DE2351923A1 - Heissiegelfaehige polypropylenfolie - Google Patents

Heissiegelfaehige polypropylenfolie

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DE2351923A1 DE19732351923 DE2351923A DE2351923A1 DE 2351923 A1 DE2351923 A1 DE 2351923A1 DE 19732351923 DE19732351923 DE 19732351923 DE 2351923 A DE2351923 A DE 2351923A DE 2351923 A1 DE2351923 A1 DE 2351923A1
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Description

DR.-1NG. RICHARD GLAWE Mönchen
PATENTANWÄLTE .
DIPL-ING. KLAUS DELFS HAMBURG
DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL MÜNCHEN
8 MÖNCHEN 26 POSTFACH 37 LIEBHERRSTR. 20 TEL. (0811) 22 65 48 TELEX 52 25 05 spez
2 HAMBURG 52 WAITZSTR. 12 TEL. (0411) 89 22 55 TELEX 21 29 21 spez
IHR ZEICHEN BETRIFFT:
IHRE NACHRICHT VOM
UNSER ZEICHEN
A 61
MÜNCHEN
British Cellophane Limited Bridgwater, Somerset /England
Heißsiegelfähige Polypropylenfolie
Die Erfindung betrifft eine heißsiegelfähige Polypropylenfolie .
In den letzten Jahren sind Polypropylenfolien in verstärktem Ausmaß als Einwickel- und Verpackungsmaterial verwendet worden, und zwar infolge ihrer ausgezeichneten Klarheit und ihrer Festigkeit, die erheblich verbessert wird, wenn die ?olie in einer Richtung oder mehreren unter reck-
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orientierungsfähigen Bedingungen gereckt bzw. gestreckt wird. Dadurch r/fird die IJolekularstruktur mindestens teilweise in Heckriehtung orientiert. Unter "reckorientierungsfähigen Bedingungen" für Polypropylenfolien ist zu verstehen, daß die RecIaBaßnahme durchgeführt wird, wenn die Folie innerhalb eines "Icmperaturbereichs zwischen 2 C unterhalb des Kristall Schmelzpunkts des Polypropylens und seiner Übergangstemperatur der zweiten Ordnung gehalten vvird.
I1Ur wirkungsvolle Verpackungs zwecke, insbesondere auf Hochgesehwindigkeits-Verpackungsmaschinen, ist es erforderlich, daß die Polypropylenfolie jederzeit und leicht mit sich selbst versiegelt werden kann. Während Polypropylenfilm von ITatur aus mit sieh selbst heißsiegelfähig ist, schrumpft eine orientierte Folie umd bildet unerwünschte Beulen oder Verzerrungen bei den lemperaturen, die zur Erzielung einer Versiegelung geeigneter Festigkeit erforderlich sind (d.h. etwa 1600G).
Die Erfindung ist auf eine orientierte Polypropylenfolie mit einer heißsiegelfähigen Beschichtung gerichtet, mit der geeignete Heißsiegelungen bei einer !Temperatur erreicht werden können, bei welcher eine unbedeutende Hitzeverzerrung der orientierten Polypropylenfolie stattfindet.
Die heißsiegelfähige, orientierte Kunststoffolie der Erfindung umfaßt eine orientierte Polypropylenfolie, welche auf mindestens einer Oberfläche mit einer heißsiegelfähigen Schicht
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ausgerüstet ist. Die heißsiegelfähige Schicht umfaßt ein überwiegend lineares ungeordnetes Copolymer aus Äthylen und bis zu 12 Mol-$ mindestens eines weiteren, wenigstens drei Kohlenstoff atome pro Molekül aufweisenden Alpha-Olefins.
Die Bezeichnung ,"Polypropylenfolie" schließt eine Folie aus Polypropylen ein, dem ein kleiner Anteil eines verträglichen Polyolefins, welches die physikalischen Eigenschaften der !Folie nicnt wesentlich beeinträchtigt, zugemischt ist.
Das Copolymere wird hergestellt, indem man die Monomeren unter Bedingungen reagieren läßt, unter denen die Ausbildung linearer Ketten von Äthyleneinheiten mit wenig Verzweigungen und mit ungeordneter Verteilung der Comonomeren entlang der Ketten begünstigt wird, z.B. unter katalytischen Hiederdruckbedingungen, wie sie bei der Polymerisation von Äthylen zur Herstellung von Polyäthylenen hoher Dichte angewendet werden. Unter diesen Bedingungen findet die Reaktion bei relativ niedrigen Drücken in Gegenwart eines Koordinations- oder organometaiiisehen Katalysators, z.B. eines sogenannten Ziegler—Katalysators, eines Übergangsmetalloxid-Katalysators oder ähnliener Katalysatoren, statt.
Wenn das Copolymer einen Gehalt von mehr als etwa 12 Mol-^ö des weiteren Alpha-Olefins aufweist, zeigt es eine Neigung zum Klebrigwerden. Dies führt dazu, daß die Kunststoffolien
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schwierig in Form von Rollen und auf Umwandlungsmaschinen für Folien gehandhabt v/erden können.
Der Anteil des weiteren Alplia-Olefins in dem ungeordneten Copolymer liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 2 und 8 Mol-vi, insbesondere zwischen 2,5 und 5 Mol-?& des Copolymeren. Das weitere Alpha-Ülefin kann vorzugsweise Propylen oder Buten-1 sein.
Die CopοIvmeren der Erfindung sind durch einen Schmelzpunkt unterhalb 135°C, bestimmt durch differentielle thermische Analyse (D.T.A.), gekennzeichnet. Die für die Erfindung besonders geeigneten Copolymere weisen D.T.A.-Schmelzpunkte unterhalb 125°C auf. Der D.T.A.-Schmelzpunkt wird mittels eines differentiellen Abtastfcalοrimeters der Firma Perkin-Elmer, ITorwalk, Connecticut, USA, bestimmt, welcher eine Aufheizgeschwindigkeit von 160C pro Hinute auf v/eist.
Die heißsiegelfähige Schicht kann mittels irgendeines bekannten Verfahrens auf die Polypropylenfolie aufgebracht werden. Man kann z.B. eine vorgefertigte Folie aus dem ungeordneten Copolymer mittels eines geeigneten Haft- oder Klebemittels auf die Polypropylenfolie schichten. Man kann auch die vorgefertigte Folie oder bevorzugte Folien in innigem Kontakt mit der Polypropylenfolie recken, wenn sich die Kombination unter Ausbildung einer einzigen Folie vereinigt. Man kann auch das ungeordnete Copolymere auf eine Oberfläche oder beide einer PoIyτ-
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propylenfolie schmelzextrudieren, v/orauf man kühlt, bevor der Polypropylenfilm unter reekorientierungsfähigen Bedingungen gereckt bzw. gestreckt wird.
Die heißsiegelfähige Kunststoffolie wird vorzugsweise ausgebildet, indem man die Polypropylenfolie mit einer Schicht oder zwei des ungeordneten Copolymeren durch eine Form mit schlitzförmig oder ringförmig ausgebildeter Öffnung coextrudiert, worauf man kühlt, löscht bzw. flachspritzt (quenching) und dann unter reekorientierungsfähigen Bedingungen reckt bzw. streckt.
Da das ungeordnete Copolymer mit Polypropylen verträglich ist, ist es möglich, eine kleine Menge an heißsiegelfähiger Äbfallfolie an den Extruder für die Polypropylenfolie zurückzuführen, ohne daß die Eigenschaften des Films dadurch wesentlich beeinträchtigt werden.
Der heißsiegelfähige Kunststoffilin gemäß der Erfindung kann doppelt gelegt werden, d.h. zur Ausbildung eines Laminats mit nützlichen" Eigenschaften können zwei Filme übereinandergelegt werden, wobei sie mit einer Copolymerschicht an der anderen vereinigt werden.
Das Laminat kann ausgebildet werden, indem man Hitze und Druck einwirken läßt oder die zwei Folien reckt bzw. streckt, wenn diese sich in Oberflächenkontakt miteinander befinden.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer heißsiegelfähigen orientierten Kunststoffolie, bei dem man auf mindestens eine Oberfläche einer Polypropylenfolie eine Schicht aus einem überwiegend linearen unge ordne ten Copolymer aus Äthylen und bis zu 12 Mol-$ mindestens eines weiteren, wenigstens drei Kohlenstoffatome pro Molekül aufweisenden Alpha-Olefins aufbringt sowie die Kombination einen reckorientierungsfähigen Zustand bringt und in mindestens einer Richtung reckt bzw. streckt.
Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert, wobei auf die Beispiele ■-Bezug genommen wird.
Beispiel 1
Eine Polypropylencchmelze wurde bei einer Geschwindigkeit von 91»44 m/min mit äußeren Schichten einer Schmelze eines im v/esentlichen linearen ungeordneten Copolymeren zur Ausbildung eines dreischichtigen geschmolzenen Laminats mit einer Dicke von annähernd 300 Mikron durch eine Schlitzform eoextrudiert. Das Copolymer ist ein Handelsprodukt der Shell Chemicals (UK) Limited, London; Handelsbezeichnung: Carlona 40-045/09· Das Polypropylen bildet 90 ?* und jede Copolymersehieht 5 $ der Dicke. Das Copolymer weist einen D.T.A.-Schmelzpunkt von 1140C und eine Dichte von 0,940 auf. Es besteht aus Äthylen, das unter katalytischen niederdrücktedingungen mit etwa 2,5 Buten-1 copolymerisiert ist.
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ITach. dem Extrudieren wird, das geschmolzene Laminat sofort in kaltem Wasser gekühlt (quenched), wird Einschließend auf 100 - 115°C erwärmt und um 20 fo zwischen einer Reihe von RoI-len in Arbeitsrichtung gereckt bzw. gestreckt. Die Rollen am Abgabeende wurden bei einer größeren Umfangsgeschwindigkeit gedreht als die Rollen am Eingangsende.
Die monoaxial gereckte Folie wurde dann in eine Heißluftvorrichtung· (stenter) eingegeben, wo sie auf etwa 15O0G erwärmt wurde und in Querrichtung auf das Achtfache ihrer ursprünglichen Breite gereckt bzw. gestreckt wurde. Die nun biaxial orientierte"Folie wurde gekühlt, an. den Kanten geradegeschnitten und zu einer Rolle gewickelt. Der Film wies eine hohe Klarheit bzw. Transparenz auf und war etwa 30 lüikron dick.
Es konnte gezeigt werden, daß Proben der 4FoHe sich in leichter '//eise bei 125°C unter einen Druck von .0,98 kg/cm in einer Sekunde miteinander versiegeln, wobei eine Heißsiegelfestigkeit von 600 g/38 mm Folienbreite er-zie.lt wird. Bei der Untersuchung der versiegelten Streifen zeigte sich, daß ein Verziehen des Films während der Si egejlmaß nähme nicht stattgefunden hatte.
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Beispiel 2
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das "Cariona"-Copolymer durch ein überwiegend lineares ungeordnetes Äthylen-Propylen-Copolymer ersetzt wurde, dessen Propylengehalt 4 MoI-^ beträgt. Das Copolymere war unter katalytischem Kiederdruckbedingungen hergestellt worden und wies eine Dichte von 0,950 sowie einen D.I1.A.-Schmelzpunkt von 1150G auf.
Der von den Folienkanten nach der biaxialen Orientierung, jedoch vor dem Aufwickeln zu einer Holle abgeschnittene Abfall wurde zerkleinert, vermählen und in den Extruder für die Polypropylensohiaelze zurückgeführt.
Die Dicke der biaxial orientierten Folie betrug annähernd 30 Mikron. Die Folie konnte in leichter V/eise mit sich selbst bei 1180C unter einem Druck von 0,98 kg/cm in einer Sekunde mit sich selbst versiegelt werden, wobei man eine Eeißsiegelfestigkeit von 700 g/38 mm Folienbreite erhielt. Ein Verziehen der Folie trat während der Versxegelungsmaßnahinen nicht auf.
Beispiel 3
Ein überwiegend lineares ungeordnetes Copolymer aus Äthylen und Buten-1, dessen Buten-1-Gehalt 3 Mo1-$ betrug,
wurde zu einer Folie mit einer Dicke von O,O?63 mm vergossen; Das Copolymere, war unter katalytischer* lliederdruckbedingungen hergestellt worden und wies eine Dichte von C,930 sowie einen D.T.A.-Schmelzpunkt von 117°C auf.
Die gegossene Copolymerfolie wurde dann auf eine gegossene Polypropylenfolie mit einer Dicke von T,016 mm geschichtet,
wobei die Anordnung auf 140 C erhitzt und einem Druck von
p ■
17,5 kg/cm ausgesetzt wurde.
Das erhaltene Laminat, wurde dann auf eine Temperatur von
1600G erhitzt und gleichzeitig um 700 > in zwei senkrecht
aufeinanderstehenden Richtungen gereckt, wobei ein biaxial
orientiertes Laminat erhalten wurde.
Das Laminat konnte mit der einen Copolymerseite an der anderen in'leichter Weise mit sich selbst bei 1200G unter einem
Druck von 0,98 kg/cm in einer Sekunde versiegelt werden, wobei man eine Heißsiegelfestigkeit von 1CÖ0 g/38 mm Folienbreite erhielt. Ein Verziehen der Folie als Ergebnis der Heißsiegelmaßnahmen trat nicht auf. .
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Claims (1)

  1. a t e η t a. η s ρ r ü c ii e
    ( 1 · ) Heißsiegelfähige, orientierte Kunststoffolie aus einer orientierten Polypropylenfolie, welche auf mindestens einer Oberfläche läit einer heißsiegelfähigen Schicht ausgerüstet ist, dadurch gekennzeicline t , daß die heißsiegelfähige Schient ein überwiegend lineares ungeordnetes Copolymer aus Äthylen u;id bis zu. Λ2 Mol-fo mindestens eines weiteren, wenigstens drei Kohlenstoffatome pro Molekül aufweisenden Alpha-Olefins enthält.
    2. Kunststoffolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der G-ehalt an Alpha-Olef in des Gopolymeren im Bereich zwischen 2 und 8 Mo1-$ liegt.
    3. Kunststoffolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das weitere Alpha-Olefin Propylen oder Buten-1 ist.
    4. Kunststoffilm nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadLirch gekennzeichne t , daß der D. T. A.Schmelzpunkt des Copolymeren unterhalb 125 C liegt.
    5. Verfahren zur Herstellung einer heißsiegelfähigen, orientierten Kunststoffolie, dadurch gekennzeichnet, daß man auf mindestens einer Oberfläche
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    7351923
    einer Polypropylenfolie eine Schicht aus einem überwiegend linearen ungeordneten Copolymer aus Äthylen und bis zu 12 Mol-56 mindestens eines weiteren, wenigstens drei Kohlenstoff atome pro Molekül aufweisenden Alpha-Olefins aufbringt sowie die Kombination in einen reckoräentierunrr-.fähigen Zustand bringt und in mindestens einer Sichtung reckt.
    -6» Verfahren nach Anspruch 5, dadurch 'ge k e η r. - ζ e χ c h η e t , daß man die Copolymerschicht auf der Polypropylenfolie Y/ährend der Coextrusion einer Schnelze des Copolymeren und des Polypropylens diircn eine Schlitzforin aufbringt, woran sich vor dem Recken in dem orientieruiigs— fähigen Zustand ein KühlVorgang (quenching) anschließt.
    7. "Verfahren nach Anspruch, 5 oder 6, dadurch g e -
    k e η η ζ e i c h η e t , daß der Gehalü des Copolymeren an v/eiterem Alpha-Olefin im Bereich zv/ische'n 2 und 8 ΐίο1->* des Copolymeren liegt.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis J, dadurch- β e k e η η ζ e i c h η e t , daß das weitere Alpha-Olefin oder Buten-1 ist.
    - 11 -AO-9 8 16/0
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