DE3879379T2 - Biorientierte folien aus aethylen/alpha-olefin-copolymeren. - Google Patents
Biorientierte folien aus aethylen/alpha-olefin-copolymeren.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf zweifach orientierte, heißsiegelbare und wärmeschrumpfende Folien, die mit guten optischen und mechanischen Eigenschaften ausgestattet sind und durch Extrusion und biaxiales Strecken eines Gemisches von Ethylen-α-Olefin-Copolymeren erhalten werden. Derartige Folien sind z.B. aus der EP-A-168 928 bekannt.
- Nach dem Stande der Technik sind orientierte und wärmeschrumpfende Polyethylenfolien bekannt, die bei der Verpackung von Nahrungsmittelprodukten und anderen Konsumgütern verwendet werden.
- Ein technisches Problem, mit dem man im Umgang mit derartigen Folien konfrontiert ist, ist das Kombinieren der Eigenschaften ihrer guten mechanischen Festigkeit mit ihrer Klarheit.
- Zu diesem Zweck wurde vorgeschlagen, die Polyethylenfolie einem Vernetzen, beispielsweise durch Behandlung derselben mit gamma-Strahlen, zu unterziehen, was im allgemeinen nach dem Extrusionsschritt und vor der Streckstufe durchgeführt wird. Als Alternative wurde vorgeschlagen, die Folie ausgehend von einem Gemisch von linearem Polyethylen mit Polyethylen hoher Dichte herzustellen, wobei mit dem Ausdruck "lineares Polyethylen" ein Copolymer von Ethylen mit einem α-Olefin gemeint ist, welches Copolymer nach Niederdruckverfahren hergestellt wird.
- Gemäß der GB-A-2 097 324 werden wärmeschrumpfende Folien guter Qualität durch Extrudieren eines Copolymers von Ethylen mit einem C&sub8;- bis C&sub1;&sub8;-α-Olefin hergestellt, welche zwei unterschiedliche Kristallitschmelzpunkte haben, und durch Strecken des genannten extrudierten Copolymers durch ein Arbeiten innerhalb eines Temperaturbereichs zwischen den genannten beiden Schmelzpunkten. Gemäß der erwähnten Patentveröffentlichung kann das oben genannte Copolymer in einem Gemisch mit einem Homopolymer oder einem anderen Ethylencopolymer verwendet werden.
- Die Anmelder haben nun gefunden, daß heißsiegelbare und wäremschrumpfende Polymere, die mit guten allgemeinen Eigenschaften ausgestattet sind und auf dem Verpackungssektor nützlich sind, mittels Extrusion und biaxiales Strecken einer speziellen Mischung von Ethylencopolymeren durch Arbeiten ohne Vernetzungsbehandlungen erhalten werden können.
- Demgemäß bezieht sich die vorliegende Erfindung auf heißsiegelbare und wärmeschrumpfende, zweifach orientierte Folien,die mit guten optischen und mechanischen Eigenschaften ausgestattet sind und durch Extrusion und biaxiales Strecken eines Gemischen von Ethylen/α-Olefinen-Copolymeren erhalten werden, welches Gemisch aus:
- a) von 95 bis 99,9 Gew.-% eines Ethylen/Octen-1-Copolymers und
- b) von 5 bis 0,1 Gew.-% eines Ethylen/Buten-1-Copolymers oder Ethylen/Hexen-1-Copolymers besteht, wobei diese Copolymeren eine Dichte im Bereich von 0,900 g/cm³ bis 0,940 g/cm³ aufweisen.
- Die oben genannten Ethylen/α-Olefincopolymere können bis zu etwa 15 Gew.-% α-Olefincomonomer enthalten und werden durch Niederdruckpolymerisationsverfahren erhalten.
- In der bevorzugten praktischen Ausführungsform liegt der Gehalt von Komponente (b) im Copolymergemisch im Bereich von 0,2 bis 1,0 Gew.-% und befindet sich typischerweise in der Größenordnung von 0,5 Gew.-%.
- Die Folien gemäß der vorliegenden Erfindung können eine Stärke von bis zu 100 µm aufweisen und sind normalerweise von 20 µm bis 40 µm stark, und sie können gemäß den normalen Extrusions- und Strecktechniken erhalten werden.
- In der bevorzugten praktischen Ausführungsform wird die Geradschlitzdüsen-Extrusionstechnik angewendet, bei welcher auf die Extrusion eine Orientierung der Folie zunächst in Maschinen (Längs)richtung und anschließend in Querrichtung folgt.
- Genauer gesagt wird das Verfahren durch Vermischen der Granulate beider Copolymere und durch Bereiten einer homogenen Mischung durch Schmelzen in einem Schneckenextruder ausgeführt. Das so erhaltene, im geschmolzenen Zustand vorliegende homogene Gemisch wird durch den linearen Schlitz einer linearen Schlitzdüse gezogen, und die erhaltene Folie wird rasch abgestreckt, z.B. durch Kontakt mit Wasser.
- Die abgekühlte Folie wird dann mittels einer Serie von mit steigender Geschwindigkeit rotierenden Walzen und bei einem Arbeiten bei einer Temperatur in einem Bereich von 50ºC bis 130ºC, und vorzugsweise in der Größenordnung von 110ºC bis 120ºC in Längsrichtung gestreckt (d.h. in Maschinenrichtung). Das Streckverhältnis kann bis zu 1:9 betragen, es wird sich jedoch vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 1:5 bis 1:6 bewegen.
- Die Folie wird dann in Querrichtung gestreckt (d.h. senkrecht zur Maschinenrichtung), beispielsweise mittels einer Folienstreckkette und bei Arbeiten bei einer Temperatur im Bereich von 80ºC bis 130ºC, und vorzugsweise in der Größenordnung von 110ºC bis 120ºC.
- Auch in diesem Falle kann das Streckverhältnis einen Maximalwert bis zu 1:9 erreichen, es wird sich jedoch vorzugsweise in der Größenordnung von 1:5 bis 1:6 bewegen.
- Die so erhaltene zweifach orientierte Folie ist heißsiegelbar und wärmeschrumpfend und ist mit gut ausbalancierten optischen und mechanischen Eigenschaften ausgestattet, wie dies aus dem nachfolgenden experimentellen Beispiel klar ersichtlich ist, welches zum Zwecke der Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung angeführt wird, ohne den Bereich derselben zu beschränken.
- Als Komponente (a) des Polymergemisches wird ein Ethylen/Octen-1-Copolymer verwendet, welches die folgenden Eigenschaften hat:
- - Schmelztemperatur (ºC), Bestimmung durch DSC 126
- - Dichte (g/cm³) ... 0,919
- - Schmelzflußindex (g/10 min) (190ºC; 2,16 kg) ... 2,7
- - Scherempfindlichkeit 32
- Als Komponente (b) wird ein Ethylen/Buten-1-Copolymer verwendet, welches die folgenden Eigenschaften hat:
- - Schmelztemperatur (ºC), Bestimmung durch DSC 123
- - Dichte (g/cm³) ... 0,919
- - Schmelzflußindex (g/10 min) (190ºC; 2,16 kg) ... 2,5
- - Scherempfindlichkeit 30
- 99,5 Gewichtsteile der Komponente (a) werden mit 0,5 Teilen der Komponente (b) vermischt und das Gemisch wird geschmolzen und in geschmolzenen Zustand in einem Helix-Schneckenextruder bei 230ºC homogenisiert.
- Das homogene Gemisch wird mit einem Geradschlitzdüsen-Extruder (bei einer Temperatur von 260ºC) bei einem Durchsatz von 50 kg/h extrudiert, mit einem Folienausstoß von 30 m/min. Beim Austritt aus der Düse wird die Folie in Wasser bei einer Temperatur von 15ºC abgekühlt, wird dann auf 110ºC bis 120ºC erwärmt und wird dann einer ersten Orientierung in Maschinenrichtung mit einem Streckverhältnis von 1:5 unterzogen, indem man auf rotierenden Walzen arbeitet, und wird schließlich einer zweiten Orientierung senkrecht zu der Maschinenrichtung mittels Folienstreckketten unterworfen, indem man innerhalb eines Ofens, der auf 110º - 120ºC erwärmt worden ist, bei einem Streckverhältnis von 1:5 arbeitet.
- Auf diese Art und Weise erhält man eine biaxial orienterte Folie, die eine Stärke in der Größenordnung von 20 µm aufweist und die folgende Eigenschaften hat:
- - Schmelzflußindex 2,7 (g/10 min) (ASTM D 1238)
- - Dichte 0,919 (g/cm³) (ASTM D 1505)
- - Schlagzähigkeit 110 (Darttropftest) (kJ/m) (ASTM D1709)
- - Reißfestigkeit MD 5,3 (Elmendorf) TD 9,8 (kN/m) (ASTM D1322)
- - Zugfestigkeit MD 96 (N/mm²) (ASTM D 828 B) TD 115
- - Bruchdehnung MD 250 (%) (ASTM D 882 B) TD 115
- - Sekantmodul 1 % MD 267 (N/mm2) (ASTM D 882 B) TD 446
- - Durchstoßfestigkeit 5,043 (N/m) (*)
- - Dehnung 94 (Durchstoßung) (%) (*)
- - Glanz 45º 96 (%) (ASTM D 2457)
- - Trübung 1 (%) (ASTM D 1003)
- - Klarheit 0,2 (%) (**)
- (*) Bestimmung der Durchstoßfestigkeit mittels einer Metallspitze. Der Test besteht im Strecken einer Folie in Längsrichtung zu der Maschinenanordnung, und Bestimmen der erforderlichen Kraft, um sie mittels einer Metallspitze zu perforieren.
- (**) Bestimmung der Klarheit einer Kunststoffolie mittels eines Lichtstrahles. Der Test besteht im Messen der Intensität des Lichtes, welches durch die Foliendicke durchgeht.
Claims (5)
1. Heißsiegelbare und wärmeschrumpfende, zweifach orientierte Folien,
ausgestattet mit guten optischen und mechanischen Eigenschaften und erhalten
durch Extrusion und biaxiales Strecken eines Gemisches von
Ethylen/α-Olefin-Copolymeren, welches Gemisch aus:
a) von 95 bis 99,9 Gew.-% eines Ethylen/Octen-1-Copolymers und
b) von 5 bis 0,1 Gew.-% eines Ethylen/Buten-1-Copolymers oder Ethylen/Hexen
1-Copolymers
besteht, wobei diese Copolymere eine Dichte im Bereich von 0,900 g/cm³ bis
0,940 g/cm³ aufweisen.
2. Folien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an
Komponente (b) in dem Copolymerengemisch im Bereich von 0,2 bis 1,0 Gew.-% liegt.
3. Folien nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an
Komponente (b) in dem Copolymerengemisch in der Größenordnung von 0,5 Gew.-% liegt.
4. Folien nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine
Stärke von bis zu 100 µm aufweisen.
5. Folien nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Stärke im Bereich
von 20 - 40 µm liegt.
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