<Desc/Clms Page number 1>
Thermisch lasbare kunststoffolies.
De onderhavige uitvinding betreft thermisch lasbare kunststoffolies.
Het is vaak belangrijk een verpakking luchtdicht te kunnen afsluiten. Terzelfdertijd is het vaak wenselijk dat deze verpakking daarna zonder hulpmiddelen kan geopend worden. Het luchtdicht afsluiten van een verpakking is met name veelal belangrijk op het vlak van verpakkingen voor levensmiddelen, teneinde, bijvoorbeeld, een voldoend lange bewaartijd te verzekeren. Een voorbeeld van dergelijke luchtdicht afgesloten manueel te openen verpakkingen zijn de bekende kunststof recipiënten die zuivelprodukten bevatten.
Deze worden veelal via thermisch lassen afgesloten met een aluminiumfolie waarop een hechtlaag is aangebracht teneinde een voldoende hechting tussen het materiaal van de recipient en de afsluitfolie te bekomen.
Het materiaal van de hechtlaag dient met zorg gekozen te worden. Enerzijds moet de hechting zodanig betrouwbaar zijn dat de afsluitfolie niet, ook niet plaatselijk, onbedoeld van de kunststof recipient loslaat.
Anderzijds wenst de gebruiker dat, bij het openen van de verpakking, de afdichtlaag zonder al te grote moeite integraal van de kunststof recipient loskomt, zodat langsheen de lasnaad geen residu's van de afdichtlaag, noch van de hechtlaag, achterblijven.
Er bestaan eveneens afsluitfolies op basis van geplastificeerd papier. Ook in dat geval is een speciaal aangebrachte hechtlaag verantwoordelijk voor de voldoende hechting tussen de kunststof recipient en de afsluitfolie.
In de verpakkingsindustrie is de recycleerbaarheid van een verpakking van toenemend belang.
Het nadeel van de hogervermelde verpakkingen, waarin kunststof met metaal, respectievelijk met papier gecombineerd wordt, is dat hun recyclage moeizaam verloopt. De ervaring heeft immers geleerd dat de verbruiker zelden
<Desc/Clms Page number 2>
de moeite neemt om uit milieuoverwegingen de kunststof recipiënt en de afsluitfolie als afval te scheiden. Door de aanwezigheid van metalen of papieren onzuiverheden kan het plastic afval niet gerecycleerd worden.
Om analoge redenen is een afsluitfolie op basis van PVC niet wenselijk.
Een verpakking waarbij niet alleen de recipient, maar ook de afsluitfolie uit recycleerbare thermoplastische kunststof bestaat is in dit verband aanzienlijk milieuvriendelijker.
Door een afsluitfolie afgesloten kunststof recipiënten vinden eveneens toepassing in de verpakking van niet-voedingswaren, bijvoorbeeld teneinde de verbruiker in staat te stellen na te gaan of de verpakking reeds eerder geopend werd.
Uit de stand van de techniek zijn een groot aantal thermisch lasbare kunststoffilms bekend.
Zo worden in WO 95/32095 een-en meerlagige kunststoffilms beschreven waarbij minstens één laag een homogeen alfa-olefin/aromatisch vinyl copolymeer bevat.
Daarbij is het mogelijk films te realiseren met verbeterde organoleptische eigenschappen, die thermisch lasbaar zijn en waarbij een hoge lassterkte bereikt wordt.
In JP-06143408 worden uni- en biaxiaal georiënteerde gecoêxtrudeerde folies beschreven bestaande uit enerzijds een basislaag uit polyester en anderzijds een thermisch lasbare laag bestaand uit polyester en een materiaal dat niet compatibel is met dit polyester.
JP 5 6117651 omschrijft een thermisch lasbare gelamineerde film bestaande uit een binnenlaag van polyethyleen en styreen/butadieen blokcopolymeer, zoals SBS blokcopolymeer, en buitenlagen van polyethyleen.
In DE-A-32 48 746 worden glanzende en transparante thermoplastische kunststoffen beschreven bestaande uit polystyreen, stervormig vertakt aromatisch vinyl/geconjugeerd dieen blokcopolymeer en een smeermiddel.
<Desc/Clms Page number 3>
Europese octrooiaanvraag EP-A-215 333 omschrijft een lasbaar thermoplastich materiaal bevattende slagvast polystyreen, blokcopolymeer met ten minste 1 blok gepolymeriseerde vinylaromatische monomeereenheden en ten minste 1 blok gepolymeriseerde geconjugeerde dieeneenheden.
Dit materiaal wordt op een dragerfolie uit kunststof aangebracht, waardoor een thermisch lasbare film ontstaat die met polystyreen recipiënten afpelbare lasnaden vormt.
FR-A-2 247 397 omschrijft thermisch lasbare en
EMI3.1
van polystyreen recipiënten afpelbare, al dan niet biaxiaal georiënteerde, polystyreen films, waarbij deze polystyreen films, voorafgaand aan het thermisch lassen, blootgesteld worden aan een elektrische ontlading teneinde een goed afpelbare lasnaad te bekomen.
Europees octrooi EP-B-628 063 betreft het gebruik van slagvast polystyreen vermengd met styreen/butadieen 2-
EMI3.2
blokcopolymeer in biaxiaal georiënteerde monolaag films bestemd voor het afsluiten van kunststof recipiënten door middel van thermisch lassen, waarbij de afsluitende films probleemloos manueel verwijderd kunnen worden.
Slagvaste thermisch lasbare/manueel verwijderbare meerlagige films worden beschreven in Europese octrooiaanvraag EP-A-406 681. Deze films bevatten minstens een kunststof dragerlaag en een buitenlaag bestaand uit thermisch lasbaar slagvast polystyreen.
In BE-B-816 311 wordt een werkwijze beschreven voor het verwezenlijken van een biaxiaal georiënteerde thermoplastische folie. Deze thermoplastische folie kan bijvoorbeeld bestaan uit een mengsel van onder meer polystyreen, hoge dichtheid polyethyleen (HDPE) en styreen/butadieen blokcopolymeer.
JP 5 3047 462 omschrijft polystyreen/hoge densiteit polyethyleen films met styreen/butadieen blokcopolymeer als compatibilizer, en gebioridnteerd na extrusie. Deze films vertonen een goede scheurweerstand. Ze zijn thermisch lasbaar op polystyreen, waarbij een afpelbare
<Desc/Clms Page number 4>
las bekomen wordt. Typisch wordt volgens JP 5 3047 462 gebruik gemaakt van styreen/butadieen blokcopolymeer dat ongeveer 70 gew* gepolymeriseerd butadieen eenheden bevat.
De onderhavige uitvinding heeft tot doel het ter beschikking stellen van alternatieve thermisch lasbare kunststoffolies.
De uitvinding betreft thermisch lasbare kunststoffolies, een verpakking omvattende een dergelijke kunststoffolie en een werkwijze voor het afdichten van kunststofrecipiënten met behulp van een dergelijke kunststoffolie.
Thermisch lasbare kunststoffolies volgens de uitvinding omvatten : van 5 tot 90 gew slagvast polystyreen (aangeduid als component A), van 5 tot 90 gew* polyethyleen (aangeduid als component B), van 5 tot 60 gew%
EMI4.1
styreen/butadieen/styreen 3-blokcopolymeer, 3-blokcopolymeer dat tussen 10 en 40 gew butadieen eenheden bevat (aangeduid als component C).
De kunststoffolies volgens de uitvinding kunnen meer bepaald omvatten : van 40 tot 80 geww slagvast polystyreen (component A), van 15 tot 50 gew% polyethyleen (component B), van 5 tot 20 geww styreen/butadieen/styreen 3-blokcopolymeer, 3-blokcopolymeer dat tussen 10 en 40 gew butadieen eenheden bevat (component C).
EMI4.2
Hierbij kan component A voor 60 tot 95 gewt, of nog voor 80 tot 95 gewt, bestaan uit eenheden gekozen uit de groep omvattende : styreen eenheden, a-methylstyreen eenheden en p-methylstyreen eenheden. Meer bepaald kan component A voor minstens 60 gew uit styreen eenheden bestaan.
Verder kan component B gekozen zijn uit de groep omvattende : hoge dichtheid polyethyleen (HDPE), lage dichtheid polyethyleen (LDPE) en lineair lage dichtheid polyethyleen (LLDPE). Meer bepaald kan component B LLDPE zijn. Component B kan een homopolymeer van ethyleen zijn of nog een ethyleen copolymeer dat niet meer dan 30 gew%
<Desc/Clms Page number 5>
comonomeer eenheden bevat. In dit laatste geval kan component B een copolymeer zijn van ethyleen met een of meerdere comonomeren gekozen uit de groep omvattende : aolefines met minstens 3 koolstofatomen en vinylacetaat. In
EMI5.1
het bijzonder kan component Ba-olefine comonomeer eenheden bevatten gekozen uit de groep omvattende hexeen, 1-octen.
Component C kan een lineair 3-blokcopolymeer of een radiaal multiblokcopolymeer zijn. Meer bepaald kunnen in component C de respectievelijke bloklengtes zodanig zijn dat per mol component C : - de massa van 1 styreen blok gelegen is tussen 10 000 en 100 000 g, en - de massa van 1 butadieen blok gelegen is tussen 5 000 en 50 000g. Het moleculair gewicht van component C is voordelig gelegen tussen 50 000 en 250 000 g/mol
Behalve componenten A, B en C kunnen de kunststoffolies nog minstens één andere component bevatten gekozen uit de groep omvattende toeslagstoffen (aangeduid als component D) en thermoplastische polymeren (aangeduid als component E), waarbij de kunststoffolies voor minstens 40 gew % uit componenten A, B en C bestaan. Hierbij is component D een toeslagstof of een combinatie van toeslagstoffen.
Meer bepaald kan component D gekozen zijn uit de groep omvattende : versterkende vulstoffen, minerale en niet-minerale niet-versterkende vulstoffen, pigmenten, kleurstoffen, thermoharders, antioxidanten, UV stabilisatoren, UV absorberende produkten, quenchers, polaire smeermiddelen, niet-polaire smeermiddelen, minerale oliën, emulgeermiddelen, antistatica, en mengsels van deze toeslagstoffen. Zoals vermeld kunnen de kunststoffolies een component E bevatten, waarbij component E een van component A, component B en component C verschillend thermoplastisch polymeer is.
Meer bepaald kan component E een van de volgende thermoplastisch polymeren zijn : polypropyleen, polyamide, polyester, polycarbonaat, niet-slagvast
<Desc/Clms Page number 6>
polystyreen, styreen/butadieen 2-blokcopolymeer, styreen/butadieen/styreen 3-blok copolymeren met minder dan 10 gew% of meer dan 40 gew % butadieen eenheden, nietradiale styreen/butadieen multiblokcopolymeren, styreen/butadieen blokcopolymeren met meer dan 3 samenstellende blokken, polyphenyleenethers, poly (meth) acrylaten, polyoxymethyleen, polyimides, ethyleenpropyleen-dieen monomeer elastomeren (EPDM elastomeren), styreen-acrylonitrile copolymeren (SAN), acrylonitrilebutadieen-styreen copolymeer (ABS), acrylonitrile-styreenacrylaat copolymeren (ASA), polytetrahydrofuraan, thermoplastische polyurethanen, thermoplastische elastomeren met harde segmenten uit polyamide of polyester, siliconen rubbers,
polyvinylchoride, poly (ether) sulfonen, polyetherketonen, poly (ethyleen-co-koolstofmonoxide), copolymeren van styreen met butadieen, acrylonitrile, methyl methacrylaat (MBS, MABS) of nog een mengsel van deze thermoplastische polymeren.
Indien de kunststoffolies volgens de uitvinding behalve componenten A, B en C nog componenten bevatten, dan bestaan deze kunststoffolies bij voorkeur voor minstens 80 gew % uit componenten A, B en C.
De kunststoffolies volgens de uitvinding hebben bij voorkeur een oriêntatieproces ondergaan waarbij - de rekverhouding in lengterichting (LR) > 2, - de rekverhouding in dwarsrichting (DR) > 2, en - 0, 3 < LR/DR < 3, 0. Hierbij kan meer bepaald LR gelegen zijn tussen 4 en 6, en DR gelegen zijn tussen 2 en 3. LR/DR kan meer bepaald gelegen zijn tussen 1 en 3.
De uitvinding omvat tevens andere thermisch lasbare kunststoffolies die een hechtlaag bevatten bestaande uit één van de hogerbeschreven kunststoffolies volgens de uitvinding.
De uitvinding omvat tevens verpakkingen omvattende een kunststof onderdeel en een van de hogerbeschreven kunststoffolies volgens de uitvinding,
<Desc/Clms Page number 7>
waarbij deze kunststoffolie thermisch aan het kunststof onderdeel gelast is. Het kunststof onderdeel waaraan de kunststoffolie volgens de uitvinding thermisch gelast is kan een polypropyleen of een polystyreen onderdeel zijn.
De uitvinding omvat verder nog een werkwijze voor het afdichten van een kunststof recipient, waarbij de recipient door middel van thermisch lassen met één van de hierboven beschreven kunststoffolies volgens de uitvinding afgedicht wordt. Meer bepaald kan de af te dichten bestaan it polystyreen of polypropyleen.
Waar dit de duidelijkheid ten goede komt, worden de voor de vakman welbekende Engelse vakterminologie gebruikt. Ter verduidelijking worden soms, naast de Nederlands terminologie, ook de Engelse (GB) of Duitse (DE) vaktermen gebruikt.
In het kader van de uitvinding worden aan de hiernavolgende termen de volgende betekenissen toegeschreven : - afpelbare las : las tussen twee, al dan niet verschillende materialen, waarbij zonder hulpmiddelen de beide aan elkaar gelaste materialen in één stuk van elkaar kunnen losgetrokken worden.
- monomeer eenheid : (bijvoorbeeld styreen eenheid, butadieen eenheid comonomeer eenheid, enz. ) bouwsteen van het polymeer afkomstig van één enkele monomeer molecule.
Wat betreft de componenten A, B, C, D en E van de kunststoffolies volgens de uitvinding worden in deze context de hiernavolgende definities aangehouden.
Component A : Slagvast polystyreen (GB : high impact polystyrene : DE : hochschlagfestes Polystyrol)
De matrix van component A bestaat uit 60 tot 95, bij voorkeur 80 tot 95 gew% uit gepolymeriseerd styreen, alphamethylstyreen of p-methylstyreen. Styreen geniet
<Desc/Clms Page number 8>
hierbij de voorkeur.
Component A kan bekomen worden door middel van het voor de produktie van slagvast polystryreen gebruikelijke produktieproces. Hierin wordt een polydieen, bij voorkeur een polybutadieen of een lineair styreen/dieen 2-blokcopolymeer, samen met styreen of een gesubstitueerd styreen gepolymeriseerd via een thermisch of radicalair polymerisatieproces. Door dit proces worden zowel entcopolymeren als niet entcopolymeren gevormd.
Component A heeft typisch een viscositeitsgetal nsp/c tussen 50 en 140, bij voorkeur tussen 70 en 120. Dit stemt overeen met een moleculair gewicht (Mw) van 100 000 tot 350 000 g/mol, met een voorkeur voor 150 000 < Mw < 300 000 g/mol.
De slagvastheid wijzigende polydieen fase is kenmerkend fijn verspreid in de (gesubstitueerde) styreen matrix. De polydieen, bij voorkeur polybutadieen, fase beslaat 5 tot 40 gewicht t, bij voorkeur 5 tot 20 gewicht t van het component A.
De slagvastheid wijzigende polydieen fase heeft typisch een druppelstructuur (GB : droplet structure ; zuiver dieen in een matrix van polystyreen), celstructuur (GB : cell structure ; overwegend uit polystyreen bestaande partikels die eveneens deeltjes uit polydieen bevatten) of nog een capsulestructuur (GB : capsular structure ; overwegend uit polystyreen bestaande partikels omringd door een mantel van polydieen) en een deeltjesgrootte van 0, 01 tot 10, 0 micron.
De polydieen component bevat bij voorkeur mediumof hoog-cis polybutadieen rubber met een moleculair gewicht van 70 000 tot 450 000 g/mol, bij voorkeur gaande van 200 000 tot 400 000 g/mol. Het styreen/butadieen 2blokcopolymeer heeft bij voorkeur een lineaire structuur waarbij het polystyreenblok 40 tot 95 gewicht * van het blokcopolymeer uitmaakt.
Zo worden bijvoorbeeld typische slagvaste polystyreenharsen beschreven in DE-A 17 70 392, DE-A 25 25
<Desc/Clms Page number 9>
019 en DE-A 26 13 352.
Ook mengsels van homopolystyreen met styreen/butadieen 2- of meer-blokcopolymeren kunnen in de kunststoffolie volgens de uitvinding gebruikt worden als slagvast polystyreen (component A).
Component B : Polyethyleen
In de huidige context worden onder polyethylenen homo- of copolymeren van ethyleen met niet meer dan 30 gewicht % comonomeer verstaan.
Kenmerkend wordt gebruik gemaakt van hoge dichtheid polyethyleen (GB : High density polyethylene ; HDPE), lage dichtheid polyethyleen (GB : Low density polyethylene ; LDPE) of lineair lage dichtheid polyethyleen (GB : Linear low density polyethylene ; LLDPE). De voorkeur gaat uit naar LLDPE, bij voorbeeld met een dichtheid groter dan of gelijk aan 0, 910 g/ml.
Er zijn meerdere processen bekend voor de produktie van polyethylenen, bij voorbeeld : polymerisatie in gasfase, in slurry, in bulkfase, in oplossing enz.
Alternatieve vormen van de voor de uitvinding bruikbare componenten B zijn copolymeren van ethyleen met andere alpha-olefinen zoals onder andere 1-buten, l-hexen en 1- octeen. Dergelijke ethyleen copolymeren zijn bekend als Luflexen (BASF AG), Affinity plastomeren* (DOW), Engage elastomeren (DOW), enz.
Ook copolymeren van ethyleen met onverzadigde monomeren als vinyl acetaat kunnen in de uitvinding gebruikt worden als component B.
Kenmerkend heeft component B een smeltviscositeit (GB : melt volume rate, MVR) van 0, 1 tot 30 ml/10 min (bij een temperatuur van 1900C en een belasting van 2, 16 Kg).
Component C : Styreen/butadieen/styreen 3-blokcopolymeer
Bij voorkeur is component C een styreen/butadieen/styreen 3-blokcopolymeer waarvan 10 tot
<Desc/Clms Page number 10>
40 gewicht % uit gepolymeriseerd styreen bestaat.
Typische structuren voor component C zijn lineaire 3-blok of radiale multi-blokstructuren (DE : sternformig verzweigte Blockcopolymerisate).
Voor component C gaat de voorkeur uit naar lineaire 3-blokcopolymeren.
De lengte van de samenstellende polymeerblokken liggen per blok bij voorkeur - tussen 10 000 en 100 000 g/mol blokcopolymeer voor een polystyreenblok, en - tussen 5 000 en 50 000 g/mol blokcopolymeer voor een polybutadieenblok.
Het totale moleculaire gewicht van component C is typisch begrepen tussen 50 000 en 250 000 g/mol.
Voor de produktie van styreen/butadieen/styreen 3-blokcopolymeren zijn meerdere processen bekend. Een voordelige produktiewijze is een. anionisch geinitieerde blokcopolymerisatie met organometallische initiatoren zoals butyllithium, naftylnatrium enz. Kenmerkend voor dergelijke polymerisatieprocessen is dat zij doorgevoerd worden in niet-polaire solventen. Afhankelijk van de volgorde waarin monomeer toegevoegd wordt, kunnen strikt gescheiden blokken of gesmeerde (DE : versmierte) blokovergangen gerealiseerd worden. Voorbeelden van voor de onderhavige uitvinding bruikbare styreen/butadieen/styreen 3-blokcopolymeren worden gegeven in EP-A-406 681.
Component D
Thermisch lasbare kunststoffolies volgens de uitvinding kunnen optioneel één of meerdere toeslagstoffen bevatten, waaronder bijvoorbeeld :
EMI10.1
- vulstoffen, zoals bijvoorbeeld glasvezels, - vulstoffen, waaronder meer bepaald minerale vulstoffen, - pigmenten en andere kleurstoffen, - thermoharders,
<Desc/Clms Page number 11>
- antioxidanten, - UV stabilisatoren (bv. HALS (hindered amine light stabilizer) ), - UV absorberende produkten, - quenchers, - polaire en niet polaire smeermiddelen, -minerale oliën, - emulgeermiddelen, - antistatica.
Component E :
Component E is een enkel of een mengsel van thermoplastische polymeren die niet onder de hogervermelde definities van componenten A, B en C vallen.
Zo kan component E onder meer een van de volgende materialen zijn : polypropyleen, polyamide, polyester, polycarbonaat, niet-slagvast polystyreen, styreen/butadieen 2-blokcopolymeer, styreen/butadieen/styreen 3-blok copolymeren met minder dan 10 gew t of meer dan 40 gewt butadieen eenheden, niet-radiale styreen/butadieen multiblokcopolymeren, lineaire styreen/butadieen blokcopolymeren met meer dan 3 samenstellende blokken, polyphenyleenethers, poly (meth) acrylaten, polyoxymethyleen, polyimides, ethyleen-propyleen-dieen monomeer elastomeren (EPDM elastomeren), styreen-acrylonitrile copolymeren (SAN), acrylonitrile-butadieen-styreen copolymeer (ABS), acrylonitrile-styreen-acrylaat copolymeren (ASA), polyetrahydrofuraan, thermoplastische polyurethanen,
thermoplastische elastomeren met harde segmenten uit polyamide of polyester, siliconen rubbers, polyvinylchoride, poly (ether) sulfonen, polyetherketonen, poly (ethyleen-co- koolstofmonoxide), copolymeren van styreen met butadieen, acrylonitrile, methyl methacrylaat (MBS, MABS).
Een belangrijk voordeel van de uitvinding is dat zij toelaat afdichtlagen te realiseren die uit een enkele
<Desc/Clms Page number 12>
laag bestaan, die een voldoende ondoorlatendheid vertonen en die goed thermisch lasbaar zijn. Op deze wijze kunnen de aanzienlijke meerkosten die gepaard gaan met coêxtrusieprocessen en/of het aanbrengen van een hechtlaag op een dragerlaag vermeden worden.
Kunststoffolies volgens de uitvinding kunnen echter tevens zinvol gebruikt worden als thermisch lasbare buitenlaag van een meerlagige afdichtlaag, bijvoorbeeld wanneer de afdichtlaag aan bijzondere mechanische of chemische vereisten dient te voldoen.
Een voordeel van de kunststoffolies volgens de uitvinding is dat zij toelaten thermisch dichtgelaste verpakkingen in kunststof te realiseren, waarvan enerzijds de thermische lassen voldoende betrouwbaar zijn zodat zij bij normale omstandigheden van manipulatie en transport dicht blijven en waarvan anderzijds deze thermische lassen manueel en zonder hulpmiddelen kunnen geopend worden.
Het is meer bepaald mogelijk dergelijke afpelbare lasnaden te realiseren tussen enerzijds de in de verpakkingsindustrie courant gebruikte materialen polystyreen en/of polypropyleen en anderzijds kunststoffolies volgens de uitvinding.
Bovendien kunnen afpelbare lasnaden gerealiseerd worden tussen kunststoffolies volgens de uitvinding enerzijds en polypropyleen en/of polystyreen anderzijds, waarbij, na het afpellen van de lasnaad, er geen hinderlijke residu's van kunststoffolie volgens de uitvinding op het polypropyleen, respectievelijk het polystyreen, achterblijven.
De huidige uitvinding kan voordelig toegepast worden voor de verpakking van voedingswaren. Een typisch voorbeeld van de verpakking volgens de uitvinding is een recipient uit polystyreen en/of polypropyleen, waarvan de open bovenzijde luchtdicht is afgesloten door een afdichtfilm die thermisch aan de bovenrand van de recipient is vastgelast, waarbij deze afdichtfilm bestaat uit een
<Desc/Clms Page number 13>
kunststoffolie volgens de uitvinding.
Met behulp van kunststoffolies volgens de uitvinding is het tevens mogelijk dergelijke afdichtfilms te bekomen met goede organoleptische eigenschappen. Daardoor kunnen hogerbeschreven luchtdicht afgesloten recipienten gerealiseerd worden voor de verpakking van bijvoorbeeld al dan niet vloeibare zuivelprodukten, zoals verse kaas en yoghurt.
Een verder voordeel van de uitvinding is dat zij toelaat kunststof verpakkingen te realiseren voorzien van een thermisch gelaste afdichting, waarbij de kunststof verpakking in zijn geheel probleemloos recycleerbaar is.
In wat volgt wordt de uitvinding meer in detail beschreven aan de hand van praktische voorbeelden.
De kunststoffolies beschreven in de volgende praktische voorbeelden werden biaxiaal georiënteerd tijdens het extrusieproces. Het extrusieproces kan zowel een cast stenter of een blaasproces zijn. De rekverhouding in de lengterichting LR en in de dwarsrichting DR is telkens groter dan 2. De extrusietemperatuur ligt tussen 2000C en 220 C. Het orientatiespanningsniveau (GB : orientation stress level) in de film ligt tussen 30 psi (207 kN/m2) en 80 psi (552 kN/m2), zowel in de lengte-als in de dwarsrichting (gemeten volgens ASTM D1504).
Samenstelling :
De samenstelling van de respectievelijke kunststoffolies van voorbeelden 1 tot 10 en 13 tot 16 volgens de uitvinding en vergelijkende voorbeelden 11 en 12 wordt gegeven in tabellen 1 tot 3.
Hierbij stellen componenten A*, B1*, B2*, C* en E* de volgende materialen voor :
1) component A* : slagvast polystyreen met celstructuur, met gemiddelde deeltjesafmeting van 3, 5 micron, een viscositeitgetal nsp/c van 72 en een gehalte aan butadieen
<Desc/Clms Page number 14>
eenheden van 8 gew.
2) coonent B1' : lineair lage dichtheid polyethyleen (LLDPE) met een dichtheid van 0, 925 g/ml en een smeltviscositeit MVR (bij 1900C en een belasting van 2, 16 kg) = 1 ml/10 min ; MVR (bij 2000C en een belasting van 5 kg) = 4 ml/10 min.
3) Component B2* : hoge dichtheid polyethyleen met MVR (bij 1900C en een belasting van 2, 16kg) = 1 ml/10 min en een dichtheid van 0, 96 g/ml.
4) component C : styreen/butadieen/styreen 3-blokcopolymeer met lineaire structuur, met een gehalte aan butadieen eenheden van 25 gewt en een moleculair gewicht van 70 000 g/mol.
5) Component E* : styreen/butadeen/styreen 3-blokcopolymeer met lineaire structuur, een moleculair gewicht van 60 000 g/mol en met een gehalte aan butadieen eenheden van 70 gew%.
Thermisch lasprocede : De lasproef werd uitgevoerd met een opgewarmde en temperatuurgecontroleerde lasapparatuur, een 10 x 1 cm lasstaaf, een lasdruk van 2 bar en een lastijd van 1 seconde.
De kunststoffolies werden gelast op een polystyreen, respectievelijk polypropyleen folie zoals hierna beschreven.
Een 1 mm dikke folie gemaakt van slagvast polystyreen
EMI14.1
(celstructuur, gemiddeld deeltjesgrootte microns, viscositeitsgetal sp/c 72 en een gehalte aan butadieen eenheden = 8 gewt (="polystyreen") werd gebruikt.
Als polypropyleen folie (="polypropyleen") werd een 1 mm dikke folie gebruikt, gemaakt van polypropyleen homopolymeer met een dichtheid 0, 91 g : ml, een MVR (bij 1900C en een belasting van 2, 16 kg) = 5ml/10 min.
<Desc/Clms Page number 15>
EMI15.1
Metingen 1) Teneinde de afpelsterkte te bepalen werd de lasnaad automatisch afgepeld op een trekbank met een afpelsnelheid van 100 mm/min. The afpelsterkte werd automatisch geregistreerd in N/mm.
2) Afpelbaarheid van de bekomen lasnaad werd vastgesteld op de visuele en haptische evaluatie door 3 test-personen. Een "zachte"afpel betekent dat de film helemaal en regelmatig kon verwijderd worden. Een"harde"afpel betekent dat het gemak van verwijderen varieert van plaats tot plaats. Zachte afpel wordt in de praktijk geprefereerd.
3) Na het afpellen van de lasnaad werd nagegaan of er op de polystyreen, respectievelijk polypropyleen folie residu's van de kunststoffolie volgens de uitvinding achtergebleven waren.
4) Organoleptische eigenschappen (meer in het bijzonder de geur) werden geëvalueerd door 5 onafhankelijke personen na het lassen van de kunststoffolies 1 tot 8 op een 150 ml polystyreen beker, en evaluatie van de geur greep plaats onmiddellijk na het afpellen van de kunststoffolie.
De volgende quotering werd hierbij gebruikt 0 = helemaal geen geur 1 = zwakke geur 2 = duidelijke merkbare geur 3 = sterke geur 4 = zeer sterke geur 5) Waterdampdoorlaatbaarheid werd gemeten overeenstemmend met DIN 53122 bij 230C en 85 % relatieve vochtigheid. De waterdampdoorlaatbaarheid werd gemeten in eenheden van (m1*100gm/m2*d).
Tabel 1 stelt de experimentele resultaten voor
<Desc/Clms Page number 16>
bekomen met kunststoffolies 1 tot 8 volgens de uitvinding.
Deze kunststoffolies werden op een cast stenter extrusielijn geproduceerd. De smelttemperatuur werd hierbij tussen 200 en 220 OC gehouden.
De kunststoffolies 1 tot 8 volgens de uitvinding werden thermisch gelast op de hogerbeschreven 1 mm dikke polystyreenfolie.
<Desc/Clms Page number 17>
EMI17.1
<tb>
<tb>
Voorbeeld <SEP> volgens <SEP> de <SEP> uitvinding <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8
<tb> Samenstelling
<tb> A* <SEP> (gew%) <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 45
<tb> Bl* <SEP> (gew%) <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40
<tb> C* <SEP> (gew%) <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> E* <SEP> (gew%) <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5
<tb> LR <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP>
<tb> DR <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP>
<tb> LR/DR <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1,
<SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP>
<tb> dikte <SEP> folie <SEP> d <SEP> (Am) <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80
<tb> Lastemperatuur <SEP> (OC) <SEP> 150 <SEP> 170 <SEP> 190 <SEP> 210 <SEP> 150 <SEP> 170 <SEP> 190 <SEP> 210
<tb> Resultaten
<tb> Afpelsterkte <SEP> (N/mm) <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 6, <SEP> 1 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> 5, <SEP> 3 <SEP> 7,
<SEP> 4 <SEP>
<tb> Afpel <SEP> zacht <SEP> zacht <SEP> zacht <SEP> zacht <SEP> zacht <SEP> zacht <SEP> zacht <SEP> zacht
<tb> Residu <SEP> na <SEP> afpel <SEP> geen <SEP> geen <SEP> geen <SEP> geen <SEP> geen <SEP> geen <SEP> geen <SEP> geen
<tb> Organoleptische <SEP> eigenschap <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> Waterdampdoorlaatbaarheid <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 4
<tb> (ml*100m/m2*d)
<tb> Tabel <SEP> l. <SEP>
<tb>
<Desc/Clms Page number 18>
In tabel 2 worden de volgende kunststoffolies met elkaar vergeleken : - voorbeeld 9 : kunststoffolie volgens de uitvinding, waarbij component B LLDPE is, - voorbeeld 10 :
kunststoffolie volgens de uitvinding, waarbij component B HDPE is, - voorbeeld 11 : kunststoffolie (vergelijkend voorbeeld) waarbij in de samenstelling van voorbeeld 9 volgens de uitvinding component C* vervangen is door een SBS 3blokcopolymeer met 70 gew% butadieen eenheden (component E*).
- voorbeeld 12 : kunststoffolie (vergelijkend voorbeeld) waarbij in de samenstelling van voorbeeld 10 volgens de uitvinding component C* vervangen is door een SBS 3blokcopolymeer met 70 gew% butadieen eenheden (component E*).
De folies van voorbeelden 9 en 10 volgens de uitvinding en vergelijkende voorbeelden 11 en 12 werden alle op een blaaslijn geproduceerd.
Het thermisch lassen gebeurde telkens zowel bij 170 als bij 190"C. Het verschil in lastemperatuur had geen merkbare invloed op de waargenomen eigenschappen.
<Desc/Clms Page number 19>
EMI19.1
<tb>
<tb> volgens <SEP> de <SEP> uitvinding <SEP> ter <SEP> vergelijking
<tb> Voorbeelden <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP> 12
<tb> Samenstelling
<tb> A* <SEP> (gew%) <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50
<tb> B1* <SEP> (gew%) <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 40 <SEP> B2* <SEP> * <SEP> (gew%) <SEP> - <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 40
<tb> C* <SEP> (gew%) <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> - <SEP> E* <SEP> (gew%) <SEP> - <SEP> - <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> LR <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5
<tb> DR <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2
<tb> LR/DR <SEP> 2,5 <SEP> 2,5 <SEP> 2,5 <SEP> 2,5
<tb> Dikte <SEP> folie <SEP> d <SEP> ( m) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Lastemperatuur <SEP> ( C)
<SEP> 170/190 <SEP> 170/190 <SEP> 170/190 <SEP> 170/190
<tb> meetresultaten
<tb> Organoleptische <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 2-3 <SEP> 2-3
<tb> eigenschap
<tb> Afpel <SEP> zacht <SEP> hard <SEP> zacht <SEP> hard
<tb> Table <SEP> 2.
<tb>
<Desc/Clms Page number 20>
In tabel 3 wordt de lasbaarheid van kunststoffolies van 60 dikte volgens de uitvinding op polystyreen en polypropyleen geillustreerd.
De folies volgens de uitvinding werden op een cast stenter extrusielijn en op een blaaslijn geproduceerd.
De meetresultaten waren identiek voor beide productiewijzen.
<Desc/Clms Page number 21>
EMI21.1
<tb>
<tb>
Voorbeeld <SEP> volgens <SEP> de <SEP> uitvinding <SEP> 13 <SEP> 14 <SEP> 15 <SEP> 16
<tb> Compoent
<tb> A* <SEP> (gew%) <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50
<tb> B1* <SEP> (gew%) <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40
<tb> C* <SEP> (gew%) <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> LR <SEP> 4,8 <SEP> 4,8 <SEP> 4,8 <SEP> 4,8
<tb> DR <SEP> 2,6 <SEP> 2,6 <SEP> 2,6 <SEP> 2,6
<tb> LR/DR <SEP> 1,85 <SEP> 1,85 <SEP> 1,85 <SEP> 1,85
<tb> Dikte <SEP> folie <SEP> d <SEP> ( m) <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60
<tb> Testvoorwaarden
<tb> Lastemperatuur <SEP> ( C) <SEP> 150 <SEP> 170 <SEP> 150 <SEP> 170
<tb> Lassen <SEP> op <SEP> folie <SEP> van <SEP> olystyreen <SEP> polystyreen <SEP> polypropyleen <SEP> polypropyleen
<tb> Resultaten
<tb> Afpelsterkte <SEP> (N/mm) <SEP> 1,3 <SEP> 2,5 <SEP> 1,2 <SEP> 2,4
<tb> Tabel <SEP> 3.
<tb>
<Desc / Clms Page number 1>
Thermally weldable plastic films.
The present invention concerns thermally weldable plastic films.
It is often important to be able to seal a package airtight. At the same time, it is often desirable that this package can then be opened without aids. Airtight sealing of a package is in particular often important in the field of food packaging, in order, for example, to ensure a sufficiently long storage time. An example of such airtightly closed manually openable packages are the known plastic containers containing dairy products.
These are often closed by thermal welding with an aluminum foil on which an adhesive layer has been applied in order to obtain a sufficient adhesion between the material of the container and the sealing foil.
The material of the adhesive layer should be chosen with care. On the one hand, the adhesion must be so reliable that the sealing foil does not unintentionally detach from the plastic container, even locally.
On the other hand, the user wishes that, when opening the package, the sealing layer detaches completely from the plastic container without great effort, so that no residues of the sealing layer or of the adhesive layer remain behind along the welding seam.
There are also sealing foils based on plasticized paper. In that case too, a specially applied adhesive layer is responsible for the sufficient adhesion between the plastic container and the sealing foil.
In the packaging industry, the recyclability of packaging is of increasing importance.
The disadvantage of the above-mentioned packaging, in which plastic with metal or paper are combined, is that their recycling is difficult. After all, experience has shown that consumers are seldom
<Desc / Clms Page number 2>
take the trouble to separate the plastic container and the sealing foil as waste for environmental reasons. Due to the presence of metal or paper impurities, the plastic waste cannot be recycled.
For analogous reasons, a PVC-based sealing foil is not desirable.
Packaging in which not only the container, but also the sealing foil consists of recyclable thermoplastic plastic is considerably more environmentally friendly in this respect.
Plastic containers closed by a sealing foil also find use in the packaging of non-food products, for instance in order to enable the consumer to check whether the packaging has already been opened before.
A large number of thermally weldable plastic films are known from the prior art.
For example, WO 95/32095 describes single and multilayer plastic films in which at least one layer contains a homogeneous alpha-olefin / aromatic vinyl copolymer.
In addition, it is possible to realize films with improved organoleptic properties, which are thermally weldable and where a high welding strength is achieved.
JP-06143408 describes unia and biaxially oriented coextruded films consisting of, on the one hand, a base layer of polyester and, on the other hand, a heat-sealable layer consisting of polyester and a material that is not compatible with this polyester.
JP 5 6117651 describes a heat sealable laminated film consisting of an inner layer of polyethylene and styrene / butadiene block copolymer, such as SBS block copolymer, and outer layers of polyethylene.
DE-A-32 48 746 describes glossy and transparent thermoplastic plastics consisting of polystyrene, star-branched aromatic vinyl / conjugated diene block copolymer and a lubricant.
<Desc / Clms Page number 3>
European patent application EP-A-215 333 describes a weldable thermoplastic material containing impact resistant polystyrene, block copolymer with at least 1 block of polymerized vinyl aromatic monomer units and at least 1 block of polymerized conjugated diene units.
This material is applied to a plastic carrier film, creating a heat-sealable film that forms peelable seams with polystyrene containers.
FR-A-2 247 397 describes thermally weldable and
EMI3.1
peelable or non-biaxially oriented polystyrene films, which can be peeled from polystyrene containers, these polystyrene films being exposed to an electric discharge prior to thermal sealing in order to obtain a peelable weld seam.
European patent EP-B-628 063 concerns the use of impact resistant polystyrene mixed with styrene / butadiene 2-
EMI3.2
block copolymer in biaxially oriented monolayer films intended for sealing plastic containers by thermal welding, whereby the sealing films can be removed manually without any problem.
Impact resistant thermally weldable / manually removable multilayer films are described in European patent application EP-A-406 681. These films contain at least one plastic carrier layer and an outer layer consisting of thermally weldable impact resistant polystyrene.
BE-B-816 311 describes a method for realizing a biaxially oriented thermoplastic film. This thermoplastic film can for instance consist of a mixture of, inter alia, polystyrene, high-density polyethylene (HDPE) and styrene / butadiene block copolymer.
JP 5 3047 462 discloses polystyrene / high density polyethylene films with styrene / butadiene block copolymer as a compatibilizer, and bi-oriented after extrusion. These films exhibit good tear resistance. They are thermally weldable on polystyrene, which is a peelable one
<Desc / Clms Page number 4>
weld is obtained. Typically, according to JP 5 3047 462, use is made of styrene / butadiene block copolymer containing about 70% polymerized butadiene units.
The object of the present invention is to provide alternative thermally weldable plastic films.
The invention relates to heat-sealable plastic films, a packaging comprising such a plastic film and a method for sealing plastic receptacles using such a plastic film.
Heat-sealable plastic films of the invention include: from 5 to 90 wt. Impact resistant polystyrene (referred to as component A), from 5 to 90 wt. * Polyethylene (referred to as component B), from 5 to 60 wt.%
EMI4.1
styrene / butadiene / styrene 3 block copolymer, 3 block copolymer containing between 10 and 40 wt butadiene units (designated as component C).
In particular, the plastic films according to the invention may comprise: from 40 to 80 wt. Impact resistant polystyrene (component A), from 15 to 50 wt.% Polyethylene (component B), from 5 to 20 wt. Styrene / butadiene / styrene 3 block copolymer, 3- block copolymer containing between 10 and 40 wt. butadiene units (component C).
EMI4.2
Here, component A for 60 to 95 wt, or still 80 to 95 wt, may consist of units selected from the group comprising: styrene units, α-methylstyrene units and p-methylstyrene units. In particular, component A may consist of at least 60 wt. Styrene units.
Furthermore, component B may be selected from the group comprising: high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE) and linear low density polyethylene (LLDPE). In particular, component B can be LLDPE. Component B can be a homopolymer of ethylene or another ethylene copolymer that does not exceed 30 wt%
<Desc / Clms Page number 5>
comonomer units. In the latter case, component B may be a copolymer of ethylene with one or more comonomers selected from the group consisting of: aolefins with at least 3 carbon atoms and vinyl acetate. In
EMI5.1
in particular, component Ba olefin comonomer may contain units selected from the group consisting of hexene, 1-octen.
Component C can be a linear 3-block copolymer or a radial multi-block copolymer. More specifically, in component C, the respective block lengths can be such that per mole of component C: - the mass of 1 styrene block is between 10,000 and 100,000 g, and - the mass of 1 butadiene block is between 5,000 and 50,000 g . The molecular weight of component C is advantageously between 50,000 and 250,000 g / mol
In addition to components A, B and C, the plastic films may contain at least one other component selected from the group consisting of additives (referred to as component D) and thermoplastic polymers (referred to as component E), the plastic films containing at least 40% by weight of components A, B and C exist. Component D is an additive or a combination of additives.
In particular, component D may be selected from the group comprising: reinforcing fillers, mineral and non-mineral non-reinforcing fillers, pigments, dyes, thermosets, antioxidants, UV stabilizers, UV absorbers, quenchers, polar lubricants, non-polar lubricants, mineral oils, emulsifiers, antistatic agents, and mixtures of these additives. As mentioned, the plastic films may contain a component E, wherein component E is a thermoplastic polymer different from component A, component B and component C.
Specifically, component E can be any of the following thermoplastic polymers: polypropylene, polyamide, polyester, polycarbonate, non-impact resistant
<Desc / Clms Page number 6>
polystyrene, styrene / butadiene 2 block copolymer, styrene / butadiene / styrene 3 block copolymers with less than 10 wt% or more than 40 wt% butadiene units, nonradial styrene / butadiene multiblock copolymers, styrene / butadiene block copolymers with more than 3 component blocks, polyphenylene ethers, poly (meth) acrylates, polyoxymethylene, polyimides, ethylene propylene-diene monomer elastomers (EPDM elastomers), styrene-acrylonitrile copolymers (SAN), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), acrylonitrile-styrene-acrylate copolymers (thermoplastic polyurethane), copolymer (ASA) , thermoplastic elastomers with hard segments of polyamide or polyester, silicone rubbers,
polyvinyl chloride, poly (ether) sulfones, polyether ketones, poly (ethylene-co-carbon monoxide), copolymers of styrene with butadiene, acrylonitrile, methyl methacrylate (MBS, MABS) or another mixture of these thermoplastic polymers.
If the plastic films according to the invention contain components in addition to components A, B and C, then these plastic films preferably consist of at least 80% by weight of components A, B and C.
The plastic films according to the invention have preferably undergone an orientation process in which - the longitudinal stretching ratio (LR)> 2, - the transverse stretching ratio (DR)> 2, and - 0.3 <LR / DR <3, 0. More specifically, LR can be between 4 and 6, and DR can be between 2 and 3. LR / DR can be more precisely between 1 and 3.
The invention also includes other thermally weldable plastic films containing an adhesive layer consisting of one of the above-described plastic films according to the invention.
The invention also includes packages comprising a plastic part and one of the above-described plastic films according to the invention,
<Desc / Clms Page number 7>
wherein this plastic film is thermally welded to the plastic part. The plastic part to which the plastic film according to the invention is thermally welded can be a polypropylene or a polystyrene part.
The invention further comprises a method for sealing a plastic container, wherein the container is sealed by means of thermal welding with one of the above-described plastic films according to the invention. More specifically, the sealable material may be polystyrene or polypropylene.
Where this improves clarity, the English terminology well known to those skilled in the art is used. In addition to Dutch terminology, English (GB) or German (DE) technical terms are sometimes used for clarification.
Within the scope of the invention the following meanings are attributed to the following meanings: - peelable weld: weld between two materials, which may or may not be different materials, whereby the two materials welded together can be pulled apart in one piece without aids.
monomer unit: (e.g. styrene unit, butadiene unit, comonomer unit, etc.) building block of the polymer from a single monomer molecule.
With regard to components A, B, C, D and E of the plastic films according to the invention, the following definitions are used in this context.
Component A: Impact resistant polystyrene (GB: high impact polystyrene: DE: hochschlagfestes Polystyrol)
The matrix of component A consists of 60 to 95, preferably 80 to 95,% by weight of polymerized styrene, alphamethylstyrene or p-methylstyrene. Styrene enjoys
<Desc / Clms Page number 8>
hereby preferred.
Component A can be obtained by means of the production process customary for the production of impact-resistant polystryrene. Herein, a polydiene, preferably a polybutadiene or a linear styrene / diene 2 block copolymer, is polymerized together with styrene or a substituted styrene via a thermal or radical polymerization process. Both graft copolymers and non-graft copolymers are formed by this process.
Component A typically has a viscosity number nsp / c between 50 and 140, preferably between 70 and 120. This corresponds to a molecular weight (Mw) of 100,000 to 350,000 g / mol, with a preference for 150,000 <Mw <300,000 g / mol.
The impact resistance changing polydiene phase is typically finely dispersed in the (substituted) styrene matrix. The polydiene, preferably polybutadiene, phase covers 5 to 40 weight t, preferably 5 to 20 weight t of the component A.
The impact-modifying polydiene phase typically has a droplet structure (GB: droplet structure; pure diene in a matrix of polystyrene), cell structure (GB: cell structure; predominantly polystyrene particles that also contain polydiene particles) or another capsule structure (GB: capsular structure; predominantly polystyrene particles surrounded by a sheath of polydiene) and a particle size of 0.01 to 10.0 microns.
The polydiene component preferably contains medium or high-cis polybutadiene rubber with a molecular weight of 70,000 to 450,000 g / mol, preferably from 200,000 to 400,000 g / mol. The styrene / butadiene 2 block copolymer preferably has a linear structure with the polystyrene block constituting 40 to 95 weight * of the block copolymer.
For example, typical impact resistant polystyrene resins are described in DE-A 17 70 392, DE-A 25 25
<Desc / Clms Page number 9>
019 and DE-A 26 13 352.
Mixtures of homopolystyrene with styrene / butadiene 2 or more block copolymers can also be used in the plastic film according to the invention as impact-resistant polystyrene (component A).
Component B: Polyethylene
In the present context, polyethylenes are understood to be homo- or copolymers of ethylene with not more than 30% by weight of a comonomer.
Typically use is made of high density polyethylene (GB: High density polyethylene; HDPE), low density polyethylene (GB: Low density polyethylene; LDPE) or linear low density polyethylene (GB: Linear low density polyethylene; LLDPE). Preference is given to LLDPE, for example, with a density greater than or equal to 0.910 g / ml.
Several processes are known for the production of polyethylenes, for example: polymerization in gas phase, in slurry, in bulk phase, in solution, etc.
Alternative forms of the components B usable for the invention are copolymers of ethylene with other alpha olefins such as 1-buten, 1-hexen and 1-octene, among others. Such ethylene copolymers are known as Luflexen (BASF AG), Affinity plastomers * (DOW), Engage elastomers (DOW), etc.
Copolymers of ethylene with unsaturated monomers such as vinyl acetate can also be used in the invention as component B.
Typically, component B has a melt viscosity (GB: melt volume rate, MVR) of 0.1 to 30 ml / 10 min (at a temperature of 1900C and a load of 2.16 Kg).
Component C: Styrene / butadiene / styrene 3 block copolymer
Preferably component C is a styrene / butadiene / styrene 3 block copolymer of which 10 to
<Desc / Clms Page number 10>
40% by weight of polymerized styrene.
Typical structures for component C are linear 3-block or radial multi-block structures (DE: Block-Polymerized).
Linear 3-block copolymers are preferred for component C.
The length of the constituent polymer blocks per block is preferably - between 10,000 and 100,000 g / mol block copolymer for a polystyrene block, and - between 5,000 and 50,000 g / mol block copolymer for a polybutadiene block.
The total molecular weight of component C is typically comprised between 50,000 and 250,000 g / mol.
Several processes are known for the production of styrene / butadiene / styrene 3 block copolymers. An advantageous production method is one. anionically initiated block copolymerization with organometallic initiators such as butyl lithium, naphthyl sodium, etc. Characteristic of such polymerization processes is that they are carried through in non-polar solvents. Depending on the order in which monomer is added, strictly separated blocks or lubricated (DE: smeared) block transitions can be realized. Examples of styrene / butadiene / styrene 3 block copolymers useful for the present invention are given in EP-A-406 681.
Component D
Thermally weldable plastic films according to the invention may optionally contain one or more additives, including, for example:
EMI10.1
- fillers, such as glass fibers, - fillers, including in particular mineral fillers, - pigments and other dyes, - thermosets,
<Desc / Clms Page number 11>
- antioxidants, - UV stabilizers (eg HALS (hindered amine light stabilizer)), - UV absorbing products, - quenchers, - polar and non-polar lubricants, - mineral oils, - emulsifiers, - antistatics.
Component E:
Component E is a single or mixture of thermoplastic polymers that do not fall under the above-mentioned definitions of components A, B and C.
For example, component E may include any of the following materials: polypropylene, polyamide, polyester, polycarbonate, non-impact polystyrene, styrene / butadiene 2 block copolymer, styrene / butadiene / styrene 3 block copolymers with less than 10 wt or more than 40 wt butadiene units, non-radial styrene / butadiene multiblock copolymers, linear styrene / butadiene block copolymers with more than 3 constituent blocks, polyphenylene ethers, poly (meth) acrylates, polyoxymethylene, polyimides, ethylene-propylene-diene monomer elastomers (EPDM elastomers), styrene-acrylonitrile copolymers (SAN), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), acrylonitrile-styrene-acrylic copolymers (ASA), polyetrahydrofuran, thermoplastic polyurethanes,
thermoplastic elastomers with hard segments of polyamide or polyester, silicone rubbers, polyvinyl chloride, poly (ether) sulfones, polyether ketones, poly (ethylene-co-carbon monoxide), copolymers of styrene with butadiene, acrylonitrile, methyl methacrylate (MBS, MABS).
An important advantage of the invention is that it allows to realize sealing layers consisting of a single
<Desc / Clms Page number 12>
low in existence, which exhibit sufficient impermeability and which are readily thermally weldable. In this way, the considerable additional costs associated with coextrusion processes and / or the application of an adhesive layer on a carrier layer can be avoided.
However, plastic films according to the invention can also be usefully used as a thermally weldable outer layer of a multilayer sealing layer, for instance when the sealing layer has to meet special mechanical or chemical requirements.
An advantage of the plastic films according to the invention is that they allow the realization of heat-sealed plastic packaging, of which, on the one hand, the thermal welds are sufficiently reliable that they remain closed under normal conditions of manipulation and transport, and of which, on the other hand, these thermal welds can be done manually and without tools be opened.
In particular, it is possible to realize such peelable welding seams between, on the one hand, the materials commonly used in the packaging industry, polystyrene and / or polypropylene, and, on the other hand, plastic films according to the invention.
In addition, peelable seams can be realized between plastic films according to the invention on the one hand and polypropylene and / or polystyrene on the other, whereby, after peeling off the welding seam, no nuisance residues of plastic film according to the invention remain on the polypropylene or the polystyrene.
The present invention can be used advantageously for the packaging of food products. A typical example of the packaging according to the invention is a polystyrene and / or polypropylene container, the open top of which is hermetically sealed by a sealing film which is thermally welded to the top edge of the container, this sealing film consisting of a
<Desc / Clms Page number 13>
plastic film according to the invention.
With the aid of plastic films according to the invention it is also possible to obtain such sealing films with good organoleptic properties. As a result, the airtightly sealed containers described above can be realized for the packaging of, for example, liquid or non-liquid dairy products, such as fresh cheese and yoghurt.
A further advantage of the invention is that it allows the realization of plastic packaging with a heat-sealed seal, the plastic packaging as a whole being easily recyclable.
In what follows, the invention is described in more detail by means of practical examples.
The plastic films described in the following practical examples were biaxially oriented during the extrusion process. The extrusion process can be either a cast stenter or a blow process. The stretch ratio in the longitudinal direction LR and in the transverse direction DR is always greater than 2. The extrusion temperature is between 2000C and 220 C. The orientation stress level (GB) in the film is between 30 psi (207 kN / m2) and 80 psi (552 kN / m2), both longitudinal and transverse (measured according to ASTM D1504).
Composition :
The composition of the respective plastic films of Examples 1 to 10 and 13 to 16 according to the invention and Comparative Examples 11 and 12 is given in Tables 1 to 3.
Components A *, B1 *, B2 *, C * and E * represent the following materials:
1) component A *: impact resistant polystyrene with cell structure, with an average particle size of 3.5 microns, a viscosity number nsp / c of 72 and a content of butadiene
<Desc / Clms Page number 14>
units of 8 wt.
2) coonent B1 ': linear low density polyethylene (LLDPE) with a density of 0.925 g / ml and a melt viscosity MVR (at 1900C and a load of 2.16 kg) = 1 ml / 10 min; MVR (at 2000C and a load of 5 kg) = 4 ml / 10 min.
3) Component B2 *: high density polyethylene with MVR (at 1900C and a load of 2.16kg) = 1ml / 10min and a density of 0.96g / ml.
4) component C: styrene / butadiene / styrene 3 block copolymer with linear structure, with a content of butadiene units of 25 wt and a molecular weight of 70,000 g / mol.
5) Component E *: styrene / butadiene / styrene 3 block copolymer with linear structure, a molecular weight of 60,000 g / mol and with a content of butadiene units of 70% by weight.
Thermal welding process: The welding test was carried out with a heated and temperature-controlled welding equipment, a 10 x 1 cm welding rod, a welding pressure of 2 bar and a welding time of 1 second.
The plastic films were welded on a polystyrene or polypropylene film as described below.
A 1 mm thick foil made of impact resistant polystyrene
EMI14.1
(cell structure, average particle size microns, viscosity number sp / c 72 and a content of butadiene units = 8 wt (= "polystyrene") was used.
As the polypropylene film (= "polypropylene") a 1 mm thick film was used, made of polypropylene homopolymer with a density 0.91 g: ml, an MVR (at 1900C and a load of 2.16 kg) = 5ml / 10 min .
<Desc / Clms Page number 15>
EMI15.1
Measurements 1) In order to determine the peel strength, the weld seam was automatically peeled off on a tensile tester at a peel speed of 100 mm / min. The peel strength was automatically recorded in N / mm.
2) Peelability of the obtained weld seam was determined on the visual and haptic evaluation by 3 test persons. A "soft" peel means that the film could be completely and regularly removed. A "hard" peel means that the ease of removal varies from place to place. Soft peeling is preferred in practice.
3) After peeling off the welding seam, it was checked whether residues of the plastic film according to the invention remained on the polystyrene or polypropylene film.
4) Organoleptic properties (more particularly the odor) were evaluated by 5 independent persons after welding the plastic films 1 to 8 on a 150 ml polystyrene beaker, and evaluation of the odor took place immediately after peeling the plastic film.
The following quotation was used here 0 = no odor at all 1 = weak odor 2 = clear noticeable odor 3 = strong odor 4 = very strong odor 5) Water vapor permeability was measured according to DIN 53122 at 230C and 85% relative humidity. The water vapor permeability was measured in units of (m1 * 100 µm / m2 * d).
Table 1 presents the experimental results
<Desc / Clms Page number 16>
obtained with plastic films 1 to 8 according to the invention.
These plastic films were produced on a cast stenter extrusion line. The melting temperature was kept between 200 and 220 OC.
The plastic films 1 to 8 according to the invention were thermally welded to the above-described 1 mm thick polystyrene film.
<Desc / Clms Page number 17>
EMI17.1
<tb>
<tb>
Example <SEP> according to <SEP> de <SEP> invention <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8
<tb> Composition
<tb> A * <SEP> (wt%) <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 45
<tb> Bl * <SEP> (wt%) <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40
<tb> C * <SEP> (wt%) <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> E * <SEP> (wt%) <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5
<tb> LR <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP>
<tb> DR <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP>
<tb> LR / DR <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1,
<SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP>
<tb> thickness <SEP> foil <SEP> d <SEP> (Am) <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80
<tb> Welding temperature <SEP> (OC) <SEP> 150 <SEP> 170 <SEP> 190 <SEP> 210 <SEP> 150 <SEP> 170 <SEP> 190 <SEP> 210
<tb> Results
<tb> Peel strength <SEP> (N / mm) <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 6, <SEP> 1 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> 5, <SEP> 3 <SEP> 7,
<SEP> 4 <SEP>
<tb> Peel <SEP> soft <SEP> soft <SEP> soft <SEP> soft <SEP> soft <SEP> soft <SEP> soft <SEP> soft
<tb> Residue <SEP> after <SEP> peel <SEP> none <SEP> none <SEP> none <SEP> none <SEP> none <SEP> none <SEP> none <SEP> none
<tb> Organoleptic <SEP> property <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> Water vapor permeability <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 4
<tb> (ml * 100m / m2 * d)
<tb> Table <SEP> l. <SEP>
<tb>
<Desc / Clms Page number 18>
In table 2 the following plastic films are compared with each other: - example 9: plastic film according to the invention, wherein component B is LLDPE, - example 10:
plastic film according to the invention, wherein component B is HDPE, - example 11: plastic film (comparative example) in which in the composition of example 9 according to the invention component C * is replaced by an SBS 3 block copolymer with 70% by weight of butadiene units (component E *) .
- example 12: plastic film (comparative example) in which in the composition of example 10 according to the invention component C * is replaced by an SBS 3 block copolymer with 70% by weight of butadiene units (component E *).
The films of Examples 9 and 10 of the invention and Comparative Examples 11 and 12 were all blown line.
The thermal welding was done at both 170 and 190 ° C. The difference in welding temperature had no noticeable influence on the observed properties.
<Desc / Clms Page number 19>
EMI19.1
<tb>
<tb> according to <SEP> de <SEP> invention <SEP> ter <SEP> comparison
<tb> Examples <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP> 12
<tb> Composition
<tb> A * <SEP> (wt%) <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50
<tb> B1 * <SEP> (wt%) <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 40 <SEP> B2 * <SEP> * <SEP> (wt%) <SEP> - <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 40
<tb> C * <SEP> (wt%) <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> - <SEP> E * <SEP> (wt%) <SEP> - <SEP> - <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> LR <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5
<tb> DR <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2
<tb> LR / DR <SEP> 2.5 <SEP> 2.5 <SEP> 2.5 <SEP> 2.5
<tb> Thickness <SEP> foil <SEP> d <SEP> (m) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Welding temperature <SEP> (C)
<SEP> 170/190 <SEP> 170/190 <SEP> 170/190 <SEP> 170/190
<tb> measurement results
<tb> Organoleptic <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 2-3 <SEP> 2-3
<tb> property
<tb> Peel <SEP> soft <SEP> hard <SEP> soft <SEP> hard
<tb> Table <SEP> 2.
<tb>
<Desc / Clms Page number 20>
Table 3 illustrates the weldability of 60-thickness plastic films of the invention to polystyrene and polypropylene.
The films of the invention were produced on a cast stenter extrusion line and on a blow line.
The measurement results were identical for both production methods.
<Desc / Clms Page number 21>
EMI21.1
<tb>
<tb>
Example <SEP> according to <SEP> de <SEP> invention <SEP> 13 <SEP> 14 <SEP> 15 <SEP> 16
<tb> Compoent
<tb> A * <SEP> (wt%) <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50
<tb> B1 * <SEP> (wt%) <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40
<tb> C * <SEP> (wt%) <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> LR <SEP> 4.8 <SEP> 4.8 <SEP> 4.8 <SEP> 4.8
<tb> DR <SEP> 2.6 <SEP> 2.6 <SEP> 2.6 <SEP> 2.6
<tb> LR / DR <SEP> 1.85 <SEP> 1.85 <SEP> 1.85 <SEP> 1.85
<tb> Thickness <SEP> foil <SEP> d <SEP> (m) <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60
<tb> Test conditions
<tb> Welding temperature <SEP> (C) <SEP> 150 <SEP> 170 <SEP> 150 <SEP> 170
<tb> Welding <SEP> on <SEP> foil <SEP> from <SEP> olystyrene <SEP> polystyrene <SEP> polypropylene <SEP> polypropylene
<tb> Results
<tb> Peel strength <SEP> (N / mm) <SEP> 1.3 <SEP> 2.5 <SEP> 1.2 <SEP> 2.4
<tb> Table <SEP> 3.
<tb>