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Bedeutung des Kaschierprozesses auf die Sauerstoff- und Wasserdampfbarriere von Verbunden mit anorganischer Barriereschicht

Role of the Lamination Process for the Oxygen and Moisture Barrier of Laminates Containing an Inorganic Barrier Layer
 
: Moosheimer, U.

Nitzl, K.:
Entwicklungstrends rund um die flexible Verpackung. Vom Rohstoff zum Endverbraucher
München, 1999
S.71-80
Münchener Klebstoff- und Veredelungs-Seminar <24, 1999, München>
Deutsch, Englisch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IVV ()

Abstract
Im Verpackungsmarkt findet derzeit ein Substitutionsprozess von schweren zu leichteren, vor allem zu flexiblen Verpackungssystemen statt. Folienverpackungen mit hohen Sperreigenschaften gegenüber Gasen, Wasserdampf und Aromastoffen nehmen einen Anteil von etwa 16% an der Gesamtfläche aller Konsumentenverpackungen ein. Die von der Industrie geforderten hohen Sperreigenschaften bei gleichzeitigem geringen Materialeinsatz können durch den Einbau zusätzlicher Sperrschichten, wie Vakuum-technisch aufgedampfte Al-, AlOx- oder SiOx-Schichten, erreicht werden. Die Produktionskette zur Herstellung dieser Verbunde erstreckt sich von der Folienherstellung über Vakuum-technische Beschichtung bis zur Kaschierung. Dabei muß jeder Prozessschritt optimiert und auf die gesamte Kette abgestimmt werden. Die gesamte Kette wurde sowohl im Labormaßstab als auch durch industrielle Ringversuche analysiert, wobei Verbunde bestehend aus folgenden Komponenten eingesetzt wurden: Substratfolien: Polyethylenterephthalat (PET) und biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP); Barriereschichten: Al, SiOx und AlOx; Kaschierkleber: Polyurethan (PUR) und ORMOCER; Kaschierfolien: biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP) und Polyethylen (PE). Die als letzter Prozessschritt folgende Kaschierung stellt einen Schlüsselparameter in Bezug auf die Barriere des gesamten Verbundes gegenüber Sauerstoff, Wasserdampf und Aromastoffen dar. Auf der einen Seite kann er die Funktionalität der aufgedampften Schichten reduzieren. Auf der anderen Seite kann aufgrund des Synergieeffektes zwischen anorganischer Schicht und dem Kaschierklebstoff die Gesamtbarriere um eine Größenordnung verbessert werden.

 

The packaging industry replaces more and more heavy packaging materials by lighter materials, especially flexible packaging systems. The total packaging surface of flexible films possessing a high barrier against the permeation of gases, moisture and flavor covers about 16 % of all used packagings. The demanded for high barrier properties by lower material consumption can be achieved by using additional barrier layers, as vacuum evaporated Al, AlOx and SiOx layers. The production chain of high barrier laminates is film production, vacuum web coating and lamination. Along this process chain each single step must be optimized itself and be adapted to the whole chain. Here, each step was analyzed on laboratory as well as industrial scale, whereas the following components were used: substrate films: polyethylene terephthalate (PET) and biaxially oriented polypropylene (BOPP); barrier layers: Al, AlOx and SiOx; adhesives: polyurethane and ORMOCER; lamination films: biaxially oriented polypropylene (BOPP) and polyethylene films (PE). As final process step, the lamination process is the key issue for the barrier of the total laminate against oxygen, moisture and flavor, because on the one hand it can destroy the functionality of the vacuum evaporated barrier layer and on the other hand it can improve the barrier by an order of magnitude due to the synergetic effect between the barrier layer and the adhesive.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-1502.html