DE2128732A1

DE2128732A1 - Einheitliche mehrschichtige Folie

Info

Publication number: DE2128732A1
Application number: DE19712128732
Authority: DE
Inventors: Rudolph John Wilmington Del Angelo (VStA)
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1970-06-10
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1971-12-16
Also published as: CA934921A; FR2094163B1; BE768342A; US3666612A; JPS4949190B1; GB1305852A; FR2094163A1

Description

B.I. Du PONT DE NEMOURS AND COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington, Delaware 19 898, V.St.A,

Einheitliche mehrschichtige Folie

Die Erfindung betrifft neue Oopolyketonfolien, die sich besonders zu Verpackungszwecken eignen.

Gegenstand der Erfindung ist eine einheitliche mehrschichtige Copolyketonfolie, deren benachbarte Schichten eine unterschiedliche Morphologie aufweisen. Die Folie gemäss der Erfindung kennzeichnet sich durch mindestens eine kristalline Schicht und mindestens eine amorphe Schicht, die beide aus einem Copolyketon aus wiederkehrenden Einheiten der Formel

(1)

bestehen, worin

oder den Rest

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(I) bedeutet und das Verhältnis T:I in der kristallinen Schicht im Bereich von 90s 100 bis 50:50 und in der amorphen Schicht im Bereich von 90:10 bis 0:100 liegen kann, mit der Massgabe, dass das Verhältnis T:I in der amorphen Schicht nicht höher ist als in der kristallinen Schicht. In ihrer elementarsten Form besteht die einheitliche Folie gemäss der Erfindung aus zwei Schichten, von denen die eine aus kristallinem Gopolyketon und die andere aus amorphem Copolyketon besteht und das Gopolyketon in beiden Schichten der obigen Formel (1) entspricht. Die Dicke der einheitlichen Copolyketonfolie gemäss der Erfindung kann innerhalb weiter Grenzen, ζ.Β« von etwa 0,0127 bis 0,254 mm, schwanken; jedoch kann man nach Wunsch auch dünnere oder dickere Folien erhalten.

Die einheitliche Folie gemäss der Erfindung besteht aus Copolyketon der obigen Formel (1.). Derartige Copolyketone erhält man durch Friedel-Crafts-Synthese gemäss der USA-Patentschrift 3 065 205, 3 441 538 oder 3 442 857 oder nach verschiedenen Abänderungen solcher Synthesen. Das Copolyketon wird vorzugsweise durch Strangpressen aus der Schmelze zu Folien verarbeitet.

Die einheitliche Folie gemäss der Erfindung, die sich durch mehrere Schichten kennzeichnet, wobei benachbarte Schichten eine unterschiedliche Morphologie aufweisen, indem immer eine Schicht kristallin und die angrenzende Schicht amorph ist, kann nach beliebigen der nachstehend beispielsweise angegebenen Methoden hergestellt werden.

Hach einer Herstellungsmethode wird eine unorientierte oder orientierte kristalline Copolyketonfolie der obigen Formel (1), die ein T: I-Verhältnis im Bereich von 90:10 bis 50:50 aufweist, so behandelt, dass die kristalline Beschaffenheit mindestens einer der Oberflächen zerstört wird. Dies kann durch Behandeln der Folie mit der Flamme erfolgen, z.B. durch Über-

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leiten der Folie über eine kühle Trommel oder Walze und gleichzeitiges Bestreichen der freiliegenden Oberfläche der fortlaufenden Folie mit einer Flamme. Die so erhaltene einheitliche Folie kennzeichnet sich durch eine kristalline Schicht (die gekühlte Seite der Folie) und eine amorphe Schicht (die mit der Flamme behandelte Seite der Folie).

Säen einem anderen Verfahren wird eine FoILe aus einem Copolyketon der obigen Formel. (1) mit einem T:I-Verhältnis im Bereich von 90:10 bis 0:100 auf mindestens eine Oberfläche einer kristallinen Folie aus einem Copolyketon der obigen Formel (1), bei der das T:I-Verhältnis im Bereich von 90:10 bis 50:50 liegt, stranggepresst und der Schichtstoff durch Hindurchleiten durch einen Druckwalzenspalt zusammengepresst. Bei diesem Arbeitsvorgang soll die kristalline Folie an einer gekühlten Trommel oder Walze anliegen, damit ihre kristalline Beschaffenheit erhalten bleibt und gleichzeitig die amorphe Folie, die auf die kristalline Folie stranggepresst wird, gekühlt wird, so dass sie nicht kristallisieren kann.

Nach einer weiteren Methode vereinigt man eine kristalline Copolyketonfolie gemäss der obigen Definition mit mindestens einer amorphen, unorientierten Oopolyketonfolie gemäss der obigen Definition unter dem Einfluss von Wärme und Druck zu einer Folie gemäss der Erfindung. Dieses Verfahren wird vorzugsweise unter Druck in einem Druckwalzenspalt durchgeführt, der sich zwischen einer kalten Trommel oder Walze, die mit der kristallinen Copolyketonfolie in Berührung steht, und einer erhitzten Trommel oder Walze befindet, die mit der amorphen Copolyketonfolie in Berührung steht.

Vie bereits erwähnt, kann die kristalline Schicht der Folie orientiert oder unorientiert sein. Die Folie gemäss der Erfindung mit orientierter kristalliner Schicht hat bessere Festigkeitseigenschaften, während die Folie mit unorientierter kristalliner Schicht bessere Raumbeständigkeit aufweist.

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Die neuen !©lien gemäss der Erfindung sind als Terpackungsfolien für Nahrungsmittel, Metallteile usw. geeignet« Der besondere Torteil dieser Folie liegt in ihrer aussergewöhnlichen laumbeständigkeit bei den Temperaturen, die gewöhnlich beim Zubereiten von nahrungsmitteln in der Hitze auftreten, und daher eignet sich die Folie besonders zur Herstellung ¥oa Beuteln bzw. Behältern für Nahrungsmittel, die in diesen Behältern in der Hitze zubereitet werden. Andere Vorteile liegen darin, dass die Folie heissverschweissbar, farblos, durchsichtig und gegen Hitse, Lösungsmittel, Säuren, Basen, Fette msw» "beständig ist« Die Bindung zwischen der kristallinen und der amorphen Schicht ist ausgezeichnet, und die Folie hält ohne weiteres die Einwirkung τοη Wasser und hohen 3?euehtig~ keiisgraden aus« Die Folie übt auch eine gute SperrscSiielit-•wirkung aus_s cLiu sie hat eine geringe Durchlässigkeit fla? Wasserdampf und Sauerstoff.

Di© öopoXyketonfolie gemäas des· Erfindung eignet si ei·, aueli SUS3 Is©li®i?@]a ©lelrfer-isciies Leiter* Wenn si® in soiasale Basel@3? gess£Jiittsn iflsä, kasia. sie gpiralföraiig öerart \m slektriseias Seiter ii@ETaagewickelt "wesämiy class sieh ii© sinselEen Spiralen 1ifes2?iapp@a_s uafl äaxm an Ort imii Stslle Sisiesversoiiweisst werden.

!Die ismäs®SL'ü® Tiseesität wird bei 23° C an 0_s5-gewiehtsp2?öz©satig#a G©p©Ij!se"feonlösimgeB, in konzentrierter Schwefelsäure bestirnt. UiB die inhärente Yiscosität zu berechnen, wird die TisGosität der Gopolyketonlösung zu der Tiscosität der reinan Säure in Beziehung gesetzt, und die inhärente Tiscosität wird nach der folgenden Gleichung berechnet:

In yisoosität der lösung Inhärente Tiscosität «

vobei C die Konzentration in Grramm Copolyketon je 100 ml Lösung bedeutet.

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F-2146 *

Beispiel 1

Ein Copolyketon der Formel (1) mit einem T:I-Verhältnis von 70:30 wird aus Diphenyläther, Terephthalsäurechlorid und Isophthalsäurechlorid mit Aluminiumchlorid als Katalysator in o-Dichlorbenzol hergestellt. Nach dem Isolieren und Reinigen hat das Copolyketon eine inhärente Yiscosität von 0,85 ("bestimmt an einer 0,5-gewichtsprozentigen lösung in konzentrierter Schwefelsäure bei 23° 0).

Dieses Copolyketon wird in einer 1,9 cm-Strangpresse mit ⁴ einer 10,2 cm breiten Schlitzdüse zu einer Folie stranggepresst. Schnecke, Zylinder und Düse der Strangpresse sind verchromt, die lochscheibe besteht aus Hastelloy C und die Filterpackung aus Nickeldrahtnetz. Die Folie wird bei Zylindertemperaturen von 365 bis 370° C, einer Düsentemperatur von 372° C, einer Umlaufgeschwindigkeit der Schnecke von 50 U/min bei Drücken von 56,2 bis 98,4 kg/cm auf eine gekühlte Trommel stranggepresst. Die so erhaltene Folie ist zäh und biegsam und 0,127 bis 0,381 mm dick. Sie hat eine inhärente Yiscosität von 0,97.

Proben aus dieser stranggepressten Folie werden biaxial auf je das 3-fache ausgereckt. Jede Probe wird in eine Pantograph-Eeckvorrichtung eingespannt, 2,5 Minuten auf 177° C vorerhitzt und bei 177° C gleichzeitig sowohl in Maschinenrichtung als auch in Querrichtung mit linearen Reckgeschwindigkeiten von je 10 000 #/min ausgereckt. Die so orientierten Folien sind zäh und biegsam und 0,0127 bis 0,0635 mm dick.

Proben der biaxial orientierten Folien werden zwischen zwei Asbesteinlagen an Metallrahmen festgeklammert und im Ofen 30 Minuten unter Stickstoff bei 275° C wärmebehandelt, um die Folien zu vergüten, zum Kristallisieren zu bringen und wärmezufixieren. Die so erhaltenen Folien sind zäh, biegsam und durchsichtig.

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P-2H6 W

Eine Probe einer biaxial orientierten und kristallisierten Folie wird in einen Metallrahmen eingespannt und auf einer Seite mit einer Gasflamme behandelt. Dabei beträgt die Kontaktzeit der flamme mit federn gegebenen Punkt der Folie etwa 1 Sekunde oder weniger. Zwei kleine Proben der so behandelten ?olie werden, mit den behandelten Seiten einander zugewandt, übereinandergelegt und 30 Sekunden bei 275° C unter einem Druck von 21, 1 kg/cm heissversehweisst. Dabei binden sich die Folien gut aneinander, ohne dass es zur Runzelung oder Terzerrung kommt· Übereinandergelegte Proben aus der gleichen, biaxial orientierten kristallisierten Folie, die aber nicht mit der flamme behandelt worden sind, werden unter den gleichen Heissverschweissungsbedingungen nicht aneinander gebunden? beiia Heissverschweissen bei 300° C unter einem Druck von 21,1 kg/cm für einen Zeitraum von 30 Sekunden wird eine geringe Bindung beobachtet, und bei 325° G erzielt man unter dem gleichen Druck innerhalb des gleichen Zeitraumes zwar eine gute Bindung, aber unter den beiden letztgenannten Heissverschweissungsbedingungen erleiden die Folien Schrumpfung und Tefzerrung.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wird eine Folie gemäss der Erfindung in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt und durch Heissverschweissen an eine andere Copolyketonfolie gebunden.

Auf eine erste Copolyketonschicht aus einer nach Beispiel 1 biaxial orientierten und kristallisierten Folie legt man eine zweite Copolyketonschicht aus einer unorientierten und amorphen Folie (Copolyketon der Formel (1) mit einem Trl-Yarhältnis von 70:30) und auf die letztere eine weitere Schicht, die in ihrer Beschaffenheit mit der ersten Schicht übereinstimmt. Das Ganze wird 30 Sekunden bzw. 5 Sekunden bei 250° G unter einem Druck von 21,1 kg/cm heissverschweisst. In beiden Fällen erzielt man eine gute Bindung der Schichten aneinander ohne Runzelung oder Verzerrung der Folien.

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F-2U6

In einen Kontrollversuch, in dem die zweite Schicht fortgelassen wird, lässt sich der Schichtstoff bei 30 Sekunden langer Einwirkung einer Temperatur von 250° C bzw. von 275° C unter einem Druck von 21,1 kg/cm nicht heissverschweissen; im Verlaufe von 30 Sekunden erzielt man bei 300° 0 unter einem Druck von 21,1 kg/cm eine schwache Bindung, und im Verlaufe von 30 Sekunden bei 325 G unter einem Druck von 21,1 kg/cm erhält man eine gute Bindung; in den beiden letzteren Fällen kommt es jedoch zum Schrumpfen und zur Verzerrung der Folien.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wird in einem einzigen Arbeitsgang eine Folie gemäss der Erfindung hergestellt und durch Heissverschweissen mit einer anderen Gopolyketonfolie verbunden.

Auf eine erste Gopolyketonschicht aus einer unorientierten, kristallisierten Folie gemäss Beispiel 1 legt man eine zweite Copolyketonschicht aus einer unorientierten, amorphen Folie (Copolyketon der Formel (1) mit einem Tϊ!-Verhältnis von 70:30) und auf die letztere eine weitere Schicht, die in ihrer Beschaffenheit mit der ersten Schicht übereinstimmt. Das Ganze wird 30 Sekunden bei 275 G unter einem Druck von 21»1 kg/cm heissverechweisst. Dabei binden sich die Schichten gut aneinander, ohne dass die Folien sich runzeln oder verzerren.

In einem Kontrollversuch, bei dem die zweite Schicht fortgelassen wird, lässt sich der Schichtstoff bei 275° G nicht heissverschweissen; bei 300° G erhält man im Verlaufe von 30 Sekunden unter einem Druck von 21,1 kg/cm eine schwache Bindung, und bei 325° C erhält man im Verlaufe von 30 Sekunden unter einem Druck von 21,1 kg/cm eine gute Bindung; in den beiden letzteren Fällen erleiden die Folien jedoch Schrumpfung und Verzerrung.

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ί-2146 C

Beispiele 4 bis β

Durch Vereinigung einer Folie A aus einem unorientierten, kristallinen Copolyketon der obigen Formel (1) mit einem T:I-7erhältnis von 70:30 entweder mit einer Folie B aus einem unorientierten, amorphen Copolyketon der obigen Formel (1) mit einem T:I-Verhältnis von 70:30 (Beispiel 4), oder mit einer ähnlichen Folie B mit einem T:I-7erhältnis von 50:50 (Beispiel 5), oder aber mit einer ahnliehen Folie B mit einem Trl-Verhältnis von 30:70 (Beispiel 6) werden Schichtstoffe hergestellt. Dabei werden die beiden Schichten im Beispiel 4 10 Sekunden bei 175° C und in den Beispielen 5 und 6 15 Se- W künden bei 200 C unter einem Druck von' 66,1 kg/cm verpresst. Dabei sind die Platten der Presse mit Ablöseschichten aus einem Copolymerisat aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen belegt, damit die Copolyketonfolien nicht an den Platten ankleben. Die so erhaltenen Schichtstoffe sind klar, glatt und blasenfrei.

Aus jeder Probe werden 12,7 mm breite Streifen geschnitten, und zwei Streifen werden, mit den B-Seiten einander zugewandt, tibereinandergelegt und 2 Sekunden in einer Präzisions-Heissverschweissungsvorrichtung bei 285 bis 290° C unter einem Druck von 6,33 kg/cm heissverschweisst. Die verschweissten Proben sind glatt und blasenfrei. Die Messung der Bindefestig-P keit der Schweissverbindung in einem Zugfestigkeits-Prüfgerät liefert die folgenden Ergebnisse:

Bindefestigkeit (Kittelwert aus 5 Proben), Beispiel g je 2,54 cm Breite

4 868

5 ■ . 812

6 ' 1258

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Beispiele 7 bis 9

arbeitet nach äen Beispielen 4- bis 6, verwendet jedoch als Folie i. eine durch biaxiales Ausrecken auf je das 3-fache orientiertet kristalline Copolyketonfolie der obigen Formel (1) mit einem T:I-Verhältnis von 70:30. Die T:I-Yerhältnisse der Schichten B betragen 70:30 (im Beispiel 7), 50:50 (im Beispiel 8) bzw. 30:70 (im Beispiel 9). Die Ergebnisse der Bindefestigkeitsprüfungen sind die folgenden:

Bindefestigkeit ; (Mittelwert aus 5 Proben), Beispiel g je 2,54- cm Breite

7 564

8 1172

9 1056

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Claims

Patentansprüche

1. Einheitliche mehrschichtige Folie, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schicht aus einem Gopolyketon aus wiederkehrenden Einheiten der Formel

(D

(T) oder den

•besteht, in der Rest

(I) bedeutet, benachbarte Schichten eine unterschiedliche Morphologie aufweisen, indem jeweils eine der benachbarten Schichten kristallin und die andere amorph, ist, und dass das Verhältnis T:I in den kristallinen Schichten im Bereich von 90:10 bis 50:50 und in den amorphen Schichten im Bereich von 90:10 bis 0:100 liegen kann, nit der Kassgabe, dass das Verhältnis 37:1 in den amorphen Schichten nicht höher ist als in den kristallinen Schichten.

2. Copolyketonfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kristalline Schicht aus einem orientierten Co- polyketon besteht.

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P-2146 jll

3· Copolyketonfolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei Schichten besteht.

4· Copolyketonfolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus drei Schichten besteht, wobei die beiden äusseren Schichten aus kristallinen Copolyketon bestehen, während die innere Schicht aus amorphem Copolyketon besteht.

5· Copolyketonfolie nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Dicke von etwa 0,0127 bis 0,254 mm aufweist.

6. Copolyketonfolie nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Schichten das gleiche T:!-Verhältnis aufweisen.

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