DK156549B - Varmeforseglelig flerlagsfilm anvendelig til indp akning og omfattende lag af en copolymer af propylen og lag af en alfa-olefin samt fremgangsmaade til fremstilling deraf - Google Patents

Description

Den foreliggende opfindelse angâr en varmeforsegle 1ig fler- lagsfilm anvendelig til indpakning og en fremgangsmâde til fremstï11ing deraf.

DK 156549 B

5 Til mange anvendelser kræves der film, som udviser en kombination af egenskaber, som man ikke kan opnâ med en enkelt film.

En film egnet til brug til indpakning af fedevarer eller 1ig — nende skal mâske f.eks. udvise en kombination af varmeforseg-lelighed, trækstyrke, gennemsigtighed og damppermeabi1itet, 10 som ikke kan opnâs i en homogen film.

Ved et forsag pâ at opnâ en onskelig kombination af egenskaber er film hidtil blevet fremstillet af homogène blandinger af to polymère, men de naturlige egenskaber af hver polymer ændres i 15 reglen i en sàdan grad som f®lge af sammenblandingen, at den onskede kombination af egenskaber sjældent opnâs.

En anden màde, hvorpâ enskede egenskaber kan opnâs, er at dan-ne en lamineret struktur, hvori to eller flere lag af polymert 20 materiale er sammenklæbet. To eller flere lag forud dannet film kan sâledes sammenbindes ved hjælp af et egnet klæbende mellemlag, eller en forud dannet film kan belægges pà den ene eller begge overflader med et lag af polymert materiale pâfart som en smelte eller alternativt som en oplosning eller disper-25 sion i et egnet flygtigt oplasningsmiddel eller dispergerings-middel .

Specielt indenfor omrâdet indpakningsfilm er det enskeligt at skabe en varmeforseg1e1ig film, der kan underkastes tempera-30 turer, ved hvilke filmen kan forsegles til sig selv uden at skade filmen. Dette opnâs bekvemt ved pà et filmunderlag at anbringe et lag af et varmeforsegleligt materiale, der klæber sikkert til underlaget, og som kan smeltes ved en temperatur under den, ved hvilken fi 1 munder1aget begynder at blodgores.

35 Jo lavere smel tetemperaturen af den varmeforseg1e1ige belæg-ning er, des mindre er naturligvis faren for at fi1munder1aget lider skade under varmeforseglingen. Rynkning af filmen i omrâdet ved varmeforseglingen er f.eks. en defekt, der opstâr pà /ί il n ί ί λ k» ί» V λ « w<4 μηιαΙ/ m/mnn i nn -a ΐ 11 ta rt Δ η I ·η /Ί λ +· 2

DK 156549 B

Moderne teknik til indpakning af mange forskellige produkter sâsom kartoffel-chips, nadder, sukkerkonfiture, kiks og lig-nende samt matrikker, boite, skruer, sam, nagler og lignende indebærer ’hyppigt dannelse af en pakke ved at skabe en varme-5 forsegling mellem to modstàende lag indpakm'ngsf i 1m og i ho-vedsagen samtidig indfaring i den nydannede pakke af det an-skede produkt. Ved den sàkaldte lodrette "form and fil!" ind-pakningsteknik bliver en kontinuerlig flad bane af indpak-m’ngsfilm fart omkring en formningsskulder, hvor den formes 10 til rarform, og derpà over en hul indre dorn eller cylindrisk formgiver, hvor de frie længdekanter af filmen forsegles sam-men til skabelse af en kontinuerlig rarformet film. Den rar-formede film ledes sâ mellem et par intermitterende samvir-kende opvarmede forseglingskæber, der skaber en række adskilte 15 pakninger ved at sammenklappe den rarformede film og danne en række vandrette varmeforseglinger, i reglen krympeforseglinger, tværs over filmens bredde, idet den anskede mængde produkt indfares i hver pakning gennem den indre dorn i interval-let mellem dannelsen af de pà hinanden falgende vandrette var-20 meforseglinger. Ved store driftshastigheder indfares produktet i pakken i hovedsagen samtidigt med skabelsen af den nedre vandrette varmeforsegling, og for at undgâ sprængning af pakken er det derfor væsentligt, at den indre styrke af den nedre varmeforsegling far spredningen af al den varmeenergi, der 25 tilfares for at skabe varmeforseg1ingen, hurtigt skal nà et niveau, der er ti1strækkeligt til at understatte og fastholde produktet, der er indfart i pakken. Indpakm'ngsf i Imen skal derfor hensigtsmæssigt udvise en haj styrke af den varme forsegl i ng.

30

Det er anfart i britisk patent nr. 1.018.341, at en hajmoleku-lær, fuldt krystallinsk copolymer af propylen og buten-1 inde-holdende fra 25 til 80 mol% buten-1 (dvs. mindst 30,8 vægt% buten-1) og fremstillet ved at polymerisere en blanding af de 35 monomère i nærværelse som katalysator af en blanding af et ha-logenid af et overgangsmeta1, et organometal1isk dérivât af aluminium eller et halogenid sâsom et dérivât og en ester, amid eller esteramid af phosphorsyre klæber godt til kunst-

DK 156549 B

3 stofmaterialer til dannelse af en belægning, der er let at varmeforsegle. Sàdanne belægninger pâf0res hensigtsmæssigt pâ et underlag fra en oplosning i et organisk opl0sningsmiddel til dannelse af et relativt tykt belægningslag, der har en be-5 lægningsvægt fra 1,5 til 4 g/m2.

Ifelge opfindelsen er nu udviklet en flerlagsfi1m, der ikke blot kan varmeforsegles ved onskelige lave temperaturer og ud-viser enskelig klæbning mellem sammenst0dende lag af filmen, 10 men som overraskende ogsâ er væsentligt résistent mod skrab-ning, ridsning og klæbning til kæberne i varmeforseglingsappa-ratet, og som er varmeforsegle!ig indenfor et forholdsvis bredt temperaturinterval.

15 F1er1agsfi1men ifolge opfindelsen er af den art, der omfatter et underlag af en polymer eller copolymer af en α-olefin, hvis molekyle indeholder fra 2 til 6 carbonatomer, og som pâ mindst den ene overflade deraf har et lag af en copolymer af propylen og en anden α-olef i n, og filmen er ejendommelig ved, at mole-20 kylet af den anden α-olefin indeholder fra 4 til 10 carbonatomer, propy1encopolymeren er i hovedsagen krystal1insk, og propylenindholdet af propylencopolymeren er fra 80% til 95 vægt% af den copolymere.

25 Opfindelsen angèr ligeledes en fremgangsmâde til dannelse af den omhandlede varmeforseglelige flerlagsfilm og fremgangsmà-den er ejendommelig ved det i krav 10's kendetegnende del an-givne.

30 En foretrukken udforelsesform omfatter en flerlagsfilm, der udviser en 0nskelig h0j styrke af den varme forsegling, et underlag af en polymer eller copolymer af en α-olefin, hvis molekyle indeholder fra 2 til 6 carbonatomer, og som pâ mindst den ene overflade har et lag af en copolymer af propylen og en 35 anden α-olefin indeholdende fra 4 til 10 carbonatomer i mole- kylet, idet propylenindholdet i den copolymere er fra 80 til 95 vægt% af den copolymere, og tykkelsen af laget af copolymer ikke overstiger 1 μπ>.

DK 156549 B

4

Egnede underlagsmaterialer er polymère og copolymere af a-ole-finer sàsom ethylen, propylen, buten-1, 4-methylpenten-1 og hexen-1. Polyethylen med hoj vægtfylde, dvs. polyethylen med en vægtfylde, der overstiger 0,949 g/cm3, er et egnet under-5 lagsmateriale, omend til brug som indpakningsfi1m er et fore-trukket underlag en propylen homopolymer eller propylen blok-copolymer, hvor sidstnævnte f.eks. indeholder op til 15 vægt% beregnet pâ den copolymere af en anden copolymeriserbar a-ole-fin sâsom ethylen.

10

Egnede monomère til copolymérisation med propylen til dannelse af det copolymere lag i flerlagsfiImene indbefatter penten-1, hexen-1, hepten-1 og decen-1, men buten-1 har vist sig at være en særlig egnet monomer.

15

Indholdet af α-olefinmonomer i propy1encopolymermaterial et skal ikke være mindre end 5 vægt% af vægten af den copolymere, for under dette indhold er bledgoringstemperaturen af den copolymere sà haj, at der fâs en film med en meget haj tærskel-20 forseg1ingstemperatur, dvs. den laveste varmeforseglingstempe-ratur, hvorved der kan fàs forseglinger med acceptabel styrke.

For at forhindre uonsket sprængning af den krystal1inske struktur af propy1encopolymeren skal indholdet af den anden a-olefinmonomere ligeledes holdes pâ et niveau, der ikke over-25 stiger 20 vægt% af den copolymere. Hvor det drejer sig om en propylen/buten-1 copolymer, har et buten-1 indhold fra ca. 10 til 20 vægt% af den copolymere vist sig særlig egnet, og til anvendelse til et polypropylenunder1ag foretrækkes især at an-vende en copolymer, hvori indholdet af buten-1 er fra 10 til 30 15%, fortrinsvis fra 11,5 til 13,5 vægt% af den copolymere.

Hensigtsmæssigt har de copolymere, der er i kornform for dan-nelsen af et filmlag deraf, et smelteindeks màlt i overens-stemmelse med ASTM/D 1238-65T (betingelse N) mellem 10 og 400 35 g/10 minutter, fortrinsvis mellem 10 og 200 g/10 mïnutter og især mellem 60 og 80 g/10 minutter. Egnede copolymere har der-for en molekylvægt (vægtgennemsnit ) fra ca. 350.000 til ca. 120.000 og fortrinsvis fra ca. 350.000 til ca. 140.000.

DK 156549 B

5

Selv om de copolymere anvendt til dannelsen af det pâforte lag kan beskrives som tilfældige copolymere (dvs. polymère med tilfældig fordeling af enhederne), antages det, at copolymeri-sationen niâske ikke er tilfældig i en nojagtig statistisk for-5 stand. Selv om de respektive monomère ved fremsti11ingen af de foreliggende copolymere i reglen tilfores samtidigt til en po-lymerisationsreaktor i det mindste en væsentlig de! af reak-tionstiden, er det sandsynligvis lettere for enten propylenen-hederne eller enhederne af den anden α-olefinmonomer at binde 10 sig til den voksende polymère kæde umiddelbart ved siden af en identisk monomerenhed, sâledes at der kan være en tendens til, at der fortrinsvis dannes korte sekvenser af identiske monomère enheder i den polymère kæde.

15 Dannelse af de anvendte copolymere udfores bekvemt i nærvæ- relse af en stereospecifik katalysator, hvorved menes en kata-lysator, som under ækvivalente betingelser vil polymerisere propylen i fravær af andre monomère til polypropylen, som er mindst 70% uoploselig i kogende heptan. Katalysatorer, der er 20 i stand til at gore dette, omfatter en overgangsmetalforbin- delse og en organometa11isk aktivator, og de er velkendte, se f.eks. "Linear and Stereoregular Addition Polymers" af Gaylord og Mark, udgivet af Interscience i 1959. Særligt nyttige for-fa inde1ser af denne type er trivalente titanforbindelser akti-25 veret med al uminiumalky1forbindelser . Det foretrækkes at an-vende titantrichlorid fremkommet ved reduktion af titantetra-chlorid, enten med en alkylaluminiumforbindelse eller med alu-miniummetal , sammen med et aluminiumalkylhalogenid som aktivator. En særlig nyttig og meget stereospecifk katalysator opnàs 30 ved at reducere titantetrachlorid i et indifferent hydrocar-bonfortyndingsmiddel ved en temperatur fra -20 til +20°C med et aluminiumalkylsesquichlorid, fortrinsvis ved at sætte ses-quichloridet til titantetrachloridet oplost i hydrocarbonen, hvorefter det fremkomne titantrichloridmateriale opnâs, even-35 tuelt vaskes eller opvarmes en eller flere gange mellem 40 og 150eC eller begge dele og anvendes som katalysator i nærvæ-relse af et aluminiumdialkylchlorid sâsom diethylaluminium-chlorid som aktivator.

6

DK 156549 B

Katalysatorkomponenter kan indfores i polymerisationszonen som oplesninger eller suspensioner i hydrocarbonfortyndingsmiddel. Polymérisation udfores normalt ved temperaturer fra 20 til 75eC i nær'værelse af et fortyndingsmiddel sâsom en indifferent 5 hydrocarbon, propylen selv eller en blanding af propylen med en indifferent hydrocarbon.

Forskellige polymerisationstryk kan anvendes, men det er nod-vendigt at regulere forholdet mellem partialtrykkene af pro-10 pylen og den anden α-olefin i reaktionsbeholderen for at frem-stille copolymer med den enskede sammensætning. Polymérisation udfores i fravær af væsentlige mængder luft og vand, da disse materialer hæmmer de anvendte katalysatorer, men et kædeover-foringsmiddel sâsom hydrogen kan være til stede for at regule-15 re moleky1vægten af den copolymere. Nâr polymerisationen er endt, kan reaktionen standses f.eks. ved tilsætning af en aï-kohol sâsom isopropanol, og katalysatorresterne kan fjernes ved vask med et egnet reaktionsmiddel, f.eks. vand eller mere isopropanol eller blandinger af acetylacetone og lavere alko-20 ho 1er.

Fremsti11ingen af disse copolymere kan udfores ved den teknik, der er beskrevet i britisk patent nr. 1.084.953 til fremstil-ling af propylencopolymere rige buten-1.

25

Copolymere til brug ved fremstilling af f1er1agsfi1mene ifolge den foreliggende opfindelse udviser hensigtsmæssigt en grad af krystal1initet, som defineret i det felgende, fra 35 til 65%.

Hvor det drejer sig om propylen-buten-1 copolymere, foretræk-30 kes det at krystal1initetsgraden er i intervallet fra 40 til 60% og især i intervallet fra 45 til 55%.

Graden af krystallinitet af den copolymere, som omtalt i den foreliggende beskrivelse, bestemmes ved en teknik, der i prin-35 cippet svarer til den, der er beskrevet af Natta, Corradini og Cesari, Rend. Accad. Naz. Linceî 1957, 22, 11. En rentgenstrâ-lediffraktionsskandering af en copolymer preve, der har været underkastet en varmebehandling som beskrevet i det folgende,

DK 156549 B

7 fâs ved at anvende et Philips PW 1010 diffraktometer, idet der arbejdes i transmission, med Cu-Ka-stràling og pulshejdedis-krimination. En lige baggrunds-grundlinie indtegnes pà det fremkomne "krystal!inske" diffraktionsspektrum mellem Θ pâ 4° 5 og 15°, hvor Θ er Bragg vinklen, og diffraktionsspektret af en 100% amorf polypropylenprove overlejres kongruent pâ det "kry-stallinske" spektrum i dette omrâde af Θ, sâledes at det amor-fe spektrum strejfer det minimum af det "krystal1inske" spektrum, som forekommer ved Θ pâ ca. 7,75°. Det samlede area! 10 mellem det "krysta11inske" spektrum og det amorfe spektrum i det anforte interval for Θ sættes 1i g med intensiteten af kry-stallinsk spredning (C), og arealet mellem det amorfe spektrum og grundlinien sættes lig med intensiteten af amorf spredning (A). Den procentiske krystal1initetsgrad defineres sà som 15 100C/(C+A) uden nogen korrektioner.

De copolymere provers varmehistorie (dvs. rækkefolgen af op-varmning og afkoling og hastigheden af temperaturændringen, som proven har været udsat for) for bestemmelsen af krystalli-20 niteten har betydning, og for at opnâ konsekvente resultater indenfor den ovennævnte définition fremstilles prover ved at presse ved 210°C tynde plader af det copolymere pulver, sâledes som det oprindeligt er fremstillet, og afkole pladen med modérât hastighed. En prove (10 mg) udskæres af pladen og an-25 bringes i en standard aluminiumpande (6,35 mm i diameter), og sidstnævnte anbringes sâ i en hulhed i en messingblok tilluk-ket med et tæt messinglâg, idet den tillukkede blok sammen med lâget mâler ca. 15 x 100 x 120 mm, og opvarmes ved neddykning af den tillukkede blok i et oliebad pâ ca. 5 liter, som holdes 30 ved en temperatur pâ 160°C.

Indforing af messingblokken nedsætter badets temperatur, og langsom opvarmning af badet fortsættes derfor, indtil der no-teres en temperatur pâ 160°C pâ et termoelement anbragt inde i 35 messingblokken. Denne sidste opvarmningsproces tager ca. 15 minutter, idet den onskede temperatur pâ 160°C nâs asympto-tisk, og stigningen fra 150 til 160°C varer ca. 10 minutter. Afkoling begyndes sâ straks og fortsætter med reguleret ha-

DK 1S6549B

s stighed pâ 6°C/time, indtil proven nâr omgivelsernes tempera-tur. Den afkolede prove hakkes sâ fint og anbringes i et tynd-vægget Pantak-gl asror med en diameter pâ 2 mm med henblik pâ rontgenundersogelse.

5

De copolymere anvendt i flerlagsfiImene ifeIge den foreliggen-de opfindelse udviser, som fer nævnt, nâr de unders0ges ved den nævnte teknik, fer de copolymere er blevet inkorporeret i flerlagsfilmen, en krystal linitetsgrad fra 35 t i 1 55%. Til 10 sammenligning udviser en typisk i handelen værende propylenho-mopolymer en krystaΠinitetsgrad bestemt ved samme teknik af storrelsesordenen 70%.

Pâforing af det varmeforseglelige copolymerlag pâ underlaget 15 udf0res bekvemt ved enhver af de metoder til lamïnerïng eller belægning, der sædvanligvis anvendes til fremstilling af sam-mensatte film. Forud dannede ark af underlagsmaterialet og co-polymerlaget kan sâledes lamineres sammen, fortrinsvis ved an-vendelse af klæbemidler, f.eks. ved at fore komponenterne af 20 laminatet sammen gennem trykvalser, der holdes ved egnede tem-peraturer. Alternativt kan det copolymere lag pâfores pâ underlaget som en oplosning eller dispersion i et egnet, fortrinsvis varmt flydende medium sàsom toluol, o-, m- eller p-xylol, monochlorbenzol, cyklohexan eller trichlorethylen, som 25 bagefter kan genvindes og recirkuleres til yderligere brug.

Fortrinsvis pâfores det copolymere lag dog pâ underlaget ved hjælp af en smeltebelægningsteknik eller udpresningsbelæg-ningsteknik, ved hvilken enten et smeltet lag af den copolymere af propylen og α-olefin ekstruderes direkte pâ overfladen 30 af et forud dannet underlag, eller de polymère komponenter i underlaget og belægningslaget ekstruderes sammen under sâdanne betingelser, at komponentlagene kommer i beroring med hinan-den, medens de er i smeltet tilstand.

35 Nâr det copolymere lag pâfores pâ et forud dannet underlag, kan adhæsionen af det pâforte lag pâ underlaget forbedres ved orientering af underlaget efter pàforing af det copolymere 1 ag .

DK 156549 B

9

Adhæsion af det varmeforseg1elige copolymere lag til underla-get kan ogsà forbedres hvis det onskes, ved anvendelse af en mellemliggende forankringsbelægning pàfart pâ underlaget fer pâforingen af det varmeforseglelige copolymere lag. Egnede ma-5 terialer til forankringsbelægningen indbefatter copolymere af ethylen og vinylacetat eller ethylen-alkyl(meth)-acrylatcopo-1ymere.

Som beskrevet i det foregâende foretrækkes det imidlertid at 10 anvende en co-ekstruderingsteknik, og nâr to eller flere smel-tede polymère lag ekstruderes sammen og bringes i beroring med hinanden, medens de stadig er i smeltet tilstand, bliver der ikke noget behov for at anvende mellemliggende forankringsbe-lægninger. Hensigtsmæssigt udferes den samtidige udpresning 15 fra et mundstykke med flere kanaler, der er sâledes konstru-eret, at de smeltede polymère komponenter, der udgor de en-kelte lag af den sammensatte film, smelter sammen i deres grænseomrâder inde i mundstykket til dannelse af en enkelt sammensat bane, som derpâ udpresses af en fælles mundstykkeâb-20 ning. Det vil derfor forstâs, at omtale i den foreliggende be-skrivelse af at propylencopolymerlaget pàfores pâ, anbringes pà eller pâ anden mâde aflejres pâ et underlag, indbefatter dannelse af en f1er1agsfi1mstruktur ved samtidig co-ekstrude-ring af underlaget og et propylencopolymerlag pâ den ene eller 25 begge overfladerne af underlaget.

Fortrinsvis strækkes flerlagsfiImen ifolge opfindelsen for at orientere dem. Orienteringen kan udfores i én retning ved strækning af filmen i én retning eller biaksialt ved strækning 30 af filmen i hver af to pâ hinanden vinkelrette retninger i filmens plan, og den biaksiale orientering kan være balanceret eller uafbalanceret f.eks. med den hojere orienteringsgrad af en uafbalanceret film i en foretrukken retning, i reglen læng-deretningen eller maskinretningen. Hensigtsmsssigt bliver 35 polyolefinunder1agsmateria 1 et og det varmeforseglelige copo lymere materiale udpresset sammen i form af et sammensat ror, som derpâ afkales, genopvarmes og derpâ ekspanderes ved indre gastryk for at inducere orientering pâ tværs og fjernes med 10

DK 156549 B

sterre hastighed end den, hvormed det udpresses, for at stræk-ke og orientere det i længderetningen. Alternativt kan en flad film belagt med copolymer orienteres ved samtidig strækning eller strækning i rækkefalge i hver af to pâ hinanden vinkel-5 rette retninger ved hjælp af en strækkemaskine (stenter) eller ved en kombination af trækkevalser og en stenter. Nàr en sam-mensat varmeforseglelig film dannes ved sammenbinding af to forud dannede film, behever kun under1agsfi1men at være orien-teret far sammenbindingsoperationen.

10

Den grad, hvori filmen strækkes, afhænger til dels af den en-delige anvendelse for filmen, men for en indpakningsfilm base-ret pà polypropylen har det vist sig, at ti 1 f redssti llende trækstyrke og andre egenskaber udvikles, nâr filmen strækkes 15 til mellem 3 og 10, fortrinsvis 7 gange sine oprindelige di-mensioner i tværretningen og længderetningen.

Efter strækning bliver den polymère film normalt "varmehærdet", medens den fastholdes mod krypmning, ved en temperatur over 20 polymerens glasovergangstemperatur og under dens smeltepunkt.

Den optimale varmehærdningstemperatur kan let konstateres ved simpelt forsog, og for et polypropylenunderlag udfores varme-hærdning bekvemt ved temperaturer i intervallet fra 115 til 160°C. Varmehærdning kan udfores ved sædvanlig teknik, f.eks.

25 ved hjælp af et stentersystem eller med et System af en eller flere opvarmede valser, som beskrevet f.eks. i britisk patent nr. 1.124.886.

Flerlagsfilm ifolge den foreliggende opfindelse kan fremstil-30 les med mange forskellige tykkelser bestemt farst og fremmest af den endelige anvendelse, som filmen er beregnet til. Film, der har en samlet tykkelse i intervallet fra 2,5 til 100 pm, har gene rel anvendelighed, men til indpakningsformé! fore-trækkes det at anvende film med en samlet tykkelse fra 10 til 35 50 μιη.

Forholdet mellem under1agstykkelse og tykkelsen af copolymer-laget kan variere indenfor et vidt interval, omend det fore-

DK 156549 B

11 trækkes, at tykkelsen af det copolymere lag ikke skaï være mi ndre end 0,2% (fortrinsvis 0,5%) og ikke starre end 50% af tykkelsen af underlaget.

5 En flerlagsfi1m ifalge opfindelsen, der har den anskelige haje styrke af den varme forsegling, opnâs imidlertid som fer be-skrevet, nâr tykkelsen af propylencopolymerlaget ikke overst i-ger 1 μηι og fortrinsvis ikke overstiger 0,75 μιτι. For at sikre en acceptabel haj værdi af varmeforseglingsstyrken foretrækkes 10 det, at tykkelsen af laget af propylencopolymer ikke overstiger 0,5 μηι, og i en særlig foretrukken udfarelsesform ifalge opfindelsen overstiger tykkelsen af laget af propylencopolymer ikke 0,25 μm. Til et filmunderlag af polypropylenhomopolymer eller -copolymer er tykkelsen af det varmeforseg1e1ige lag af 15 propylencopolymer hensigtsmæssigt i intervallet fra 0,05 til 0,25 pm, fortrinsvis fra 0,1 til 0,25 μιη.

Hvis det anskes, kan begge underlagets overflader forsynes med et varmeforsegleligt lag af propylen/a-olefin ifalge opfindel-20 sen, og tykkelserne af de to copolymerlag kan være ens eller forskellige. En under1agsfi1m med en tykkelse pà f.eks. 25 pm forsynes hensigtsmæssigt med et copolymerlag med en tykkelse pâ 0,75 μηι pà den ene overflade og med et copolymerlag med en tykkelse pà 0,25 pm pà den anden overflade. Alternativt kan 25 den ene overflade af underlaget være ubelagt eller kan være belagt med et lag af en anden sammensætning, afhængende af de egenskaber som anskes af filmen til en given anvendelse.

Hvis det anskes, f.eks. for at forbedre modtageligheden for 30 pàtrykning, kan den ikke-forseg1ingsdannende overflade af en flerlagsfilm ifalge opfindelsen underkastes en kemisk behand-1 i ng eller en fysisk behandling, som oxiderer overfladen af filmen. F.eks. kan overfladen behandles med chromsyre i svovl-syre, med varm salpetersyre eller med ozon. Alternativt kan 35 fi1moverf1aden udsættes for ioniserende stràling eller for en varmeflamme i ti1strække1ig tid til at bevirke overfladisk oxidation uden forvrægning af overfladen. En foretrukken behandling, fordi den er simpel og effektiv, er at underkaste 12

DK 156549 B

fiImoverfladen en hojspændt elektrisk belastning ledsaget af koronaudladning, men det er blevet iagttaget, at denne behand-ling er tilbajelig til at hâve en skadelig virkning pâ de op-nâelige styrker af den varme og kolde forsegling.

5

Et eller flere af lagene af f1er1agsfi1men ifolge opfindelsen kan hensigtsmæssigt indeholde ethvert af de additiver, der sædvanligvis anvendes til fremstilling af temoplastiske film. Additiver, sâsom farvestoffer, pigmenter, smeremidler, anti-10 statiske midler, antioxidanter, antiblokerende midler, over- fladeaktive midler, glidehjælpemidler, glansforbedringsmidler, prodegradanter (dvs. stoffer, der efter nogen tid fremmer ned-brydning af en olefinpolymer, sàledes at problemet med henka-stet affald formindskes) og stabi1iseringsmidler mod ultra-15 violet lys, kan f.eks. anvendes. Film gérés bekvemt antista-tiske ved inkorporering deri af fra 0,1 til 1,0 vægt% beregnet pâ filmen af et eller flere stoffer af formlen

(CH2CH20)xH

20 R-N

\

(CH2CH20)yH

hvor x + y er fra 2 til 5, og R er et monovalent alifatisk ra- dikal indeholdende fra 12 til 22 carbonatomer, og fra 0,01 til 2 5 0,5% beregnet pâ filmens vægt af et fedtsyreamid afledt af en fedtsyre indeholdende fra 10 til 22 carbonatomer, som beskre-vet i britisk patent nr. 1.034.337.

Flerlagsfilm fremstillet ifelge opfindelsen er varmeforseg 1 e- 3 0 lige ved forholdsvis lave temperaturer, f.eks. temperaturer af sterre1sesordenen 125°C og lavere og giver en stærk hermetisk forsegling. Desuden klæber varmeforseglingsbelægningen sikkert til underlagsmaterialet, udviser enskelig modstandsevne mod kradsning og ridsning og er modstandsdygtig mod fastklæbning 3 5 til kaeberne af varmef orseg 1 i ngsapparaturet.

Eli minering af kæbeklæbni ngen har stor betydning for indpak-ningsindustrien, hvor med mellemrum optrædende klæbn i ng af

DK 156549 B

13 indpakningsfi 1 men til kæberne pâ varmeforseg1ingsapparaturet, som anvendes til at danne de individuelle pakninger ved at svejse filmen til sig selv, kan hindre eller standse den ens-artede passage af filmen gennem apparaturet og dermed afbryde 5 indpakningsoperationen. Problemet har særlig betydning i for-bindelse med indpakningsmaskiner af den sâkaldte vertikale "form and fill" type, som beskrevet i det foregâende.

For at sammenligne graden af klæbeklæbning af forskellige film 10 er der udviklet en arbitrer prove under anvende!se af en Woodman "Profit-Maker" (0,5-3,5 ounce kapacitet) varmeforseg-1ingsmaskine, der har et par samvirkende krympekæber, der vir-ker i et i hovedsagen vandret plan til dannelse af varmefor-seglinger tværs over bredden af en rorformet film, som passe-15 rer lodret mellem kæberne. Hver kæbe har en rektangulær chrom-pletteret, tandet overflade af blodt stâl med en dybde (dvs. i lodret retning) pà 6,35 mm og en bredde pà 127 mm. Hver flade omfatter mange kileformede tænder, der hver strækker sig kon-tinuerligt over overfladen i lodret retning, og hver tand er i 20 form af et skrât prisme med et hoved med en bredde pâ 0,25 mm og en fod med en bredde pâ 1,9 mm, idet det vandrette mellem-rum mellem fodderne af nabotænder er 0,127 mm, sâledes at tæn-derne befinder sig med mellemrum i vandret retning med en tæt-hed pà ca. 13 tænder pr. 25 mm. Hojden af hver tand, dvs. det 25 stykke, som det flade hoved pà hver tand strækker sig vandret fra kæbeoverf1aden, er 0,76 mm, og vinklen mellem nabotænder er 90°. Nâr kæberne er lukket med tænderne i fuldt indgreb med hinanden, udover kæberne et tryk pâ ca. 11952 kg/m2 pà filmen mellem kæberne.

30

Til provens formàl holdes kæberne ved en temperatur pâ 130°C, og rorformet film, som fladt udbredt har en bredde mindre end 127 mm, hensigtsmæssigt af storrelsesordenen 63,5 mm, fores nedad mellem kæberne under indflydelse af en lille belastning 35 i form af en vægt fastgjort pâ filmen, og kæberne drives, sâledes at de bevirker intermitterende forsegling tværs over filmens bredde med en hastighed af 25 forseglinger pr. minut. Proven gentages med en række forskellige vægte fastgjort til 11

DK 156549 B

filmen for at bestemme den minimumsbelastning, som kræves for at sikre, at filmen lober ensartet gennem maskinen uden at klæbe til kæberne, nâr der foretages en forsegling. Af bekvem-meligheds grunde ganges minimumsbelastningen i gram med en fak-5 tor pâ 127/x, hvor x er bredden i mm af den forsegling, der udfores pâ den fladt udbredte film, for at fâ en værdi for den minimumsbelastning der kræves til en forsegling med en bredde pâ 127 mm svarende til dimensionerne af en standardpose. Den fremkomne værdi i gram pr. 127 mm bredde er "graden af kæbe-10 klæbning" af den afprovede film. I praksis er graden af kæbe-klæbning hensigtsmæssigt mindre end 10 g/127 mm og fortrinsvis mindre end 5 g/127 mm.

Flerlagsfilmene ifolge opfindelsen er egnede til brug i ind-15 pakningsindustrien, især til dannelse af bojelige pakninger til fodevarer. De kan dog anvendes til andre formâl, hvortil der kræves en varmeforseglelig polyolefinfilm.

Opfindelsen illustreres under henvisning til tegningen, hvor 20 fig. 1 set fra siden viser en de! af en grundfilm 1 af propy-lenhomopolymer, som pâ den ene overflade har en tynd belægning 2 af en copolymer af propylen og buten-1, 25 fig. 2 viser en lignende under1agsfilm 1, som har en tynd copolymer belægning 2 og 3 pâ begge sider.

Provemetoden, der anvendes til at bestemme styrken af den varme forsegling af flerlagsfilm ifolge opfindelsen, er illu-30 streret i fig. 3-6, hvor fig. 3 er et perspektivisk billede af en lang strimmel fjeder-stàl , 35 fig. 4 er et perspektivisk billede af strimlen i fig. 3, som kalibreres ved tilfojelse af vægte, fig. 5 viser set fra siden dannelsen af en varmeforsegling mellem to modstâende flader af en flerlagsfilm fastgjort til

DK 156549 B

15 de frie ender af stâlstrimraelen, og fig. S viser set fra siden, hvorledes det varmeforseglede om-râde af fi'lmen opforer sig ved frigarelse af det pàferte for-5 seglingstryk.

Varmeforseglingsstyrken af fil mene ifelge opfindelsen bestem-mes ved hjælp af en række lange strimler fjederstàl 10 med en bredde pà ca. 25 mm. Længden af hver stâlstrimmel vælges sâ-10 ledes, at der gennem en række strimler fâs en graduering af den stadenergi, der udaves af en strimmel for at adskille filmlagene i en nylig skabt varmeforsegling, og kan hensigts-mæssigt være i intervallet fra ca. 500 ti1 ca. 1000 mm. Kali-brering af en fjederstâlstrimmel foretages ved at folde strim-15 melen sammen om sit midterpunkt, nærmest i form som et C med forlængede ben, og gradvis pâfare en stigende belastning i form af vægte 11 anbragt pà det averste ben i nærheden af den frie ende deraf, indtil de frie ender 12, 13 af fjederen lige netop berarer hinanden (fig. 4). Hvis den nadvendige belast-20 ning f.eks. er 10 g, beskrives fjederen som en 10 g fjeder.

I fig. 5 er en strimmel 14 af en flerlagsfilm i falge opfindelsen med en bredde pâ 25 mm og en længde pà ca. 150 mm foldet sammen, sâledes at dens overflader af propylencopolymer kommer 25 i beroring med hinanden, og de frie ender 15, 15 af filmstrim-melen fastgores med et passende klæbemiddel til den ydre over-flade af de frie ender 12, 13 pâ den forud kalibrerede fjeder-strimmel 10, som holdes under sammentrykning med hànden, sâledes at de frie ender af fjederstrimmelen forbliver i bera-30 ring med hinanden, indtil de modstàende overflader af film-strimmelen er forseglet sammen mellem de opvarmede kæber 17, 18 pâ en Sentinel Heat Sealer (model nr. 12AS), idet de frie ender af fjederstrimmelen befinder sig uden for, men umiddel-bart i nærheden af kanterne af forseglingskæberne. Qybden "y" 35 af kæberne 17, 18 er 25 mm, sâledes at der dannes en kvadra-tisk varmeforsegling med kantlængden 25 mm mellem modstàende overflader af filmstrimmelen.

DK 156549 B

16

Efter lukning af forseglingskæberne 17, 18 fjernes den manuelle sammentrykningskraft, sâledes at umiddelbart efter tilba-getrækning af forseglingskæberne til den àbne stilling, der er vist i fig. 6, fâr de frie ender af stâlstrimmelen lov til at 5 springe fra hinanden og derved S0ge at sprænge den netop skab-te varmeforsegling. Dybden “x" af âbningen, som derved frem-bringes i forseglingen, giver et màl for styrken af forseglin-gen, idet graden af forseglingsâbning udtrykkes ved formlen x/y x 100%. Provemetoden gentages sâ pâ identiske filmprover, 10 idet der anvendes hver af en række kalibrerede fjederstrimler med progressivt stigende spænding.

I modsætning til styrken af den varme forsegling, der bestem-mes for den varmeenergi, der anvendes til dannelse af varme-15 forseglingen, er forsvundet, bestemmes varmeforseglingsstyrken af filmen efter at forseglingen er afkolet til omgivelsernes temperatur og forseglingens fulde potentielle styrke er blevet udvi kl et.

20 For at bestemme varmeforseglingsstyrken blev to strimler fler-lagsfilm anbragt med overfladerne af propylencopolymer i be-roring med hinanden, og enderne af strimlerne blev forseglet til hinanden mellem kæberne af en Sentinel Heat Sealer, mode! 12AS, idet kun den ene af kæberne blev opvarmet. Styrken af 25 forseglingen blev mâlt ved af de sammensvejsede fiImstrimler, der havde fâet lov at afkele til omgivelsernes temperatur, at udskære en strimmel, 25 mm bred og ca. 100 mm lang, hvor varmef orsegl i ngen strakte sig tværs over hele bredden af strim-melen og havde et area! pâ ca. 25 x 25 mm. De uforseglede en-30 der af strimmelen blev sà fastgjort henholdsvis til et dyna-mometer og en gribeoverf1ade, en belastning blev pâfort pâ gribeoverf1aden, og den minimale belastning, der krævedes for at adskille strimlerne i det forseglede omràde, blev opnoteret af dynamometeret og udtrykt som en forseglingsstyrke pâ x g/25 35 mm, hvor x var belastningen i gram.

Adhæsionsgraden mellem copolymerlaget og underlaget i filmene ifolge den foreliggende opfindelse blev bedemt ved at mâle den

DK 156549 B

it kraft, der krævedes for at aftrække en strimmel 10 mm bred af det copolymere lag bort fra den understattende film. Ved en understattet film menes en film, som er blevet indeklemt me! -lem modstâende strimler af Sellotape® klæbebând, 25 mm bredt, 5 il time. Efter udlabet af 1 time udskæres en 10 mm bred strimmel pâ langs af sandwich-materialet, og Sellotape® under-stetningsstrimmelen i berar i ng med den ene overflade af f i 1 m-strimmelen, som afpraves, klæbes i lodret stilling til en filmholder forbundet med et dynamometer. Sellotape® laget, der 10 klæber til den anden med copolymer belagte overflade af fi 1 — men, trækkes sà bort fra den avre ende af strimmelen, bajes over gennem en vinkel pâ 180° og fastgares til et gribeorgan, hvorigennem en trækkraft pàfares for at fjerne Sellotape® laget sammen med det copolymere lag fra strimmelen af grundfilm; 15 Den maksimale kraft màlt i g/cm, der kræves til at fjerne be-1ægnings1aget, registreres af dynamometeret. Hvis klæbningen mellem belagnings1aget og underlaget overstiger klæbningen mellem belægningslaget og Sellotape®, kan belægningen ikke fjernes ved denne teknik, og forsagsresu1tatet noteres som 20 "ingen afskrælning".

Opfindelsen illustreres nærmere af falgende eksempler 2-34.

Eksempel 1 25

Dette eksempel illustrerer fremsti11ingen af en copolymer af propylen og buten-1 til brug som varmef orseg 1 el i gt lag pâ en flerlagsfilm.

30 En omrart trykbeholder blev fyldt med 1260 liter tar hydrocar-bonfortyndingsmiddel (pentamethy1heptan, kogepunkt 150-180°C), og aile spor af oxygen blev fjernet ved evakuering og skylning med nitrogen. Derefter blev 23,7 mol A1E12C1 (som en oplasning i 20 liter af fortyndingsmidlet) og 13,2 mol T i C13 (som en 35 opslæmning i 20 liter af fortyndingsmidlet) tilsat. Dette T i C13 blev fremstillet ved at reducere T i C14 med ethy1 a 1umini-umsesquichlorid, som beskrevet i beskrivelsen til britisk patent nr. 1.014.944, med et molært forhold mellem aluminiumdi-ethvlchlorid og titantetrachlorid pâ 0,9.

DK 156549 B

18

Autoklaven blev opvarmet til SO’C, og 96,5 kg propylen inde-holdende 0,16 mol% hydrogen blev tilsat i lobet af 10 minut-ter. Nâr trykket var faldet til 220,6 kNm-2 (trykket af indifferent gas i reaktoren var 31,7 kNm-2), blev 25 liter buten 5 hurtigt indfort. Propylen indeholdende hydrogen, og buten blev afmàlt og indfart sammen i et konstant forhold, sàledes at yderligere 368 kg propylen og 131 liter flydende buten-1 blev tilsat i l0bet af 106 minutter. Pâ dette tidspunkt blev ti 1 -fsrselshastigheden for propylen reduceret til 33,5 kg/time og 10 fortsat i yderligere 1 time, uden at der blev tilsat mere buten, for at lade trykket falde til 59,2 kNm-2.

Katalysatorrester blev fjernet ved at indsprajte 55 liter iso-propanol og opvarme i 4 timer til 65°C. Efter vask med 3 pé 15 hinanden folgende portioner vand pà 545,5 liter blev den frem-komne opslæmning filtreret for at fjerne det meste af fortyn-dingsmidlet. Dampdestillation fjernede resterende fortyndings-middel og efterlod polymère partikler, som blev filtreret og tarret i et roterende terreapparat.

20

Ca. 454,3 kg af en fast copolymer af propylen og buten-1 blev isoleret fra denne reaktion, og buten-1 indholdet af den copo-lymere var 14 vægt%.

25 Det fremkomne terre fritstrommende pulver havde et smeltein-deks som defineret i det foregàende pà ca. 32 g/10 minutter. Pulveret blev sâ stabiliseret ved tilsætning af 0,01 vægt% beregnet pâ vægten af copolymer af l,3,5-tri(3,5-ditertiærbu-ty1-4-hydroxybenzy1)-2,4,6-trimethylbenzo1 og 0,15 vægt% cal-30 ciumstearat og omdannet til korn af cylindrisk form ved ud-presning fra et udpresningsapparat med en tromlediameter pà 83 mm, som blev holdt ved en temperatur pà 250°C. Smelteindekset af de fremkomne korn var ca. 65 g/10 minutter.

35

DK 156549 B

19

Eksempel 2

Fra et ringformet mundstykke med tre kana1er blev samtidigt udpresset en propy1enhomopo1ymer, en tilfældig copolymer af 5 propylen/buten-1 indeholdende 14 vægt% buten-l og fremsti11 et ifalge eksempel 1 til dannelse af et polypropylenrar, hvis in-dre og ydre overflader var belagt med et lag af copolymer af propylen og buten-l. Propylenhomopolymeren indeholdt som an-tioxidant 0,1 vægt% 1,3,5-ditertiærbutyl-4-hydroxybenzyl-2,4,6-10 trimethylbenzol .

Det belagte polypropylenrar blev afkalet ved passage over en dorn înde i raret og afkalet udvendîgt ved passage gennem et vandbad, som omgav dornen, opvarmet til strækningstemperatur, 15 ekspanderet ved indre gastryk og trukket ud af ekspansionszo-nen med st0rre hastighed end den, hvormed det blev tilfart, sâledes at raret blev strakt til syv gange sine oprindelige dimensioner i bàde udpresningsretningen og i retningen vin-kelret derpâ.

20

Den strakte rarformede film blev sâ âbnet til dannelse af en flad film, som derefter blev varmehærdet pâ et stentersystem, idet filmen blev holdt under spænding ved en temperatur pâ 135°C i ca. 10 sekunder. Tykkelsen af det copolymere lag pâ 25 hver overflade af den fremkomne film var 1 μιη og underlaget havde en tykkelse pâ ca. 14 pm.

For at bedamme varmeforseg1ingstærskeltemperaturen, dvs. den laveste varmeforseg1ingstemperatur, ved hvilken der fàs for-30 seglinger med acceptabel styrke, blev en række praver af den med copolymer belagte film varmeforseg1 et ved progressivt sti-gende temperaturer under anvendelse af en Sentinel Heat Sea-ler, model 12AS, og varmeforseg1ingsstyrkerne af de fremkomne forseglinger blev bestemt som beskrevet i det foregâende,

Varmeforseg1ingsstyrkerne fremkommet for forskellige kæbefor-seg1ingstemperaturer er noteret i falgende tabel. Disse forseglinger blev udfart mellem fi1mstrimler, der var sâledes an- 35

DK 156549 B

20 bragt, at de copolymere overflader, som dannede den ydre over-flade af det udpressede rar, var i beraring med hinanden.

Kæbeforseglingstemperatur Varmeforseglingsstyrke 5 _1Ç_ _g/25 mm_ 90 0 100 300 110 540 120 520 10 130 450

Eksempel 3

Fremgangsmâden i eksempel 2 blev gentaget, men i stedet for at 15 varmehærde filmen ved hjælp af et stentersystem blev filmen varmehærdet ved at fastgare en filmprave i en ramme for at re-gulere krypmm'ngen af filmen og anbringe rammen i en ovn i en période pâ 30 sekunder. Varmehærdningstemperaturen var 135°C som i eksempel 2, men van'gheden af varmehærdningen var ca.

20 tre gange den i eksempel 2.

‘ De fremkomne varmeforseglingsstyrker er noteret i falgende ta- bel.

25 Kæbeforseglingstemperatur Varmeforseglingsstyrke _1Ç_ _g/25 mm_ 90 100 100 580 110 580 30 120 630 130 560

Disse resultater viser, at forseglinger med starre styrke fâs ved lavere forseglingstemperaturer som et résultat af at for-35 âge varigheden af varmehærdningen.

DK 156549 B

21

Eksempel 4

For at illustrere virkm'ngen af at nedsætte indholdet af bu-ten-l î det copolymere lag blev fremgangsmâden i eksempel 2 5 gentaget til fremstilling af to flerlagsfilm forsynet hen-ho1dsvis med et lag af propylencopolymer, hvorî indeholdet af buten-1 var 14 vægt%, og 11 vægt% af den copolymere.

De fremkomne nesultater var felgende: 10 Kæbefor- Varmeforseqlinqsstyrke g/25 mm_ seglings- Propy1en/buten-1 Propy1en/buten-1 temperatur _(86:14)_ _(89:11)_

°C

15 90 0 0 100 300 0 110 540 0 120 520 0 130 460 40 20 135 530 260 140 520 520

Faldet i varmeforseglingsstyrke ved en given forseg1ingstempe-ratur ved reduktion af buten-1 indholdet i den copolymere 25 fremgâr klart af ovenstâende resultater. Tærskelforseglings-temperaturen stiger, nâr indholdet af buten-1 falder.

Eksempel 5 30 For at illustrere virkningen af at foroge varmehærdningstempe-raturen blev fremgangsmâden i eksempel 2 gentaget under anven-delse af et copolymert lag indeholdende 89 vægt% propylen og 11 vægt% buten-1. Prever af den fremkomne film blev varmehær-det i stenter ved henholdsvis 135 og 160°C.

De fremkomne resultater var som felger: 35

DK 156549 B

22

Varmeforseqlinqsstyrke q/25 mm Kæbeforseglingstemperatur Film varmehærdet Film varmehærdet

:_1Ç_ ved 135°C ved 160°C

120 0 30 5 125 0 150 130 40 540 135 260 570 140 520 10 Forbedringen i forseglingsstyrke ved en given forseglingstemperatur, som opnàs ved at varmehærde filmen ved hajere tempe-ratur, fremgâr klart af ovenstâende resultater.

Eksempel 6 15

For at illustrere adhæsionen og modstandsevnen mod kæbeklæb-ning af flerlagsfilm ifalge opfindelsen blev et lag af copo-lymer indeholdende 88 vægt% propylen og 12 vægt% buten-1 pâ-fart pà forskellige mâder pà en række film af propy1enhomopo-20 lymer. De pâfarte lag havde en gennemsnitstykkelse pà 1 Mm.

Adhæsionen af det copolymere lag pà underlaget og graden af kæbeklæbning blev bedemt ved de i det foregàende beskrevne forsagsmetoder.

25

Resultaterne er vist i falgende tabel.

30 35

DK 156549 B

23

Tykkelse af Grad af Varmeforseg- Pâf0ring underlag Adhæsion kæbeklæb- lingsstyrke af 1aq gm_ q/cm ninq q/127 mm 130oC q/25 mm 2 vægt% i tri- ingen af- 5 chlorethylen 14 skrælning 0 200 10 vægt% i tri- chlorethylen 17 85 0 200 2 vægt% i cyk- ingen af- lohexan 14 skrælning 0 ikke mâlt 10 co-ekstrude- ingen af- ret smelte 18 skrælning 0 500

Resultaterne viser, at det varmeforseg1elige belægningslag af copolymer kan pâfores fra forskellige oplesningsmidler og i 15 forskellige koncentrationer, eller kan aflejres ved en co-eks-truderingsteknik. Sidstnævnte gar det muligt at udvikle varme-forseglinger af st0rre styrke.

Eksempel 7 20

Dette eksempel illustrerer kæbeklæbningstendensen mâlt som de-fineret i det foregâende af nogle sædvanlige varmeforseg1e1ige materialer, hver i form af et lag med en tykkelse pâ 1 gm, pâ et underlag af propylenhomopolymer med en tykkelse pâ ca. 14 25 gm.

_Lag_ Grad af kæbeklæbning

Mater i al e Pàfqrt som _q/127 mm_ polyethylen (vægt- co-ekstruderet 30 fylde: 0,95 g/cm3) smelte >50 polyethylen (vægt- co-ekstruderet fylde: 0,93 g/cm3) smelte 35 50:50(vægt) propy- 10%(vægt) op- len-buten-1- lesning i tri- 35 copolymer4- chlorethylen >40 75:25(vægt) propy- 10%(vægt) op- len-buten-1 losning i tri- copolymer4- chlorethylen 10 21

DK 156549 B

88:12(vægt) propy- 10%(vægt) op- len-buten-1 losning i tri- copolymer++ chlorethylen 0 88:12{vægt) propy- co-ekstruderet 5 len-buten-1 smelte copolymer++ 0 + Katalyseret af titantrichlorid: dichlorethy1 aluminium : he-xamethylphosphoramid i et forhold efter vægt pâ 1:0,79:0,72.

10 ++ Den foreliggende opfindelse.

Eksempel 8

Fremgangsmâden i eksempel 2 blev gentaget med undtagelse af, 15 at den copolymere af propylen og buten-1 indeholdt 12 vægt% buten-1 og 88 vægt% propylen, og at varmehærdningen af filmen blev udfert ved 125eC pà en varmehærder med en valse med mat overflade af den art, der er beskrevet i britisk patent nr. 1.124.886. Det fremkomne filmunderlag af propylenhomopolymer 20 med en tykkelse pâ 25 μ™ havde et lag af copolymer af propylen og buten-1 med en tykkelse pà 1 μιη pâ h ver overflade.

Prover af filmen blev varmeforseg1 et pà en Sentinel Heat Sea-ler, mode! 12AS, der arbejdede med en kæbetemperatur pâ 140eC, 25 et ksbetryk pâ 103,4 kNm-2 og en kæbelukketid pâ 2 sekunder. Styrken af den varme forsegling, som fremkom, blev bestemt pâ den i det foregâende nævnte màde under anvendelse af en række stàlfjedre med spændinger pâ henholdsvis 10, 30, 60 og 100 g.

De fremkomne resultater er vist i folgende tabel.

30

Fjederspænding Styrke af varm forsegling _g_ _% àbninq_ 10 100 30 100 35 60 100 100 100

DK 156549 B

25

Eksempel 9

Fremgangsmàden i eksempel 8 blev gentaget med undtagelse af, at tykkelsen af det pàferte copolymere lag var 0,7 Mm. De 5 fremkomne resultater er vist i folgende tabel.

Fjederspænding Styrke af varm forsegling _g_ _% § b ni nq_ 10 10 30 100 60 100 100 100

Eksempel 10 15

Fremgangsmàden i eksempel 8 blev gentaget med undtagelse af, at tykkelsen af det pâferte copolymere lag var 0,34 pm. De fremkomne resultater er vist i felgende *tabe 1 .

20 Fjederspænd i ng Styrke af var/m forsegling _g_ _% àbn i ng_ 10 30 2i0 60 mo 25 100 1Φ®

Eksempel 11

Fremgangsmàden i eksempel 8 blev gentaget med undtagelse af, 30 at tykkelsen af det pâferte copolymere lag var 0,25 Mm. De fremkomne resultater er vist i folgende tabel.

35

DK 156549 B

26

Fjederspænding Styrke af varm forsegling _g_ _% àbning_ 10 30 5 5 60 20 100 25

Eksempel 12 10 Fremgangsmâden i eksempel 8 blev gentaget med undtagelse af, at tykkelsen af det pàferte copolymere lag var 0,18 μπι. De fremkomne resultater er vist i felgende tabel.

Fjederspænding Styrke af varm forsegling 15 _g_ _% àbning_ 10 30 0 60 0 100 20 20

Eksempel 13

Fremgangsmâden i eksempel 8 blev gentaget med undtagelse af, at den overflade af flerlagsfiImen, som ikke dannede forseg-25 ling, blev underksatet en koronaudladningsbehandling ved hjælp af en Lepel hejfrekvensosci11ator, model HFSG-6A, fer dannel-sen af varmeforseglingen. Tykkelsen af den copolymere var 1 μιη. De fremkomne resultater er vist i felgende tabel.

30 Fjederspændi ng Styrke af varm forsegling _g_ _% àbning_ 10 100 30 100 60 100 35 100 100

DK 156549 B

27

Eksempel 14

Fremgangsmàden i eksempel 13 blev gentaget med undtagelse af, at tykkelsen af det pâferte copolymere lag var 0,7 pm. De 5 fremkomne resultater er vist i fplgende tabel.

Fjederspænding Styrke af varm forsegling _g_ _% àbning_ 10 100 10 30 100 60 100 100 100

Eksempel 15 15

Fremgangsmàden i eksempel 13 blev gentaget med undtagelse af, at tykkelsen af det pàforte copolymere lag var 0,34 pm. De fremkomne resultater er vist i felgende tabel.

20 Fjederspænding Styrke af varm forsegling _g_ _% àbning_ 10 100 30 100 60 100 25 100 100

Eksempel 16

Fremgangsmàden i eksempel 13 blev gentaget med undtagelse af, 30 at tykkelsen af det pâforte copolymere lag var 0,25 pm. De fremkomen resultater er vist i felgende tabel.

35

DK 156549 B

28

Fjederspænding Styrke af varm forsegling _g_ _% àbninq__ 10 100 30 100 5 60 100 100 100

Eksempel 17 10 Fremgangsmâden i eksempel 13 blev gentaget med undtagelse af, at tykkelsen af det pâferte copolymere lag var 0,18 μη». De fremkomen resultater er vist i felgende tabel.

Fjederspænding Styrke af varm forsegling 15 _g_ _% àbninq_ 10 0 30 0 60 65 100 100 2 0

Eksempel 18

Sammenhængen mellem den styrke af den varme forsegling, der blev mâlt ved hjælp af stàlfjederpreven, der er beskrevet i 25 det foregàende, og den, der opnâs pà en sædvanlig pakkemaski-ne, blev bedemt ved anvendelse af en Hansella, model 175C, vertikal "form and fil!" pakkemaskine, der arbejdede til dan-nelse af en række horisontale krympeforseg1inger med en dybde pâ 14 mm i en rerformet film med en bredde i den sammenklap-30 pede form pâ 125 mm. Krympekæberne var 190 mm brede, 14 mm dybe og havde syv tænder pr. cm bredde, og vinklen mellem na-botænder var 90°.

Under anvendelse af filmene fra eksempel 9-12 blev der dannet 35 en række pakker pà Hansella maskinen med en hastighed af 36 pakker pr. minut, idet indholdet i hver pakke var 200 g kara-meller. Indfering af indholdet af karameller er tilbejelig til at sprænge den nydannede nedre varmeforsegling i pakken, og

DK 156549 B

29 den procentiske mængde âbning af forseg1ingen, bâde bredderaæs-sigt og dybdemæssigt er vist i felgende tabel.

Copolymer Styrke af varm forsegling 5 lag _ % àbning_.

Film fra tykkelse Fjederspænding Hansel1 a_ eks nr. (itm) 10 g 30 g 60 g 100 g Bredde Dvbde 9 0,70 - 100 100 100 90 60 10 0,34 - 20 70 100 70 35 10 11 0,25 5 20 25 45 10 12 0,18 - 0 0 20 40 10

En fjederspænding pà 100 g giver en strengere preve end en fjederspænding pâ 10 g, og en varmeforsegling, der udviser 15 100% âbning er mindre stærk end en forsegling, der viser 0% àbning, men som vist i tabellen i eksempel 18 kan en film, der har en forholdsvis dàrlig varmeforseglingsstyrke, nâr den mâles med fjederproven (f.eks. 100% âbning, 30 g fjeder, eksempel 9), stadig hâve en tilstrækkelig varmeforseglingsstyrke 20 til at virke ti1fredssti1 Tende, nâr den -anvendes pâ en Hansel-1a-mask i ne.

Eksempel 19 25 Fremgangsmàden i eksempel 18 blev genta-g®t under anvendelse af filmene fra eksempel 14-17, idet pakkerme blev dannet pà Han-sella 175C med en hastighed af 50 pr. mü-nut. Sammenhæng mellem stàlfjederpraven for styrken af den vanne forsegling og resul-taterne fremkommet med Hansella pakkemaskinen er vist i fel-30 gende tabel.

35

DK 156549 B

30

Copolymer Styrke af varm forsegling ^ a9--% âbnina__

Film fra tykkelse _ Fjederspænding Hansella_ eks nr._ _LëJëJ_ 10 9 30 g 60 g loo g Bredde Dvbde 5 14 0,70 100 100 100 100 90 60 15 0,34 100 100 100 100 70 55 16 0,25 100 100 100 100 85 55 17 0,18 0 0 65 100 20 10 10 Eksempel 20 - 24

For at illustrere virknîngen pâ styrken af den varme forsegling af at reducere temperaturen, ved hvilken forseglingen dannes, blev fremgangsmâderne i eksempel 8-12 gentaget pâ en 15 række prover af propylenhomopolymerunderlag med en tykkelse pâ 25 μη» forsynet med et lag af copolymer af propylen og buten-1 (88:12 efter vægt), idet tykkelsen af det copolymere lag af-tager progressât genn&m en række, som vist i folgende tabel. Kæbetemperaturen af Sentinel forseg1ingsapparatet var 130°C, 20 sammenlignet med 140°C i eksempel 8-12, og styrken af den varme forsegling blev bedomt ved fjederstrimmelpraven, som be-skrevet i det foregâende. Desuden blev varmeforseglingsstyrken (ved omgive1sernes temperatur) af forseglinger dannet ved for-skellig kæbeforseglingstemperatur màlt ved dynamometerteknik-25 ken, der er beskrevet i det foregâende.

Resultaterne er vist i folgende tabel.

30 35

DK 156549 B

31

Copolymer Styrke af varm forsegling Kold forseglingsstyrke 1 ag _% àbninq_ _g/25 mm_

Eks. tykkelse Fjederspænding

nr. (um) 30 g 60 g 100 g A B C

5 20 0,70 100 100 100 230 300 450 21 0,34 85 85 100 350 460 510 22 0,25 0 35 40 250 300 300 23 0,18 0 35 20 150 275 350 24 0,17 0 20 20 250 300 530 10 A = kæbeforseg1ingstemperatur 110°C B » kæbeforseg1ingstemperatur 120°C C = kæbeforseglingstemperatur 130°C.

15 Eksempel 25 - 29

Fremgangsmàden i eksempel 20-24 blev gentaget med undtagelse af, at tykkelsen af underlaget af polypropylen var 20 μιη i stedet for 25 μπι, og at der var mindre forskelle i tykkelsen af 20 de pâforte copolymere lag.

De fremkomne resultater er vist i f0lgende tabel.

Copolymer Styrke af varm forsegling+ Kold forseglings-++ 25 lag _% àbninq__styrke g/25 mm

Eks. tykkelse Fjederspænding nr. (um) 40 g 60 g loo g 25 0,86 100 100 100 415 26 0,51 40 100 85 415 30 27 0,46 10 20 25 450 28 0,25 0 0 15 210 29 0,16 100 100 100 50 +/++ Kæbeforseg1ingstemperatur 130°C.

35

Claims (16)

1. Varmeforseglelig flerlagsfilm anvendelig til indpakning og omfattende et underlag af en polymer eller copolymer af en a-olefin, hvis molekyle indeholder fra 2 til 6 carbonatomer, og soi pà mindst den ene overflade deraf har et lag af en copolymer af propylen og en anden α-olefin, kendetegnet 25 ved, at molekylet af den anden α-olefin indeholder fra 4 til 10 carbonatomer, og propylenindholdet af propylencopolymeren er fra 80% til 95 vægt% af den copolymere.

2. Film ifalge krav 1, kendetegnet ved, at propy-30 lencopolymeren i kornform far dannelsen af filmlaget pâ under- laget har et smelteindeks fra 10 til 400 g/10 minutter.

3. Film ifalge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at propylencopolymerlaget i filmen udviser en grad af kæbeklæb- 35 ning pà mindre end 10 g/127 mm.

4. Film ifalge et af de foregâende krav, kendeteg-n e t ved, at den anden α-olefinkomponent i propylencopolymer-laget er buten-1. DK 156549 B

5. Film if al ge krav 4, kendetegnet ved, at buten-1 indholdet i propylencopolymerlaget er fra 10 til 15 vægt% af den copolymere.

6. Film ifalge et af de foregàende krav, kendeteg net ved, at propylencopolymerlaget omfatter en copolymer, som far inkorporering i flerlagsfilmen udviser en krystalli ni -tetsgrad fra 35 til 65%.

7. Film ifalge et af de foregàende krav, kendeteg net ved, at tykkelsen af propy1encopolymer1aget pâ en over-flade af underlaget ikke overstiger 0,5 Mm.

8. Film ifalge krav 7, kendetegnet ved, at tykkel-15 sen af propylencopolymerlaget er fra 0,05 til 0,25 μιη.

9. Film ifalge krav 1-8, kendetegnet ved, at den er fremstillet ved samtidig udpresning af underlaget og laget eller lagene af propylencopolymer. 20

10. Fremgangsmâde til dannelse af en varmeforseglelig fler-lagsfilm ifalge krav 1, kendetegnet ved, dannelse af et underlag af en polymer eller copolymer af en a-olefin, hvis molekyle indeholder fra 2 til 6 carbonatomer, og pàfaring 25 pà mindst den ene overflade af underlaget af et lag af en copolymer af propylen og en anden α-olefin, hvis molekyle indeholder fra A til 10 carbonatomer, idet propylenindholdet i den copolymere er fra 80 til 95 vægt% af den copolymere.

11. Fremgangsmâde ifalge krav 10, kendetegnet ved samtidig udpresning af underlaget og laget eller lagene af propylencopolymer.

12. Fremgangsmâde ifalge krav 10 eller 11, kendeteg-35 net ved, at laget af copolymer, der pàfares pâ underlaget, omfatter en propylencopolymer, som i kornform far pàfaringen pâ underlaget har et smelteindeks fra 10 til 400 g/10 minut-ter. DK 156549 B

13. Fremgangsmâde if0lge krav 10-12, kendetegnet ved, at laget af copolymer, der pàferes pà underlaget, omfat-ter en propylencopolymer, som fer pâforingen pâ underlaget ud-viser en krÿstallinitetsgrad fra 35 til 65%. 5

14. Fremgangsmâde ifelge krav 10-13, kendetegnet ved, at propylencopolymeren pâferes i en mængde tiIstrækkelig til at give et lag af copolymer med en tykkelse, der ikke overstiger 0,5 μm, pâ filmunderlaget. 10

15. Fremgangsmâde ifolge krav 10-14, kendetegnet ved, at laget af copolymer pâ underlaget er en copolymer af propylen og buten-1.

16. Fremgangsmâde ifolge krav 15, kendetegnet ved, at buten-1 indholdet i laget af propylencopolymer er fra 10 til 15 vægt% af copolymerlaget. 20 25 30 35