DE69612569T2

DE69612569T2 - Folie mit ausgezeichneter farbhaftung und mit verbesserten schlupf-, antibeschlag- und/oder antistatik-eigenschaften

Info

Publication number: DE69612569T2
Application number: DE69612569T
Authority: DE
Inventors: Solomon Bekele
Original assignee: Cryovac LLC
Current assignee: Cryovac LLC
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2016-12-13
Also published as: DE69612569D1; MY115059A; ATE200686T1; AU720652B2; WO1997022655A1; EP0874872B2; EP0874872B1; EP0874872A1; AU1205597A; AR004897A1; CA2240295A1; KR970033826A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen bedruckte Gegenstände, insbesondere Folien mit Bedruckung einschließlich sowohl Einschichtfolien als auch Mehrschichtfolien, insbesondere Folien, die zur Verwendung als Verpackungsfolien geeignet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Folien mit einem relativ niedrigen Folie-an-Folie- und Folie-an-Metall-Reibungskoeffizienten, wobei die Folien auch gute Hafteigenschaften für Tinte aufweisen.
Es ist seit einiger Zeit bekannt, Gleitmittel in eine äußere Folienschicht einzubringen, um der Folie-an-Folie-Reibungskoeffizienten und den Folie-an-Metall-Reibungskoeffizienten zu verringern. Selbst wenn das Gleitmittel einer inneren Folienschicht zugefügt wird, kann das Gleitmittel an eine oder mehrere äußere Oberflächen der Folie migrieren ("ausblühen"), wodurch es wirksam zur Verringerung des Folie-an-Folie-Reibungskoeffizienten wird, so dass eine Folie geschaffen wird, die auf sich selbst und auf anderen Materialien leichter gleitet. Es ist jedoch gefunden worden, dass die Anwesenheit des Gleitmittels auf der Oberfläche der Folie die Bedruckbarkeit der Folie nachteilig beeinflusst, d. h. der Haftungsgrad der Tinte auf der Oberflächenfolie wird durch die Anwesenheit des Gleitmittels auf der Folienoberfläche herabgesetzt. Es ist auch gefunden worden, dass Antitrübungsmittel sowie Antistatikmittel auf der Oberfläche der Folie in ähnlicher Weise die Bedruckbarkeit nachteilig beeinflussen.
Zur Schaffung einer Folie mit guter Maschinenbearbeitbarkeit während beispielsweise der Umarbeitung der Folie zu Beuteln sowie während der Verarbeitung auf Hochgeschwindigkeitsverpackungsmaschinen ist es seit einiger Zeit bekannt, losen Staub, z. B. losen Maisstärkestaub, auf einer äußeren Oberfläche einer Folie bereitzustellen. Auf die Oberfläche der Folie aufgebrachter Staub vermindert somit den Folie-an-Folie-Reibungskoeffizienten, d. h. er wirkt als Gleitmittel (Schmiermittel) und verbessert ebenso die Beständigkeit der Folie gegen Blockieren, d. h. er wirkt als Antiblockiermittel. Es ist seit einiger Zeit auch bekannt, teilchenförmiges Antiblockiermittel in das Harz einzubringen. Das eingebrachte Antiblockiermittel wirkt durch Bildung von winzigen Vorsprüngen, die trennende Lufträume aufrechterhalten, die die Haftung, d. h. das Blockieren stören.
Die Aufbringung von losem Staub auf eine Folienoberfläche ist für die Qualität der Atmosphäre, in der die Folie hergestellt und verwendet wird, jedoch nachteilig, da sich der Staub während des Transports usw. von der Folie ablösen kann und andere unerwünschte Wirkungen hat. Zudem besitzen Folien mit in das Harz eingebrachtem teilchenförmigem Antiblockiermittel keine erwünschte Kombination von Gleit- und Antiblockiereigenschaften.
Die Schaffung einer Folie mit guter Bedruckbarkeit und gleichzeitig niedrigem Folie-an-Folie- und Folie-an-Metall-Reibungskoeffizienten wäre wünschenswert. Es wäre auch wünschenswert, einen Gegenstand wie einen Beutel mit der Kombination aus guter Bedruckbarkeit, niedrigem Folie-an-Folie- und Folie-an- Metall-Reibungskoeffizienten in Abwesenheit von losem teilchenförmigem Staub auf seiner Außenseitenoberfläche zu schaffen.
Die GB-A-1 035 165 offenbart polymere Beschichtungszusammensetzungen, die ein mit einem Copolymer von Olefin mit Vinylester gemischtes Polyolefin umfassen und gute Haftung an Papier und Drucktinten haben sollen.
Es ist gefunden worden, dass eine gewünschte Kombination von guter Haftung von Tinte zusammen mit niedrigen Folie-an-Folie- und Folie-an-Metall-Reibungskoeffizienten und/oder guten Antitrübungseigenschaften und/oder guten Antistatikeigenschaften erreicht werden kann, indem eine äußere Folienschicht mit einem Gleit-, Antitrübungs- und/oder Antistatikmittel in Kombination mit einem Polymer ausgestattet wird, das die Haftung von Tinte an der Oberfläche der Folie selbst in Anwesenheit des Gleitmittels und/oder Antitrübungsmittels und/oder Antistatikmittels erhöht. Auf diese Weise erhält die Folie Gleit-, Antitrübungs- und/oder Antistatikeigenschaften sowie eine verbesserte Haftung von Tinte auf derselben. Gegebenenfalls kann die Maschinenverarbeitbarkeit der Folie durch Zugabe von Staub auf die Oberfläche der Folie und/oder die Zugabe von teilchenförmigem Antiblockiermittel in die äußeren Folienschicht weiter verbessert werden.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Folie mit Bedruckung auf der äußeren Oberfläche derselben, wobei die äußere Oberfläche der Folie umfasst:
(A) primäres Polymer,
(B) sekundäres Polymer, das von dem primären Polymer verschieden ist und die Haftung von Tinte an der äußeren Oberfläche vergrößert, wobei das sekundäre Polymer α-Olefin/Acrylester-Copolymer (vorzugsweise Ethylen/Acrylester-Copolymer), α-Olefin/ungesättigte Carbonsäure-Copolymer (vorzugsweise α-Olefin/Acrylsäure-Copolymer, α-Olefin/Ionomer-Copolymer, anhydridgepfropftes Ethylen/Vinylacetat-Copolymer oder α-Olefin/Ester/Säureanhydrid-Terpolymer ist, und
(C) funktionelles Additiv, das mindestens eines von einem Gleitmittel, einem Antitrübungsmittel und einem Antistatikmittel umfasst.
Die Folie kann als nahtloses Schlauchmaterial, als Schlauchmaterial mit Rückennaht oder als Flachfolie vorliegen, wobei jedes von diesen in einen Beutel, zum Beispiel Beutel mit Endsiegelung oder Seitensiegelung, umgearbeitet werden kann, die gegebenenfalls einen Flicken tragen können. Die Bedruckung auf der äußeren Schicht kann jede Drucktinte umfassen, die zum Drucken auf Kunststoffzusammensetzungen geeignet ist, wie Fachleuten wohl bekannt ist.
Vorzugsweise umfasst das primäre Polymer mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Ethylen/α-Olefin-Copolymer, Polyolefinhomopolymer, Polyvinylidenchlorid, Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer, Polyamid, Polyester, Polystyrol und Ionomer. Propylen/Ethylen- Copolymer ist ein besonders bevorzugtes Ethylen/α-Olefin zur Verwendung als primäres Polymer in der erfindungsgemäßen Folie. Das primäre Polymer ist vorzugsweise in einer Menge von mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der äußeren Schicht, insbesondere in einer Menge von etwa 60 bis 99 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von etwa 80 bis 95 Gew.-%, bevorzugter etwa 85 bis 95 Gew.-% vorhanden.
Das sekundäre Polymer umfasst insbesondere mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus α-Olefin/Säureionomer-Copolymer und anhydridgepfropftem α-Olefin/Acrylester- Copolymer. Bevorzugte α-Olefin/Acrylester-Copolymere schließen Ethylen/Butylacrylat-Copolymer, Ethylen/Methylacrylat-Copolymer und Ethylen/Ethylacrylat-Copolymer ein. Bevorzugte α-Olefin Säure-Copolymere schließen α-Olefin/Acrylsäure-Copolymere (insbesondere α-Olefin/Ionomer-Copolymer und Ethylen/Acrylsäure-Copolymer) ein. Andere bevorzugte sekundäre Polymere schließen α- Olefin/Ester/Säureanhydrid-Terpolymer, insbesondere Ethylen/- Acrylsäure/Maleinsäureanhydrid-Terpolymer, Ethylen/Butylacrylat/Maleinsäureanhydrid-Terpolymer, Ethylen/Methylacrylat/Maleinsäureanhydrid-Terpolymer und Ethylen/Ethylacrylat/Maleinsäureanhydrid-Terpolymer ein. Wenn das primäre Polymer Ionomer und/- oder α-Olefin/Säure-Copolymer umfasst, unterscheidet sich das sekundäre Polymer von dem primären Polymer.
In der erfindungsgemäßen Folie ist das sekundäre Polymer vorzugsweise in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der äußeren Schicht, insbesondere in einer Menge von etwa 1 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von etwa 1 bis 20 Gew.-% und noch bevorzugter von etwa 2 bis 10 Gew.-% vorhanden.
Vorzugsweise umfasst die äußere Folienschicht Gleitmittel. Das Gleitmittel umfasst vorzugsweise mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fettsäureamid mit einer C&sub1;&sub1;- bis C&sub2;&sub1;-Alkylgruppe in der Säurekette, oxidiertem Polyethylenwachs, Fettsäureester, Fettsäurealkohol, Glycerinmonostearat und metallischem Stearat. Bevorzugte Fettsäureamide umfassen mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Erucamid, Lauramid, Palmitamid, Stearamid (Ethylenbisstearamid), Arachidamid, Behenamid, Oleamid, Glycerinmoniostearat und metallischem Stearat (z. B. Calciumstearat).
Das Antitrübungsmittel, das in der erfindungsgemäßen Folie vorhanden sein kann, ist eine oberflächenaktive Komponente, die vorzugsweise mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ester von Fettsäureester (und Derivaten desselben), aliphatischem Alkohol, Polyether, mehrwertigem Alkohol, Ester von mehrwertigem aliphatischem Alkohol und polyethoxyliertem aromatischem Alkohol umfasst.
Das Antistatikmittel, das in der erfindungsgemäßen Folie vorhanden sein kann, schließt beliebige Antistatikmittel ein, die dem Fachmann bekannt sind. Bevorzugte Antistatikmittel schließen Glycerine, ethoxylierte Amine und Aminsalze ein.
In der erfindungsgemäßen Folie können das Gleitmittel, Antistatikmittel und/oder Antitrübungsmittel jeweils in der äußeren Schicht in einer Menge von etwa 0,005 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der äußeren Schicht, insbesondere etwa 0,01 bis 1 Gew.-%, bevorzugter etwa 0,015 bis 0,7 Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 0,02 bis 0,1 Gew.-%, noch bevorzugter etwa 0,02 bis 0,05 Gew.-% vorhanden sein.
In der erfindungsgemäßen Folie umfasst gegebenenfalls die äußere Folienschicht ferner anorganische, im Wesentlichen kugelförmige Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,1 bis 30 um, insbesondere mit einer Teilchengröße von 1 bis 20 um, bevorzugter etwa 3 bis 10 um, besonders bevorzugt etwa 3 bis 4 um. Vorzugsweise sind die im Wesentlichen kugelförmigen Teilchen in der äußeren Folienschicht in einer Menge von etwa 500 bis 50000 ppm, bezogen auf das Gewicht der äußeren Folienschicht, insbesondere von etwa 1000 bis 30000 ppm, besonders bevorzugt etwa 2000 bis 20000 ppm und bevorzugter etwa 4000 bis 8000 ppm vorhanden. Die im Wesentlichen kugelförmigen Teilchen umfassen vorzugsweise mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliciumdioxid und Silikat, insbesondere umfassen die im Wesentlichen kugelförmigen Teilchen mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichem Siliciumdioxid, synthetischem Siliciumdioxid und Silikat, bevorzugter umfassen die im Wesentlichen kugelförmigen Teilchen mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kieselerde, pyrogener synthetischer Kieselsäure, ausgefällter synthetischer Kieselsäure, gelierter synthetischer Kieselsäure, Natriumcalciumsilikat und Natriumcalciumaluminiumsilikat.
Obwohl die erfindungsgemäße Folie eine Monoschichtfolie sein kann, ist die erfindungsgemäße Folie bevorzugt eine Mehrschichtfolie, die zwei äußere Schichten umfasst und bei der die Zusammensetzung in mindestens einer der äußeren Schichten vorhanden ist. Die Mehrschichtfolie umfasst insbesondere eine O&sub2;-Sperrschicht, die mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylidenchlorid, Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer, Polyamid und Polyester umfasst.
Noch bevorzugter umfasst die Mehrschichtfolie eine äußere erste Schicht, eine innere zweite Schicht und eine äußere dritte Schicht, wobei (a) die äußere erste Schicht mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Ethylen/α-Olefin-Copolymer und Polyamid umfasst, (b) die innere zweite Schicht eine O&sub2;-Sperrschicht ist und mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylchlorid, Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer, Polyamid und Polyester umfasst, und (c) die äußere dritte Schicht mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Ethylen/α-Olefin-Copolymer und Polyamid umfasst.
Noch mehr bevorzugt umfasst die Mehrschichtfolie ferner eine innere vierte Schicht, die als Verbindungsschicht dient und mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/Carbonsäure-Copolymer, Ethylen/Ester-Copolymer und anhydridmodifiziertem Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfasst. Besonders bevorzugt befindet sich die vierte Schicht zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht, wobei die Mehrschichtfolie ferner eine innere fünfte Schicht umfasst, wobei die fünfte Schicht eine zweite Verbindungsschicht ist, die fünfte Schicht mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/Carbonsäure-Copolymer, Ethylen/Ester-Copolymer und anhydridmodifiziertem Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfasst, wobei sich die fünfte Schicht zwischen der zweiten Schicht und der dritten Schicht befindet.
Gegebenenfalls umfasst die Mehrschichtfolie ferner eine innere vierte Schicht, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht liegt, und umfasst auch mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/Vinylacetat, Ethylen/α-Olefin-Copolymer und Polyamid. Noch bevorzugter umfassen die dritte Schicht und die vierte Schicht jeweils vernetztes Polymer, und die erste und zweite Schicht umfassen kein vernetztes Polymer. Besonders bevorzugt umfasst die Mehrschichtfolie ferner eine fünfte Schicht und eine sechste Schicht. Die fünfte Schicht dient als erste Verbindungsschicht und umfasst mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/Carbonsäure-Copolymer, Ethylen/Ester-Copolymer und anhydridmodifiziertem Ethylen/α-Olefin-Copolymer. Die sechste Schicht dient als zweite Verbindungsschicht und umfasst mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/Carbonsäure-Copolymer, Ethylen/Ester-Copolymer und anhydridmodifiziertem Ethylen/α-Olefin-Copolymer. Die fünfte Schicht liegt zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht, die sechste Schicht liegt zwischen der zweiten Schicht und der vierten Schicht. Diese bevorzugte Mehrschichtfolie ist ab besten geeignet für die Verwendung als Sperrbeutel sowie für andere Endanwendungen. Alternativ umfassen für Endanwendungen mit höherer Temperatur, wie Endanwendung mit Kochen in der Folie, alle Schichten der Mehrschichtfolie vernetztes Polymer.
Die erfindungsgemäße Mehrschichtfolie ist vorzugsweise hinsichtlich sowohl Schichtdicke als auch chemischer Zusammensetzung der Schicht im Wesentlichen symmetrisch.
Die erfindungsgemäße Mehrschichtfolie ist vorzugsweise biaxial orientiert und wärmeschrumpfbar. Die Folie hat insbesondere eine gesamte freie Schrumpfung bei 85ºC (185ºF) von etwa 10 bis 140%, insbesondere etwa 20 bis 110%. Vorzugsweise hat die Folie eine freie Schrumpfung bei 85ºC (185ºF) von mindestens 20% in Maschinenrichtung und mindestens 30% in Querrichtung.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Beutel, der eine Folie mit Bedruckung auf derselben umfasst, wobei die Folie eine erfindungsgemäße Folie wie zuvor beschrieben ist. Der Beutel umfasst vorzugsweise eine bevorzugte Folie wie oben beschrieben. Der Beutel kann ein Beutel mit Endsiegelung oder ein Beutel mit Seitensiegelung sein. Ein bevorzugter Beutel ist ein Beutel mit Endsiegelung, in dem eine erfindungsgemäße Folie in Form von nahtlosem Schlauchmaterial gesiegelt und quer geschnitten wurde, um zu einem Beutel mit Endsiegelung zu führen. Ein bevorzugter Beutel mit Endsiegelung umfasst die erfindungsgemäße Folie und hat eine staubfreie Außenseitenoberfläche, wobei sich auf einer Innenseitenoberfläche Staub befindet, damit die Innenseitenoberfläche der Folie nicht an sich selbst blockiert. Vorzugsweise umfasst der Staub auf der Innenseitenoberfläche des Beutels mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium-Siliciumdioxid, Siliciumdioxid, Natriumcalciumaluminosilikat, Magnesiumsilikat und Calciumsilikat, insbesondere umfasst der Staub mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Maisstärke, Kartoffelstärke, Talkum, und Siliciumdioxid. Wenn der Beutel aus einem Folienschlauchmaterial hergestellt wird, kann das Schlauchmaterial nahtloses Schlauchmaterial sein oder eine Längsnaht aufweisen. Neben Beuteln kann eine erfindungsgemäße Folie auch zu einer Umhüllung (sowohl nahtlos als auch Umhüllungen mit Rückennaht) verarbeitet werden, die besonders brauchbar für Endanwendungen zum Kochen in der Folie sind.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Gegenstand mit Bedruckung auf dessen Oberfläche. Die bedruckte Oberfläche umfasst ein primäres Polymer, ein sekundäres Polymer und ein funktionelles Additiv wie zuvor definiert. Bevorzugte Zusammensetzungen und Mengen an primärem Polymer, sekundärem Polymer und funktionellen Additiven sind wie für die erfindungsgemäßen bevorzugten Folien beschrieben. Die bedruckte Oberfläche kann ferner anorganische, im Wesentlichen kugelförmige Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,1 bis 30 um umfassen.
Fig. 1 illustriert eine schematische Querschnittansicht einer bevorzugten erfindungsgemäßen Mehrschichtfolie. Fig. 2 illustriert eine schematische Ansicht eines Verfahrens zur Herstellung von erfindungsgemäßen Mehrschichtfolien.
Der Begriff "Folie" wird hier im generischen Sinne verwendet, so dass Kunststoffbahnen unabhängig davon eingeschlossen sind, ob sie Folien oder Feinfolien sind. Die Folie hat vorzugsweise eine Dichte von weniger als 0,25 mm.
Der Begriff "verpacktes Produkt" bezieht sich hier auf ein Produkt, das in Verpackungsmaterial wie einer Folie verpackt ist.
Die Begriffe "Siegelschicht", "Siegelungsschicht", "Heißsiegelschicht" und "Versiegelungsschicht" bedeuten eine oder mehrere äußere Folienschicht(en), die an der Siegelung der Folie mit sich selbst, einer anderen Folienschicht der gleichen oder einer anderen Folie und/oder einem anderen Gegenstand, der keine Folie ist, beteiligt sind. Der Begriff "Siegelung" bezieht sich hier auf jede Siegelung eines ersten Bereichs einer Folienoberfläche an einen zweiten Bereich einer Folienoberfläche, die durch Erwärmen der Bereiche auf mindestens ihre jeweiligen Siegelungsinitiierungstemperaturen erzeugt wird. Das Erwärmen kann mittels einer oder mehrerer von vielen unterschiedlichen Weisen erfolgen, wie mittels eines Heizstabs, heißen Messers, Heißluft, Infrarotstrahlung, Ultraschallsiegelung, usw.. Die Siegelung wird insbesondere mittels heißem Draht und/oder heißem Messer gebildet. Wie Fachleuten bekannt ist, ist eine statische Überlappungssiegelung eine weitere Siegelung, die zur Bildung einer Verpackung aus der erfindungsgemäßen Folie geeignet ist.
Der Begriff "orientiert" bezieht sich hier auf eine polymerhaltige Zusammensetzung, die bei erhöhter Temperatur gereckt worden ist (der Orientierungstemperatur), gefolgt von "Fixieren" in der gereckten Konfiguration durch Abkühlen des Materials, während die gereckten Abmessungen im Wesentlichen beibehalten werden. Beim nachfolgenden Erwärmen der nicht festgehaltenen, nicht getemperten, orientiertes Polymer enthaltenden Zusammensetzung auf seine Orientierungstemperatur wird Wärmeschrumpfung hervorgerufen. Der Begriff "orientiert" bezieht sich hier insbesondere auf orientierte Folien, in denen die Orientierung in einer oder mehreren unterschiedlichen Weisen erzeugt werden kann.
Der Begriff "Monomer" bezieht sich hier auf eine vergleichsweise einfache Verbindung, die üblicherweise Kohlenstoff enthält und ein niedriges Molekulargewicht hat, und durch Kombinieren mit sich selbst oder mit anderen ähnlichen Molekülen oder Verbindungen unter Bildung von Polymer reagieren kann.
Der Begriff "Comonomer" bezieht sich hier auf ein Monomer, das mit mindestens einem anderen Monomer in einer Copolymerisationsreaktion copolymerisiert wird, deren Ergebnis ein Copolymer ist.
Der Begriff "Polymer" bezieht sich hier auf das Produkt einer Polymerisationsreaktion und schließt Homopolymere, Copolymere, Terpolymere, usw. ein. Die Schichten einer Folie können im Allgemeinen im Wesentlichen aus einem Einzelpolymer bestehen oder es können zusätzliche Polymere mit ihnen zusammen vorkommen, d. h. mit ihnen gemischt sein.
Der Begriff "Copolymer" bezieht sich hier auf Polymere, die durch die Polymerisationsreaktion von mindestens zwei verschiedenen Monomeren gebildet worden sind. Der Begriff "Copolymer" schließt hier das Copolymerisationsreaktionsprodukt von Ethylen und α-Olefin wie 1-Hexen ein. Der Begriff "Copolymer" schließt auch beispielsweise die Copolymerisation einer Mischung aus Ethylen, Propylen, 1-Hexen und 1-Octen ein.
Ein Copolymer, das hier als Vielzahl von Monomeren angegeben wird, z. B. "Propylen/Ethylen-Copolymer" bezieht sich auf ein Copolymer, in dem jedes Monomer in einem höheren Gewichts- oder Molprozentsatz copolymerisieren kann als das andere Monomer oder die anderen Monomere. Das erste aufgeführte Monomer polymerisiert jedoch vorzugsweise in einem höheren Gewichtsprozentsatz als das zweite aufgeführte Monomer, und bei Copolymeren, die Terpolymere, Quadripolymere, usw. sind, polymerisiert vorzugsweise das erste Monomer in einem höheren Gewichtsprozentsatz als das zweite Monomer, und vorzugsweise copolymerisiert das zweite Monomer in einem höheren Gewichtsprozentsatz als das dritte Monomer, usw.
Copolymere werden hier als die Monomere angegeben, d. h. benannt, aus denen die Copolymere hergestellt werden. Der Begriff "Propylen/Ethylen-Copolymer" bezieht sich hier auf ein Copolymer, das durch die Copolymerisation von sowohl Propylen als auch Ethylen mit oder ohne zusätzlichen Comonomer(en) hergestellt worden ist.
Terminologie, die hier ein "/" in Hinsicht auf die chemische Identität eines Copolymers verwendet (z. B. ein Ethylen/α- Olefin-Copolymer"), gibt die Comonomere an, die copolymerisiert werden, um das Copolymer herzustellen. "Ethylen-α-Olefin-Copolymer" ist hier das Äquivalent von "Ethylen/α-Olefin-Copolymer".
Der Begriff "heterogenes Polymer" bezieht sich hier auf Polymerisationsreaktionsprodukte mit relativ weiter Schwankung des Molekulargewichts und relativ weiter Schwankung der Zusammensetzungsverteilung, d. h. typische Polymere, die beispielsweise unter Verwendung konventioneller Ziegler-Natta-Katalysatoren hergestellt werden. Heterogene Polymere sind in verschiedenen Schichten der erfindungsgemäß verwendeten Folie brauchbar. Obwohl es wenige Ausnahmen gibt (wie TAFMER(TM) lineare homogene Ethylen/α-Olefin-Copolymere, hergestellt von Mitsui Petrochemical Corporation, unter Verwendung von Ziegler-Natta-Katalysatoren, wie beispielsweise in der US-A-4 429 079 von Shibata et al. offenbart wird), enthalten heterogene Polymere typischerweise relativ weite Schwankungen der Kettenlängen und Comonomerprozentsätze.
Der Begriff "homogenes Polymer" bezieht sich hier auf Polymerisationsreaktionsprodukte mit relativ enger Molekulargewichtsverteilung und relativ enger Zusammensetzungsverteilung. Homogene Polymere sind in verschiedenen Schichten der erfindungsgemäß verwendeten Mehrschichtfolie brauchbar. Homogene Polymere unterscheiden sich in der Struktur von heterogenen Polymeren, da homogene Polymere eine relativ gleichförmige Sequenzverteilung von Comonomeren innerhalb einer Kette, eine spiegelbildliche Sequenzverteilung in allen Ketten und eine Ähnlichkeit der Länge von allen Ketten zeigen, d. h. eine engere Molekulargewichtsverteilung. Homogene Polymere werden zudem typischerweise unter Verwendung von Metallocen oder anderer Katalyse vom Single-Site-Typ (mit einer einzigen reaktiven Stelle) statt unter Verwendung von Ziegler-Natta-Katalysatoren hergestellt.
Insbesondere können homogene Ethylen/α-Olefin-Copolymere durch ein oder mehrere Verfahren charakterisiert werden, die Fachleuten bekannt sind, wie Molekulargewichtsverteilung (MW/Mn), Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung (CDBI) und enger Schmelzpunktbereich und Einzelschmelzpunktverhalten. Die Molekulargewichtsverteilung (MW/Mn), die auch als Polydispersität bekannt ist, kann mittels Gelpermeationschromatographie bestimmt werden. Die erfindungsgemäß brauchbaren Ethylen/α-Olefin-Copolymeren haben im Allgemeinen ein (MW/Mn) von weniger als 2,7, vorzugsweise etwa 1,9 bis 2,5, insbesondere etwa 1,9 bis 2,3. Der Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung (CDBI) dieser homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere ist im Allgemeinen größer als etwa 70%. Der CDBI ist definiert als der Gewichtsprozentsatz der Copolymermoleküle mit einem Comonomergehalt innerhalb von 50% (d. h. plus oder minus 50%) des Medianwerts des gesamten molaren Comonomergehalts. Der CDBI von linearem Polyethylen, das kein Comonomer enthält, ist als 100% definiert. Der Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung (CDBI) wird nach der Technik der Elutionsfraktionierung mit ansteigender Temperatur (TREF) bestimmt. Die Bestimmung des CDBI unterscheidet eindeutig die erfindungsgemäß verwendeten homogenen Copolymere (enge Zusammensetzungsverteilung, die durch CDBI-Werte von im Allgemeinen über 70% festgelegt wird) von heterogenen Polymeren wie VLDPEs, die kommerziell erhältlich sind und im Allgemeinen eine breite Zusammensetzungsverteilung haben, wie durch CDBI-Werte von im Allgemeinen unter 55% festgelegt werden. Der CDBI eines Copolymers wird leicht aus Daten berechnet, die aus in der Technik bekannten Techniken erhalten werden, wie beispielsweise TREF, die beispielsweise in Wild et al., J. Poly. Sci. Poly. Phys. Ed., Band 20, Seite 441 (1982) beschrieben ist. Vorzugsweise haben die homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere einen CDBI größer als etwa 70%, d. h. einen CDBI von etwa 70% bis 99%. Diese homogenen Polymere zeigen im Vergleich mit "heterogenen Copolymeren", d. h. Polymeren mit einem CDBI unter 55%, einen relativ engen Schmelzpunktbereich. Vorzugsweise zeigen die homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere im Wesentlichen Einzelschmelzpunktcharakteristika mit einem Peak-Schmelzpunkt (Tm), bestimmt mittels Differentialscanningkalorimetrie (DSC), von etwa 60ºC bis 105ºC. Vorzugsweise hat das homogene Copolymer einen DSC-Peak Tro von etwa 80ºC bis 100ºC. Die Formulierung "im Wesentlichen Einzelschmelzpunkt" bedeutet hier, dass mindestens etwa 80 Gew.-% des Materials einem einzigen Tm-Peak bei einer Temperatur im Bereich von etwa 60ºC bis 105ºC entsprechen, und im Wesentlichen keine bedeutsame Fraktion des Materials einen Peak-Schmelzpunkt über etwa 115ºC aufweist, bestimmt mittels DSC-Analyse. DSC-Messungen wurden auf einem Perkin Elmer System 7 Thermal-Analysesystem durchgeführt. Schmelzinformationen sind als zweite Schmelzdaten angegeben, d. h. die Probe wird mit einer programmierten Rate von 10ºC/Minute auf eine Temperatur unter ihres kritischen Bereichs erwärmt. Die Probe wird dann mit einer programmierten Rate von 10ºC/Minute erneut erwärmt (zweites Schmelzen). Die Anwesenheit höher schmelzender Peaks ist für Folieneigenschaften wie Trübung schädlich und macht die Hoffnung auf eine deutliche Verminderung der Siegelungsinitiierungstemperatur der fertigen Folie zunichte.
Ein homogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer kann im Allgemeinen durch die Copolymerisation von Ethylen und einem oder mehreren beliebigen α-Olefinen hergestellt werden. Das α-Olefin ist vorzugsweise C&sub3;- bis C&sub2;&sub0;-α-Monoolefin, insbesondere C&sub4;- bis C&sub1;&sub2;-α- Monoolefin und insbesondere C&sub4;- bis C&sub8;-α-Monoolefin. Besonders bevorzugt umfasst das α-Olefin mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Buten-1, Hexen-1 und Octen-1, d. h. 1-Buten, 1-Hexen beziehungsweise 1-Octen. Am meisten bevorzugt umfasst das α-Olefin Octen-1 und/oder ein Gemisch aus Hexen-1 und Buten-1.
Verfahren zur Herstellung und Verwendung von homogenen Polymeren sind in der US-A-5 206 075 von Hodgson ubd der US-A- 5 241 031 von Mehta offenbart. Weitere Details hinsichtlich der Herstellung und Verwendung homogener Ethylen/α-Olefin-Copolymere sind in der internationalen PCT-Veröffentlichung Nr. WO 90/03414 von Exxon Chemical Patents, Inc., und der internationalen PCT- Veröffentlichung Nr. 93/03093 von Meka et al. offenbart, die jeweils Exxon Chemical Patents, Inc., als Anmelder angeben. Eine weitere Art homogener Ethylen/α-Olefin-Copolymere ist in der US- A-5 272 236 von LAI et al. und der US-A-5 278 272 von LAI et al. offenbart.
Der Begriff "Polyolefin" bezieht sich hier auf jedes polymerisiertes Olefin, das linear, verzweigt, cyclisch, aliphatisch, aromatisch, substituiert oder unsubstituiert sein kann. Insbesondere sind in den Begriff Polyolefin Homopolymere von Olefin, Copolymere von Olefin, Copolymere von Olefin und nichtolefinischem Comonomer, das mit dem Olefin copolymerisierbar ist, wie Vinylmonomeren, modifizierte Polymere derselben und dergleichen eingeschlossen. Spezifische Beispiele schließen Polyethylenhomopolymer, Polypropylenhomopolymer, Polybuten, Ethylen/α-Olefin-Copolymer, Propylen/α-Olefin-Copolymer,Buten/- α-Olefin-Copolymer, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Ethylen/- Ethylacrylat-Copolymer, Ethylen/Butylacrylat-Copolymer, Ethylen/Methylacrylat-Copolymer, Ethylen/Acrylsäure-Copolymer,Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer, modifiziertes Polyolefinharz, Ionomerharz, Polymethylpenten, usw. ein. Modifiziertes Polyolefinharz schließt modifiziertes Polymer ein, das durch Copolymerisieren des Homopolymers des Olefins oder des Copolymers desselben mit einer ungesättigten Carbonsäure, z. B. Maleinsäure, Fumarsäure oder dergleichen, oder eines Derivats derselben wie des Anhydrids, Esters oder Metallsalzes oder dergleichen hergestellt worden ist. Es kann auch erhalten werden, indem eine ungesättigte Carbonsäure, z. B. Maleinsäure, Fumarsäure oder dergleichen, oder ein Derivat derselben wie das Anhydrid, Ester oder Metallsalz oder dergleichen, in das Olefinhomopolymer oder -copolymer eingebracht wird.
Begriffe, die Polymere identifizieren, wie "Polyamid", "Polyester", "Polyurethan", usw. schließen hier nicht nur Polymere ein, die sich wiederholende Einheiten umfassen, die von Monomeren abgeleitet ist, von denen bekannt ist, dass sie unter Bildung eines Polymers des benannten Typs polymerisieren, sondern schließen auch Comonomeren, Derivate, usw. ein, die mit Monomeren copolymerisieren können, von denen bekannt ist, dass sie unter Bildung des benannten Polymers polymerisieren. Der Begriff "Polyamid" umfasst sowohl Polymere, die sich wiederholende Einheiten umfassen, die von Monomeren wie Caprolactam abgeleitet sind, das unter Bildung von Polyamid polymerisiert, als auch Copolymere, die von der Copolymerisation von Caprolactam mit Comonomer abgeleitet sind, das bei alleiniger Polymerisation nicht zur Bildung eines Polyamids führt. Begriffe, die Polymere identifizieren, schließen zudem auch Mischungen, Gemische, usw. dieser Polymere mit anderen Polymeren eines anderen Typs ein. Das Polyolefin ist insbesondere jedoch das Polymerisationsprodukt von einem oder mehreren unsubstituierten Olefinen, das Polyamid ist das Polymerisationsprodukt von einem oder mehreren unsubstituierten Amiden, usw.
Der Begriff "Ionomer" bezieht sich hier auf ein Produkt einer ionischen Polymerisation, d. h. ein Polymer, das ionische Bindung zwischen den Ketten enthält. Vorzugsweise umfasst das Ionomer mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem thermoplastischen Harz, basierend auf Metallsalz von Alken/Säure-Copolymer, insbesondere einem thermoplastischen Harz basierend auf Metallsalz vom Ethylen/Säure-Copolymer, besonders bevorzugt Metallsalz von Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer. Der Begriff "Ionomer" schließt hier auch Ethylen/Acrylsäure-Copolymer und Ethylen/Säure/Acrylat-Terpolymer ein.
Der Begriff "Ethylen-α-Olefin-Copolymer" und "Ethylen/α- Olefin-Copolymer" bezieht sich hier auf solche heterogenen Materialien wie lineares Polyethylen mit niedriger Dichte (LLDPE) und Polyethylen mit sehr niedriger und ultraniedriger Dichte (VLDPE und ULDPE) und homogene Polymere wie metallocenkatalysierte EXACT (TM) lineare homogene Ethylen/α-Olefin-Copolymerharze, die von der Exxon Chemical Company von Baytown, Texas, USA, erhältlich sind, und TAFMER (TM) lineare homogene Ethylen/α-Olefin-Copolymerharze, die von der Mitsui Petrochemical Corporation erhältlich sind. Alle diese Materialien schließen im Allgemeinen Copolymere von Ethylen mit einem oder mehreren Comonomeren ausgewählt aus C&sub4;- bis C&sub1;&sub0;-α-Olefin wie Buten-1 (d. h. 1- Buten), Hexen-1, Octen-1, usw. ein, in denen die Moleküle der Copolymere lange Ketten mit relativ wenigen Seitenkettenverzweigungen oder vernetzte Strukturen umfassen. Diese Molekülstruktur unterscheidet sich von konventionellen Polyethylenen mit niedriger oder mittlerer Dichte, die stärker verzweigt als ihre jeweiligen Gegenstücke sind. Das heterogene Ethylen/α-Olefin-Copolymer, das üblicherweise als LLDPE bekannt sind, hat normalerweise eine Dichte im Bereich von etwa 0,91 g/cm³ bis etwa 0,94 g/cm³. Andere Ethylen/α-Olefin-Copolymere wie die langkettigen verzweigten homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere, die von The Dow Chemical Company erhältlich sind und als AFFINITY (TM)-Harze bekannt sind, sind auch als anderer Typ von erfindungsgemäß brauchbarem homogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer eingeschlossen.
Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfasst im Allgemeinen ein Copolymer, das aus der Copolymerisation von etwa 80 bis 99 Gew.-% Ethylen und 1 bis 20 Gew.-% α-Olefin resultiert. Das Ethylen/α- Olefin-Copolymer umfasst vorzugsweise ein Copolymer, das aus der Copolymerisation von etwa 85 bis 95 Gew.-% Ethylen und 5 bis 15 Gew.-% a-Olefin resultiert.
Der Begriff "Innenschicht" oder "innere Schicht" bedeutet hier jede Schicht einer Mehrschichtfolie, deren beide Hauptoberflächen direkt an einer anderen Schicht der Folie haften.
Der Begriff "äußere Schicht" bedeutet jede Schicht einer Folie, bei der weniger als zwei ihrer Hauptoberflächen direkt an einer anderen Schicht der Folie haften. Die Formulierung schließt die Einzelschicht von Einschicht- oder Mehrschichtfolien ein. In Mehrschichtfolien gibt es zwei äußere Schichten, wobei jede von ihnen eine Hauptoberfläche hat, die an nur einer anderen Schicht der Mehrschichtfolie haftet. In Einschichtfolien gibt es nur eine Schicht, die natürlich eine äußere Schicht ist, da keine ihrer beiden Hauptoberflächen an einer anderen Schicht der Folie haftet.
Der Begriff "Innenseitenschicht" bedeutet eine äußere Schicht einer ein Produkt verpackenden Mehrschichtfolie, die in Bezug auf die anderen Schichten der Mehrschichtfolie am dichtesten am Produkt liegt. "Innenseitenschicht" wird auch zur Bezeichnung der am weitesten innen liegenden Schicht (die auch eine äußere Schicht ist) einer Vielzahl von konzentrisch angeordneten Schichten verwendet, die durch eine oder mehrere Ringdüsen extrudiert worden sind, sowie die Innenseitenschicht einer Unhüllung mit Rückennaht oder ähnlichem Gegenstand.
Der Begriff "Außenseitenschicht" bedeutet hier eine äußere Schicht einer ein Produkt verpackenden Mehrschichtfolie, die in Bezug auf die anderen Schichten der Mehrschichtfolie am weitesten vom Produkt entfernt ist. "Außenseitenschicht" wird auch zur Bezeichnung der am weitesten außen liegenden Schicht einer Vielzahl von konzentrisch angeordneten Schichten verwendet, die durch eine oder mehrere Ringdüsen extrudiert worden sind.
Der Begriff "Maschinenrichtung", hier mit "MD" abgekürzt, bedeutet eine Richtung "entlang der Länge" der Folie, d. h. in der Richtung der Folie, in der sie während der Extrusion und/ oder Beschichtung gebildet wird.
Der Begriff "Querrichtung", hier mit "TD" abgekürzt, bedeutet quer über eine Folie, d. h. in der Richtung, die zu der MD senkrecht ist.
Der Begriff "freie Schrumpfung" bedeutet den Prozentsatz der Dimensionsänderung eines 10 cm · 10 cm Probestücks aus Folie bei Schrumpfung bei einer gegebenen Temperatur wie 85ºC (185%), wobei die quantitative Bestimmung gemäß ASTM D 2732 durchgeführt wird, die im 1990 Annual Book of ASTM Standards, Band 08.02, 368 bis 371 beschrieben ist, auf die hier in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.
Obwohl die Folie vorzugsweise einen Folie-an-Folie-Reibungskoeffizienten von etwa 0,1 bis 0,9 hat, hat die Folie insbesondere einen Folie-an-Folie-Reibungskoeffizient von etwa 0,1 bis 0,7, insbesondere etwa 0,1 bis 0,6 und besonders bevorzugt etwa 0,1 bis 0,5.
Obwohl die erfindungsgemäße Folie eine Einschichtfolie oder eine Mehrschichtfolie sein kann, ist die Folie vorzugsweise eine Mehrschichtfolie. Die Folie hat vorzugsweise eine Gesamtdicke von weniger als etwa 510 um (20 mil), insbesondere hat die Folie eine Gesamtdicke von etwa 5,1 bis 254 um (0,2 bis 10 mil), besonders bevorzugt etwa 7,6 bis 127 um (0,3 bis 5 mil) und bevorzugter etwa 88 bis 102 um (1,5 bis 4 mil).
Die erfindungsgemäße Folie kann gegebenenfalls bestrahlt werden, um Vernetzung herbeizuführen. In dem Bestrahlungsverfahren wird die Folie einer Behandlung mit energiereichen Strahlen unterworfen, wie Korona-Entladung, Plasma-, Flammen-, Ultraviolett-, Röntgen-, γ-Strahlungs-, β-Strahlungs- und Hochenergieelektronenbehandlung, die die Vernetzung zwischen Molekülen des bestrahlten Materials induziert. Die Bestrahlung von Polymerfolien ist in der US-A-4 064 296 von Bornstein et al. offenbart, die die Verwendung ionisierender Bestrahlung zur Vernetzung des in der Folie vorhandenen Polymers offenbart.
Zur Erzeugung von Vernetzung wird eine geeignete Bestrahlungsdosis von Hochenergieelektronen verwendet, wobei vorzugsweise ein Elektronenbeschleuniger verwendet und die Dosierung durch Standarddosimetrieverfahren bestimmt wird. Es können andere Beschleuniger wie ein Van-de-Graaf-Generator oder Resonanztransformator verwendet werden. Die Bestrahlung ist nicht auf Elektronen aus einem Beschleuniger begrenzt, da jede ionisierende Strahlung verwendet werden kann. Die ionisierende Strahlung kann verwendet werden, um die Polymere in der Folie zu vernetzen. Die Folie wird vorzugsweise mit einem Niveau von 2 bis 15 MR (20 bis 150 kGy), insbesondere 2 bis 10 MR (20 bis 100 kGy) bestrahlt. Wie aus den Beschreibungen von bevorzugten Folien zur erfindungsgemäßen Verwendung ersichtlich ist, hängt die bevorzugte Strahlungsmenge von der Folienzusammensetzung, -dicke, usw. und ihrer Endanwendung ab.

Fig. 1 Beschreibung

Fig. 1 illustriert eine Querschnittansicht einer bevorzugten Mehrschichtfolie 20. Eine erste Schicht 22 ist eine äußere Schicht, die vorzugsweise als Außenseitenschutzschicht dient und vorzugsweise auch fettbeständig ist. Eine zweite Schicht 24 dient als O&sub2;-Sperre. Eine dritte Schicht 26 ist eine äußere Folienschicht, die vorzugsweise als Innenseiten-Nahrungsmittelkontaktschicht dient und bestrahlt ist, damit sie fettbeständig ist. Eine vierte Schicht 28 dient als Massenschicht und ist vorzugsweise bestrahlt.

Beispiele 1 bis 9

Neun Mehrschichtfolien wurden hergestellt, wobei jede Mehrschichtfolie eine physikalische Struktur, ausgedrückt als Anzahl der Schichten, Schichtdicke und Schichtanordnung, und eine chemische Zusammensetzung aufweist, ausgedrückt als verschiedene Polymere, usw., die in jeder der Schichten wie in der folgenden Tabelle I beschrieben vorhanden sind. Diese Folie wird hier nachfolgend als "Folie Nr. 1" bezeichnet und ist ein Beispiel für erfindungsgemäße Mehrschichtfolie. Tabelle 1 (Identität der Folien der Beispiele 1 bis 9)
EVA war ELVAX® 3128 Ethylen/Vinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetatgehalt von 8,9%, einem Schmelzindex von 2,0 und einer Dichte von 0,928 g/cm³, erhalten von E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, Delaware, USA.
Das PVDC-Gemisch war eine Zusammensetzung, die (a) etwa 100 pph (Teile auf 100 Teile) DOW MA134 (TM) Vinylidenchlorid/- Methylacrylat-Copolymer mit einem Methylacrylatgehalt von 8,5%, erhalten von The Dow Chemical Company aus Midland, Michigan, USA, (b) ecwa 2 pph PLAS CHEK 775 epoxidiertes Sojaöl, erhalten von Ferro Chemicals, Bedford, Ohio, USA, und (c) etwa 2 pph METABLEN® L1000 Acrylatpolymer umfasste, erhalten von Elf Atochem, Philadelphia, Pennsylvania, USA. METABLEN L1000 (TM) umfasste etwa 53 Gew.-% Methylmethacrylat ("MMA"), 29 Gew.-% Butylmethacrylat ("BMA") und 19 Gew.-% Butylacrylat ("BA").
In der obigen Tabelle 1 wurde die Folienschicht 22 gebildet, indem ein Extruder mit einem Gemisch aus etwa 91% EVA zusammen mit etwa 9% einer Zusammensetzung beladen wurde, die zu etwa 98% die Haftung von Tinte vergrößerndes Polymer und etwa 2% Gleitmittel war. Das die Haftung von Tinte vergrößernde Polymer kann ein oder mehrere der folgenden umfassen:
(1) Die Haftung von Tinte vergrößerndes Polymer Nr. 1 (d. h. "IAEP Nr. 1") war LOTADER® 2308 Ethylen/Butylacrylat/Maleinsäureanhydrid-Terpolymer, erhalten von Elf Atochem, Philadelphia, Pennsylvania, USA,
(2) IAEP Nr. 2 war LOTADER® 4110 Ethylen/Butylacrylat/Maleinsäureanhydrid-Terpolymer, erhalten von Elf Atochem, Philadelphia, Pennsylvania, USA,
(3) IAEP Nr. 3 war LOTADER® 3410 Ethylen/Butylacrylat/Maleinsäureanhydrid-Terpolymer, erhalten von Elf Atochem, Philadelphia, Pennsylvania, USA,
(4) IAEP Nr. 4 war OREVAC® 9314 anhydridgepfropftes Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, erhalten von Elf Atochem, Philadelphia, Pennsylvania, USA,
(5) IAEP Nr. 5 war SURLYN 1601 Natriumionomer von Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer, erhalten von E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, Delaware, USA,
(6) IAEP Nr. 6 war SURLYN® 1650 Zink-Ionomer von Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer, erhalten von E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, Delaware, USA, und
(7) IAEP Nr. 7 war PRIMACOR 1410 (TM) Ethylen/Acrylsäure-Copolymer, erhalten von The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA.
Eine Vormischung des die Haftung von Tinte vergrößernden Polymers und des Gleitmittels kann unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders, eines Banbury-Mischers oder jedes anderen Mischgeräts, das Fachleuten bekannt ist, kompoundiert werden.

Fig. 2 Beschreibung

Die Folie 20, die in Fig. I dargestellt ist, wurde gemäß einem bevorzugten Verfahren hergestellt, das schematisch in Fig. 2 dargestellt ist. In dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren werden massive Polymerperlen (nicht gezeigt) in mehrere Extruder 30 eingespeist (der Einfachheit halber ist nur ein Extruder dargestellt). In den Extrudern 30 werden die Polymerperlen transportiert, geschmolzen und entgast, danach wird die resultierende blasenfreie Schmelze weiter in einen Düsenkopf 32 transportiert und durch eine Ringdüse extrudiert, was zu einem Schlauchmaterial 34 führt, das vorzugsweise etwa 16 bis 30 ist.
Nach Abkühlen oder Abschrecken durch Wasserspray aus dem Kühlring 36 wird das Schlauchmaterial 34 durch Quetschwalzen 38 zusammengedrückt und nachfolgend in einen Bestrahlungstunnel 40 eingespeist, der von einer Abschirmung 42 umgeben ist, wo das Schlauchmaterial 34 mit Hochenergieelektronen (d. h. ionisierender Strahlung) aus einem Eisenkern-Transformatorbeschleuniger 44 bestrahlt wird. Das Schlauchmaterial 34 wird auf Rollen 46 durch den Bestrahlungstunnel 40 geführt. Das Schlauchmaterial 34 wird vorzugsweise mit einem Niveau von etwa 3 bis 8 MR bestrahlt.
Nach der Bestrahlung wird das bestrahlte Schlauchmaterial 48 durch Quetschwalzen 50 geführt, danach wird das bestrahlte Schlauchmaterial 48 leicht aufgeblasen, was zu der gefangenen Blase 52 führt. Bei der leicht aufgeblasenen, gefangenen Blase 50 wird das bestrahlte Schlauchmaterial 56 jedoch nicht erheblich in Längsrichtung gezogen, da die Oberflächengeschwindigkeit von Zugwalzen 54 etwa die gleiche Geschwindigkeit wie die der Zugwalzen 50 ist. Zudem wird das bestrahlte Schlauchmaterial 48 nur ausreichend aufgeblasen, um ein im Wesentlichen kreisförmiges Schlauchmaterial ohne bedeutsame Orientierung in Querrichtung zu liefern, d. h. ohne Recken.
Das leicht aufgeblasene, bestrahlte Schlauchmaterial 56 wird durch eine Vakuumkammer 58 und nachfolgend durch eine Beschichtungsdüse 60 geführt. Der zweite Schlauch 62 wird aus einer Beschichtungsdüse 60 schmelzextrudiert und als Beschichtung auf den leicht aufgeblasenen, bestrahlten Schlauch 56 aufgebracht, um das zweilagige Schlauchmaterial 64 zu bilden. Die zweite Schlauchfolie 62 umfasst vorzugsweise eine O&sub2;-Sperrschicht, die die ionisierende Strahlung nicht durchläuft. Weitere Details der oben beschriebenen Beschichtungsstufe sind im Allgemeinen wie in der US-A-4 278 738 von Brax et al. beschrieben, auf die hier in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird. Nach Bestrahlung und Beschichtung wird das zweilagige Schlauchmaterial 64 auf eine Aufwickelrolle 66 aufgewickelt.
Nachfolgend wird die Aufwickelrolle 66 entfernt und als Abwickelrolle 68 in einer zweiten Stufe in dem Verfahren zur Herstellung der Schlauchfolie nach Wunsch aufgebaut. Das zweilagige Schlauchmaterial 64 wird von der Abwickelrolle 68 abgewickelt und nachfolgend über eine Führungsrolle 70 geführt, danach wird das zweilagige Schlauchmaterial 64 in einen Heißwasserbadtank 72 geleitet, der heißes Wasser 74 enthält. Das nun zusammenlegte, bestrahlte, beschichtete Schlauchmaterial 76 taucht in heißem Wasser 74 (mit einer Temperatur von etwa 85ºC (185ºF)) für eine Verweilzeit von mindestens etwa 30 Sekunden unter, d. h. für einen Zeitraum, um die Folie auf die für die biaxiale Orientierung gewünschte Temperatur zu bringen. Danach wird das bestrahlte beschichtete Schlauchmaterial 76 durch Quetschwalzen 78 geführt und eine Blase 80 wird geblasen, wodurch das bestrahlte, beschichtete Schlauchmaterial 76 in Querrichtung gereckt wird. Während das Schlauchmaterial 76 in Querrichtung gereckt wird, wird es gleichzeitig gezogen (d. h. in Längsrichtung orientiert), indem die Quetschwalzen 84 mit einer höheren Oberflächengeschwindigkeit als derjenigen der Quetschwalzen 78 versehen werden. Auf diese Weise wird aus dem Schlauchmaterial 76 eine biaxial orientierte, wärmeschrumpfbare Folie 82 hergestellt. Die biaxial orientierte Folie 82 ist vorzugsweise sowohl in einem Verhältnis von etwa 1 : 1,5 bis 1 : 6 gereckt als auch in einem Verhältnis von etwa 1 : 1,5 bis 1 : 6 gezogen worden. Das Strecken und Ziehen werden insbesondere jeweils in einem Verhältnis von etwa 1 : 2 bis 1 : 4 durchgeführt. Das Ergebnis ist eine gesamte biaxiale Orientierung von etwa 1 : 2,25 bis 1 : 36, insbesondere 1 : 4 bis 1 : 16. Während die Blase 80 zwischen den Quetschwalzen 78 und 84 gehalten wird, wird die biaxial orientierte Folie 82 durch Walzen 86 zusammengefaltet und nachfolgend durch Quetschwalzen 84 und über eine Führungswalze 88 transportiert und dann auf eine Aufwickelrolle 90 aufgewickelt. Eine Tänzerrolle 92 gewährleistet ein gutes Aufwickeln.
Unter Verwendung eines wie in Fig. 2 dargestellten und oben beschriebenen Verfahrens wurden insgesamt 16 Folien gemäß der Folie in Tabelle 1 hergestellt, wobei das Verfahren wie schematisch in Fig. 2 dargestellt und unmittelbar zuvor beschrieben verwendet wurde. Bei den Folien der Beispiele 1 bis 10 wurden die Menge des Gleitmittels und Typ und Menge des die Haftung von Tinte vergrößernden Polymers, d. h. "IAEP" variiert. Die Folie aus Kontrollbeispiel Nr. 1 enthielt weder Gleitmittel noch IAEP in der äußeren Schicht 22, während Vergleichsbeispiele 2 bis 4 400 ppm oder 800 ppm Gleitmittel, jedoch kein IAEP in der äußeren Schicht 22 enthielten. Tabelle 2
Siliciumdioxid* = Silikat (siehe unten)
In jedem der Beispiele 1 bis 16 wurden die Additive in die Außenseitenschicht des Folienschlauchs eingebaut und in jedem Fall war die Folienstruktur wie in der obigen Tabelle 1 beschrieben.
"Siliciumdioxid" war SYLOBLOC 47 (TM) SiO&sub2;, erhalten von W. R. Grace & Co.-Conn., Davison Division.
"Silikat-1" war NaCaAl(Si&sub2;O&sub7;), erhalten von Mizusawa Industrial Chemicals, angeboten durch International Resources of Columbia, Maryland, USA.
"Erucamid" war Crodamide ER (TM), erhalten von Croda Universal Inc., Houston, Texas, USA.
Das "die Haftung von Tinte vergrößernde Polymer" (d. h. IAEP) war wie oben beschrieben.
Die Maschinenbearbeitbarkeit wurde auf einer Beutelumarbeitungsmaschine bestimmt, die mit kommerzieller Geschwindigkeit betrieben wurde. Maschinenbearbeitungswert gibt eine qualitative Bewertung der Leistung während (1) des Einspeisens des Schlauchmaterials während der Siegelung des Schlauchmaterials während der Umarbeitung des Schlauchmaterials zu Beuteln, (2) der Stapelung der Beutel und (3) des Transports der Beutel wieder. In Hinsicht auf die Zufuhr des Schlauchmaterials ist es wichtig, dass die Folie frei ohne Stau aufgrund von zu hoher Einziehkraft zwischen der Folie und dem Träger (der üblicherweise rostfreier Stahl ist) oder aufgrund von Kleben auf den Siegelbacken durchläuft. Hinsichtlich des Stapelns der Beutel ist wichtig, dass die Beutel schindelartig aufeinander "gestapelt" werden können, nachdem sie durch Siegeln und Schneiden gebildet worden ist, ohne dass die Kantenausrichtung verlorengeht. Hinsichtlich des Transports der Beutel ist es wichtig, dass die schindelartigen Beutel transportiert werden können, während sie relativ gerade ausgerichtet bleiben, d. h. ohne dass sich Beutel seitlich aus der Ausrichtung in Längsrichtung des Stroms der schindelartigen Beutel heraus verschieben. Für jedes dieser drei Kriterien wurde eine qualitative Bewertung von 1 bis 5 vergeben, wobei 1 eine schlechte Leistung und 5 eine hervorragende Leistung wiedergibt. Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, ist der Maschinenbearbeitbarkeitswert eine Summe dieser drei Bewertungen der Leistung der Folie des jeweiligen Beispiels.
Es ist zudem erwünscht, wenn Proben der Beutel gezogen werden können, ohne das gerade lineare Verhältnis der schindelartigen Beutel zu stören. Wenn der Reibungskoeffizient zwischen den Beuteln zu hoch ist, führt das Entfernen von einem oder mehreren Beuteln zur Unterbrechung des geraden linearen Verhältnisses der Linie der schindelartigen Beutel.
Maschinenbearbeitbarkeitswerte wurden sowohl für "frische Folie" als auch für "gealterte Folie" bestimmt. Frische Folie wurde untersucht, indem die Folie extrudiert und nachfolgend innerhalb einer Stunde ab der eigentlichen Herstellung der Folie die Folie zu Beuteln umgearbeitet wurde. Gealterte Folie wurde untersucht, indem die Folie extrudiert und nachfolgend die Folie mindestens eine Woche nach dem Zeitpunkt der Folienherstellung zu Beuteln umgearbeitet wurde.
Die Haftung der Tinte wurde sowohl als Haftung der Tinte als auch mittels Tinte-an-Tinte-Abplatztest untersucht. Die Haftung von Tinte wurde mit einem Standard-Klebebandtest unter Verwendung von Scotch® Nr. 600 Klebeband gemäß ASTM 2141-68 gemessen, auf die hier vollständig Bezug genommen wird, wobei die Ergebnisse in Tabelle 2 den prozentualen Ausfall angeben, d. h. den Prozentsatz der Bedruckung, die durch das Klebeband entfernt wird. Der Tinte-an-Tinte-Abplatztest wurde gemessen, indem eine bedruckte Probe der bedruckten Folie ausgeschnitten und nachfolgend mit der Hand einige Sekunden lang bedruckte Oberfläche an bedruckter Oberfläche gerieben und nachfolgend der prozentuale Ausfall bestimmt wurde, d. h. der Prozentsatz der Bedruckung, die aus dem bedruckten Bereich abgeplatzt war.
Die in der obigen Tabelle 2 bereitgestellten Daten zeigen, dass erfindungsgemäße Folien, d. h. die Folien der Beispiele 4 bis 14, eine bessere Maschinenbearbeitbarkeit, geringeren Ausfall der Haftung von Tinte und geringeres Abplatzen von Tinte- an-Tinte zeigen als die Folien der Vergleichsbeispiele 1 bis 3, 15 und 16. Somit liefert Tabelle 2 den Beweis, dass erfindungsgemäße Folien in den Bereichen der Haftung von Tinte und Maschinenbearbeitbarkeit verbesserte Leistung bieten. Die verbesserte Leistung der erfindungsgemäßen Folie wird auf die Kombination aus die Haftung von Tinte vergrößerndem Polymer und Gleitmittel zurückgeführt. Die Vergleichsfolien der Beispiele 2, 3, 15 und 16 waren "Vergleichsbeispiele", da ihnen das die Haftung von Tinte vergrößernde Polymer in der äußeren Schicht 22 fehlte. Beispiel 1 (Vergleich) fehlte sowohl das Gleitmittel als auch das die Haftung von Tinte vergrößernde Polymer. Beispielen 2 bis 4 (alle Vergleich) fehlte das die Haftung von Tinte vergrößernde Polymer.
Zusätzlich zu die Haftung von Tinte vergrößerndem Polymer und Gleitmittel enthielt die äußere Schicht von Folien der Beispiele 11 bis 14 (erfindungsgemäße Beispiele) und Beispiele 15 und 16 (Vergleich) ferner kugelförmige Siliciumdioxid- oder Silikatteilchen, wobei diese Teilchen mit dem Polymer der äußeren Schicht vor und während der Extrusion gemischt wurden. Diese Siliciumdioxid- oder Silikatteilchen gaben diesen Folien zusätzliche Maschinenbearbeitbarkeitsleistung. Die frischen Folien der Beispiele 11 bis 14, die das die Haftung von Tinte vergrößernde Polymer enthielten, hatten jedoch bessere Maschinenbearbeitbarkeit als die frischen Folien der Vergleichsbeispiele 15 und 16. Es ist zudem ersichtlich, dass die Einbringung des teilchenförmigen Siliciumdioxids und der teilchenförmigen Silikate die Maschinenbearbeitbarkeitsleistung in erfindungsgemäßen Folien deutlich verbesserte, wie aus einem Vergleich der Maschinenbearbeitbarkeitsleistung der Folien der Beispiele 4 und 5 mit den Folien der Beispiele 11 bis 12 und 13 bis 14 ersichtlich ist, die jeweils die gleichen die Adhäsion von Tinte vergrößernden Polymere enthielten.
Die erfindungsgemäße Folie kann zum Verpacken vieler unterschiedlicher Produkte verwendet werden, zu denen sowohl Nahrungsmittelprodukte als auch Nicht-Nahrungsmittelprodukte (nonfood) gehören. Typische Nahrungsmittelprodukte, die mit der erfindungsgemäßen Folie verpackt werden können, schließen Fleisch, vorzugsweise Rind, Schwein, Geflügel, Fisch, Lamm, usw. in sowohl frischer als auch verarbeiteter Form (z. B. Würstchen) ein.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, dass Modifikationen und Variationen verwendet werden können, ohne von den Grundlagen und dem Bereich der Erfindung abzuweichen, wie Fachleute leicht verstehen werden. Demzufolge können diese Modifikationen innerhalb des Bereichs der folgenden Ansprüche durchgeführt werden.

Claims

1. Folie mit Bedruckung auf der äußeren Oberfläche derselben, wobei die äußere Oberfläche der Folie umfasst:

(A) primäres Polymer,

(B) sekundäres Polymer, das von dem primären Polymer verschieden ist und die Haftung von Tinte an der äußeren Oberfläche vergrößert, wobei das sekundäre Polymer α- Olefin/Acrylester-Copolymer, α-Olefin/-ungesättigte Carbonsäure-Copolymer, α-Olefin/-Ionomer-Copolymer, anhydridgepfropftes Ethylen/Vinylacetat-Copolymer oder α-Olefin/Ester/Säureanhydrid-Terpolymer ist, und

(C) funktionelles Additiv, das mindestens eines von einem Gleitmittel, einem Antitrübungsmittel und einem Antistatikmittel umfasst.

2. Folie nach Anspruch 1, bei der das sekundäre Polymer

(i) α-Olefin/Ionomer-Copolymer,

(ii) anhydridgepfropftes α-Olefin/Acrylester-Copolymer oder

(iii) α-Olefin/Acrylsäure-Copolymer ist.

3. Folie nach Anspruch 1, bei der das sekundäre Polymer α-Olefin/Ester/Säureanhydrid-Terpolymer umfasst.

4. Folie nach Anspruch 1, 2 oder 3, die ein Gleitmittel umfasst, das mindestens ein Fettsäureamid mit einer C&sub1;&sub1;- bis C&sub2;&sub1;-Alkylgruppe in der Säurekette, oxidiertes Polyethylenwachs, Fettsäureester, Fettsäurealkohol, Glycerinmonostearat oder metallisches Stearat umfasst.

5. Folie nach Anspruch 4, bei der das Gleitmittel Fettsäureamid ausgewählt aus Lauramid, Palmitamid, Stearamid, Arachidamid, Behenamid, Oleamid und Erucamid umfasst.

6. Folie nach Anspruch 5, bei der das Fettsäureamid in der äußeren Schicht in einer Menge von 0,005 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der äußeren Schicht, vorhanden ist.

7. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das sekundäre Polymer in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der äußeren Schicht, vorhanden ist.

8. Folie nach Anspruch 7, bei der das sekundäre Polymer in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der äußeren Schicht, vorhanden ist.

9. Folie nach Anspruch 8, bei der das sekundäre Polymer in einer Menge von 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der äußeren Schicht, vorhanden ist.

10. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das primäre Polymer mindestens eines von Ethylen/Vinylacetat- Copolymer, Ethylen/α-Olefin-Copolymer, Polyolefin-Homopolymer, Polyvinylidenchlorid, Ethylen/Vinylalhohol-Copolymer, Polyamid, Polyester und Polystyrol umfasst.

11. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die äußere Folienschicht ferner anorganische, im Wesentlichen kugelförmige Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,1 bis 30 um in einer Menge von 500 bis 50000 Teilen pro Million, bezogen auf das Gewicht der äußeren Schicht, umfasst.

12. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Mehrschichtfolie ist, die zwei äußere Schichten umfasst, und bei der das primäre Polymer, das sekundäre Polymer und das funktionelles Additiv in mindestens einer der Außenschichten vorhanden sind.

13. Folie nach Anspruch 12, die im Wesentlichen sowohl hinsichtlich der Schichtdicke als auch der chemischen Schichtzusammensetzung symmetrisch ist.

14. Folie nach Anspruch 12 oder 13, die eine Sauerstoffsperrschicht umfasst, die mindestens eines von Polyvinylidenchlorid, Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer, Polyamid und Polyester umfasst.

15. Folie nach Anspruch 14, die umfasst:

eine erste Schicht, die eine erste Außenschicht ist, die primäres Polymer, sekundäres Polymer und funktionelles Additiv umfasst, wobei das primäre Polymer mindestens eines von Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Ethylen/α-Olefin-Copolymer und Polyamid umfasst,

eine zweite Schicht, die eine innere Schicht ist und eine Sauerstoffsperrschicht ist, die mindestens eines von Polyvinylidenchlorid und Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer umfasst, und

eine dritte Schicht, die eine zweite äußere Schicht ist, wobei die dritte Schicht mindestens eines von Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Ethylen/α-Olefin-Copolymer und Polyamid umfasst.

16. Folie nach Anspruch 15, die ferner eine vierte Schicht zwischen der zweiten und der dritten Schicht umfasst, wobei die vierte Schicht mindestens eines von Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Ethylenb/α-Olefin-Copolymer und Polyamid umfasst.

17. Folie nach Anspruch 16, bei der die dritte Schicht und die vierte Schicht jeweils vernetztes Polymer umfassen, und bei der die erste Schicht und die zweite Schicht kein vernetztes Polymer umfassen.

18. Folie nach Anspruch 16, bei der alle Folienschichten vernetztes Polymer umfassen.

19. Folie nach Anspruch 16, 17 oder 18, die ferner umfasst:

eine fünfte Schicht, die eine erste Verbindungsschicht ist, die mindestens eines von Ethylen/Carbonsäure-Copolymer, Ethylen/Ester-Copolymer und anhydrididmodifiziertes Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfasst, und

eine sechste Schicht, die eine zweite Verbindungsschicht ist, die mindestens eines von Ethylen/Carbonsäure-Copolymer, Ethylen/Ester-Copolymer und anhydridmodifiziertes Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfasst,

wobei die fünfte Schicht zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet ist und die sechste Schicht zwischen der zweiten Schicht und der vierten Schicht angeordnet ist.

20. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die biaxial orientiert und wärmeschrumpfbar ist.

21. Folie nach Anspruch 20, die bei 85ºC (185ºF) eine gesamte freie Schrumpfung von 10 bis 140% aufweist.

22. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die eine Einschichtfolie ist.

23. Beutel, der eine Folie gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.

24. Gegenstand mit einem bedruckten Teil desselben, wobei der bedruckte Teil umfasst:

(A) primäres Polymer,

(B) sekundäres Polymer, das von dem primären Polymer verschieden ist und die Tintenhaftung an der äußeren Oberfläche vergrößert, wobei das sekundäre Polymer α- Olefin/Acrylester-Copolymer, α-Olefin/Acrylsäure-Copolymer, α-Olefin/Ionomer-Copolymer oder anhydridgepfropftes Ethylen/Vinylacetat-Copolymer oder α-Olefin/Ester/Säureanhydrid-Terpolymer ist, und

(C) funktionelles Additiv, das mindestens eines von einem Gleitmittel, Antitrübungsmittel und Antistatikmittel umfasst.

25. Gegenstand nach Anspruch 24, bei dem der bedruckte Teil ferner anorganische, im Wesentlichen kugelförmige Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 30 um umfasst.