat et opskumningsmiddel i form 20 af en såkaldt "masterbatch" og nærmere bestemt 5 procent "Hydrocel CF 20" fra firmaet Boehringer Ingelheim KG, Ingel-heim, Forbundsrepublikken Tyskland. Denne masterbatch angives at bestå af 80 procent polyethylen og 20 procent gasudviklende reagens.

25 De målte værdier er angivet nedenfor i tabel I.

Tabel I

Eksempel 1 Eksempel 2 Gramvægt af laminat g/m2 92,6 74,4 30 Gramvægt af inderlag g/m2 73,6 55,4

Friktionskoefficient >1 0,57-0,62

Modstandsevne mod punktering Nmm fra ydersiden 25,5 25,7 35 fra indersiden 22,8 27,2 DK «ν’ i 0 :j C 3 9

Resultaterne viser således, at der med laminatet ifølge opfindelsen kan opnås en reduktion af gramvægten på ca. 20 procent i forhold til et tilsvarende konventionelt laminat, idet inderlagets gramvægt herunder blev reduceret 5 med ca. 25 procent i forhold til et konventionelt inderlag af samme tykkelse. Laminatet ifølge opfindelsen udviser ligeledes en betragtelig formindskelse af friktionskoefficienten, idet det skal anføres, at der ikke var sat friktionsformindskende midler til inderlaget i laminaterne i 10 eksemplerne. Mens laminatet ifølge opfindelsen udviste samme modstandsevne mod punktering fra laminatets yderside som det konventionelle laminat, var dets modstandsevne mod punktering fra indersiden overraskende forøget med ca. 20 procent i forhold til det konventionelle laminats.

15 Man kan derfor af de anførte eksempler sammenfattende konkludere, at man med laminatet ifølge opfindelsen kan opnå en væsentlig materiale- og vægtbesparelse i forhold til et tilsvarende konventionelt laminat, at friktionskoefficienten for laminatets indvendige overflade blev reduceret 20 så meget, at det til de fleste anvendelser vil være unødvendigt at tilsætte inderlaget friktionsformindskende midler, således at man undgår de dermed forbundne ulemper, samt at laminatets modstandsevne mod punktering fra indersiden blev væsentlig forøget i sammenligning med modstandsevnen hos et 25 tilsvarende konventionelt laminat, og at laminatet ifølge opfindelsen således er bedre egnet til emballering af varer, der indeholder spidse eller skarpe dele.

Claims (8)

10 DK 1600ό6 3 Patentkrav.

1. Laminat, navnlig til emballering af levneds- eller nydelsesmidler, og omfattende i det mindste to lag, nemlig et yderlag (2) bestående af en første film af plastmateriale 5 og et inderlag (5) bestående af en anden film af plastmateriale, fakultativt med et midterlag (3) bestående af en folie eller en belægning af et metallisk materiale eller af en tredie film af plastmateriale indskudt mellem yder- og inderlaget, hvilke lag (2,3,5) er adhæsivt forbundet med 10 hinanden til dannelse af laminatet (1), kendetegnet ved, at inderlagets (5) film af plastmateriale består af to koekstruderede dele (6,7), nemlig en første med yderlaget (2) eller midterlaget (3) sammenklæbet del (6) af uopskummet plastmateriale og en anden, laminatets indre, 15 frie overflade (10) dannende del (7) af opskummet plastmateriale.

2. Laminat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at inderlagets (5) uopskummede del (6) har en tykkelse på mellem 20 og 60 mikron, fortrinsvis mellem 30 og 40 mi- 20 kron, mens dets opskummede del (7) har en tykkelse på mellem 35 og 102 mikron, fortrinsvis mellem 51 og 68 mikron.

3. Laminat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at inderlagets (5) uopskummede del (6) og dets opskummede del (7) består af i det væsentlige samme plastma- 25 teriale.

4. Laminat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at inderlagets (5) uopskummede del (6) og dets opskummede del (7) består af forskellige plastmaterialer.

5. Fremgangsmåde til fremstilling af et laminat (1) 30 ifølge ethvert af de foregående krav, ved hvilken i det mindste to lag, nemlig et yderlag (2) bestående af en første film af plastmateriale og et inderlag (5) bestående af en anden film af plastmateriale, og fakultativt et midterlag (3) bestående af en folie eller en belægning af et metallisk 35 materiale eller af en tredie film af plastmateriale forbindes adhæsivt med hinanden, kendetegnet ved, at inder- 11 DK '· 6 O O j 6 3 lagets (5) anden film af plastmateriale fremstilles ved koekstrudering af et første plastmateriale, der ikke er tilsat opskumningsmiddel, med et andet plastmateriale, der er tilsat opskumningsmiddel, idet det første plastmateriale 5 danner den overflade af inderlaget (5) , der forbindes adhæsivt med yderlaget (2) henholdsvis med midterlaget (3) , mens det andet plastmateriale danner laminatets (1) indre, frie overflade (10) .

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendete g-10 net ved, at inderlagets (5) første plastmateriale og dets andet plastmateriale i det væsentlige er identiske.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at inderlagets (5) første plastmateriale og dets andet plastmateriale er forskellige.

8. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 5 til 7, kendetegnet ved, at der til inderlagets (5) andet plastmateriale sættes en sådan mængde opskumningsmiddel, at plastmaterialet efter opskumning udviser en volumenforøgelse på mellem 50 og 100 procent, fortrinsvis mellem 70 og 80 20 procent.