DE69303715T2

DE69303715T2 - Polymerzusammensetzung für aufreissbare Verpackungsfolie

Info

Publication number: DE69303715T2
Application number: DE69303715T
Authority: DE
Inventors: Georges F-27300 Bernay Cathala
Original assignee: GEN GRANDES SOURCES
Current assignee: Conditionnement Et Industrie Sa (ceisa) Be
Priority date: 1992-08-10
Filing date: 1993-08-10
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2013-08-11
Also published as: ES2091022T3; GR3021306T3; FR2694538A1; US5630307A; CA2141443C; EP0652841B1; DK0652841T3; CA2141443A1; EP0652841A1; WO1994003375A1; FR2694538B1; DE69303715D1

Description

Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verpackung von Produkten durch einen rasch zu öffnenden Kunststoffilm zum Gegenstand.
In genauerer Weise betrifft die Erfindung insbesondere das Verpacken von Produkten, wie Flaschen, Dosen, Gläser, etc., mit Hilfe eines Kunststoffilms bzw. einer Kunststoffolie, der des weiteren ein Öffnen durch rasches Aufreißen der Verpackung erlaubt, um einen bequemen Zugang zu den Produkten zu haben. Um eine Spannfeststellungswirkung der Produkte sicherzustellen, kann der Kunststoffilm wärmeschrumpffähig oder -dehnbar sein und die Verpackung wird durch Heißschweißen oder durch Verkleben geschlossen.
Man findet immer häufiger Produkte, welche zum Verkauf in einer Zusammenstellung einer bestimmten Anzahl angeboten werden, beispielsweise zu Sechsen zusammengestellte Flaschen von Mineralwasser, welche mit Hilfe eines Kunststoffilms verpackt sind. Dieser Film bzw. diese Folie gestattet eine gute Vergemeinschaftung verschiedener Produkte und durch seine Beschaffenheit zeigt er häufig eine Öffnung an jedem seiner Enden. Wenn der Benutzer die Verpackung abnehmen will, um die Produkte zu entnehmen, beispielsweise die Flaschen, ist dieser Vorgang nicht immer sehr leicht, da per Definition der verwendete Kunststoffilm sehr resistent bzw. widerstandsfähig ist.
Es ist auch von Interesse, eine Verpackungsfolie anzubringen, welche nach mehreren Richtungen entsprechend dem verwirklichten Verpackungstyp aufgerissen werden kann.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verpackung von Produkten durch einen Kunststoffilm zu liefern, welche ein erleichtertes Öffnen des Films gestatten, um Zugang zu den verpackten Produkten zu haben, wobei eine große mechanische Widerstandsfähigkeit der Verpackung während der Handhabung der verpackten Produkte erhalten bleibt.
Um dieses Ziel zu erreichen, zeichnet sich das Verfahren zur Gestaltung einer schnell zu öffnenden Verpackung zum Verpacken von Gegenständen dadurch aus, das es die folgenden Schritte umfaßt:
man setzt wenigstens einem extrudierbaren Kunstoffmaterial ein Versprödungsmittel zu,
man stellt einen einlagigen Film bzw. eine einlagige Folie durch Monoextrusion ausgehend von dieser Zusammensetzung her,
man umhüllt bzw. umgibt wenistens teilweise die Gegenstände mit Hilfe eines Teiles des Films bzw. der Folie und man gestaltet Mittel aus, welche einen Reißansatz in dem Teil des Films bilden, durch welchen man die Verpackung in der vorbestimmten Richtung durch den Ansatz aufreißen kann.
Es ist zu verstehen, daß so der Aufbau der Verpackung eine homogene Zusammensetzung besitzt und dank der Gegewart des Versprödungsmittels man das Aufreißen der Verpackung gemäß einer Richtung erhalten kann, welche der besonderen Gestaltung der Mittel entsprechen, die einen Reißansatz bilden.
Diese Reißrichtung ist vorzugsweist die Extrusionsrichtung des Films oder die senkrechte Richtung zu der letzteren.
Diese einen Reißansatz bildenden Mittel können in einer Vorstanzung in dem Kunststoffilm bestehen oder auch im Anbringen einer Reißlasche bzw. -zunge in der Nähe eines offenen Randes des die Verpackung bildenden Films.
Die zur Gestaltung des Films notwendige Mischung von Ausgangsmaterialien wird ausgehend von jeglichen mit sauren Copolymeren, wie EAA (Ethylacrylsäure), EMA (Ethylmethylacrylsäure) oder anderen ionisierten Grundstoffen hergestellt, welche teilweise oder nicht mit Kationen, welche Zink, Natrium oder andere sein können, neutralisiert sind.
Vorzugsweise beträgt der Gewichtsgehalt an Versprödungsmittel zwischen einschließlich 5 und 30 %.
Die Anordnung zum Verpacken von Gegenständen mit Schnellöffnung zeichnet sich dadurch aus, daß sie einen einlagigen Film aus einem Kunststoffmaterial, das ein Versprödungsmittel enthält und wenigstens teilweise die Gegenstände umhüllt, und wenigstens ein Mittel, das einen Reißansatz bildet, umfaßt, wodurch die Verpackung manuell wenigstens in eine vorbestimmte Richtung ausgehend von dem den Reißansatz bildenden Mittel aufgerissen werden kann.
Weitere charakteristische Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser bei der Lektüre der Beschreibung, welche verschiedene Ausführungsformen der Erfindung, welche zu nicht beschränkenden Beispielzwecken angegeben sind, verfolgt. Die Beschreibung bezieht sich auf die anliegenden Figuren, worin:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform der Verpackung zum Verpacken einer Gruppe von Flaschen ist,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Verpackung der Fig. 1 ist,
Fig. 3 ein Schema ist, das eine erste Ausführungsform des Reißansatzes zeigt,
Fig. 4 eine schematische Ansicht ist, die eine zweite Ausführungsform des Reißansatzes zeigt,
Fig. 5 eine schematische Ansicht ist, die eine dritte Ausführungsform des Reißansatzes zeigt, und
Fig. 6, 7 und 8 Verpackungen im Aufriß und einer Ansicht von oben zeigen, welche mit anderen Reißansätzen ausgestatte sind, und
Fig. 9 ein Schema ist, das die Versuche zur Reißfähigkeit des Films erläutert.
Bevor verschiedene Ausführungsformen der Erfindung genau beschrieben werden, wird das Prinzip beschrieben.
Zum Ausgestalten des als Verpackung dienenden Kunststoffilms vereint man in einer Mischung üblicherweise zum Herstellen dieses Folientyps verwendete Kunststoffmaterialien und ein Versprödungsmittel, das bevorzugt ein Ionomer ist. Die verwendeten Kunststoffmaterialien können in klassischer Weise radikalartiges Polyethylen, lineares Polyethylen, Polyethylen hoher Dichte oder auch eine Mischung dieser Bestandteile sein. Das vorzugsweise durch ein lonomer gebildete Versprödungsmittel können insbesondere durch die EXXON unter der Bezeichnung IOTEK 4000, 4200 oder 3110 vertriebene Produkte oder das durch die DUPONT DE NEMOURS unter der Marke SURLYN 1601 oder 1650 vertriebene Produkt sein.
Das Ionomer basiert vorzugsweise auf einem Acrylsäure- oder Methycrylsäurevorläufer, der durch ein Kation neutralisiert ist, das vorzugsweise Natrium oder Zink ist.
Allgemeiner wird die Mischung von zur Gestaltung des Films erforderlichen Ausgangsmaterialien aus jeglichen Grundstoffen hergestellt, welche (vollständig oder teilweise) mit sauren Copolymeren ionomerisiert sind, wie EAA (Ethylacrylsäure), EMA (Ethylmethylacrylsäure) oder andere, welche teilweise oder nicht mit Kationen neturalisiert sind, welche Zink, Natrium oder andere sein können.
Die Zugabe des Versprödungsmittels zum Basiskunststoffmaterial, das den Film bildet, gestattet es, nachdem in dem Film bzw. der Folie ein Reißansatz ausgebildet wurde, mit einem wirksamen Aufreißen des Films in manueller Weise gemäß der Richtung, welche dem Reißansatz entspricht, zu verfahren, ohne daß dies Anstrengungen erfordert,. Der Film wird durch Monoextrusion ausgehend von der Mischung eines Teils eines Basisbestandteiles der durch radikalartiges Polyethylen niedriger Dichte und gegebenenfalls einem linearen Polyethylen oder einem Polyethylen hoher Dichte oder gegebenenfalls der Mischung von zwei oder drei dieser Verbindungen gebildet ist und andererseits dem Versprödungsmittel, gebildet.
Der Gewichtsgehalt an Versprödungsmittel liegt vorzugsweise zwischen einschließlich 5 und 30 %. Versuche, die mit einem Gewichtsgehalt an Versprödungsmittel von 15 bis 25 % durchgeführt wurden, haben sehr gute Ergebnisse ergeben, aufgrund der Leichtigkeit des Reißens, wie später gezeigt werden wird.
Der einlagige Verpackungsfilm wird durch Monoextrusion erhalten, wie vorher erläutert worden ist. Die Bedingungen der Schmelz- bzw. Blasextrusion sind vorzugsweise die folgenden.
Die Extrusionstemperatur beträgt 160º bis 220ºC, gemäß der Fluiditätszahl (Schmelzindex) der verwendeten Grundharze. Das Aufblasverhältnis liegt zwischen einschließlich 1,5 und 5. Das Zugverhältnis liegt zwischen einschließlich 1,5 und 30 und vorzugsweise zwischen einschließlich 1,5 und 10. Die Dicke des Films beträgt vorzugsweise zwischen einschließlich 20 und 150 µm, der Luftspalt des Extrusionskopfes liegt zwischen einschließlich 0,6 und 2,8 mm und vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,2 mm. Schließlich beträgt die Fluiditätszahl der verwendeten Harze vorzugsweise zwischen einschließlich 0,2, wenn man die Zurückzieh- bzw. Schrumpfkräfte des Films verwenden will. Im gegenteiligen Fall kann die Fluiditätszahl für bestimmte Harze von 0,2 bis 15 reichen.
Die Untersuchung der Reißfähigkeit eines Films gemäß einer gegebenen Richtung wird an einer Probe des Films durchgeführt, was in Fig. 9 dargestellt ist. Die Breite l der Probe beträgt 360 mm und ihre Länge L 500 mm für die Reißversuche in Maschinenrichtung, d.h. in Extrusionsrichtung und 300 mm für die Reißversuche in Querrichtung, d.h. senkrecht zur Extrusionsrichtung. Der Reißansatz A besitzt eine Breite b von 20 mm und eine Länge a von 25 mm. Man reißt mit einer Geschwindigkeit von etwa 250 mm/s am Ansatz A bis zum Endstück der Probe. Man mißt die Breite a' des Risses am anderen Ende der Probe, d.h. 500 mm oder 300 mm weiter in Reißrichtung. Man führt 5 Versuche für jede Reißrichtung durch. Der Reißfähigkeitskoeffizient R ist durch das Verhältnis a'/a, ausgedrückt in Prozent, gegeben. Der Koeffizient R kann größer als 30 % sein.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele des Films gemäß der Erfindung angegeben.

BEISPIEL 1

Die Gewichtszusammensetzung des Films ist die folgende:
- radikalartiges Polyethylen niedriger Dichte Typ 150 BG von EXXON 70 %
- Ionomer IOTEK 3110 von EXXON 20 %
- lineares Polyethylen Typ 0209AA von BRITISH PETROLEUM
Die Extrusionsbedingungen sind die folgenden:
Man verwendet einen Extruder mit einem Durchmesser von 120/25 D mit einem Extrusionskopf von 500 mm und einem Luftspalt von 1 mm. Das (Auf)blasverhältnis beträgt 3,12 und das Zugverhältnis 4,3. Die Dicke des Films beträgt 67 um, die Extrusionsbreite beträgt 2450 mm und die Extrusionstemperatur bei der Scheide bzw. Stulpe beträgt 160 bis 200ºC.
Die an diesem Film durchgeführten Versuche haben die folgenden Ergebnisse ergeben, wobei R&sub1; die Reißfähigkeit in Extrusionsrichtung und R&sub2; die Reißfähigkeit in Querrichtung ist.
Man stellt fest, daß der Film eine sehr gute Reißfähigkeit in beiden Richtungen zeigt, wobei diese Reißfähigkeit über der Norm liegt.

BEISPIEL II

Die Gewichtszusammensetzung des Films ist die folgende:
- radikalartiges Polyethylen niedriger Dichte Typ 150 GB von EXXON 80 %
- Ionomer IOTEK 3110 von EXXON 20 %
Man verwendet den gleichen Extruder wie in Beispiel I und ein (Auf)blasverhältnis von 2,55 und ein Zugverhältnis von 7,16. Die Dicke des Films beträgt 45 µm und die Extrusionsbreite beträgt 2000 mm und der Durchsatz 300 kg.
Die Reißversuche haben die folgenden Ergebnisse ergeben:
Man sieht, daß die Ergebnisse der Reißversuche in beiden Richtungen noch stark über der erforderlichen Norm liegen.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verpackung beschrieben. In diesen Figuren hat man beispielhaft sechs Mineralwasserflaschen 10, verpackt in einem Kunststoffilm dargestellt. Wie bekannt, ist der Kunststoffilm 12 gebildet, um eng die unteren Enden 14 der Flaschen sowie ihre oberen Enden 16 zu umhüllen, um die Zusammenstellung der sechs Flaschen räumlich eng gegeneinander zusammengedrängt zusammenzuhalten. Wie die Fig. 2 besser zeigt, läßt der Kunststoffilm bei dem beschriebenen Beispiel während dieser Vorgehensweise zwei Öffnungen 18 bzw. 20 an jedem Ende der Verpackung über den unteren Teilen 14 der Flaschen. Wie die Figuren zeigen, hat man Reißansätze 22 und 24 angebracht, welche durch eine auf den Kunststoffilm selbst aufgeklebte oder geschmolzene Papier- oder Kunststofflasche gebildet sind. Wie man sieht, sind diese Ansätze vorzugsweise an den Rändern der Öffnungen 18 und 20 befestigt. Aufgrund der Sprödigkeit des Kunststoffmaterials, das die Verpackung bildet, reicht es für den Benutzer aus, einen der Reißansätze zu ergreifen, um den Kunststoffilm leicht entlang der gezeigten gestrichelten Linie 26 der Fig. 1 zu reißen. Es versteht sich, daß die Striche keinesfalls eine Vorstanzung darstellen.
Die Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Reißansatzes. Dieser ist durch eine Vorstanzung 28 in H-Form gebildet, wobei der Ansatz 28 so eine transversale Reißrichtung 30 im Vergleich zur Extrusionsrichtung des Films 32 definiert. Der Reißansatz 34 in H-Form kann parallel zur Extrusionsrichtung verwirklicht sein, d.h. in Längsrichtung des Films, man erhält dann einen Riß 36 in Längsrichtung des Kunststoffilms. Die Öffnung wird erhalten, indem mit dem Finger der vorgestanzte Teil aufgebrochen wird und indem an der so gebildeten Lasche gezogen wird.
Die Fig. 4 veranschaulicht eine Ausführungsform von Mitteln, welche Reißansätze bilden, die jenen entsprechen, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind. Dieser Ansatz ist durch eine Kunststoff- oder Papierlasche 40 gebildet, welche auf dem Kunststoffilm aufgeklebt oder aufgeschmolzen ist. Ein Teil dieser Lasche steht über den Rand des Films 42 hinaus, um bequem mit der Hand gegriffen werden zu können. Die gestrichelten Linien 44 zeigen die durch die Position der Lasche vorbestimmte Reißrichtung.
Die Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Reißansatzes, der wieder durch eine Vorstanzung 46, die aus zwei Halbkreisen 48 und 50, die einander tangieren, gebildet ist. Diese Vorstanzung gestattet so zwei entgegengesetzte Reißrichtungen 52 und 54 festzulegen.
Die Fig. 6 zeigt eine Variante der Ausführungsform der Fig. 1 und 2. Die Laschen 56 und 58, welche einen Vorstanzansatz bilden, sind am oberen Teil 60 der Verpackung befestigt. Der Riß ergibt sich demzufolge in senkrechter Richtung, wie durch die Linien 62 und 64 gezeigt ist.
Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen zwei weitere Ausführungsformen eines Reißansatzes durch im oberen Teil 60 der Verpackung verwirklichte Vorstanzungen. Im Fall der Fig. 7 besitzen die Vorstanzungen 66 und 68 H-Form und gestatten es, die Verpackung senkrecht an ihren Hauptseiten aufzureißen. Im Fall der Fig. 8 besitzen die Vorstanzungen 70 und 72 X- Form und erlauben es, die Verpackung senkrecht über ihre Hauptfläche und entlang der Hauptlänge der Verpackung aufzureißen. Vorzugsweise entsprechen die Reißrichtungen der Extrusionsrichtung des Films und der Querrichtung.
Es versteht sich, daß der extrudierte Kunststoffilm in homogener Weise das Versprödungsmittel enthält. Der Reißansatz kann daher, in Funktion der besonderen Erfordernisse, welche mit den Gegenständen verbunden sind und mit der Form der Verpackung, unabhängig von der Stelle des Abschnitts des die Verpackung bildenden Films verwirklicht werden.
Man muß des weiteren unterstreichen, daß die Tatsache, das Versprödungsmittel direkt in das Kunststoffmaterial einzuführen, es erlaubt, Verpackungsfilme bzw. -folien durch Nonoextrusion zu erhalten, was die Kosten seiner Herstellung wesentlich reduziert.
Das Grundstoffpolymer und das Ionomer erfüllen unabhängig voneinander nicht die Anforderung von Kohäsion und leichtem Voranschreiten des Risses. Im Gegensatz dazu erlaubt in überragender Weise die Mischung dieser zwei Produkte in den angegebenen Verhältnissen, dieses Resultat zu erhalten. Es scheint, daß dieser Synergieeffekt es erlaubt, eine kontrollierte Kristallisation, eine Biorientierung, eine Spannungskonzentration, eine Heterogenität des Endproduktes und dementsprechend die Bildung intrinsischer Reißansätze zu erhalten.
In der vorangehenden Beschreibung hat man insbesondere Flaschenverpackungen betrachtet. Es ergibt sich indessen von selbst, daß die erfindungsgemäße Verpackung für die Verpakkung zahlreicher weiterer Produkte verwendet werden kann, wie Paletten von Zusammenstellungen von bereits verpackten Gegenständen oder für die Verpackung einzelner Gegenstände von großen Abmessungen.

Claims

1. Verfahren zur Gestaltung einer schnell zu öffnenden Verpackung zum Verpacken von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

man setzt wenigstens einem extrudierbaren Kunststoffmaterial ein Versprödungsmittel zu,

man stellt einen einlagigen Film durch Monoextrusion ausgehend von der Zusammensetzung her,

man umhüllt wenigstens teilweise die Gegenstände mit Hilfe eines Teiles des Films und man gestaltet Mittel, welche einen Reißansatz in dem Teil des Films bilden, durch welchen man die Verpackung in der vorbestimmten Richtung durch den Ansatz aufreißen kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Versprödungsmittel ein auf einem sauren Copolymer basierendes Ionomer ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lonomer auf einem durch Kationen neutralisierten Acryl- oder Methacrylsäurevorläufer basiert.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kationen Zink- oder Natriumkationen sind.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das saure Copolymer eine Ethylacrylsäure- oder eine Ethylmethylacrylcopolymer ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dab das saure Copolymer wenigstens teilweise mit Natrium- oder Zinkkationen neutralisiert ist.

7. Verfahren nach einein der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsgehalt an Versprödungsmittel zwischen einschließlich 5 und 30 % beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsgehalt an Versprödungsmittel zwischen einschließlich 15 und 25 % beträgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Basiskunststoffmaterial aus einem Kunststoffmaterial besteht, daß aus der Gruppe der radikalartigen Polyethylene und der linearen Polyethylene und der Polyethylene mit hoher Dichte ausgewählt ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial aus einer Mischung aus wenigstens zwei dieser Verbindungen besteht.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man den Film durch Extrusionsblasen herstellt, daß das Zugverhältnis zwischen einschließlich 1,5 und 30 und das Aufblasverhältnis zwischen einschließlich 1,5 und 5 liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugverhältnis zwischen einschließlich 1,5 und 10 liegt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließzahl der verwendeten Bestandteile zwischen einschließlich 0,2 und 15 liegt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließzahl der verwendeten Bestandteile zwischen einschließlich 0,2 und 2 liegt, wodurch der Film zurückziehbar ist.

15. Verpackungsanordnung von schnell zu öffnenden Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ein Versprödungsmittel enthaltenden einlagigen Film aus Kunststoffmaterial, der durch Monoextrusion erhalten wird und die Gegenstände wenigstens teilweise umhüllt, und wenigstens ein Mittel, das einen Reißansatz bildet umfaßt, wodurch die Verpackung manuell wenigstens in eine vorbestimmte Richtung ausgehend von den den Reißansatz bildenden Mitteln aufgerissen werden kann.

16. Verpackungsanordnung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die den Reißansatz bildenden Mittel eine Vorstanzung des Films umfassen.

17. Verpackungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die den Reißansatz bildenden Mittel eine einstückige Lasche des Films umfassen.

18. Verpackungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Versprödungsmittel von der Art ist, wie es in einem der Ansprüche 2 bis 5 definiert ist.

19. Verpackungsanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Reißansatz in Extrusionsrichtung angeordnet ist.

20. Verpackungsanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Reißansatz in einer orthogonalen Richtung zur Extrusionsrichtung angeordnet ist.