Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein polyolefinische Verpackungsfolie für fetthaltige Lebensmittel mit mindestens einer Blockungsschicht, einer Funktionsschicht und einer gefüllten Schicht.

Die klassischen Verpackungsmaterialien für Lebensmittel, insbesondere für Butter und Käse, basieren entweder auf satiniertem Papier oder meist einer Aluminiumverbundfolie, die auf der Butterseite wachskaschiert ist und Echtpergament trägt.

An diese Verpackungsmaterialien werden einige Anforderungen gestellt, wie beispielsweise ein gutes Aussehen, Bedruckbarkeit sowie Dichtheit gegenüber Fett und Licht als auch eine Sauerstoff- und Wasserdampfdurchlässigkeit in einem bestimmten Umfang. Darüber hinaus soll das verpackte Lebensmittel bei langer Lagerzeit durch das Verpackungsmaterial selbst nicht beeinträchtigt werden. Schließlich wird von dem Verpackungsmaterial eine hohe mechanische Festigkeit verbunden mit einer guten Faltfähigkeit verlangt.

Die EP 0 445 565 A2 beschreibt ein Verpackungsmaterial für feste, fetthaltige Füllgüter, wie Butter. Das Verpackungsmaterial besteht aus einer Aluminiumfolie, die auf der einen Seite einen fettbeständigen sowie fettabweisenden Schutzlack und auf der anderen Seite eine mittels eines Ethylen-Copolymerisates aufkaschierte Pergaminschicht trägt.

In der EP 2 314 450 A1 ist eine Verpackungsfolie für Butter und Käse offenbart, bestehend aus einem Laminat, das an einer Außenseite mit einer beschichteten Aluminiumfolie versehen ist, wobei die Aluminiumfolie eine Dicke von 5 - 10 pm aufweist und mit einer papierähnlichen HDPE-Folie mit einer Dicke von 20 - 50 pm kaschiert ist. Die Verpackungsfolie behält nach dem Falten, beispielsweise durch Schließen einer üblichen Butterverpackung, weiterhin scharfe und dauerhafte Falten bei.

In der DE 10 2010 053 115 A1 wird eine Packung bestehend aus Papier, Folie, Stanniol oder anderem formbarem, folienartigem Verpackungsmaterial beschrieben, die durch eine anfängliche Schlauchfaltung und späterer Faltung der Stirnseiten pastöses Gut umseitig komplett verpackt.

Aluminiumbasierte Lebensmittelverpackungen sind ungünstig zu recyceln, da es sich nicht um reines Aluminium handelt, sondern mit vielen unterschiedlichen Stoffen kombiniert ist, die man jedoch nicht vollständig voneinander trennen kann. Zudem verliert Aluminium mit jedem Recyclingschritt an der Qualität sowie an der Reinheit und benötigt beim Recyceln große Energiemengen.

Gefüllte polyolefinische Verpackungsfolien, insbesondere Polyethylen-basierte Folien, sind eine umweltfreundlichere Alternative zu herkömmlichen Verpackungsfolien mit wirksamem Schutz der Lebensmittel und einer guten Bedruckbarkeit für ein ansprechendes Erscheinungsbild. Dabei weisen sie ein papierartiges Aussehen und eine angenehme Haptik auf.

Diese Verpackungsfolien bestehen aus recycelbaren Polyolefinen, denen natürliche Mineralien beigefügt werden. Mit bis zu oder über 50 % Mineralgehalt bieten die Verpackungsfolien eine wirksame Barriere gegen Licht, Sauerstoff sowie Wasserdampf und sind zudem fettbeständig. Darüber hinaus weisen sie eine erheblich verbesserte Reiß- und Faltwiderstandsfestigkeit im Vergleich zu komplexeren Laminatlösungen wie PE/Papier auf.

Sortenreine polyolefinische Abfallprodukte auf Basis Polyethylen und/oder Polypropylen können direkt zu neuen Produkten umgeschmolzen oder zu Regranulat verarbeitet werden. Dieser Recyclingkunststoff entwickelt sich zunehmend zu einer technisch und wirtschaftlich überzeugenden Alternative gegenüber Neuware, wodurch fossile Rohstoffe eingespart werden können.

Problematisch hat sich jedoch die Trennung der wertvollen Kunststoffabfälle im Recyclingsprozess des Schwimm-Sink-Verfahrens erwiesen. Durch die Zugabe von Wasser sollen die leichten Polyolefine aufschwimmen und abgeschöpft werden. Durch den Einsatz von mineralischen Füllstoffen, um den Anteil fossiler Rohstoffe zu reduzieren als auch die erwünschten, mechanischen Eigenschaften sowie die Bedruckbarkeit zu erzielen, schwimmen die gefüllten, polyolefinischen Verpackungsfolien aufgrund ihrer Dichte größer 1 ,00 g/cm ³ nicht mehr oder nicht gut auf.

Die mechanische Recyclingfähigkeit wird aktuell so definiert, dass die polyolefinischen Produkte materialspezifisch recycelbar sowie mit modernsten Verfahren sortierbar sein müssen, um sie als „recycelbar“ bezeichnen zu dürfen. Mineral gefüllte, polyolefinische Verpackungsfolien können somit nicht wie erwünscht dem Recyclingkreislauf zugeführt werden. Viele Konsumenten von fetthaltigen Lebensmittel erwarten jedoch das Recyceln der Verpackungsfolien. Hierzu gibt es mittlerweile auch gesetzliche Randbedingungen, die ein Mindestmaß an Recycling von Verpackungen vorschreibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verpackungsfolie für fetthaltige Lebensmittel auf polyolefinischer Basis zur Verfügung zu stellen, die für das Schwimm-Sink- Verfahren innerhalb eines Recyclingverfahrens optimiert ausgebildet ist. Dabei soll die Verpackungsfolie alle Vorteile bekannter polyolefinischer Folien für fetthaltige Lebensmittel aufweisen. Die Lebensmittelverpackung soll fettdicht und lichtdicht sein, sie soll sich gut falten lassen, hervorragende mechanische Eigenschaften aufweisen und vorteilhaft bedruckbar sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine polyolefinische Verpackungsfolie für fetthaltige Lebensmittel, ein Verfahren und eine Verwendung gemäß den nebengeordneten Hauptansprüchen gewährleistet. Bevorzugte Varianten sind den Unteransprüchen, der Beschreibung, dem Ausführungsbeispiel und den Zeichnungen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß ist die Verpackungsfolie gestreckt zur Erzeugung eines Anteils an Kavitäten zur Einstellung der Gesamtdichte der Verpackungsfolie für einen Recyclingprozess auf einen Wert von weniger als 0,99 g/cm ³ .

Eine Kavität bzw. ein Hohlraum ist abstrakt gesehen, ein leerer oder mit Gas gefüllter Raum im Inneren von etwas Festem. Der Raum ist somit von einer festen Begrenzung umgeben, die den Raum gegen außen abgrenzt. Im Falle einer polyolefinischen Folie wird der Raum von polymerem Material nach außen abgegrenzt.

Dabei müssen die Kavitäten nicht vollständig geschlossen sein und können beispielsweise auch untereinander vernetzt sein.

Vorzugsweise kann ein Hohlraum und/oder eine Vielzahl von Hohlräumen und/oder alle Hohlräume der Folie bzw. einzelner Schichten der Folie in Form von Vakuolen ausgeführt sein.

Vorzugsweise beträgt der Volumenanteil der Kavitäten in der oder in jeder gefüllten Schicht mehr als 15 %, vorzugsweise mehr als 25 %, insbesondere mehr als 30 % und/oder weniger als 60 %, vorzugsweise weniger als 50 %, insbesondere weniger als 45 %. Dies führt zu einer Folie, die trotz einem hohen Mineralgehalt, eine Gesamtdichte von weniger als 0,99 g/cm ³ aufweist und somit mittels Schwimm-Sink-Verfahren innerhalb eines Recyclingprozesses aufschwimmen kann. Idealerweise beträgt die Gesamtdichte der Verpackungsfolie weniger als 0,97 g/cm ³ , vorzugsweise weniger als 0,95 g/cm ³ , insbesondere weniger als 0,93 g/cm ³ und/oder mehr als 0,70 g/cm ³ , insbesondere mehr als 0,75 g/cm ³ , insbesondere mehr als 0,80 g/cm ³ . Dadurch wird die Geschwindigkeit des Aufschwimmens im Schwimm-Sink-Verfahren deutlich gesteigert, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Recyclingprozesses optimiert werden kann.

Zur Erzeugung von Kavitäten bzw. Hohlräumen ist die Verpackungsfolie bevorzugt monoaxial in Maschinenrichtung um mehr als den Faktor 2,0, vorzugsweise um mehr als den Faktor 3,0, insbesondere um mehr als den Faktor 4,0 verstreckt ausgebildet und/oder weniger als um den Faktor 7,0, vorzugsweise um weniger als den Faktor 6,5, insbesondere um weniger als den Faktor 6,0 verstreckt ausgebildet. Die Füllstoffe bewirken die Ausbildung von Kavitäten in den gefüllten Schichten beim Verstrecken der Verpackungsfolie.

Besonders eignen sich harte und anorganische Füllstoffe wie Calciumcarbonat (CaCOs) als Füllstoff für die gefüllten Schichten der Verpackungsfolie.

Ergänzend oder alternativ zu CaCOs kann als Füllstoff eine Metalloxid- Komponente eingesetzt werden. Als Metalloxid-Komponenten zeichnen sich besonders die Erdalkalioxide als vorteilhaft aus. Besonders vorteilhaft hat sich Calciumoxid (CaO) erwiesen, wobei auch der Einsatz von Magnesiumoxid denkbar ist.

Als Füllstoffe haben sich darüber hinaus besonders Tale und/oder Calciumcarbonat-Magnesiumcarbonat bewährt.

Vorzugsweise weist der Füllstoff eine spezifische Oberfläche von weniger als 12 m ² /g, vorzugsweise von weniger als 10 m ² /g, insbesondere von weniger als 8 m ² /g auf und/oder mehr als 2 m ² /g, vorzugsweise von mehr als 3 m ² /g, insbesondere von mehr als 4 m ² /g auf. Ein Füllstoff mit einer solchen spezifischen Oberfläche ist besonders gut geeignet zur Erzeugung von Hohlräumen bzw. Vakuolen, die der Verpackungsfolie eine Gesamtdichte von weniger als 0,99 g/cm ³ sowie eine günstige Opazität verleihen.

Bei einer günstigen Variante der Erfindung beträgt die mittlere Partikelgröße des Füllstoffs in jeder gefüllten Schicht mehr als 0,5 pm, vorzugsweise von mehr als 0,8 pm, insbesondere von mehr als 1 ,2 pm und/oder weniger als 8 pm, vorzugsweise von weniger als 5 pm, insbesondere von weniger als 3 pm. Füllstoffpartikel mit einer solchen mittleren Partikelgröße ragen nicht aus einer gefüllten Schicht hervor.

Der Füllstoffgehalt kann über bekannte Messverfahren wie Veraschung ermittelt werden. Eine Probe mit bekannter Einwaage wird bis zu einer Temperatur erhitzt, bei der sich das Polymer thermisch zersetzt, der Füllstoff aber nicht. Bewährt haben sich hierfür beispielsweise 560 °C. Anschließend wird erneut das Probengewicht gemessen. Über die Differenz Aus- und Einwaage lässt sich der Polymergehalt pro Quadratmeter berechnen.

Als Alternative zur Veraschung ist eine TGA-Messung möglich, bei der das Gewicht einer Probe kontinuierlich bei der Erhitzung gemessen wird. Diese Prüfmethode kann ebenfalls klar zwischen Polymer und Füllstoff differenzieren und erlaubt den Polymeranteil der Folie zu ermitteln.

Idealerweise beträgt der Anteil an Füllstoff in jeder gefüllten Schicht der Verpackungsfolie mehr als 20 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 30 Gew.-%, insbesondere mehr als 40 Gew.-% und/oder weniger als 80 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 70 Gew.-%, insbesondere weniger als 60 Gew.-%. Der Anteil der Füllstoffe wird so bemessen, dass durch ein Verstrecken nur mikroporöse Hohlräume entstehen, die kein signifikantes Netzwerk von Verbindungen untereinander aufweisen.

Mineralische Füllstoffe reduzieren den Anteil an Polymer in Folien wie der Verpackungsfolie und zeichnen sich dadurch durch eine besondere Nachhaltigkeit aus. Dies reduziert auch CC>2-Emissionen bei der Erzeugung der Verpackungsfolie. Weiterhin eignen sich recycelte Polyethylene als Polymerkomponente der Verpackungsfolie, wodurch eine besonders nachhaltige Verpackungsfolie realisiert werden kann.

Die Opazität ist gegensätzlich zur Transparenz zu verstehen. Sie ist ein Maß für die Lichtundurchlässigkeit bzw. Blickdichtigkeit und wird üblicherweise in der Einheit Prozent angegeben. Insbesondere liegt die Opazität einer vollkommen lichtundurchlässigen Folie bei 100 % und eine vollständig bzw. vollkommen transparente Folie weist eine Opazität von 0 % auf.

Idealerweise weist die Verpackungsfolie eine Opazität nach DIN 53416 von mehr als 65 %, vorzugsweise mehr als 70 %, insbesondere mehr als 80 % auf. Dadurch kann die Folie direkt bedruckt werden und benötigt keine opake Schicht unter dem Druck, die erst erzeugt oder aufgebracht werden muss.

Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung beträgt der Anteil an Titandioxid in der Verpackungsfolie weniger als 1 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,5 Gew.-%, insbesondere weniger als 0,1 Gew.-%. Das bedeutet, dass die Verpackungsfolie praktisch frei von Titandioxid ist und somit keinen vermeintlich krebserregenden Stoff aufweist. Gleichzeitig kann durch den Einsatz mindestens einer gefüllten Schicht und durch das monoaxial, in Maschinenrichtung Verstrecken, eine ideale Opazität der Verpackungsfolie erzielt werden, der für einen Aufdruck günstig ist. Die Verpackungsfolie, die praktisch frei von Titandioxid ausgebildet ist, genügt dadurch zum einen der europäischen Chemikalienverordnung REACH und zum anderen der Änderungsverordnung zur CLP-Verordnung. Somit kann man die Verpackungsfolie als frei von Schadstoffen bezeichnen.

Eine Verpackungsfolie für fetthaltige Lebensmittel, wie beispielsweise Butter und Käse, soll über die Zeit im Lager, im Verkauf und beim Kunden eine stabile Faltung bzw. Falzbeständigkeit gemessen nach ASTM D920-49 aufweisen.

Idealerweise weist die Verpackungsfolie eine Totfaltung von mehr als 35 %, vorzugsweise mehr als 45 %, insbesondere mehr als 55 % gemäß ASTM D920- 49 auf. Dementsprechend kann die Verpackungsfolie die eingeschlagene Form über den Zeitraum vom Einpacken bis zum Verzehr der Lebensmittel vorteilhaft gewährleisten.

Um Butter und Käse über lange Zeit frisch zu halten und dabei auch die Verpackungsfolie optisch ansprechend aussehen zu lassen, sollte die polyolefinische Verpackungsfolie eine gute Fettbeständigkeit aufweisen. Die Prüfung der Fettbeständigkeit von Papier, beschichtetem Papier oder Kunststofffolien erfolgt mit eingefärbtem Palmkernfett nach DIN 53116. Die Probe wird auf der Prüfseite mit dem Prüffett eingestrichen und dann auf eine Glasplatte und ggfs. Zusatzgewichte aufgelegt. Nach Ablauf der Einwirkungsdauer werden die auf dem Anzeigepapier innerhalb der umgrenzten Prüffläche mit bloßem Auge erkennbaren, punktförmigen Fettdurchgänge mit einer Größe bis 1 mm Größe ausgewertet. Werden nur Fettdurchgänge bis 1 ,0 mm beobachtet, gilt die Prüfung als bestanden, bei Fettdurchgängen mit einer Größe oberhalb von 1 ,0 mm ist die Prüfung mit einer milderen Prüfbedingung durchzuführen.

Vorteilhafterweise weist die Verpackungsfolie eine Fettpenetration nach DIN 53116 von weniger als 5, vorzugsweise von weniger als 3, insbesondere von weniger als 1 pro 100 mm x 100 mm auf. Somit ist davon auszugehen, dass die Verpackungsfolie besonders geeignet ist als Verpackung von fetthaltigen Lebensmitteln. Die Folie hält die Lebensmittel frisch, lässt kein Fett durch und sieht dabei ansprechend aus.

Die Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit für trockene bzw. feuchteempfindliche Güter erfolgt nach DIN 53116 mithilfe eines gravimetrischen Messverfahrens. Ein mit einem Trockenmittel gefüllter Prüfbehälter wird durch die Probe einer Verpackungsfolie verschlossen und einem definierten Prüfklima ausgesetzt. Die durch die Probe permeierende Wassermenge wird durch Wiegen bestimmt. Dabei kann eine Wassermenge in einem Bereich von 1 - 200 g/(m ² ■ d) nachgewiesen werden. Die Nachweisgrenze ist weiterhin abhängig von Musterbeschaffenheit und der Musterdicke.

Idealerweise weist die Verpackungsfolie eine Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von kleiner als 20 g/(m ² ■ d), vorzugsweise von kleiner als 10 g/(m ² d), insbesondere von kleiner als 5 g/(m ² ■ d) nach DIN 53122-1 auf. Die Verpackungsfolie gewährleistet damit eine minimale Wasserdampfdurchlässigkeit und damit eine besonders lange Lagerzeit der fetthaltigen Lebensmittel.

Die Bestimmung der Gasdurchlässigkeit von Kunststofffolien erfolgt nach ISO 15105 nach der Differentialdruckmethode. Dabei trennt ein Probekörper aus einer Verpackungsfolie zwei Kammern, von denen der Gasdurchtritt durch eine Kunststofffolie durch den Unterschied des Partialdrucks auf beiden Seiten der Folie gemessen wird. Dieses Verfahren ermöglicht es, die Gasdurchlässigkeit eines Materials quantitativ zu bestimmen.

Vorteilhafterweise weist die Verpackungsfolie eine Sauerstofflässigkeitsrate von weniger als 10.000 cm ³ /m ² d bar, vorzugsweise von weniger als 5.000 cm ³ /m ² d bar, insbesondere von weniger als 2.000 cm ³ /m ² d bar nach ISO 15105 auf. Die Verpackungsfolie kann somit den Einfluss von Sauerstoff auf die Haltbarkeit fetthaltiger Lebensmittel deutlich reduzieren.

Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst die Blockungsschicht ein schwarzes Pigment, wobei die Verpackungsfolie eine Strahlungs- bzw. Lichtdurchlässigkeit gemäß DIN 10050-9 von kleiner als 10 %, vorzugsweise kleiner als 7,5 %, insbesondere von kleiner als 5 % aufweist. Die erfindungsgemäße Verpackungsfolie schützt ein fetthaltiges Lebensmittel von einer Beeinträchtigung durch Strahlung hervorragend.

Durch das Einbringen des schwarzen Pigments in die Blockungsschicht kann die Blockungsschicht auch als Barriereschicht gegenüber Licht- bzw. Strahlung gedeutet werden.

Beispielsweise weist die Verpackungsfolie eine Lichtdurchlässigkeit nach DIN 10050-9 von 1 ,5 % auf.

Bei einer alternativen Variante der Erfindung kann zusätzlich oder ausschließlich die Funktionsschicht ein schwarzes Pigment umfassen, wobei die Verpackungsfolie eine Strahlungs- bzw. Lichtdurchlässigkeit gemäß DIN 10050- 9 von kleiner als 10 %, vorzugsweise kleiner als 7,5 %, insbesondere von kleiner als 5 % aufweist.

Das Fließverhalten von Polyolefinen wird mithilfe des Schmelzindex Ml (Melt Index) nach ISO 1133 beschrieben, üblicherweise bei einer Temperatur von 190 °C für Polyethylen und 230 °C für Polypropylen bei einer Belastung mit 2,16 oder 5 kg. Ein höherer Schmelzindex korreliert hierbei mit einem geringeren durchschnittlichen Molekulargewicht des Polymers. Gleichzeitig gilt, je höher der Schmelzindex eines Polymers, desto niedriger die Schmelzeviskosität, was vorteilhaft für eine gute Dispergierung des Füllstoffs, sowie eine hohe Ausbringung der Extrusionsanlage ist. Andererseits sind Polymere mit hohem Molekulargewicht, also einem niedrigem Schmelzindex, vorteilhaft in Bezug auf die mechanische Stabilität, insbesondere die Zugfestigkeit bzw. die Zähigkeit.

Die Funktionsschicht der Verpackungsfolie ist vorzugsweise zumindest aus 60 Gew.-% HDPE ausgebildet, dessen Dichte mehr als 0,940 g/cm ³ , vorzugsweise mehr als 0,950 g/cm ³ beträgt und/oder weniger als 0,965 g/cm ³ , vorzugsweise weniger als 0,960 g/cm ³ beträgt und/oder dessen Schmelzflussindex (bei 190 °C bei 2,16 kg) gemäß ISO 1133 mehr als 0,1 g/10 min, vorzugsweise mehr als 0,2 g/10 min beträgt und/oder weniger als 5,0 g/10 min, vorzugsweise weniger als 3,0 g/10 min beträgt. Dies führt zu einer Verpackungsfolie, die biegesteif ausgebildet ist und dabei eine ausgezeichnete Barriere gegen Fett und eine hervorragende Faltbarkeit aufweist.

Beispielsweise ist die Funktionsschicht der Verpackungsfolie zumindest aus 65 Gew.-% HDPE, vorzugsweise aus 70 Gew.-& HDPE, insbesondere aus 80 Gew.-% HDPE ausgebildet.

Zusätzlich kann die Funktionsschicht beispielhaft mehr als 15 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 25 Gew.-%, insbesondere mehr als 35 Gew.-% eines Polyolefins aufweisen.

Die Blockungsschicht der Verpackungsfolie ist vorzugsweise aus einem metallocenen LLDPE ausgebildet, dessen Dichte mehr als 0,86 g/cm ³ , vorzugsweise mehr als 0,88 g/cm ³ beträgt und/oder weniger als 0,92 g/cm ³ , vorzugsweise weniger als 0,91 g/cm ³ beträgt und/oder dessen Schmelzflussindex (bei 190 °C bei 2,16 kg) ISO 1133 mehr als 0,1 g/10 min, vorzugsweise mehr als 0,2 g/10 min beträgt und/oder weniger als 5,0 g/10 min, vorzugsweise weniger als 3,0 g/10 min beträgt. Die Blockungsschicht realisiert auf vorteilhafte Weise eine Strahlungsundurchlässigkeit und verhindert das Verkleben der Folie bis zum erwünschten Verschweißen, beispielsweise beim Kaschieren mit einer anderen Folie oder realisiert in der geblockten Ausführung der Verpackungsfolie.

Ein häufig eingesetztes Verfahren zum Bedrucken einer Verpackungsfolie ist der Flexodruck. Dabei handelt es sich um ein direktes Hochdruckverfahren, das auch als ein Rollenrotationsdruckverfahren bezeichnet wird. Die flexiblen Druckplatten, die aus Fotopolymer oder Gummi bestehen, werden in Kombination mit niedrigviskosen Druckfarben verwendet. Dabei sind die erhabenen Stellen der Druckform bildtragend. Die Vorteile liegen in der Wirtschaftlichkeit durch die Ausnutzung einer großen Druckbreite und einer hohen Druckgeschwindigkeit, sowie die Disponibilität kostengünstiger Druckfarben. Die Druckwerkzeuge bestehen im Wesentlichen aus Photopolymer-Druckplatten und/oder lasergravierten Elastomerhüllen. Großauflagen lassen sich mit dem Flexodruck wirtschaftlich gut darstellen.

Wichtig für ein qualitativ hochwertiges Druckbild auf einer polyolefinischen Folie ist eine hohe Opazität der Folie. Dazu wird meist Titandioxid in die Zusammensetzung vor der Folienextrusion gegeben, um eine hohe Opazität der Folie zu erzielen. Die Europäische Kommission hat 2019 in einer Änderungsverordnung zur CLP-Verordnung beschlossen, unter anderem Titandioxid-Pulver als Krebsverdachtsstoff einzustufen. Die Verwendung von Titandioxid sollte demnach reduziert oder besser vermieden werden.

Zudem sollten polyolefinische Folien für die Anwendung in Verpackungsfolien für fetthaltige Lebensmittel besonders steif ausgebildet sein. Die unerwünschte Elastizität der Folie bedingt jedoch ein Problem der Bedruckbarkeit, da zum einen die Druckschärfe leiden kann und gleichzeitig ein hoher Verbrauch an Druckfarbe entsteht, um ein möglichst hochwertiges Druckbild zu erzielen. Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung ist ein Aufdruck unmittelbar auf einer gefüllten Schicht der Verpackungsfolie angeordnet. Dabei kann der Aufdruck als Druckmotiv ausgeführt sein. Der Begriff Druckmotiv bezeichnet im Bereich Verpackungsfolie den thematischen Gestaltungsteil eines Aufdrucks. Gegebenenfalls können auch herstellerkennzeichnende Druckmotive im Umfang des Aufdrucks erfasst sein.

Beispielsweise kann der Aufdruck auch als Primer ausgeführt sein. Die kann vorteilhafterweise eine Haftverbesserung für weitere Aufdrucke bewirken.

Bevorzugt wird der Aufdruck mit einem Flexodruck-Verfahren auf eine gefüllte Schicht der Verpackungsfolie aufgebracht, wobei alle gängigen Druckverfahren prinzipiell dafür geeignet und ausdrücklich in die Erfindung mit eingeschlossen sind.

Der Anteil an Füllstoffen in den gefüllten Schichten in Kombination mit dem monoaxialen Verstrecken in Maschinenrichtung realisiert eine in xy-Richtung besonders steife Folie, die gleichzeitig aufgrund der Füllstoffe auch eine Elastizität in z-Richtung aufweist. Dadurch lässt sich das Druckbild besser Aufträgen und haftet gleichzeitig besser bei einem geringeren Verbrauch an Druckfarbe, insbesondere im Vergleich zu bedruckten Papieren. Dies führt zu einem hochauflösenden sowie scharfen Druckbild.

Bei einer alternativen Variante der Erfindung können die gefüllten Schichten der Verpackungsfolie jeweils unterschiedliche Anteile an Füllstoff aufweisen. Dadurch sind in den gefüllten Schichten aufgrund unterschiedlicher Füllstoffanteile unterschiedliche Volumenanteile an Kavitäten ausgebildet. Vorzugsweise würde die äußerste, gefüllte Schicht, auf der unmittelbar ein Aufdruck angeordnet ist, einen höheren Anteil an Füllstoff und somit eine höhere Opazität aufweisen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante wird die polyolefinische Folie als Verpackung für Butter und Käse verwendet. Hierfür beträgt die Dicke der Verpackungsfolie weniger als 100 pm, vorzugsweise weniger als 85 pm, insbesondere weniger als 70 pm aufweist und/oder mehr als 20 pm, vorzugsweise mehr als 35 pm, insbesondere mehr als 50 pm.

Idealerweise weist die Verpackungsfolie eine Biegesteifigkeit nach ISO 2493 von mehr als 100 mN/m, vorzugsweise von mehr als 200 mN/m, insbesondere von mehr als 300 mN/m auf. Dadurch verhält sich die Verpackungsfolie besonders formbeständig und biegesteif.

Die Bestimmung der Zugeigenschaften erfolgt nach DIN EN ISO 527. Dabei wird im Zugversuch ein Probestreifen einer Folie mit konstanter, in der Prüfnorm vorgeschriebener Geschwindigkeit gedehnt und dabei die Kraft F mit der Längenänderung AL der Messstrecke Lo aufgezeichnet.

Vorteilhafterweise weist die Verpackungsfolie eine Zugfestigkeit in Maschinenrichtung nach DIN EN ISO 527-3 von mehr als 30 MPa, vorzugsweise von mehr als 60 MPa, insbesondere von mehr als 100 MPa auf.

Beispielsweise weist die Verpackungsfolie einen E-Modul nach DIN EN ISO 527- 3 in Maschinenrichtung und/oder quer zur Maschinenrichtung von mehr als 500 MPa, vorzugsweise von mehr als 800 MPa, insbesondere von mehr als 1100 MPa auf und/oder weniger als 2000 MPa, vorzugsweise weniger als 1900 MPa, insbesondere weniger als 1800 MPa auf. Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung ist das Polyolefin, auf dem die gesamte Verpackungsfolie basiert, ein Polyethylen ist. Polyethylen (PE) ist ein durch Kettenpolymerisation vom petrochemisch erzeugten Ethen hergestellter thermoplastischer Kunststoff. Polyethylen ist teilkristallin und unpolar.

Idealerweise ist das Polyolefin ausschließlich als Polyethylen ausgebildet. Dadurch erfüllt die Lebensmittelverpackung die Anforderungen des Plastikpakts der Europäischen Union, basiert auf einer Monomaterialkonstruktion und ist recycelfähig.

Gemäß der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Verpackungsfolie mehrere Schritte. Zunächst werden verschiedene Zusammensetzungen der polymeren Bestandteile hergestellt, die dann zu einer Folienbahn mit mindestens drei Schichten extrudiert werden. Dabei unterscheiden sich die Polymermischungen hinsichtlich der gefüllten Schicht und der ungefüllten Funktionsschicht sowie der Blockungsschicht, wobei die Polymermischung der gefüllten Schicht einen Füllstoff zur Erzeugung von Kavitäten aufweist. Vorteilhafterweise wird die Folienbahn monoaxial in Maschinenrichtung verstreckt, wodurch die günstigen Eigenschaften hinsichtlich der Gesamtdichte unter 0,99 g/cm ³ , Opazität und Bedruckbarkeit, Fett- und Gasundurchlässigkeit der Verpackungsfolie erzielt werden. Die Folienbahn kann anschließend direkt mit einem Aufdruck versehen werden.

Die Eigenschaften der Blockungsschicht funktionalisieren diese Schicht auch als Barriereschicht, insbesondere als Barriere gegenüber Licht- bzw. Strahlung.

Die Verpackungsfolie wird durch die monoaxiale Verstreckung mit einer Maschinenrichtungsorientierung (MDO) hergestellt, indem die Verpackungsfolie auf eine Temperatur leicht unter ihrem Schmelzpunkt erhitzt und in einer bestimmten Ausrichtung gestreckt wird. Die Streckung kann auch direkt nach der Extrusion erfolgen, wo die Folienbahn noch eine Temperatur etwas unter ihrem Schmelzpunkt aufweist.

Idealerweise wird die Extrusion als Blasextrusion ausgeführt, wodurch die Ausbildung vorteilhafter Folienmerkmale, wie zum Beispiel die Steifigkeit begünstigt werden.

Bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung wird die Verpackungsfolie monoaxial in Maschinenrichtung um mehr als den Faktor 2,0, vorzugsweise um mehr als den Faktor 3,0, insbesondere um mehr als den Faktor 4,0 verstreckt und/oder weniger als um den Faktor 7,0, vorzugsweise um weniger als den Faktor 6,5, insbesondere um weniger als den Faktor 6,0 verstreckt. Dadurch erhält die Verpackungsfolie eine vorteilhafte Falzbeständigkeit sowie eine günstige Opazität und gleichzeitig weist die Dichte der Verpackungsfolie einen Wert von weniger als 0,99 g/cm ³ .

Die Verpackungsfolie basiert vorzugsweise auch auf einer Monomaterialkonstruktion aus Polyethylen. Dadurch kann die erfindungsgemäße Verpackungsfolie als recycelfähige und sortenreine bedruckte Verpackung fetthaltiger Lebensmittel verwendet werden, die trotz einem hohen Mineralgehalt eine Gesamtdichte von weniger als 0,99 g/cm ³ aufweist und somit mittels Schwimm-Sink-Verfahren innerhalb eines Recyclingprozesses aufschwimmen kann. Dabei erfüllt die Verpackungsfolie die Anforderungen des Plastikpakts der Europäischen Union und ist frei von Schadstoffen gemäß der Änderungsverordnung zur CLP-Verordnung.

Die erfindungsgemäße Verpackungsfolie zeichnet sich gegenüber satiniertem Papier und/oder einer Aluminiumverbundfolie als deutlich nachhaltiger und ökologischer aus. Darüber hinaus ist die Verpackungsfolie auch recycelbar. Im Vergleich zu satiniertem Papier oder einer Aluminiumverbundfolie werden bei der Produktion von Verpackungsfolien auch (Umwelt-) Kosten aufgrund von geringerem Energieeinsatz im Herstellungsprozess eingespart. Dabei weist die Verpackungsfolie im Vergleich zu satiniertem Papier oder einer Aluminiumverbundfolie einen deutlich geringeren CC>2-Footprint auf.

Bei einer Anwendung kann die Verpackungsfolie auch mit anderen Folien kaschiert werden, um beispielsweise die Fettbeständigkeit, Lichtundurchlässigkeit sowie die Biegesteifigkeit in einem Kaschierlaminat zu realiseren.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Verpackungsfolie,

Fig. 2 einen schematischen Aufbau der Verpackungsfolie in einer geblockten Ausführungsvariante.

In Fig. 1 ist ein schematischer Aufbau der Verpackungsfolie 1 dargestellt. Auf der Verpackungsfolie 1 ist ein Aufdruck 7 angeordnet. Der Aufdruck 7 umfasst Motive, die beispielsweise fetthaltige Lebensmittel aufweisen. Darüber hinaus sind auch kennzeichnende und informative Aufdrucke 7 denkbar. Zudem können auch die optische Wiedererkennung und die bildgebende Unterstützung eines Markenimages in den Aufdruck 7 einfließen. Die Verpackungsfolie 1 weist in der Ausführungsform von Fig. 1 einen fünfschichtigen Aufbau auf. Die Schichten 2, 4 und 6 sind dabei als mineralgefüllte PE-Schichten ausgeführt, wobei der Anteil an CaCOs ca. 50 Gew.-% beträgt.

Die ungefüllte Funktionsschicht 5 ist zwischen der gefüllten Schicht 4 und 6 angeordnet. Die ungefüllte Funktionsschicht 5 ist aus 60 Gew.-% HDPE und 40 Gew.-% COC-Polyethylen ausgebildet.

Die Dichte des HDPEs beträgt 0,953 g/cm ³ und dessen Schmelzflussindex (bei 190 °C bei 2,16 kg) gemäß ISO 1133 beträgt 0,3 g/10 min. Die ungefüllte Funktionsschicht 5 realisiert die zähen, reißfesten und biegesteifen Eigenschaften der Verpackungsfolie 1. Zusätzlich verhindert die Funktionsschicht 5 den Durchtritt von Fett.

Die Verpackungsfolie 1 weist nach der Blasextrusion eine Dicke von 300 pm auf. Nach der monoaxialen Verstreckung um den Faktor 5,0 beträgt die Dicke der Verpackungsfolie 60 pm.

Die Blockungsschicht 3 ist aus einem metallocenen LLDPE ausgebildet, dessen Dichte 0,902 g/cm ³ beträgt und dessen Schmelzflussindex (bei 190 °C bei 2,16 kg) gemäß ISO 1133 1 ,0 g/10 min beträgt. Die Blockungsschicht 3 realisiert die Strahlungsbeständigkeit der Verpackungsfolie 1.

Die Ausführungsvariante des Verpackungsfolie 1 , die in Fig. 2 dargestellt ist, entspricht im Wesentlichen der Ausführungsvariante in Fig. 1. Die Verpackungsfolie 1 ist in dieser Ausführungsvariante verblockt in einem zehnschichtigen Aufbau aus zwei Folienbahnen 8 ausgeführt, die spiegelbildlich an der Blockungsschicht 3 zusammengeführt sind. Die Blockungsschicht 3 fungiert hier zum Blocken zweier gleicher Folien. Hierzu ist die gefüllte Schicht 2 in der Reihenfolge mit der Blockungsschicht 3 vertauscht und somit zwischen der Blockungsschicht 3 sowie der gefüllten Schicht 4 angeordnet. Die Verpackungsfolie ist um den Faktor 6,0 monoaxial verstreckt und weist eine Dicke von 85 pm auf.