NO174769B

NO174769B - Varmekasjerbare, gasstette flersjiktfolier

Info

Publication number: NO174769B
Application number: NO894833A
Authority: NO
Inventors: Ingo Schinkel; Ulrich Reiners
Original assignee: Wolff Walsrode Ag
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1989-12-04
Publication date: 1994-03-28
Also published as: DE3842948A1; NO894833D0; DD290368A5; JPH02225043A; DK649989D0; FI896093A0; EP0374632A3; NO894833L; NO174769C; CA2005968A1; EP0374632A2; US5126198A; BR8906600A; MX171491B; DK649989A

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører varmekasjerbare, gasstette flersjiktfol ier .

Flersjiktfolier av polyolefiner som har et strukket poly-propylenbasissj ikt og er belagt med forskjellige stoffer som er i stand til varmklebing, f.eks. polyetylen, etylenvinylacetat eller ionomerer, er f.eks. kjente fra de japanske utlegningsskriftene 60-109834, 53-4082, US-A-4 629 657 og EP-Å-0 263 882. De kjente flersjiktfoliene oppviser diverse ulemper, f.eks. manglende vedheng, tendens til opprulling av det kasjerte produktet, utilfredsstillende optiske egenskaper samt problemer ved viderebearbeidelsen, spesielt ved preging.

Flersjiktsfolier av polyolefiner som har et biaksialt strukket polypropylenbasissjikt og som deretter er belagt med varmekasjerbare stoffer som f.eks. polyetylen, etylenvinylacetat eller ionomerer er kjente. Gasstette polypro-pylenfolier bestående av flere sjikt er også kjente. En kombinasjon av slike folier er ikke kjent og synes ikke gjennomførbar fordi det hittil ikke eksisterer egnede sammensetninger forbundet med en egnet fremgangsmåteteknologi som oppviser en tilstrekkelig gassperre og vedhengsfor-midlingsegenskaper.

Oppgaven ved foreliggende oppfinnelse var å tilveiebringe en varmekasjerbar folie med ett gassperresjikt. Spesielt skal denne folien være egnet for en fremstilling av komposittfolier uten tilsats av ytterligere klebestoffer.

Gjenstand for foreliggende oppfinnelse er en varmekasjerbar, i det minste monoaksialt orientert flersjiktfolie med et basissjikt I som i det vesentlige består av polypropylen, et gassperresjikt og minst ett ved varmetilførsel varmekasjerbart sjikt II med kopolymeriserte etylenenheter inneholdende en blanding omfattende etylenvinylacetat-kopolymer, som er kjennetegnet ved at blandingen i sjiktet II i tillegg til etylenvinylacetat-kopolymeren Al) inneholder minst en kopolymer A2) valgt fra gruppen

A2.1) etylen-etylakrylat-kopolymer og"

A2.2) etylen-akrylsyre-kopolymer.

I tillegg kan sjiktet II inneholde poly-l-buten.

I en foretrukket utførelsesform består basissjiktet I i det vesentlige eller fullstendig av en polypropylen. Fortrinnsvis anvendes en isotaktisk polypropylen med en tetthet på 0,9 til 0,91 g/cm<5> og en smeltestrømsindeks på 1 til 4 g/10 min. ved 230°C/21,6 N (ifølge DIN 53 735).

I en foretrukket utførelsesform inneholder blandingen A for det varmekasjerbare sjiktet II: 50 - 95 vektdeler, fortrinnsvis 65 - 95 vektdeler av etylenvinylacetat-kopolymeren Al), 10 - 50 vektdeler, spesielt 10 - 35 vektdeler av etylen-etylakrylat-kopolymeren A2.1) og/eller

5-35 vektdeler, fortrinnsvis 8-20 vektdeler av etylen-akrylsyre-kopolymeren A2.2) og eventuelt

5-20 vektdeler av et polybuten A2.3), spesielt polybuten-1.

I en spesielt foretrukket utførelsesform består det varmekasjerbare sjiktet II, bortsett fra mulig tilstedeværende ytterligere additiver, av de angitte kopolymerene A), A2.1), A2.2) og eventuelt A2.3), hvorved det ved de angitte vektdelene dreier seg om vektprosenter.

Etylenvinylacetat-kopolymeren Al) inneholder i en foretrukket utførelsesform 70 til 95, spesielt 75 til 95 vekt-# polymeriserte etylenenheter, hvorved i en spesiell foretrukket utførelsesform den resterende andelen i det vesentlige eller fullstendig består av polymerisert vinylacetat.

Etylen-etylakrylat-kopolymeren A2.1) inneholder i en foretrukket utførelsesform i det vesentlige polymeriserte etylenenheter, spesielt minst 88 vekt-# polymeriserte etylenenheter, spesielt 88 til 92 vekt-# polymeriserte polyetylenenheter, hvorved den resterende andelen i det vesentlige eller fullstendig består av polymerisert etylakrylat.

Etylenakrylsyre-kopolymeren A2.2) består i en foretrukket utførelsesform i det vesentlige av polymeriserte etylenenheter, spesielt minst 85 vekt-# polymeriserte etylenenheter, spesielt foretrukket i et omfang på 85 til 95 vekt-# av polymeriserte etylenenheter, hvorved de resterende andelene i det vesentlige eller fullstendig består av polymerisert akrylsyre.

Polybutenen A2.3) består fortrinnsvis i det vesentlige eller fullstendig av polymerisert buten-1.

Basissjiktet I kan inneholde 3 til 15 vekt-#, fortrinnsvis 8 til 12 vekt-# av additiver som er inkompatible med polypropylen, fortrinnsvis uorganiske additiver som kalsiumkarbonat, silisiumdioksyd, natriumaluminiumsilikat og/eller titandi-oksyd, hvorved en opakisering av folien kan oppnås. Det kan imidlertid også være til stede et organisk, inkompatibelt additiv finfordelt i basissjiktet, fortrinnsvis partikler av polystyren, polymetylmetakrylat, polytetrafluoretylen og/eller kopolymerer av disse forbindelsene. Inkompatibilitet betyr her at disse polymerene danner en separat fase. Den kan ha et annet smeltepunkt og spesielt en annen elastisitets-modul enn polypropylenet. Ved orienteringsprosessen for flersjiktsfolien kommer det derved ved nærvær av slike additiver til opprivning av polymermatriksen og dermed til en vakuoldannelse.

Etylenvinylacetat-kopolymeren Al) har fortrinnsvis en smeltestrømsindeks på 0,1 til 15 g/10 min. ved 230°C og 21,6 N (DIN 53 735 ), spesielt foretrukket på 0,3 til 8 g/10 min. ved 230°C og 21,6 N.

Kopolymerene A2.1 ) og A2.2) har fortrinnsvis en smeltestrøms-indeks på 0,5 til 5 g/10 min. ved 230°C og 21,6 N.

Kopolymer A2.3) har fortrinnsvis en smeltestrømsindeks på 0,2 til 8 g/10 min. ved 230°C og 21,6 N.

I en foretrukket utførelsesform er det varmekasjerbare sjiktet II samtidig et gassperresjikt. I en annen foretrukket utførelsesform foreligger et ytterligere sjikt III som virker som gassperresjikt.

Som virksomt gassperresjiktmateriale B) i gassperresjiktet inneholdes fortrinnsvis polyakrylnitril, polyvinylidenklorid og spesielt forsåpet etylenvinylacetat-kopolymerisat som, på basis av kopolymerisatet, fortrinnsvis oppviser 50 til 20, spesielt 40 til 25 vekt-# etylenenheter, hvorved vinylacetat-enhetene er forsåpet i et omfang på fortrinnsvis minst 90 %, spesielt mer enn 95 %. Grenseviskositeten for gassperre-sj iktmaterialet B), målt i en oppløsningsmiddelblanding av 85 vekt-# fenol og 15 vekt-# vann, ligger fortrinnsvis mellom 0,07 og 0,17 g ^ spesielt foretrukket mellom 0,09 og 0,15 g<_1.>

Det kan være fordelaktig i tillegg å anvende et grunningsmiddel C) i et sjikt av folien. Grunningsmidlet kan være til stede i et separat grunningsmiddelsj ikt IV eller i et annet sjikt. Som grunningsmiddel C) anvendes fortrinnsvis modifi-serte polyolefiner. Spesielt er dette polyolefiner med karboksylgrupper som f.eks. polypropylen eller polyetylen, som er podet med minst én monomer fra gruppen eller cx,P-enkeltumettede dikarboksylsyrer som f.eks. maleinsyre, fumarsyre, itakonsyre eller deres syreanhydrider, syreestere, syreamider og syreimider, kopolymérisater av etylen med cx,<p->enkeltumettede karboksylsyrer, som akrylsyre ,metakrylsyre og/eller deres metallsalter (Zn, Na) og/eller deres alkyl(C^-C4)-estere eller tilsvarende podepolymerer på polyolefiner som polyetylen eller polypropylen, eller allerede omtalte forsåpede blandpolymerisater som er podepolymerisert med en monomer eller de ovenfor angitte, umettede syrene.

Spesielt foretrukne er polyolefiner som propylen eller kopolymérisater av propylen og etylen, med maksimalt 1,0 vekt-# påpodet, a,<g->enkelt umettet karboksylsyreanhydrid som maleinsyreanhydrid eller deres forsåpede blandpolymerisater .

Det kan videre være fordelaktig at folien inneholder et forseglingssjikt V.

Forseglingssjiktet inneholder fortrinnsvis et etylenhomo-eller kopolymerisat, hvorved det fortrinnsvis anvendes en polyetylen med høy tetthet eller statistisk etylen/propylen-kopolymer med minst 3 vekt-# etylen, fortrinnsvis 94 til 96, spesielt foretrukket 95 vekt-56 propylen og 4 til 6, spesielt foretrukket 5 vekt-# etylen.

Tettheten av forseglingssjiktpolymeren bør fortrinnsvis ligge i området 0,895 til 0,9560 g/cm<5> og den bør oppvise en smeltestrømsindeks på 1 til 7 g/10 min. ved 230° C/2,16 N/cm<2 >trykk og et krystalittsmeltepunkt avhengig av typen i området fra 125 til 148°C (under polarisasjonsmikroskop).

Folien består av minst to sjikt, et varmklebesjikt, som har gassperrende virkning, samt et polypropylenbasissjikt. Den kan imidlertid også, avhengig av ønsket grad av gassperre-egenskap bestå av flere sjikt, f.eks. et varmklebesjikt, et gassbarrieresjikt, et vedhengsformidlende sjikt samt polypropylen-basissj iktet.

I det følgende angis foretrukne sjiktoppbygninger:

Tos. i iktoppbygning:

I Basissjikt, fortrinnsvis av 100 vekt-# polypropylen.

II Varmekasjerbart sjikt med gassperrevirkning.

Sjiktet II inneholder fortrinnsvis de ovenfor angitte polymerene A), B), C), hvorved spesielt til 100 vektdeler A) 50 til 100 vektdeler B) og 0 til 50 vektdeler C) utgår.

Tres. i iktoppbygning:

Oppbygningen består av følgende sjiktrekkefølge: I, III, II.

I Polypropylen-basissjikt

Polypropylen-basissjiktet består enten av polypropylen eller inneholder en blanding av polypropylen og de ovenfor angitte polymerene A) og C), hvorved fortrinnsvis til 100 vektdeler polypropylen 0 til 5 vektdeler A) og 0 til 5 vektdeler C) utgår.

III Gassbarrieresjikt

Gassbarrieresjiktet består i en foretrukket utførelsesform av en blanding av de ovenfor angitte polymerene A), B) og C), hvorved spesielt til 100 vektdeler B) 0 til 40 vektdeler A) og 0 til 30 vektdeler C) utgår.

II Varmklebesjikt

Varmklebesjiktet består i en foretrukket utførelsesform av en blanding av polymerene A), B), C), hvorved spesielt til 100 vektdeler A) 0 til 30 vektdeler B) og 0 til 20 vektdeler C) utgår.

Firesj iktoppbygning

Firesjiktoppbygningen består av følgende sjiktrekkefølge: I,

IV, III, II.

I Basissjikt

Basissjiktet består enten av ren polypropylen eller inneholder til 100 vektdeler polypropylen 0 til 5 vektdeler av grunningsmidlet C).

IV Grunningsmiddelsjikt

Grunningsmiddelsjiktet består i en foretrukket utførelsesform av grunningsmidlet C) eller av en blanding med den ovenfor angitte polymeren B), hvorved til 100 vektdeler grunningsmiddel C) fortrinnsvis 0 til 5 vektdeler B) utgår.

III Gassperresjikt

Gassperresjiktet består fortrinnsvis enten utelukkende av gassperresjiktmaterialet B) eller av en blanding av B) med grunningsmidlet C), hvorved fortrinnsvis til 100 vektdeler B) 0 til 5 vektdeler C) utgår.

II Varmklebesjikt

Varmklebesjiktet inneholder en blanding av polymerene A) og B), hvorved fortrinnsvis til 100 vektdeler A) 0 til 10 vektdeler B) utgår.

Utrustning av sjiktene i flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen med vanlige additiver og hjelpemidler som f.eks. glidemidler, antiblokkeringsmidler og antistatika i vanlige mengder er mulig.

Flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen kan fremstilles ved vanlige fremgangsmåter som laminering, besjiktning eller smelte(ko )ekstrudering, hvorved varmklebesjiktmaterialet fortrinnsvis kan fremstilles ved direkte compoundering.

Flersjiktfoliene kan i de enkelte sjiktene inneholde de vanlige additivene og hjelpemidlene, som f.eks. glidemidler, antiblokkeringsmidler og antistatika i vanlige mengder, se f.eks. EP-A-0 027 586 og EP-A-0 263 882 og den der angitte litteraturen.

Flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen kan fremstilles ved vanlige fremgangsmåter som laminering, besjiktning, ekstru-der ingsbesj iktning , smelteekstrudering eller smelte(ko)-ekstrudering. I en spesielt foretrukket utførelsesform strekkes flersjiktfolien ikke bare én gang, men derimot biaksielt. I en foretrukket utførelsesform ekstruderes basissjiktet I og strekkes i én retning, hvorved det etter strekkingen foregår en laminering eller ekstrudering av det varmekasjerbare sjiktet II. Deretter strekkes den derved oppnådde flersjiktfolien ytterligere én gang, fortrinnsvis i den retningen hvor det ikke enda er foretatt noen strekking.

De enkelte bestanddelene av det varmekasjerbare sjiktet II sammenføres fortrinnsvis i et fremgangsmåtetrinn, oppsmeltes og påføres på basisfolien I.

Flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen strekkes minst mono-aksielt, fortrinnsvis biaksielt, hvorved lengdestrekkingen fortrinnsvis foretas i forhold 5:1 til 7:1 og tverrstrek-kingen i forhold 7:1 til 10:1.

I flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen har polypropylen-basisfolien fortrinnsvis en tykkelse på 10 til 50 pm, og det varmekasjerbare sjiktet fortrinnsvis en tykkelse på 4 til 20 pm, spesielt foretrukket 5 til 10 pm.

Flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen egner seg spesielt som høyglans-kasjeringsfolier for fremstilling av gasstette papir- og kartongkompositter for bok- og reklameinnbinding, for kartongasje som også kan være preget og utstyrt med fordypninger og fremspring.

Flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen egner seg spesielt som kompositt-foliekomponenter i komposittfolier for forpakning av lett fordervelige næringsmidler.

For bestemmelse av komposittvedhenget føres foliene sammen med en svart kartong på 300 g/m<2> mellom to roterende valser, hvorved den siden som vender mot folien er oppvarmet til ca. 100°C og valsene presses sammen med trykk på 130 N/cm ved en hastighet på 3 m/min. Deretter adskilles folie og kartong og komposittvedhenget måles med en strekkprøvemaskin. Komposittvedhenget angis på basis av en 5 mm bred stripe.

Målingen av C^-gjennomtrengeligheten gjennomføres ifølge DIN 53 380.

Eksempel

Et varmekasjerbart sjikt II med de i den følgende tabellen angitte bestanddelene påføres på en monoaksialt strukket basisfolie av polypropylen med tetthet 0,90 g/cm<5> og smelteindeks på 3,3 g/10 min. ved 230°C/21,6 N og strekkes deretter slik at det oppnås en komposittfolie med en lengdestrekking i forhold 5:1 og en tverrstrekking i forhold 10:1. Basisfolien har en tykkelse på 15 pm og det varmekasjerbare sjiktet en tykkelse på 7 pm.

Det varmekasjerbare sjiktet II er sammensatt som følger:

44 % Al etylenvinylacetat-kopolymer med 18 % vinylacetat monomerinnhold 11 % A2.2 etylen-akrylsyre-kopolymer med 7 % akrylsyre-monomer 37 # B etylenvinylacetat-kopolymer med 55 % vinyl-acetatenheter, som er forsåpet i et omfang på 96 % 8 % C modifisert polypropylen med et forsåpet blandpolymerisat med 0,7 vekt-# påpodet maleinsyreanhydrid

Sjikttykkelse: Basissjikt polypropylen I: 20 pm

Varmklebesjikt II: 10 pm Komposittvedheng: 1,1 N/15 mm

C>2-gj ennomtrengel ighet: 49 cm5 / (m2 • d * bar )

Folien lar seg kasjere uten vanskelighet på enkel måte under tilførsel av varme og under trykk mot andre vanlige folier.

Claims

1. Varmekasjerbar, i det minste monoaksialt orientert flersjiktfolie med et basissjikt I som i det vesentlige består av polypropylen, et gassperresjikt og minst ett ved varmetil-førsel varmekasjerbart sjikt II med kopolymeriserte etylenenheter inneholdende en blanding omfattende etylenvinylacetat-kopolymer, karakterisert ved at blandingen i sjiktet II i tillegg til etylenvinylacetat-kopolymeren Al) inneholder minst en kopolymer A2) valgt fra gruppen A2.1) etylen-etylakrylat-kopolymer og A2.2 ) etylen-akrylsyre-kopolymer.

2. Folie ifølge krav 1, karakterisert ved at det varmekasjerbare sjiktet II er gassperresjiktet.

3. Folie ifølge krav 1, karakterisert ved at det foreligger et ytterligere sjikt III som gassperresjikt.

4. Flersjiktfolie ifølge krav 1, karakterisert ved at sjiktet II, på basis av summen av polymerene Al), A2.1) og A2.2), inneholder, 50 til 95 vektdeler kopolymer Al), 10 til 50 vektdeler kopolymer A2.1) og/eller 5 til 35 vektdeler kopolymer A2.2).

5 . Folie ifølge minst ett av de foregående krav, karakterisert ved at kopolymer Al) i et omfang på minst 70 vekt-# består av polymeriserte etylenenheter, kopolymer A2.1) består i et omfang på minst 78 vekt-# av kopolymeriserte etylenenheter, kopolymer A2.2) består i et omfang på minst 85 vekt-# av kopolymeriserte etylenenheter.

6. Folier ifølge minst ett av de foregående kravene, karakterisert ved at det i sjiktet II i tillegg foreligger en polybuten A2.3).