DE202014007537U1 - Heat-sealed polymeric packaging material - Google Patents

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Abstract

Wärmeverschweißtes polymeres Verpackungsmaterial, umfassend eine äußere, mittlere und innere Schicht, die aus Polyolefin mit einem Füllmittel in Form von feinkörnigem Material und Pigment hergestellt sind, wobei die äußere, mittlere und innere Schicht in einer Dicke im Verhältnis von jeweils 15–25%:35–45%:35–45%, bezogen auf die Gesamtdicke des Verpackungsmaterials, hergestellt sind, wobei die äußere Schicht 40–80 Gewichtsteile Polyethylen mit hoher Dichte und 20–60 Gewichtsteile eines Polyethylens und Calciumcarbonat-Füllmittels, hinsichtlich des Gesamtgewichts der Schicht, enthält und die mittlere Schicht 10–20 Gewichtsteile eines linearen Polyethylens mit niederer Dichte und 60–80 Gewichtsteile eines Polyethylens mit hoher Dichte und 5–20 Gewichtsteile eines Pigments, basierend auf dem Gesamtgewicht der Schicht, enthält, und die innere Schicht 100 Gewichtsteile eines linearen Polyethylens mit niederer Dichte enthält.A heat-sealed polymeric packaging material comprising an outer, middle and inner layer made of polyolefin with a filler in the form of fine-grained material and pigment, wherein the outer, middle and inner layers are in a thickness of 15-25%: 35, respectively -45%: 35-45%, based on the total thickness of the packaging material, the outer layer containing 40-80 parts by weight of high density polyethylene and 20-60 parts by weight of a polyethylene and calcium carbonate filler, in terms of the total weight of the layer and the middle layer contains 10-20 parts by weight of a linear low density polyethylene and 60-80 parts by weight of a high density polyethylene and 5-20 parts by weight of a pigment based on the total weight of the layer, and the inner layer is 100 parts by weight of a linear polyethylene containing low density.

Description

Die Erfindung betrifft eine Polyolefin-Verpackungsfolie, basierend auf Polyethylen und mineralischen Füllstoffen, welche Eigenschaften vergleichbar mit Papier bietet.The invention relates to a polyolefin packaging film based on polyethylene and mineral fillers, which offers properties comparable to paper.

Ein dreilagiges Verpackungsmaterial ist bekannt, welches die Form eines Blattes bzw. Bogens aufweist und äußere, mittlere und innere, aus Polyethylen hergestellte Schichten enthält, wobei das Gewicht der äußeren Schicht bei 15–35 Anteilen, das Gewicht der mittleren Schicht bei 30–70 Anteilen und das Gewicht der inneren Schicht bei 15–35 Anteilen, bezogen auf die Gesamtdicke der Schicht, liegt, wobei die äußere Schicht 40–90 Gewichtsteile eines linearen Polyethylens niederer Dichte, 5–50 Gewichtsteile eines feinkörnigen Materials, das ein Tastempfinden wie Papier erzeugen kann, und 5–10 Gewichtsteile eines Pigments enthält, die mittlere Schicht 60–95 Gewichtsteile eines Polyethylens mit hoher Dichte, 0–20 Gewichtsteile eines feinkörnigen Materials und 5–20 Gewichtsteile eines Pigments enthält, und die innere Schicht 70–98 Gewichtsteile eines linearen Polyethylens niederer Dichte, 0–10 Gewichtsteile eines Füllmittels und 0–20 Gewichtsteile eines Pigments enthält (siehe U.S. Patent Nummer 6,054,218 , IPC B 32B 27/20, B 32B 005/16, 2000).A three-ply packaging material is known which is in the form of a sheet containing outer, middle and inner layers made of polyethylene, the weight of the outer layer being 15-35 parts, the weight of the middle layer being 30-70 parts and the weight of the inner layer is 15-35 parts based on the total thickness of the layer, the outer layer being 40-90 parts by weight of a linear low density polyethylene, 5-50 parts by weight of a fine grained material capable of producing a tactile sensation such as paper and 5-10 parts by weight of a pigment, the middle layer contains 60-95 parts by weight of a high-density polyethylene, 0-20 parts by weight of a fine-grained material and 5-20 parts by weight of a pigment, and the inner layer contains 70-98 parts by weight of a linear polyethylene low density, 0-10 parts by weight of a filler and 0-20 parts by weight of a pigmen contains ts (see US Patent Number 6,054,218 , IPC B 32B 27/20, B 32B 005/16, 2000).

Das bekannte Verpackungsmaterial ist jedoch nicht elastisch und seine Sperreigenschaften sind auf Grund der Porosität des Materials nicht hinreichend. Demgemäß kann das bekannte Verpackungsmaterial nicht als ein Verpackungsmaterial für chemisch aktive Pulver wie etwa Waschpulver eingesetzt werden. Zusätzlich kann das wohlbekannte Verpackungsmaterial nicht in Hochgeschwindigkeitsproduktionslinien eingesetzt werden, in denen ein kleiner Kraftaufwand für das Pressen der Folie erforderlich ist, um die gewünschte Qualität der Verschweißungsnähte zu erreichen.However, the known packaging material is not elastic and its barrier properties are not sufficient due to the porosity of the material. Accordingly, the known packaging material can not be used as a packaging material for chemically active powders such as washing powder. In addition, the well-known packaging material can not be used in high speed production lines where a small amount of force is required to press the film to achieve the desired weld seam quality.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verpackungsmaterial zu schaffen, welches eine verbesserte Flexibilität und hinreichende Sperreigenschaften der Polymerfolie liefert und das die Möglichkeit bietet, es als Verpackungsmaterial in Hochgeschwindigkeitsproduktionslinien einzusetzen.The object of the present invention is to provide a packaging material which provides improved flexibility and barrier properties of the polymeric film and which offers the opportunity to use it as a packaging material in high speed production lines.

Die Aufgabe wird durch das Schaffen einer definierten Stärke bzw. Dicke der polymeren Materialschichten in einem Blatt bzw. einem Bogen zur Verpackung von Lebensmitteln und Non-Food-Produkten gelöst, welches bzw. welcher die äußere, mittlere und innere Schicht aus Polyolefin; Füllmittel in Form von feinkörnigem Material; und Pigment enthält. Erfindungsgemäß besitzen die äußere, mittlere und innere Schicht jeweils eine Stärke im Verhältnis von 15–25%:35–45%:35–45%, bezogen auf die Gesamtstärke bzw. Gesamtdicke des Verpackungsblattes bzw. -bogens, wobei jede der äußeren Schichten 40–80 Gewichtsteile des Polyethylens mit hoher Dichte und 20–60 Gewichtsteile eines auf Calciumcarbonat und Polyethylen basierenden Füllmittels, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht, enthalten, während die mittlere Schicht 10–20 Gewichtsteile eines linearen Polyethylens mit niederer Dichte; 60–80 Gewichtsteile eines auf Polyethylen und Calciumcarbonat basierenden Füllmittels; und 5–20 Gewichtsteile des Pigments, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht enthält, und die innere Schicht 100 Gewichtsteile eines linearen Polyethylens mit niederer Dichte enthält.The object is achieved by providing a defined thickness of the polymeric material layers in a sheet for packaging food and non-food products, which comprises the outer, middle and inner layers of polyolefin; Filler in the form of fine-grained material; and pigment. According to the invention, the outer, middle and inner layers each have a thickness in the ratio of 15-25%: 35-45%: 35-45%, based on the total thickness or total thickness of the packaging sheet or sheet, wherein each of the outer layers 40 -80 parts by weight of the high density polyethylene and 20-60 parts by weight of a calcium carbonate and polyethylene based filler based on the total weight of the layer, while the middle layer contains 10-20 parts by weight of a low density linear polyethylene; 60-80 parts by weight of a polyethylene and calcium carbonate based filler; and 5-20 parts by weight of the pigment based on the total weight of the layer, and the inner layer contains 100 parts by weight of a low density linear polyethylene.

Zusätzlich können die äußere, mittlere und innere Schicht mit einem Dickenverhältnis von jeweils 20%:40%:40% erzeugt sein. Weißpigment enthält lineares Polyethylen mit niederer Dichte und Titandioxid.In addition, the outer, middle and inner layers may be formed in a thickness ratio of 20%: 40%: 40%, respectively. White pigment contains linear low density polyethylene and titanium dioxide.

Die vorgeschlagenen wärmeverschweißten polymeren Verpackungsmaterialien ermöglichen die folgenden technischen Vorteile:

  • – Erzeugen einer gesteigerten Verpackungsmaterialflexibilität;
  • – Erzeugen von gesteigerten Sperreigenschaften des Verpackungsmaterials;
  • – Schaffen der Möglichkeit zur Verwendung des Verpackungsmaterials in Hochgeschwindigkeitsproduktionslinien.
The proposed heat-sealed polymeric packaging materials provide the following technical advantages:
  • Generating increased packaging material flexibility;
  • Generating increased barrier properties of the packaging material;
  • - Create the possibility of using the packaging material in high-speed production lines.

Zusätzlich:In addition:

  • – Mögliche Erweiterung des Bereichs von verschweißtem Folienmaterial mit der erforderlichen Qualität der Verschweißung;- possible extension of the area of welded foil material with the required quality of welding;
  • – Schaffung einer rauen äußeren Oberfläche, die sich wie Papier anfühlt;- creating a rough outer surface that feels like paper;
  • – Sicherstellen einer hinreichenden Verschweißungsfestigkeit des Verpackungsmaterials;Ensuring a sufficient welding strength of the packaging material;
  • – Möglichkeit zur Verpackung von aggressiven Chemikalien wie etwa Tensiden.- Possibility of packaging aggressive chemicals such as surfactants.

Die vorgeschlagenen wärmeverschweißten Folienverpackungsmaterialien enthalten folgendermaßen angeordnete äußere, mittlere und innere Schichten.The proposed heat sealed foil packaging materials include outer, middle and inner layers arranged as follows.

Das Verpackungsmaterial wird durch ein Coextrusionsblasformungsverfahren mit einem oberen Zuführschlauch für einen 3-Schneckenextruder hergestellt. Der Herstellungsprozess schließt die folgenden Verfahrensschritte mit ein:

  • 1) Herstellung der Rohmaterialien;
  • 2) Schmelzen des Granulats und Homogenisierung der Schmelze;
  • 3) Erzeugung des Schlauchs;
  • 4) Streckung und Abkühlung
  • 5) Wickeln und Verpacken des Materials;
  • 6) Qualitätskontrolle des Materials.
The packaging material is produced by a coextrusion blow molding process with an upper feed tube for a 3-screw extruder. The manufacturing process includes the following process steps:
  • 1) production of raw materials;
  • 2) melting of the granules and homogenization of the melt;
  • 3) generation of the hose;
  • 4) stretching and cooling
  • 5) wrapping and packaging of the material;
  • 6) Quality control of the material.

Die Komponenten für die Polymerzusammensetzung werden in einem Mischer gemäß Rezeptur vermischt, dann wird die Mischung zu dem Aufgabetrichter des Extruders unter Verwendung einer Drucklufttechnik zugeführt. Eine Mischung aus Polyethylengranulat bzw. -körnern und Komponenten wird in die Beladungszone des Extruders geschüttet, wird dann mittels der Schnecken aufgenommen und entlang des Extruderzylinders zu dem Extrusionskopf bzw. der Extrusionsdüse bewegt. Gleichzeitig erfolgen eine allmähliche Verdichtung, ein Schmelzen des Materials und eine Homogenisierung. Das Material in Form einer Schmelze wird durch einen Filter gedrückt und erreicht den Ringkopf bzw. die Ringdüse. Die Schmelze passiert spiralförmige Kanäle und wird in einen kreisförmigen Zwischenraum zwischen der Spitze und dem Dorn als ein dünnwandiger Schlauch gedrückt. The components for the polymer composition are mixed in a mixer according to recipe, then the mixture is fed to the hopper of the extruder using a compressed air technique. A mixture of polyethylene granules and components is poured into the loading zone of the extruder, then taken up by the screws and moved along the extruder barrel to the extrusion head or extrusion die. At the same time a gradual compaction, a melting of the material and a homogenization occur. The material in the form of a melt is forced through a filter and reaches the ring head or the annular nozzle. The melt passes through spiral channels and is forced into a circular space between the tip and the mandrel as a thin-walled tube.

Der Schlauch wird durch Druckluft, die durch ein Loch im Dorn strömt, aufgeblasen. So kommt es zu einer Absenkung der Wandstärke des Schlauchs aufgrund seiner Streckung in Querrichtung. Die Schlauchbreite wird durch Variieren des Luftvolumens innerhalb des Schlauchs reguliert.The hose is inflated by compressed air flowing through a hole in the mandrel. Thus, there is a reduction in the wall thickness of the hose due to its extension in the transverse direction. The hose width is regulated by varying the volume of air inside the hose.

Zur Sicherstellung einer schnellen und gleichförmigen Abkühlung des Schlauchs gibt es einen Kühlring am Kopfauslass, durch welchen gleichmäßig Luft hindurchströmt.To ensure a quick and uniform cooling of the hose there is a cooling ring at the head outlet, through which air flows evenly.

Danach passiert der Schlauch die Stabilisation-Beförderungsvorrichtung, das System mit Walzenführungen und Geräten zur Behandlung mittels Coronaentladung. Vor der Aufnahmerolle bzw. Zulaufrolle ist ein Messersatz zum Schneiden des Schlauchs in die Folienbahn installiert. Die Schnittkante rollt sich auf einem separaten Aufnehmer auf und wird zum Bereich für das Recycling in Form von Prozessabfall weitertransportiert. Das Verpackungsmaterial wird auf einem Kartondrehkreuz bzw. einer Kartondrehscheibe in Form von Rollen aufgewickelt. Bei Erreichen der gewünschten Gesamtlänge wird das Verpackungsmaterial automatisch abgeschnitten. Verwendungsfertige Rollen werden verpackt und gewogen.Thereafter, the hose passes through the stabilizer conveyor, the system with roller guides and corona discharge treatment equipment. In front of the take-up roll or supply roll, a knife set for cutting the hose is installed in the film web. The cut edge rolls onto a separate pick-up and is transported to the recycling area in the form of process waste. The packaging material is wound on a cardboard turnstile or a carton hub in the form of rolls. When the desired total length is reached, the packaging material is automatically cut off. Ready-to-use rolls are packed and weighed.

Das Bedienpersonal überprüft die Stärke und Breite einer jeden Rolle während der Extrusion und es verifiziert das Aktivierungspotential des Verpackungsmaterials nach der Behandlung mittels Coronaentladung.The operator checks the thickness and width of each roll during extrusion and verifies the activation potential of the packaging material after corona discharge treatment.

Während des Coextrusionsprozesses werden drei unterschiedliche Schichten an Plastikfolien kombiniert. Die verschiedenen Polymerkomponentenmischungen werden zu jedem Vorratsbehälter des 3-Schnecken-Extruders zur Erzeugung der entsprechenden Schichten der Polymerfolie zugeführt. Jede Polymermasse hat einen individuellen Prozess des Schmelzens und Homogenisierns und sie werden beim Schritt des Einfüllens in den Extruderkopf bzw. Extruderdüse kombiniert, in welchem bzw. in welcher der dreilagige Schlauch erzeugt wird.During the coextrusion process, three different layers of plastic film are combined. The various polymer component mixtures are supplied to each hopper of the 3-screw extruder to produce the respective layers of polymer film. Each polymer composition has an individual melting and homogenizing process and, in the step of filling, it is combined into the extruder head or extruder die in which the three-layered tube is produced.

Die Folienoberfläche oder die äußere Schicht wird mittels Coronaentladung behandelt, um die Oberflächenspannung der Folie zu erhöhen, sodass eine notwendige Farbanhaftung während des anschließenden Bedruckens ermöglicht wird.The film surface or outer layer is corona discharge treated to increase the surface tension of the film, allowing for necessary ink adhesion during subsequent printing.

Die Erfindung betrifft Verpackungsmaterialien, hergestellt aus Polyolefinfolien, basierend auf Polyethylen und mineralischen Füllmitteln, welche Eigenschaften ähnlich wie Papier bieten.The invention relates to packaging materials made from polyolefin films based on polyethylene and mineral fillers which provide properties similar to paper.

Zusammenfassend kann man ergänzen, dass die Folie die äußere, mittlere und innere Schicht aus Polyolefin, gefüllt mit feinkörnigem Material und Pigment, enthält. Die äußere, mittlere und innere Schicht sind mit einem Dickenverhältnis von jeweils 15–25%:35–45%:35–45%, bezogen auf die Gesamtdicke des Verpackungsmaterials, hergestellt. Die äußere Schicht enthält 40–80 Gewichtsteile Polyethylen mit hoher Dichte und 20–60 Gewichtsteile Polyethylen und Calciumcarbonat-Füllmittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht. Die mittlere Schicht enthält 10–20 Gewichtsteile eines linearen Polyethylens mit niederer Dichte und 60–80 Gewichtsteile eines Füllmittels, basierend auf Polyethylen mit hoher Dichte, und 5–20 Gewichtsteile des Gesamtgewichts sind die Pigmentschicht, während die innere Schicht 100 Gewichtsteile eines linearen Polyethylens mit niederer Dichte enthält.In summary, it can be added that the film contains the outer, middle and inner layer of polyolefin filled with fine-grained material and pigment. The outer, middle and inner layers are made in a thickness ratio of 15-25% each: 35-45%: 35-45% based on the total thickness of the packaging material. The outer layer contains 40-80 parts by weight of high density polyethylene and 20-60 parts by weight of polyethylene and calcium carbonate filler, based on the total weight of the layer. The middle layer contains 10-20 parts by weight of a linear low density polyethylene and 60-80 parts by weight of high density polyethylene based filler, and 5-20 parts by weight of the total weight is the pigment layer, while the inner layer is 100 parts by weight of a linear polyethylene contains low density.

Erhöhte Flexibilität des Verpackungsmaterials und hohe Sperreigenschaften wurden erzielt, der Einsatz einer Polymerfolie als ein Verpackungsmaterial in Hochgeschwindigkeitsproduktionslinien wird erreicht. Die Möglichkeit der Verpackung von Lebensmitteln und Non-Food-Produkten, einschließlich chemisch aggressiver Pulver, wie etwa Waschpulvern, Pestiziden und so weiter wurde sichergestellt.Increased flexibility of the packaging material and high barrier properties have been achieved, the use of a polymer film as a packaging material in high-speed production lines is achieved. The possibility of packaging food and non-food products, including chemically aggressive powders such as washing powders, pesticides and so on has been ensured.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 6054218 [0002] US 6054218 [0002]

Claims (3)

Wärmeverschweißtes polymeres Verpackungsmaterial, umfassend eine äußere, mittlere und innere Schicht, die aus Polyolefin mit einem Füllmittel in Form von feinkörnigem Material und Pigment hergestellt sind, wobei die äußere, mittlere und innere Schicht in einer Dicke im Verhältnis von jeweils 15–25%:35–45%:35–45%, bezogen auf die Gesamtdicke des Verpackungsmaterials, hergestellt sind, wobei die äußere Schicht 40–80 Gewichtsteile Polyethylen mit hoher Dichte und 20–60 Gewichtsteile eines Polyethylens und Calciumcarbonat-Füllmittels, hinsichtlich des Gesamtgewichts der Schicht, enthält und die mittlere Schicht 10–20 Gewichtsteile eines linearen Polyethylens mit niederer Dichte und 60–80 Gewichtsteile eines Polyethylens mit hoher Dichte und 5–20 Gewichtsteile eines Pigments, basierend auf dem Gesamtgewicht der Schicht, enthält, und die innere Schicht 100 Gewichtsteile eines linearen Polyethylens mit niederer Dichte enthält.A heat-sealed polymeric packaging material comprising an outer, middle and inner layer made of polyolefin with a filler in the form of fine-grained material and pigment, wherein the outer, middle and inner layers are in a thickness of 15-25%: 35, respectively -45%: 35-45%, based on the total thickness of the packaging material, the outer layer containing 40-80 parts by weight of high density polyethylene and 20-60 parts by weight of a polyethylene and calcium carbonate filler, in terms of the total weight of the layer and the middle layer contains 10-20 parts by weight of a linear low density polyethylene and 60-80 parts by weight of a high density polyethylene and 5-20 parts by weight of a pigment based on the total weight of the layer, and the inner layer is 100 parts by weight of a linear polyethylene containing low density. Wärmeverschweißtes polymeres Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die äußere, mittlere und innere Schicht in einem Dickenverhältnis von jeweils 20%:40%:40% hergestellt sind.The heat-sealed polymeric packaging material of claim 1, wherein the outer, middle and inner layers are made in a thickness ratio of 20%: 40%: 40%, respectively. Wärmeverschweißtes polymeres Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, wobei ein Weißpigment ein lineares Polyethylen niederer Dichte und Titandioxid enthält.A heat sealed polymeric packaging material according to claim 1, wherein a white pigment contains a linear low density polyethylene and titanium dioxide.
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