CH648804A5

CH648804A5 - Process for packaging a foodstuff, multi-layer film therefor and production process for such a film

Info

Publication number: CH648804A5
Application number: CH12251/77A
Authority: CH
Inventors: Henry Bryan Thompson
Original assignee: Grace W R & Co
Priority date: 1976-10-08
Filing date: 1977-10-06
Publication date: 1985-04-15
Also published as: FI772947A7; ZA775996B; CA1078247A; GB1591424A; DE2744713A1; AU510002B2; NL7710963A; SE7711286L; SE433325B; GB1591423A; AU2944077A; JPS5346384A; DK444377A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verpacken eines Lebensmittels, eine Mehrschichtfolie zur Ausführung des Verfahrens und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen.

Beim Verpacken der meisten Nahrungsmittel muss die Verpackungsfolie eine Sauerstoffsperrschicht bilden, d.h.

eine geringe Durchlässigkeit für Sauerstoff besitzen. Eine gute Sauerstoffsperrschicht ergibt eine Folie, die aus einem Copolymeren aus 65 bis 95 Gew.-% Vinylidenchlorid und 5 bis 35 Gew.-% eines Vinylcomonomeren wie Vinylchlorid, Acrylnitril oder Methacrylat hergestellt ist. Dieses Material ist in den USA unter dem Gattungsbegriff «Saran» (in einer Vielzahl von Ländern als Warenzeichen eingetragen) bekannt und wird im folgenden als «VDC-Copolymeres» bezeichnet.

Um verpackte gekochte Nahrungsmittel verkaufen zu können, muss die Verpackung ein ansprechendes Aussehen besitzen. Dies führt jedoch zu einem Problem. Aus Gründen der Ökonomie und der Nahrungsmittelhygiene werden die Nahrungsmittel am besten vor dem Kochen verpackt, in der Verpackung gekocht und dann in der gleichen Verpackung verkauft. Während des Kochens dehnen sich viele Nahrungsmittel aus, was zu einer Dehnung der Verpak-kungsfolie führen kann. Nach beendetem Kochen und Abkühlen der Packung schrumpft der Nahrungsmittelartikel zusammen, während die gedehnte Verpackungsfolie in dem gedehnten Zustand verbleibt. Dies führt zu einem verpackten Nahrungsmittelartikel mit einem unästhetischen Aussehen, da die Verpackung der Oberfläche einer Backpflaume ähnelt.

Ausserdem müssen viele Nahrungsmittelpackungen über ihre gesamte Ausdehnung eine regelmässige geometrische Form besitzen. Hühnchenrollen oder Wurstrollen z.B. mit einer im allgemeinen zylindrischen Form werden oft geschnitten, so dass jede Scheibe von gleicher Dicke und glei-s chem Gewicht ist. Eine solche Gleichförmigkeit kann nur erreicht werden, wenn die zylindrische Form sehr präzise eingehalten wird und der Durchmesser über die gesamte Länge konstant ist. Wenn sich jedoch die Verpackungsfolie während des Kochens dehnt, kann eine solche Form nicht io aufrechterhalten werden.

Für das oben beschriebene Nahrungsmittelverpackungsverfahren und das Kochen in der Verpackung, im folgenden als das cook-in-Verpackungsverfahren bezeichnet, sind üblicherweise VDC-Copolymere verwendet worden, da sie der 15 Dehnung widerstehen. Dieses Material besitzt jedoch viele Nachteile, was seine Verwendung beim Verpacken von Nahrungsmitteln erschwert. Wenn nur eine Folie aus VDC-Po-lymerem verwendet wird, ergibt sich das Problem, dass das Polymere schwierig heisssiegelbar ist. Selbst wenn ein naht-2o loser Schlauch aus VDC-Polymerem verwendet wird, müssen die Enden des Schlauchstückes um den Nahrungsmittelartikel herum heissversiegelt werden, um die Packung zu schliessen. Es ist erforderlich, das VDC-Copolymere unter Verwendung von Hochfrequenzenergie zu schweissen. Diese 25 Verfahrensweise ergibt nicht immer voraussagbare und zufriedenstellende Ergebnisse. Aus nicht bekannten Gründen sind manche Ansätze von VDC-Copolymeren problemlos schweissbar, während andere praktisch unschweissbar sind. Diese Probleme können dadurch ausgeschaltet werden, dass 30 man ein Laminat von polymeren Folien verwendet, bei dem eine heissversiegelbare Schicht eines anderen Polymertyps auf das VDC-Copolymere aufgebracht ist. Derartige Laminate werden prinz'piell am vorteilhaftesten durch Coextru-dieren aus der Schmelze hergestellt. Schwierigkeiten ergeben 35 sich jedoch daraus, dass sich das VDC-Copolymere bei den für das Extrudieren am besten geeigneten Temperaturen leicht zersetzt. Deshalb ist es schwierig, es über einen längeren Zeitraum sogar nur als Einzelfolie zu extrudieren, ohne dass die Extrudierdüse durch feste Kohlenstoffteilchen ver-40 stopft wird.

Ein weiteres Problem bei der Verwendung von VDC-Copolymeren besteht in der Aufbewahrung grosser Rollen nicht zugeschnittener Folie, nachdem die Folie im Mittelbereich etikettartig bedruckt worden ist. Das Drucken führt 45 nämlich zu einer Dickeveränderung in der Folie, deren Mitte dicker als die Randbereiche sind. Dieses ermöglicht ein natürliches Schrumpfen an den Randbereichen, so dass bei Einsatz der Folienrolle zum Verpacken die Folie in der Mitte ausbeult oder Falten bildet. Wenn man versucht, die so bedruckte Folie zu Rollen mit grossem Durchmesser aufzuwickeln, ist die Verarbeitung der bedruckten Folie zu Beuteln aufgrund der Schrumpfung in den nicht bedruckten Bereichen nicht mehr durchführbar.

Es gibt zwar Sauerstoffsperrschichtfolien aus anderen 55 Materialien, deren Verwendung jedoch in Zusammenhang mit dem Kochen von Lebensmitteln in der Folie zu Schwierigkeiten führt.

Die Herstellung einer für ein cook-in-Verpackungsverfahren geeigneten Verpackungsfolie, in der ein VDC-Copo-60 lymeres kein wesentlicher Bestandteil ist, ist deshalb ein Problem. D.h., das Problem besteht darin, eine hitzebeständige Verpackungsfolie zu entwickeln, die der Dehnung während des Kochens widersteht und die Gleichförmigkeit der Packung aufrechterhält. Darüber hinaus soll ein solches 65 Verpackungsmaterial auch die oben geschilderten Nachteile von VDC-Copolymeren vermeiden.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Verpacken eines Lebensmittels ist gekennzeichnet durch die im Patentan-

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spruch 1 angegebene Kombination von Verfahrensschritten. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, die Mehrschichtfolie ist in den Ansprüchen 19 und 20 und ein Herstellungsverfahren für eine solche in den Ansprüchen 21 bis 25 gekennzeichnet.

Es wurde nämlich festgestellt, dass eine mehrschichtige Folie, die mindestens eine heissschrumpfbare und diese Eigenschaft der Mehrschichtfolie verleihende Schicht aufweist, die auf einer für sich allein nicht heissschrumpfbaren Schicht klebt, wobei keine der erforderlichen Schichten notwendigerweise aus einem VDC-Copolymeren besteht, einen hohen Grad von Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Dehnung liefert und die Abmessungen der Packung weitegehend aufrechterhält. Die heissschrumpfbare Schicht verleiht der Folie gewöhnlich eine gewisse Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Dehnung und führt zur Aufrechterhaltung der Abmessungen der Packung beim Kochen. Da der Nahrungsmittelartikel beim Abkühlen schrumpft, ergibt sich immer noch ein Zwischenraum zwischen dem Nahrungsmittelartikel und der Verpackungsfolie, aber dieser Mangel im Aussehen kann abgestellt werden. Überraschend wurde nämlich gefunden, dass eine mehrschichtige Folie, die eine heissschrumpfbare Schicht und eine nicht heissschrumpfbare Schicht oder Schichten enthält, Heissschrumpfbarkeitseigen-schaften besitzt. Es wurde gefunden, dass eine einzige heissschrumpfbare Schicht bewirkt, dass die sonst nicht heissschrumpfbaren Schichten schrumpfen, ohne eine Verzerrung oder Faltenbildung der mehrschichtigen Gesamtfolie zu ergeben. Dementsprechend kann die Folie zur Beseitigung des Abstandes von Nahrungsmittelartikel und Verpackungsfolie anschliessend auf die Oberfläche des Nahrungsmittelartikels heiss aufgeschrumpft werden. Überraschend und im Gegensatz zu den Erwartungen wird die mehrschichtige Folie trotz des Vorhandenseins einer nicht heissschrumpfbaren Schicht nicht faltig und unansehnlich.

Gemäss einer bevorzugten Durchführungsform der Erfindung wird eine mehrschichtige Gesamtfolie mit heiss-versiegelbaren Oberflächenschichten verwendet. Die erforderliche heissschrumpfbare Schicht kann also zwei Zwecken gleichzeitig dienen. Sie kann sowohl eine gegebenenfalls erwünschte heissversiegelbare Oberflächenschicht als auch die erforderliche heissschrumpfbare Schicht sein. In einer weiteren Durchführungsform der Erfindung wird eine der Schichten als Sauerstoffsperrschicht und vorzugsweise als nicht heissschrumpfbare Schicht ausgebildet und verwendet. Dementsprechend kann eine in der Erfindung verwendete mehrschichtige Folie eine erste Oberflächenschicht aus einem Material, das sowohl heissschrumpfbar und diese Eigenschaft der Mehrschichtfolie verleiht als auch heisssiegelbar ist, wie z.B. orientiertes Polyethylen, eine sich daran anschliessende Schicht aus einem Sauerstoffsperrschichtmaterial, das nicht heissschrumpfbar ist, und eine zweite Oberflächenschicht aus einem Material enthalten, das mit der ersten Oberflächenschicht heiss versiegelbar ist. Eine solche mehrschichtige Folie kann natürlich als flache Folie hergestellt werden und mit der ersten Oberflächenschicht nach innen um den Nahrungsmittelartikel gewickelt werden. Dort wo sich die beiden Oberflächenschichten überlappen, kann durch Heissversiegelung eine Längsnaht gebildet werden. In einer besonders bevorzugten Durchführungsform der Erfindung wird die erforderliche heissschrumpfbare Schicht sandwichartig zwischen Schichten eingelagert, die eine nicht heissschrumpfbare Sauerstoffsperrschicht und eine heiss versiegelbare Oberflächenschicht aufweisen, wobei die erforderliche heissschrumpfbare Schicht der gesamten mehrschichtigen Folie Schrumpfeigenschaften verleiht. Es besteht keine Notwendigkeit für die anderen Schichten ausser der erforderlichen heissschrumpfbaren Schicht, Heiss-schrumpfbarkeitseigenschaften zu besitzen.

Hinsichtlich der in der Erfindung verwendeten mehrschichtigen Folie sei darauf hingewiesen, dass die Nahrungs-5 mittel vorzugsweise bei einer Temperatur gekocht werden, die unterhalb der Temperatur liegt, bei der die erforderliche Heissschrumpfung der Verpackungsfolie eintreten würde, wenn sie frei schrumpfen könnte. Umgekehrt ist es beim cook-in-Verpackungsverfahren bevorzugt, dass die verwen-io dete Verpackungsfolie bei einer über der Kochtemperatur liegenden Temperatur heissschrumpfbar ist. Dieses ist nicht unbedingt erforderlich, da Lebensmittel gewöhnlich nicht zusammendrückbar sind; die Folie kann nicht schrumpfen, da sie fest um das Lebensmittel herumgelegt ist und kein 15 Raum für das Schrumpfen vorhanden ist. In diesem Fall wird jedoch eine Spannung auf die Folie ausgeübt und übermässige Spannung wird am besten durch geeignete Auswahl der Kochtemperatur und/oder des Folienmaterials vermieden. Vorzugsweise sind die heissschrumpfbare Schicht oder 20 die heissschrumpfbaren Schichten bei einer Temperatur oberhalb 79 °C heissschrumpfbar. Das Verfahren weist die im Anspruch 1 angegebene Folge von Verfahrensschritten auf.

Eine zur Verwendung in diesem Verfahren geeignete 25 mehrschichtige Folie des obigen Typs enthält, abgesehen von möglichen Klebstoffschichten, 5 Schichten in folgender Reihenfolge:

1. Mit sich selbst heissversiegelbare Oberflächenschicht (heissschrumpfbar oder nicht);

30 2. für sich allein nicht heissschrumpfbare Sauerstoffsperrschicht;

3. heissschrumpfbare und diese Eigenschaft der Mehrschichtfolie verleihende Mittelschicht;

4. für sich allein nicht heissschrumpfbare Sauerstoffsperr-35 schicht, vorzugsweise aus dem gleichen Material wie

Schicht 2;

5. Oberflächenschicht, die zumindest heiss versiegelbar mit Schicht 1 und vorzugsweise aus dem gleichen Material wie Schicht 1 ist.

40 Diese mehrschichtige Folie kann symmetrisch um die Mittelschicht sein, d.h. die Schichten 4 und 5 können Spiegelbilder der Schichten 1 und 2 sein. Die Mittelschicht aus heissschrumpfbarem Material verleiht der mehrschichtigen Folie ihre Festigkeit und die Schrumpfbarkeitseigenschaften. 45 Falls gewünscht, kann die mehrschichtige Folie Klebstoffe oder Klebrigmacher enthalten.

In der folgenden Beschreibung werden verschiedene poly-mere Materialien mit den folgenden Abkürzungen bezeichnet:

Vinylidenchloridcopolymeres wie oben angegeben Polyethylen

Polyethylen mit geringer Dichte Polyethylen mit mittlerer Dichte Polymeres aus Ethylen und Vinylacetat mit Klebstoffeigenschaften hydrolysiertes (saponifiziertes) Copolymeres aus Ethylen und Vinylacetat wie im folgenden beschrieben.

Wenn aus dem Zusammenhang nichts anderes hervor-65 geht, umfasst die Bezeichnung «Polymeres» Homopolymere, Copolymere und Interpolymere unabhängig davon, ob es s:ch um Blockcopolymere oder statistische Copolymere sowie Ionomere oder Pfropfcopolymere handelt.

VDC-Copolymeres =

PE = LDPE

55 MDPE =

EVA-Copolymeres —

HEVA-Copolymeres =

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Die heissschrumpfbare Schicht besteht aus einem normalerweise festen Kunststoffmaterial, das während eines Kochverfahrens eine zufriedenstellende Strukturfestigkeit liefert, z.B. ein Polymeres aus einem der folgenden Monomeren: Monoolefine und konjugierte Diolefine, z.B. Ethylen, Propylen, Buten-1, Isobuten, 1,3-Butadien, Isopren und andere aliphatische Mono- und Diolefine; halogensubstituierte Olefine, z.B. Vinylchlorid, Vinylidenchlorid (wenngleich die Verwendung von VDC-Copolymeren selbstverständlich nicht bevorzugt ist); aromatische Monovinylidenverbindungen, z.B. Styrol, a-Methylstyrol, Chlorstyrol und andere aromatische Olefine; und andere ethylenisch ungesättigte Monomere wie Acrylnitril, Acrylamid und ähnliche. Die bevorzugte Klasse von heissschrumpfbaren Folien sind vernetzte und orientierte Olefinpolymere, insbesondere Ethylenpolymere und Polypropylen. Vernetztes Polyethylen, das durch Bestrahlung, z.B. mit Elektronen hoher Energie, vernetzt worden ist und gewöhnlich biaxial orientiert ist, ist das bevorzugte heissschrumpfbare Material für die Mittelschicht der erfindungs-gemässen mehrschichtigen Folie. Vorzugsweise hat das PE eine Dichte von 910 bis 970 kg/m3 und insbesondere von etwa 930 kg/m3. Es kann auf jede geeignete Weise vernetzt sein, wie z.B. nach dem in der US-PS 3 144 399 beschriebenen Verfahren. Die Schicht aus Polyethylen ist gewöhnlich 19 bis 38 tun und vorzugsweise etwa 25 [im dick. Es ist erwünscht, dass sie biaxial orientiert ist, um sowohl in der axialen als auch in der Querrichtung dazu eine Schrumpfung von mindestens 5%, wenn sie auf eine Temperatur von etwa 96°C erhitzt, und eine Schrumpfung von etwa 70% bei einer Temperatur von 163°C zu liefern.

Die Verwendbarkeit der mehrschichtigen Folie hängt nicht von der relativen Dicke der heissschrumpfbaren und nicht heissschrumpfbaren Schichten ab, wenngleich das Ausmass der Schrumpfung, dem die Folie unterliegt, von diesem Faktor abhängig sein kann. Im allgemeinen beträgt die Dicke der heissschrumpfbaren Schicht (oder die Gesamtdicke, wenn mehr als eine heissschrumpfbare Schicht vorhanden ist) am bestens mindestens 10% der Dicke der nicht heissschrumpfbaren Schicht (oder der Gesamtdicke, wenn, wie bevorzugt, mehr als nur eine Schicht vorhanden ist).

Die heissschrumpfbare Schicht kann nach bekannten herkömmlichen Verfahren bedruckt werden. Das bevorzugte heissschrumpfbare Material, Polyethylen, ist leicht bedruckbar. Sowohl bedrucktes Polyethylen als auch die mehrschichtige Gesamtfolie können zu grossen Rollen aufgewik-kelt werden, ohne dass die Einbeutelungsprobleme der herkömmlichen VDC-Copolymerfolie auftreten.

Als Klebstoff zum Verbinden der verschiedenen Schichten miteinander kann jeder herkömmliche zur Zusammenfügung der Schichtmaterialien geeignete Klebstoff verwendet werden. Vorzugsweise ist der Klebstoff ein Ionomeres wie ein «Surlyn» (registriertes Warenzeichen in vielen Ländern) von E.I. DuPont de Nemours und Co. («Ionomere»

sind gewöhnlich Copolymere aus Ethylen mit 5 bis 20 Gew.-% Methacrylsäure, teilweise neutralisiert durch ein anorganisches Kation wie Zink). Derartige Klebstoffschichten sind im allgemeinen etwa 2,5 um dick. Oft ist eine Klebstoffschicht aufgrund der natürlichen Haftung der zu lami-nierenden Schichten nicht erforderlich. Wenn eine Schicht aus heissschrumpfbarem Ethylenpolymerem mit einem Amid-polymeren verbunden werden soll, ist im allgemeinen ein Klebstoff erforderlich. Kein Klebstoff ist jedoch erforderlich, wenn eine derartige heissschrumpfbare Schicht mit einem EVA-Copolymeren laminiert wird.

Zur Herstellung der mehrschichtigen Folie kann die erforderliche heissschrumpfbare Schicht in die Mitte einer doppelt aufgewickelten Folie, wie im folgenden noch näher beschrieben, eingebettet werden. Die doppelt aufgewickelte

Folie besitzt vorzugsweise Nylon enthaltende sich gegenüberliegende Schichten, die durch die heissschrumpfbare Schicht leicht symmetrisch zu trennen sind, welche wiederum vorzugsweise aus vernetzten! Polyethylen besteht. Zumindest zum Verbinden der Polyethylenschicht mit den Nylonschichten ist ein Klebstoff erforderlich und kann vorteilhafterweise in der doppelt aufgewickelten Folie an der Berührungsfläche dieser Nylonschichten vorhanden sein. Der Klebstoff muss so beschaffen sein, dass er die Trennung der doppelt gewickelten Folie entlang der Berührungsfläche der beiden sich gegenüberliegenden spiegelbildlichen Schichten ermöglicht. Vorzugsweise ist er ausserdem hinsichtlich der heissschrumpfbaren Schicht selbstklebend. Derartige klebrige selbstklebende Harze sind allgemein bekannt. Besonders wirksame derartige Harze sind u.a. ungesättigte Esterpolymere wie Ethylen/ungesättigte Ester-Copolymere, wobei der ungesättigte Ester z.B. Vinylacetat, Vinylpropionat, Methyl-methacrylat, Ethylmethacrylat, Ethylacrylat oder Isobutyl-acrylat ist, ungesättigte Carbonsäurepolymere, z.B. Ethylen/ungesättigte Carbonsäure-Copolymere, wobei die Carbonsäure beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure oder Itakonsäure ist, und niedermolekulare Olefinpolymere, insbesondere Polyethylen oder Polypropylen. Ein besonders bevorzugtes Harz für den bevorzugten Fall des Verbindens von Polyethylen mit Nylon ist ein EVA-Copolymeres, vorzugsweise mit einem Vinylacetatgehalt von 10 bis 30 Gew.-%, um die erforderliche Klebrigkeit zu l'efern. Die Schicht aus EVA-Copolymerem kann eine Dicke von im allgemeinen 2,5 bis 12,5 [xm besitzen.

Bei der bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens wird die heissschrumpfbare Schicht mit sich gegenüberliegenden Sauerstoffsperrschichten verklebt. Die Sauerstoffsperrschicht besteht aus einem Material von geringer Sauerstoffdurchlässigkeit, d.h. einer Durchlässigkeit für trockenen Sauerstoff bei 23 °C und 0,1 MPa von weniger als 6,9 X 10~4 m3/m2/MPa/24 h, beispielsweise gemessen nach ASTM D-1434 und ASTM D-3985-81. Die Sauerstoffsperrschicht kann ein Amidpolymeres, vorzugsweise Nylon-6, enthalten. Die Dicke der Amidpolymerschicht ist nicht kritisch. Dik-kere Schichten liefern bessere Sauerstoffsperrschichteigenschaften. Vorzugsweise ist die oder jede Sauerstoffsperrschicht in der mehrschichtigen Folie eine Doppelschicht (Zweilagenschicht), und deshalb sind in der am meisten bevorzugten oben beschriebenen 5-schichtigen Ausführungsform vier Sperrlagen vorhanden. Jede einzelne Sperrlage ist vorzugsweise 7,6 bis 15,2 (t dick.

Wenngleich einzelne oder doppelte Lagen aus einem Amidpolymeren allein für viele Zwecke vollkommen ausreichend sind und auch eine Schicht aus HEVA-Copolyme-rem allein verwendet werden kann, ist es bevorzugt, eine Mischung aus einem Nylon und einem HEVA-Copolyme-ren zu verwenden.

HEVA-Copolymere sind ausführlich in der US-PS 2 386 347 und der US-PS 3 595 740 beschrieben. Der Sapo-nifizier- oder Hydrolysegrad kann 85 bis 99,5 % betragen. Der sich von Ethylen ableitende Anteil im Copolymeren kann 15 bis 65 Mol.-% betragen. Copolymere mit weniger als 15 Mol-% Ethylen neigen dazu, schwierig extrudierbar zu sein, während solche mit mehr als 65 Mol-% unzulänglich sind.

Die bevorzugte Sauerstoffsperrschicht ist also eine Mischung aus Nylon-6 und einem HEVA-Copolymeren. Die Mischung kann zusammengesetzt sein aus 60 bis 80 Mol-% Nylon und 20 bis 40 Mol-% HEVA-Copolymeren, vorzugsweise aus 70 Mol-% Nylon und dem Rest HEVA-Copolymeren mit einem Ethylengehalt von etwa 30 Mol-%. Die Sauerstoffsperrschicht weist in diesem Fall eine Doppelschicht (zwei Lagen) der Nylon/HEVA-Copolymer-Mi-

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schung auf, wobei jede Lage eine Dicke von etwa 9 (im hat. Eine derartige Mischung von Sauerstoffsperrschichtmaterialien verleiht der erfindungsgemässen mehrschichtigen Folie eine Sauerstoffdurchlässigkeit bei 23°C und 0,1 MPa von weniger als 1,7 X 10~4 m3/m2/MPa.

Die Sauerstoffsperrschicht kann aus getrennten Nylon-und HEVA-Copolymer-Schichten bestehen. Jede dieser Schichten kann etwa 7,6 p,m dick sein, um die erforderliche geringe Sauerstoffdurchlässigkeit zu liefern. Es ist auch möglich, wenn auch nicht bevorzugt, eine VDC-Copolymer-schicht oder sowohl eine VDC-Copolymerschicht und eine Nylonschicht als Sauerstoffsperrschicht zu verwenden.

In der oben beschriebenen Folie sind die Sauerstoffsperrschichten nicht heissschrumpfbar. Falls gewünscht, können die Sauerstoffsperrschichten orientiert werden, um sie schrumpfbar zu machen, und eine der anderen Schichten kann nicht heissschrumpfbar sein. Es können jedoch andere Sauerstoffsperrschichtmaterialien als VDC-Copolymere verwendet werden: diese anderen Materialien sind aber weniger in der Lage, zufriedenstellend heissschrumpfbar zu sein.

In der 5-schichtigen mehrschichtigen Folie wird jede Sauerstoffsperrschicht mit der äussersten (Oberfläche) heiss-versiegelbaren Schicht unter Verwendung eines Klebstoffs, der jeder der oben beschriebenen Klebstoffe sein kann, verklebt.

Die Oberflächenschichten der Gesamtfolie sind heissversiegelbare Schichten zum Verkleben der mehrschichtigen Folie mit sich selbst oder mit einer anderen Folie, je nachdem, wie die Verspackung aufgemacht ist. Derartige heissversiegelbare Schichten können aus einem Material bestehen, dass herkömmlicherweise aufgrund seiner Heissversiege-lungseigenschaften eingesetzt wird. Alternative Harze für die heiss versiegelbare Schicht sind u.a. Homopolymere und Copolymere von Ethylen und Mischungen von Ethylenpoly-meren, insbesondere solche von verzweigten Ethylenpoly-meren mit einer Dichte von etwa 910 bis 940 kg/m3 sowie Copolymere von Ethylen mit Vinylestern organischer Säuren, wie Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylisobutyrat. Copolymere von Ethylen mit niederen Acrylatestern wie Ethylmethacrylat, Methacrylat, Ethylacrylat, 2-Ethylhexyl-acrylat und mit Methacrylsäure (ionomere Harze) können ebenfalls verwendet werden. LDPE (Dichte 910 bis 940 kg/m3) ist bevorzugt. Typischerweise hat die heiss versiegelbare Schicht aus PE eine Dicke von 6 bis 9 um. Bevorzugte Mischungen von PE für diese heisssiegelbare Schicht enthalten MDPE und LDPE. Eine Schicht aus einer solchen Mischung kann ebenfalls orientiert sein, wie oben beschrieben, um die erforderliche heissschrumpfbare Schicht zu liefern.

Es ist sehr erwünscht, angrenzend an die heisssiegelbare Schicht eine Schicht zu haben, die widerstandsfähig gegen Durchbrennen ist. Ein derartiges Material besitzt einen höheren thermischen Zersetzungsbereich als heisssiegelbare Schichten, so dass das Toleranzlimit bei der Heiss-versiegelung soweit wie möglich erhöht ist. Derartige Materialien haben vorzugsweise einen Schmelzbereich, der ungefähr 54°C über dem Erweichungsbereich der heisssiegel-baren Schicht liegt. Bei der bevorzugten mehrschichtigen Folie befindet sich angrenzend an die heisssiegelbare Schicht Nylon-6 ödere ine Mischung aus verschiedenen Nylonarten. Eine solche Schicht liefert die gewünschte Durchbrennbeständigkeit. Andere Materialien mit Durchbrennbeständigkeit, die gegebenenfalls angrenzend an die heisssiegelbare Schicht verwendet werden können, sind Polyester, Polycar-bonate, Polysulfone und Polypropylen.

Ein besonders geeignetes Verfahren zur Herstellung der äusseren Schichten, d.h. aller Schichten ausser der heissschrumpfbaren Schicht, ist in der US-PS 3 874 967 beschrieben. Eine schlauchförmige mehrschichtige Folie, die eine Schicht aus einem Amidpolymeren in Berührung mit einer radial innenliegenden Schicht oder Schichten enthält, wird 5 durch Coextrudieren unter Verwendung der «inflated bubble»-Technik hergestellt. Die Blase (bubble) wird so hergestellt, dass keine der Schichten heissschrumpfbar orientiert ist. Zwischen den Wänden der Blase ist eine Flüssigkeit eingeschlossen, und die innere Schicht oder Schichten sind aus-lo reichend porös, so dass die Flüssigkeit zu der Schicht aus Amidpolymerem (möglicherweise eine Polyamidmischung) wandern kann. Die Flüssigkeit ist vorzugsweise Wasser, das eine positive Wirkung auf das Amidpolymere hat. Die so hergestellte schlauchförmige mehrschichtige Folie wird zu-15 sammenfallen gelassen und zu einer Rolle von doppelt gewickelter flacher Folie aufgerollt. Die doppelt gewickelte flache Folie kann ferner auf den der heissschrumpfbaren Folie gegenüberliegenden Seiten Obsrflächenschichten, die, wie oben erklärt, heisssiegelbar sind, besitzen, d.h. Schichten, 20 die sich beim schlauchförmigen Extradât in radialer Richtung aussen von der Amidpolymerschicht befinden. In der bevorzugten Ausführungsform besitzt eine nach einem derartigen Verfahren hergestellte coextrudierte schlauchförmige Folie eine innere Schicht aus EVA-Copolymeren angrenzend 25 und haftend an einer Schicht aus Nylon mit einem Klebstoff zwischen der Nylonschicht und einer äusseren heiss-siegelbaren Schicht aus LDPE. Jede Hälfte der doppelt gewickelten Folie hat eine bevorzugte Dicke von 25 bis 30 Um.

30 Die am meisten bevorzugte 5-schichtige Folie des oben beschriebenen Typs wird als «Laminat A» bezeichnet und enthält in folgender Reihenfolge:

Schicht Material Dicke pim heiss-

35 Nr. schrumpf bar

6 bis 9 nein

2,5 nein

9 nein

2,5 bis 12,5 nein

3. bestrahltes vernetztes 25 ja orientiertes LDPE

— EVA-Polymerkleb-

60 stoff wie oben

4a. wie 2a.

4b. wie 2a.

65 — Klebstoff (wie zwi schen 1. und 2a.)

5. wie 1.

1. LDPE

40 — Klebstoff

2a. Mischung aus 70

Gew.-%

Nylon-6 mit 30 Gew.-% 45 HEVA, wobei der

Ethylengehalt des HEVA 30 Mol.-% beträgt

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— EVA-Polymerkleb-

stoff mit einem Vi-nylacetatgehalt von 10 bis 30 Gew.-%

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Durchführungsformen der Erfindung sollen im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben werden; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer mehrschichtigen Folie, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Herstellung von Verpackungen aus einer derartigen mehrschichtigen Folie.

Gemäss Fig. 1 wird eine doppelt gewickelte mehrschichtige Folie 1, die nach dem in der US-PS 3 874 967 beschriebenen Verfahren hergestellt ist, durch die Klemmwalzen 3 und 4 geführt, wo die doppelt gewickelte Folie in spiegelbildliche Gegenstücke aufgetrennt und zu den Walzen 5 und 7 geführt wird. Gleichzeitig wird die Folie 9 aus heissschrumpfbarem Material, vorzugsweise bestrahltem orientiertem PE zu den Rollen 11 und 12 geführt, die ebenfalls die aufgetrennten Hälften 13 und 15 der äusseren Laminatschichten aufnehmen. Auf diese Weise wird die heissschrumpfbare Schicht sandwichartig zwischen die spiegelbildlichen Schichten durch den Druck der Klemmwalzen 11 und 12 eingebettet. Die Klemmrollen 11 und 12 können zusätzlich erhitzt werden, um die Haftung der Folienschichten 13 und 15 auf der inneren heissschrumpfbaren Schicht 9 zu fördern. Im allgemeinen ist jedoch die EVA-Copolymer-schicht klebrig genug, um bei gewöhnlichen Temperaturen eine ausreichende Haftung zu liefern. Dies gilt auch für einen Ionomerklebstoff, insbesondere wenn die Klemmrollen 11 und 12 einen genügenden Druck liefern, so dass zwischen ■den Berührungsflächen der heissschrumpfbaren Schicht und der äusseren Schichten keine Luft eingeschlossen wird.

In einer anderen Ausführungsform wird die gleiche Schicht aus heissschrumpfbarem Polyethylen, wie oben beschrieben, verwendet, aber es wird auf diese nach herkömmlichen Verfahren eine Schicht aus einem VDC-Copolymeren aufgebracht; gewöhnlich durch Beschichten aus einer Lösung oder Latex unter gleichzeitiger Vermeidung einer Schmelzextrusion. Ein derartiges Laminat kann dann mit einer heisssiegelbaren Schicht aus heissschrumpfbarem Polyethylen verklebt werden. Das VDC-Copolymere ist nicht heissschrumpfbar. Die äusseren Schichten aus heissschrumpfbarem Polyethylen liefern die erforderlichen Schrumpfungseigenschaften für diese Ausführungsform der Folie. Eine der äusseren Schichten kann aus einem Material sein, das nicht heissschrumpfbar, aber heisssiegelbar ist, so dass die äusseren Schichten aneinander haften, z.B. LDPE oder EVA-Copolymeres oder andere oben beschriebene Materialien. Die Schicht aus VDC-Copolymerem kann etikettartig bedruckt werden, bevor die letzte Oberflächenschicht auflaminiert wird, und die Herstellung grossen Rollen kann vermieden werden. Diese mehrschichtigen Folien, die eine Schicht aus VDC-Copolymerem enthalten, werden als «Laminate B» bezeichnet und sind weniger bevorzugt als «Laminat A».

Die mehrschichtige Folie kann auf einer «chub» -Maschine wie «Kartridge Pak Model 50» (Kartridge Pak Co., Davenport, Iowa, USA) mit einem Nahrungsmittelprodukt gefüllt werden. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Eine derartige «chub»-Maschine besitzt Leitwalzen 21 und 23 zur Führung der Folie zur Füllvorrichtung 25 und zur Formvorrichtung 27. Die Formvorrichtung 27 bildet den Schlauch, der mit einem Nahrungsmittelartikel mittels der Füll Vorrichtung 27 gefüllt wird. Der mit dem Nahrungsmittel gefüllte Schlauch wird an seiner Längsseite durch eine Heissluftversiegelungsvorrichtung 29 versiegelt. Der gefüllte und versiegelte Schlauch wird dann bei 31 nach herkömmlichen Verfahren, wie z.B. durch einen Bügel (staple) zu einzelnen Stücken 33 (chubs) abgeschnürt.

Die so hergestellten verpackten Nahrungsmittelstücke werden gekocht und ergeben eine Packung mit äusserst gleichmässigen Abmessungen. Typische Abmessungen sind ein Durchmesser von 38 bis 152 mm und eine Länge von 102 mm bis 183 cm. Typische Fleischprodukte, die in dieser Weise gekocht werden können, sind Bologna (Mortadella), Hühnchenrollen, Puterrollen und Wurst. Derartige Rollen werden gewöhnlich bei einer Innentemperatur von etwa 63 bis 74°C in heissem Wasser gekocht, das eine Temperatur von etwa 68 bis 79°C hat. Letztere ist eine typische Temperatur für die meisten Anwendungszwecke. Während dieses Kochens schwillt das Fleisch in der Verpackimg an. Die Festigkeit und die Stabilität hinsichtlich der Abmessungen, die von der mittleren heissschrumpfbaren Schicht der erfindungsgemässen mehrschichtigen Folie herrühren, erhalten jedoch die ursprünglichen Abmessungen und widerstehen der durch das Fleisch ausgeübten Dehnungskraft. Es wurde überraschend gefunden, dass die Stabilität der erfindungsgemässen mehrschichtigen Folie so gross ist, dass der kreiförmige Querschnitt der zylindrischen Verpackung während des Kochens erhalten bleibt und nicht in einen elliptischen Querschnitt übergeht.

Nach Beendigung des Kochens wird die den Nahrungsmittelartikel enthaltende mehrschichtige Folie schnell abgekühlt, z.B. in einem kalten Wasserbad. Das Abkühlen führt dazu, dass der Nahrungsmittelartikel aber nicht die mehrschichtige Folie schrumpft. Die Schrumpfung des Nahrungsmittelartikels führt zu einem Zwischenraum zwischen diesem und der mehrschichtigen Folie, wodurch die Packung ein unansehnliches Aussehen bekommt. Die mehrschichtige Folie macht es jedoch möglich, dieses unansehnliche Aussehen zu beseitigen. Nach Beendigung der Abkühlung kann die mehrschichtige Folie auf die Schrumpftemperatur der heissschrumpfbaren Folie erhitzt werden, um die gesamte Verpackungsfolie auf den Nahrungsmittelartikel aufzuschrumpfen. Auf diese Weise wird ein attraktiv verpackter gekochter Nahrungsmittelartikel in einer Mehrschichtfolienverpak-kung hergestellt. Der Schrumpfungsprozess wird vorzugsweise in einem heissen Wasserbad oder Duschbad unter Verwendung von Wasser mit einer Temperatur von 93 bis 100°C durchgeführt. Eine Temperatur von etwa 96°C ist bevorzugt, wenn bestrahltes orientiertes PE verwendet wird. Höhere Temperaturen können, falls erwünscht, für eine giössere Schrumpfung verwendet werden. Überraschend wurde gefunden, dass nicht nur die orientierte vernetzte mittlere PE-Schicht, sondern die gesamte mehrschichtige Folie schrumpft.

Eine andere vorteilhafte Verwendung der mehrschichtigen Folie besteht in der Verpackung von heissen Nahrungsmitteln direkt aus einer Pasteurisieranlage. Bei diesem Verfahren wird der Erhitzungsschritt (b) zu Pasteurisierungs-zwecken und vor dem Schritt (a) durchgeführt, bei dem das Nahrungsmittel in die mehrschichtige Folie eingepackt wird. Der Schritt (a) wird im wesentlichen bei der Pasteurisierungs-temperatur durchgeführt. Typischerweise wird das Nahrungsmittel mittels einer Verpackungsmaschine (chub machine) bei einer Temperatur von etwa 68 °C verpackt und, wie oben beschrieben, abgekühlt, so dass Zwischenräume zwischen dem geschrumpften Fleischartikel und der Mehr-schichtfolienverpackung entstehen. Die unansehnlichen Zwischenräume werden durch Heissschrumpfung beseitigt, so dass eine attraktive Packung erhalten wird.

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2 Blätter Zeichnung

Claims

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1. Verfahren zum Verpacken eines Lebensmittels, dadurch gekennzeichnet, dass man:

(a) das Lebensmittel mit einer Mehrschichtfolie umhüllt, die mindestens eine unter Wärmewirkung schrumpfende und diese Eigenschaft der Mehrschichtfolie verleihende Schicht und mindestens eine für sich allein unter Wärmewirkung nicht schrumpfende Schicht aufweist, und von deren Schichten mindestens eine als Sauerstoffbarriere wirkt und eine Permeabilität für trockenen Sauerstoff von weniger als 6,9 X 10"4 m3/m2/MPa/24h bei 23°C und 0,1 MPa hat;

(b) das Lebensmittel vor oder nach dem Umhüllen (a) erwärmt; und

(c) die gebildete Packung abkühlt, wobei das Lebensmittel schrumpft und zwischen dem Lebensmittel und der Umhüllung Zwischenräume gebildet werden; und dann

(d) die Umhüllung zur Aufschrumpfung auf das Lebensmittel und zur Beseitigung der durch die vorangegangene Abkühlung entstandenen Zwischenräume erhitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lebensmittel im Schritt (a) in eine Mehrschichtfolie eingehüllt wird, deren heissschrumpfbare Schicht oder Schichten bei einer Temperatur oberhalb der Temperatur, auf welche im Schritt (b) erwärmt wird, heissschrumpfbar ist bzw. sind.

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PATENTANSPRÜCHE

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packungsfolie der im Anspruch 1 unter (a) definierten Art zur Verwendung im Verpackungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als für sich allein nicht heissschrumpfbare Folienschichten eine aufgetrennte, doppelt gewickelte Folie aus einer schlauchförmigen Folie verwendet, und dass man eine heissschrumpfbare, die Mehrschichtver-packungsfolie heissschrumpfbar machende Folie zwischen die für sich allein nicht heissschrumpfbaren Folienschichten einbringt und mit denselben verklebt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lebensmittel in Schritt (b) gekocht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den Erwärmungsschritt (b) zur Pasteurisierung und vor Schritt (a) durchführt und den Schritt (a) bei im wesentlichen der Pasteurisierungstemperatur durchführt.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lebensmittel im Schritt (a) mit einer Mehrschichtfolie umhüllt wird, deren Sauerstoffsperrschicht oder -sperrschichten für sich allein nicht heissschrumpfbar ist bzw. sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lebensmittel im Schritt (a) mit einer Mehrschichtfolie umhüllt wird, deren heissschrumpfbare Schicht oder Schichten bei einer Temperatur oberhalb 79°C heissschrumpfbar ist bzw. sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lebensmittel im Schritt (a) mit einer Mehrschichtfolie umhüllt wird, die eine erste Oberflächenschicht besitzt, die mit sich selbst heisssiegelbar ist, sowie eine zweite Oberflächenschicht, die mit der ersten Oberflächenschicht heisssiegelbar ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lebensmittel im Schritt (a) mit einer Mehrschichtfolie umhüllt wird, die, abgesehen von gegebenenfalls mit vorhandenen Klebstoffschichten, aus den folgenden Schichten in der folgenden Reihenfolge besteht:

(A) eine erste Oberflächenschicht, die mit sich selbst heisssiegelbar ist,

(B) eine im Anspruch 1 definierte Sauerstoffsperrschicht aus einer oder mehreren Lagen, die für sich allein nicht heissschrumpfbar ist,

(C) eine heissschrumpfbare Schicht,

(D) eine im Anspruch 1 definierte Sauerstoffsperrschicht aus einer oder mehreren Lagen, die für sich allein nicht heissschrumpfbar ist, und

(E) eine zweite Oberflächenschicht, die mit der ersten Oberflächenschicht heisssiegelbar ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lebensmittel im Schritt (a) mit einer Mehrschichtfolie umhüllt wird, deren beide heisssiegelbaren Oberflächenschichten aus Polyäthylen mit einer Dichte von 910 bis 940 kg/m3 bestehen.

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10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lebensmittel im Schritt (a) mit einer Mehrschichtfolie umhüllt wird, deren Sauerstoffsperrschicht oder -sperrschichten ein Amidpolymeres enthält bzw. enthalten.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Amidpolymere Nylon-6 ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Lebensmittel im Schritt (a) mit einer Mehrschichtfolie umhüllt wird, worin jede Sauerstoffsperrschicht eine Mischung aus 60 bis 80 Mol-% Nylon-6 und 40 bis

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lebensmittel im Schritt (a) mit einer Mehrschichtfolie umhüllt wird, die als heissschrumpfbare Schicht eine Schicht aus einem Olefinpoly-meren enthält, das zwecks Heissschrumpfbarkeit vernetzt und orientiert ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Olefinpolymere ein Äthylenpolymeres ist.

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15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Olefinpolymere ein biaxial orientiertes Polyäthylen ist.

16. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass das Lebensmittel im Schritt (a) mit einer Mehrschichtfolie umhüllt wird, die Oberflächenschichten (A) und (E) gemäss Anspruch 9, Sauerstoffsperrschichten (B) und (D) gemäss Anspruch 11 oder 12 und eine heissschrumpfbare Schicht (C) gemäss Anspruch 15 enthält, und dass zwischen aneinander grenzenden Schichten Klebstoffschichten vorhanden sind, wobei der Klebstoff zwischen den Schichten (B) und (C) sowie (C) und (D) ein Äthylen/Vinylacetat-Copolymeres mit 10 bis 30 Gew.-% von Vinylacetat abgeleiteten Einheiten ist.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lebensmittel im Schritt (a) mit einer Mehrschichtfolie umhüllt wird, deren Sauerstoffsperrschicht aus einem Mischpolymeren aus 65 bis 95 Gew.-% Vinylidenchlorid und 35 bis 5 Gew.-% Vinylco-monomeren besteht.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Lebensmittel im Schritt (a) mit einer Mehrschichtfolie umhüllt wird, die zwei heissschrumpfbare Schichten aus Polyäthylen und eine zwischen diesen liegende Schicht aus dem Vinylidenchlorid-Mischpolymer als Belag auf einer der beiden Polyäthylenschichten aufweist.

19. Mehrschichtfolie der im Anspruch 1 unter (a) definierten Art zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schichtung:

(Sj) eine erste heissschrumpfbare, die Mehrschichtfolie heissschrumpfbar machende Schicht aus Polyäthylen;

(52) eine für sich allein nicht heissschrumpfbare Schicht als Sauerstoffbarriere, aus einem Copolymer aus 65 bis 95 Gew.-% Vinylidenchlorid und 35 bis 5 Gew.-% Vinyl-Comonomer bestehend, als Belag auf der Schicht Sx oder S3;

(53) eine zweite heissschrumpfbare, d:e Mehrschichtfolie heissschrumpfbar machende Schicht aus Polyäthylen.

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20. Mehrschichtfolie nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schichten Sx und S3 aus einem vernetzten Polyäthylen besteht.

20 Mol-% eines Polymeren, das durch Hydrolyse eines Polymeren von Äthylen und Vinylacetat mit einem Gehalt an von Äthylen abgeleiteten Einheiten von 15 bis 65 Mol-% bis zu einem Hydrolysegrad von 88 bis 99,5 Mol-% erhältlich ist, enthält.

21. Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtver-

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die für sich allein nicht heissschrumpfbaren Folienschichten mindestens eine Sauerstoffsperrschicht umfassen, wie sie im Anspruch 1 definiert wird.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die für sich allein nicht heissschrumpf baren Folienschichten hinsichtlich der eingebrachten heissschrumpfbaren Folie selbstklebend sind und zur Verklebung auf die heissschrumpfbare Folie aufgepresst werden.

24. Verfahren nach Anspruch 21, 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass man als für sich allein nicht heissschrumpfbare Folienschichten eine aufgetrennte, doppelt gewickelte Folie aus einer schlauchförmigen mehrschichtigen Folie verwendet, die durch Koextrudieren von mindestens einer Sauerstoffsperrschicht, die ein Amidpolymer enthält, und einer radial innenliegenden Schicht aus einem Äthylen/ Vinylacetat-Copolymeren mit 10 bis 30 Gew.-% Vinylacetat-Einheiten mit in der Blase eingeschlossenem Wasser hergestellt ist, und dass man als heissschrumpfbare Folienschicht eine Folie aus Polyäthylen verwendet, die vernetzt und biaxial orientiert ist.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die für sich allein nicht heissschrumpfbaren Folienschichten auf ihren von der heissschrumpfbaren Folienschicht abgewandten Seiten Oberflächenschichten gemäss Anspruch 7 oder 9 aufweisen.