CZ160396A3

CZ160396A3 - Heat weldable film structure consisting of several layers

Info

Publication number: CZ160396A3
Application number: CZ961603A
Authority: CZ
Inventors: Benoit Ambroise; Jay Kin Keung; The Dzuy Francis Tran; Joseph Edward Brew; Karen Ann Sheppard
Original assignee: Mobil Oil Corp
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1994-12-12
Publication date: 1997-05-14
Also published as: ZA949712B; US6455150B1; CA2175835C; CZ32397A3; DE69433597D1; EP0797504A4; CZ285227B6; ES2213156T3; CZ285215B6; CA2175835A1; AU1305995A; SG70964A1; SK73696A3; HU9601063D0; CN1142211A; EP0797504A1; AU695752B2; DE69433597T2; HUT76514A; EP0797504B1

Description

Oblast techniky

Vynález se týká tepelně svařovatelné několikavrstvě filmové struktury. Tato struktura je tvořena kompozitním polymerním filmem se sníženými frikčními vlastnosti povrchu a zejména biaxiálně orientovaným kompozitním filmem se zlepšenými vlastnostmi. Tyto vlastnosti zahrnují dobrou svařovatelnost za tepla, dobrou strojní zpracovatelnost a nízký součinitel tření.

Dosavadní stav techniky

Při balení některých typů potravin, jako jsou potraviny sloužící pro rychlé občerstvení, zahrnující například cukrovinky, bramborové lupínky a zákusky, se obvykle používá vícevrstvých filmů. Díky vynikajícím fyzikálním vlastnostem, jako jsou průhlednost, pevnost, bariérové vlastnosti pro vlhkost atd. se v průmyslu balení v širokém rozsahu používá polypropylenových filmů. Přes tyto žádoucí vlastnosti mají nemodifikované polypropylenové filmy nevýhodu v tom, že vykazují vysoký inherentní součinitel tření a destruktivní blokační účinek při položení vrstev filmu na sebe během skladování. Tento vysoký součinitel tření mezi jednotlivými vrstvami těchto filmů ztěžuje úspěšné použití nemodifikovaných polypropylenových filmů v automatických balicích zařízeních.

V minulosti se součinitel tření polypropylenových a jiných termoplastických filmů prospěšně ovlivňoval včleněním amidů mastných kyselin, jako je amid kyseliny erukové nebo amid kyseliny olejové, do polymerní hmoty. Účinnost těchto typů přísad závisí na jejich schopnosti migrace na povrch filmu za účelem snížení hodnoty součinitele tření. Obou výše uvedených amidů se běžně používá pro snižování součinitele tření. Dosažení požadované nízké hodnoty součinitele tření je silně závislé na typu a množství amidů a faktorech stárnutí zahrnujících čas a teplotu. Součinitel tření je ve významné míře ovlivňován dokonce i tepelnou historií filmu během skladování a dopravy a při následujících zpracovatelských procesech. Přítomnost těchto typů amidů mastných kyselin na povrchu filmu kromě toho způsobuje viditelné zhoršení vzhledu, které se projevuje zvýšením zákalu, snížením lesku a pruhovitostí filmu. Tyto látky také nepříznivě ovlivňují smáčitelnost filmu a adhezí tiskových barev, povlaků a lepidel na rozpouštědlové i vodné bázi.

V případě orientovaných polypropylenových filmů, kterých se v širokém rozsahu používá v průmyslu balení potravin, se takové filmy obvykle laminují bud samy se sebou nebo s jinými termoplastickými filmy nebo s papírovými listy. Po laminaci k takovým filmům je za použití oleamidu nebo erukamidu v polypropylenovém filmu pozorováno významné zvýšení součinitele tření. Předpokládá se, že k tomuto jevu dochází bud v důsledku migrace amidu zpět do polypropylenového filmu, nebo v důsledku ztráty vrstvy přísady na povrchu filmu. Takové typy orientovaných laminovaných polypropylenových filmů mají tedy omezenou použitelnost při konkrétních zpracovatelských postupech. Pokusy nahradit tyto amidy za účelem dosažení konsistentnějšího součinitele tření nebyly úspěšné.

Podstata vvnálezu

Předmětem vynálezu je tepelně svařovatelná několikavrstvá filmová struktura se zlepšenou strojní zpracovatel ností, jejíž podstata spočívá v tom, že obsahuje ____ a) vrchní tepelně svařovatelnou vrstvu obsahující olefinicky homopolymer, kopolymer nebo terpolymer, jejíž vnější povrch, který je potiskovatelný, svařovatelný a strojně zpracovatelný, je upraven, přičemž tato vrstva obsahuje jako kombinované kluzné a protiblokovací činidlo částicový zesíťovaný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan;

b) mezivrstvu obsahující olefinický polymer; a

c) spodní tepelně svařovatelnou vrstvu obsahující olefinický homopolymer, kopolymer nebo terpolymer, jejíž vnější povrch je svařovatelný a strojně zpracovatelný, přičemž tato vrstva obsahuje jako kombinované kluzné a protiblokovací činidlo částicový zesíťovaný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan a kapalný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan.

Z částicových zesilovaných hydrokarbylsubstituovaných polysiloxanů se dává přednost zejména polymonoalkylsiloxanům.

Pod pojmem zlepšená zpracovatelnost se rozumí, ž film vykazuje konsistentně nízký součinitel tření a má zlepšené protismykové vlastnosti a nedochází u něho k blokování .

Filmová struktura podle tohoto vynálezu vykazuje tedy vynikající svařovatelnost, zlepšenou zpracovatelnost, rozšířené rozmezí podmínek zpracovatelnosti. Je možno ji spojovat s řadou různých substrátů a povlaků. Zkoušení filmové struktury je možno provádět konvenčními způsoby.

Podle vynálezu je možno používat jakýchkoliv termoplastických filmů, obecně například polyolefinů a konkrétněji pak polymerů, kopolymerů a polymerních směsí založených na ethylenu, propylenu a butenu; polyesterů, jako je polyethylentereftalát; a akrylových polymerů a kopolymerů. Základní filmová struktura podle tohoto vynálezu je použitelná po laminaci k jinému filmu, který slouží jako nosič, za účelem přizpůsobení požadovaných finálních vlastností při aplikaci. Pro konkrétní účely je tedy možno k mezivrstvě této struktury laminovat vrstvy polymerního filmu, jejich složení se liší od složení této mezivrstvy. Takové polymerní filmy zahrnují jakékoliv termoplastické filmy, které se liší od mezivrstvy filmu.

Z polymerů vhodných pro použití pro mezivrstvu filmu se dává obzvláštní přednost polypropylenům s vysokou isotakticitou. Přednostní polypropyleny jsou dobře známy v tomto oboru a vyrábějí se polymeraci propylenu za přítomnosti stereospecifických katalytických systémů. Mohou mít index toku taveniny při 230°C v rozmezí od 0,1 do 25 g/10 min. Teplota tání krystalické fáze je přibližně 160°C. Číselná střední molekulová hmotnost leží v rozmezí od 25 000 do 100 000. Hustota je v rozmezí od 900 do 910 kg/m³.

Filmové struktury podle vynálezu jsou dále popisovány na konkrétním případu struktury obsahující vrchní potahovou vrstvu (a), mezivrstvu (b) a spodní potahovou vrstvu (c). Tento konkrétní případ byl zvolen výhradně pro ilustrativní účely a jeho účelem není vynález v žádném směru omezovat. Odborníkům v tomto oboru je zřejmé, že termíny vrchní a spodní, kterých se používá pro označení konkrétních potahových vrstev jsou pouze relativní. Kromě toho, přestože jsou tyto vrstvy označovány názvem potahové vrstvy”, neznamená to, že by k vrchní a spodní potahové vrstvě nemohly být připojeny přídavné struktury zajištující splnění funkčních požadavků, které jsou na výslednou strukturu kladeny.

Jako polymerní materiály, které se hodí jako materiály pro použití při výrobě potahových vrstev (a) a (c), je možno uvést například polyolefinické homopolymery, kopolymery a terpolymery. Pokud se používá hopopolymerů, jedná se o polymery získané polymerací příslušného monomeru. Tato polymerace se může provádět obvyklým způsobem postupem ve hmotě nebo v roztoku, jak je to odborníkům v tomto oboru zcela zřejmé. Jako příklady vhodných kopolymerů je možno uvést blokové kopolymery, například blokové kopolymery ethylenu a propylenu, statistické kopolymery, například statistické kopolymery ethylenu a propylenu, jakož i jiné ethylenové homopolymery, kopolymery, terpolymery nebo polymerní směsi.

Při výrobě vrchní potahové vrstvy (a) a spodní potahové vrstvy (c) se přednostně používá teplem svařovatelných polymerních materiálů zvolených ze souboru zahrnujícího ethylen-propylen-l-butenový terpolymer (EPB), ethylen-propylenový (EP) statistický kopolymer, lineární nízkohustotní polyethylen (LLDPE), polyethylen s nízkou hustotou (LDPE), polyethylen se střední hustotou (MDPE), vysokohustotní polyethylen (HDPE) a jejich směsi.

Vhodné EPB terpolymery se získávají statistickou interpolymerací l až 8 % hmotnostních ethylenu, přednostně 3 až 6 % hmotnostních ethylenu, se 65 až 95 % hmotnostními propylenu, přednostně 86 až 93 % hmotnostními propylenu, přičemž 1-buten tvoří zbytek do 100 %. Výše uvedené EPB terpolymery mají většinou index toku taveniny při 230C v roz6 mezí od 2 do 16 g/10 min, s výhodou od 3 do 7 g/10 min, teplotu tání krystalické fáze v rozmezí od 100 do 140“C, střední molekulovou hmotnost 25 000 až 100 000 a hustotu v rozmezí od 890 do 920 kg/m³.

Statistické EP kopolymery obvykle obsahují 2 až 7 % hmotnostních ethylenu, přičemž zbytek do 100 % tvoří propylen. Tyto kopolymery mohou mít index toku taveniny při 230°C v rozmezí od 2 do 15 a přednostně od 3 do 8 g/10 min, teplotu tání krystalické fáze v rozmezí od 125 do 150°C, číselnou střední molekulovou hmotnost 25 000 až 100 000 a hustotu v rozmezí od 890 do 920 kg/m³.

Pokud se používá směsí EPB terpolymeru a statistického EP kopolymerů, obsahují tyto směsi 10 až 90 % hmotnostních EPB terpolymeru, přednostně 40 až 60 % hmotnostních EPB terpolymerw, přičemž zbytek do 100 % tvoří statistický EP kopolymer.

Tepelně svařovatelné směsi homopolymeru, kterých lze použít při výrobě vrstvy (a) a/nebo (c), obsahují 1 až 99 % hmostnostních homopolymerního polypropylenu, například polypropylenu, který je stejný jako polypropylenový homopolymer vytvářející mezivrstvu (a), nebo který se od polypropylenu mezivrstvy (a) liší, ve směsi s 99 až 1 % hmotnostním lineárního nízkohustotního polyethylenu (LDPE).

Tepelně svařovatelná několikavrstvá filmová struktura podle vynálezu se vyrábí koextrudováním. Před vytlačováním se materiál jedné nebo obou potahových vrstev (a) a/nebo (c) smísí s účinným množstvím kombinovaného protiblokovacího a kluzného činidla. Přednostní kombinovaná protiblokovací a kluzná činidla se volí ze souboru zahrnujícího částicové zesítované hydrokarbylsubstituované polysiloxany. Obzvláštní přednost se dává částicovým zesilovaným póly-

monoalkylsiloxanům. Největší přednost se dává netavitelným polymonoalkylsiloxanům se střední velikostí částic v rozmezí do 0,5 do 20,0 μπι a trojrozměrnou strukturou siloxanových vazeb. Takové materiály lze získat od firmy Toshiba Silicone Co., Ltd. na celém světě a v USA od firmy General Electric Co. pod obchodním označením Tospearl. Jsou známy i jiné obchodní zdroje podobných vhodných materiálů.

Přestože se polymer, z něhož se vytváří potahová vrstva (a) nemísí se silikonovým olejem, nakonec může tato vrstva získat silikonový olej v množství snižujícím součinitel tření a zlepšujícím zpracovatelnost. Když se tedy dohotovený filmový laminát obsahující silikonový olej na exponovaném povrchu potahové vrstvy (c) odebírá na navíjecí cívku, přenese se určité množství silikonového oleje z tohoto povrchu na exponovaný povrch potahové vrstvy (a), zvláště pak na exponovaný povrch částic kombinovaného protiblokovacího a kluzného činidla, které vyčnívají z vrstvy (a). Jelikož však vnitřek vrstvy (a) neobsahuje v podstatě žádný silikonový olej (obvykle vrstva (a) neobsahuje vůbec žádný silikonový olej), který by mohl narušovat svařovatelnost této vrstvy za tepla, přítomnost přeneseného silikonového oleje na povrchu vrstvy (a) slouží k dalšímu snížení součinitele tření této vrstvy a zlepšení její zpracovatelnosti, aniž by došlo k významnému zhoršení její tepelné svařovatelnosti.

Vrstva (a) a/nebo (c) může také obsahovat pigmenty, plniva, stabilizátory, světelné stabilizátory nebo jiné vhodné modifikační přísady. Dále může potahová vrstva (a)

a/nebo (c) popřípadě obsahovat menší množství přídavné protiblokovací látky, jako je oxid křemičitý, jíl, mastek a sklo. Těchto protiblokovacích látek je možno používat samotných nebo ve formě směsí částic různé velikosti a tvaru za účelem optimalizace zpracovatelnosti. Hlavní podíl těchto částic (pod tímto označením se rozumí podíl vyšší než 50 % a nejvýše až 90 % hmotnostních, nebo i vyšší), může mít takovou velikost, že podstatná část povrchu těchto částic bude zasahovat za exponovaný povrch takové potahové vrstvy.

Pro zvýšení receptivity pro povlaky na vodné bázi se může vrchní potahová vrstva s výhodou upravit ožehnutím planemem.

Spodní vrstva (c) laminovaného filmu může mít v podstatě stejné složení jako vrchní povrchová vrstva (a). V přednostním provedení je polymer tvořící vrstvu (c) smísen se silikonovým olejem. Silikonový olej má s výhodou kinematickou viskozitu v rozmezí od 350 χ 10“⁶ do 10”¹m²/s, přičemž obzvláštní přednost se dává rozmezí od 10“² do 6 χ 10“² m²/s. Jako příklady vhodných silikonových olejů je možno uvést polydialkylsiloxany, polyalkylfenylsiloxany, siloxanové oleje modifikované olefinem, silikonové oleje modifikované polyetherem, silikonové oleje modifikované olefinem a polyetherem, silikonové oleje modifikované epoxidy a silikonové oleje modifikované alkoholy, polydialkylsiloxany, které přednostně obsahují 1 až 4 atomy uhlíku v alkylové skupině, zejména polydimethylsiloxany. Z výše uvedených látek se dává přednost polydialkylsiloxanům, zejména polydimethylsiloxanu.

Silikonový olej se může přidávat do spodní potahové vrstvy (c) obvykle ve formě disperse nebo emulze.

Obvykle je silikonový olej přítomný v této vrstvě, stejně tak jako na exponovaném povrchu této vrstvy, ve formě

-9oddělených mikrokuliček, jejichž průměrná velikost je často v rozmezí od l do 2 μιη. Silikonový olej, který je obvykle v podstatě rovnoměrně rozdělen na exponovaném povrchu vrstvy (c), dodává tomuto povrchu a také exponovanému povrchu vrstvy (a) (poté, co bylo určité množství oleje na vrstvu (a) přeneseno, když se tyto povrchy dostaly do vzájemného kontaktu, například když byl laminovaný film navinut na navíjecí cívku) dále snížený součinitel tření a zlepšenou zpracovatelnost.

Polydimethylsiloxan nebo jiný silikonový olej může být ve spodní vrstvě (c) přítomen v množství od 0,15 do 1,5 % hmotnostního, přednostně v množství nižším než 0,5 % hmotnostního. Určitá část tohoto silikonového oleje bude samozřejmě přítomna na exponovaném povrchu vrstvy (c). Zvolené množství silikonového oleje by mělo v každém případě postačovat pro dodání součinitele tření vrstvě (a) a (c) (po přenosu mikrokuliček silikonového oleje na vrstvu (a)) přibližně 0,4 nebo nižšího, přednostně v rozmezí od 0,25 do 0,3, až do teploty asi 60’C. S ohledem na způsob, jakým se silikonový olej aplikuje na vrstvu (a), tj. díky tomu, že se silikonový olej aplikuje výhradně na exponovaný povrch vrchní vrstvy (a), vykazuje tato vrstva zlepšený součinitel tření, ale nikoliv na úkor její receptivity vůči povlakovým hmotám na vodné bázi, svařovatelnosti za tepla nebo optické čirosti.

Silikonový olej by se měl do polymeru tvořícího vrstvu (c) zavést v co nejhomogennějším stavu. Toho se může dosáhnout bud tak, že se silikonový olej přidá ve formě disperse nebo emulze při teplotě místnosti a potom se vzniklá směs zahřeje za spolupůsobení smykových sil, nebo že se silikonový olej zavede v době, kdy se směs taví. Teplota míšení musí být dostatečně vysoká, aby polymerní směs změkla a aby mohla vzniknout velmi rovnoměrná směs. Vhodná teplota

-40v hnětači nebo vytlačovacím stroji leží obvykle v rozmezí od 170 do 270°C.

Mezivrstva (b) může také obsahovat antistatická činidla, například kokosamin (amin získaný hydrogenací amidů mastných kyselin kokosového oleje) nebo N,N-bis(2-hydroxyethyl)sterylamin. Vhodné aminy zahrnuj í primární, sekundární nebo terciární aminy.

Mezivrstva (b) obvykle tvoří 70 až 95 % tloušťky celkového filmového laminátu nebo ještě vyšší podíl. Na každý z hlavních povrchů mezivrstvy (b) je v celé ploše nanesena vrchní potahová vrstva (a) a spodní potahová vrstva (c). Nanášení těchto vrstev se obvykle provádí koextrudováním. Vrstvy (a), (b) a (c) je například možno koextrudovat za použití konvenčního vytlačovacího stroje s plochou hubicí, v němž se proudy taveniny před vytlačováním hubicí spojují v adaptéru. Každá z potahových vrstev (a) a (c) může například tvořit přibližně 6,0 % celkové tlouštky laminátu. Po opuštění hubice se laminátová struktura ochladí a ochlazený list se potom zahřeje a dlouží, například pětkrát v podélném směru a potom například osmkrát v příčném směru. Okraje filmu je možno odstřihnout. Laminovaný film se potom navíjí na cívku, přičemž dojde k přenosu silikonového oleje z exponovaného povrchu vrstvy (c) na exponovaný povrch vrstvy (a), j ak to bylo vysvětleno výše.

Díky biaxiální orientaci filmové struktury podle vynálezu se zlepší několik fyzikálních vlastností kompozitních vrstev, jako je odolnost proti praskání ohybem, Elmendorffova pevnost v natržení, tažnost, pevnost v tahu, rázová houževnatost a pevnostní vlastnosti za chladu. Výsledný film může vykazovat nízkou propustnost pro vodní páru a pro kyslík. Tyto zlepšené fyzikální vlastnosti činí tento

-Ή film ideálně vhodným pro balení potravinářských výrobků, a to i těch, které obsahují kapaliny. Celková tlouštka laminátu nemá rozhodující význam a s výhodou leží v rozmezí od 0,009 do 0,050 mm.

Když se má výrobku podle vynálezu používat jako etikety na zboží, je okolnost, zda je etiketa neprůhledná nebo průhledná závislá na cílech, kterých se má dosáhnout. Pokud má být obsah balení etiketou zakryt, přednostě se používá neprůhledných etiket. Tam, kde se naopak požaduje vystavení obsahu balení prohlídce zákazníkem, je vhodnější etiketa průhledná.

Často se etiket používá ve formě sestavy, z níž lze etikety sejmout odloupnutím. Jedna taková sestava obsahuje základní podložku a etiketu, na níž je naneseno vhodné lepidlo citlivé na tlak, přičemž tato etiketa je uvolnitelné přilnuta k uvolňovací vrstvě základní podložky. V případech, že lepidlem je lepidlo citlivé na tlak, je uvolňovací vrstva umístěna na základní podložce. V jiných případech může být lepidlo aktivovatelné jinými způsoby, jako například teplem a rozouštědlem. Pokud není použité lepidlo citlivé na tlak, ale je aktivovatelné jinými způsoby, není uvolňovací podložky zapotřebí.

Jak již bylo uvedeno výše, místo lepidel citlivých na tlak se pro určité techniky označování zboží používá jinak aktivovatelných lepidel. Když se má například etiketa nanést okolo celého obvodu obalu, například láhve, může se vodou nebo jiným rozpouštědlem aktivovat lepicí pruh nanesený na jednom konci etikety. V tomto případě se etiketa upevní mírným překrytím druhého konce etikety. Také se zjistilo, že vysekávání etiket v prostřihovadle se významně usnadní včleněním anorganických částic, jako částic uhličitanu vápenatého do potahové vrstvy etikety přihlehlé k

-41vrstvě lepidla a/nebo uvolňovací vrstvě. Tyto částice mohou mít také za následek v určitém rozsahu tvorbu dutin.

Když se má získat neprůhledná etiketa nebo filmová struktura, může se jádrová vrstva či mezivrstva filmové struktury podle vynálezu vytvořit způsobem popsaným v US 4 377 616.

Pokud se má použít činidel dodávajících opacitu, mohou se tato činidla zapracovat do hmoty pro tvorbu mezivrstvy struktury podle vynálezu v množství až do asi 10 %, přednostně v množství alespoň 1 % hmotnostního. Vhodná běžná činidla pro dodání opacity se mohou přidávat do směsné taveniny polymeru pro výrobu mezivrstvy před jejím vytlačováním na film. Sloučeniny dodávající opacitu jsou v této technické oblasti obecně známé. Jako jejich příklady je možno uvést oxidy železa, saze, hliník, oxid hlinitý, oxid titaničitý a mastek.

Zpracovatelnost filmu je možno dále zlepšit tím, že se do polymerního materiálu použitého pro tvorbu jedné nebo obou potahových vrstev přidá malé množství jemně rozdělené anorganické látky. Taková anorganická látka může několikavrstvé filmové struktuře podle vynálezu nejen dodat protiblokační vlastnosti, ale může i snížit součinitel tření výsledného filmu.

Jako jemně rozdělené anorganické látky, které v této souvislosti přicházejí v úvahu, je například možno uvést syloid, syntetický amorfní silikagel obsahující asi

99,7 % oxidu křemičitého; infusoriovou hlinku obsahující například 92 % oxidu křemičitého, 3,3 % oxidu hlinitého a

1,2 % oxidu železitého o střední velikosti částic přibližně 5,5 μιη ve formě porézních částic nepravidelného tvaru; dehydratovaný kaolinit (Kaopolite SF) obsahující 55 % oxidu

křemičitého, 44 % oxidu hlinitého a 0,14 % oxidu železitého o střední velikosti částic, které mají podobu tenkých plochých destiček, přibližně 0,7 pm; syntetické srážené silikáty, jako je například Sipernat 44, což je látka obsahující 42 % oxidu křemičitého, 36 % oxidu hlinitého a 22 % oxidu sodného ve formě porézních částic nepravidelného tvaru o velikosti přibližně 3 až 4 pm.

Polyolefinové směsi používané pro koextrudování několikavrstvě filmové struktury s vysokou opacitou podle tohoto vynálezu se obvykle vyrábějí za použití obchodně dostupných intezivních misičů, například misičú Bollingova nebo Banburyho typu.

Je-li to žádoucí, mohou být na exponované povrchy potahových vrstev (a) a/nebo (c) naneseny povlakové hmoty nebo substráty, jako například jiné polymerní filmy nebo lamináty; kovové fólie, jako je například hliníková fólie; celulozová rouna, například různé druhy papíru, jako je vlnitá lepenka, kraftový papír, pergamin, karton, netkané látky, například polyolefinová vlákna pojená pod tryskou a mikrovlákna foukaná z taveniny. Při takových aplikacích se může používat vhodných lepidel, například horkých tavných lepidel, jako je například nízkohustotní polyethylen, kopolymer ethylenu s methakrylátem; nebo lepidel na vodné bázi, jako je polyvinylidenchloridový latex.

Vynález je blíže objasněn v následujících příkladech provedení. Tyto příklady mají výhradně ilustrativní charakter a rozsah vynálezu v žádném ohledu neomezují. Všechny díly a procenta jsou díly a procenta hmotnostní, pokud není uvedeno jinak.

Hodnoty součinitele tření uvedené v příkladech byly stanoveny způsobem popsaným v normě ASTM D 1894-78. Hodnoty

zákalu byly stanoveny podle ASTM D 1003-61 a hodnoty lesku byly stanoveny podle ASTM D 2457-70.

Příklady provedení zahrnují také srovnávací příklady (příklady l až 3), kde příklad 1 ilustruje filmový laminát obsahující erukamid, jakožto kluzné činidlo na bázi mastné kyseliny, tedy známý typ kompozitního filmu. Příklad 2 demonstruje zhoršenou tepelnou svařovatelnost laminátu, v němž byl silikonový olej zamísen do polymerů vytvářejících jak složku (a), tak složku (c). V příkladu 3 je ilustrován laminátový film a způsob jeho výroby, kde se silikonový olej zamísí do polymeru pro vytvoření vrstvy (c).

Příklady provedeni vvnálezu

Přikladl

Materiál pro mezivrstvu (b) o tlouštce přibližně 20 μπι z propylenového homopolymeru o vysoké stereořegularitě s obsahem 750 ppm erukamidu se roztaví a koextruduje s materiálem pro vrchní potahovou vrstvu (a) (o tlouštce přibližně 0,61 μιη) z ethylen-propylen-l-butenového terpolymeru nebo ethylen-propylenového statistického kopolymerů, jakož i s materiálem pro spodní potahovou vrstvu (c) (o tlouštce přibližně 1,2 μιη) z výše uvedeného ethylen-propylen-l-butenového terpolymeru. Složky ethylen-propylen-lbutenového (EPB) terpolymeru pro tvorbu vrstev (a) a (c) obsahují vždy asi 0,2 % hmotnostního syntetického amorfního oxidu křemičitého ve formě přibližně kulovitých částic se středním průměrem 3 μπι. Vzniklý extrudát se ochladí, znovu zahřeje a biaxiálně dlouží 4 až 6x v podélném směru a 8 až lOx v příčném směru. Potom se vrchní potahová vrstva (a) upraví obvyklým způsobem koronovým výbojem a výsledný film se navine na cívku. Po 1 až 3 dnech stárnutí v horkém prostoru (o teplotě 38 až 52’C) je součinitel tření vrstvy (a)

0,26 a vrstvy (c) 0,29.

Je však třeba zdůraznit, že jelikož se při výrobě tohoto filmu používá migrujícího kluzného činidla, které vyžaduje stárnutí v horkém prostoru, jeho hodnota součinitele tření je často nepravidelná a nepředvídatelná. Kromě toho, jak je zřejmé z dále uvedené tabulky, vrstva (a) nepřijímá polyvinylidenchloridové lepidlo na vodné bázi.

Příklad 2

V podstatě se opakuje postup popsaný v příkladu 1 s tím rozdílem, že se jako pryskyřice pro tvrobu mezivrstvy (b) použije isotaktického polypropylenu. Erukamid v tomto případě není přítomen. Do materiálu pro vrstvy (a) a (c) se zamísí polydimethylsiloxan v množství 0,6 % hmotnostního. Jak je zřejmé z dat v dále uvedené tabulce, součinitel tření je přijatelný a film je receptivní pro tiskové barvy a lepidla na vodné bázi, což se projevuje dobrou smáčivostí a adhezí za použití těchto materiálů. Tepelná svařovatelnost vrstvy (a) je však v podstatě úplně eliminována přítomností silikonového oleje ve vrstvě (a).

Příklad 3

V podstatě se opakuje postup popsaný v příkladu 2 s tím rozdílem, že se polydimethylsiloxan zamísí pouze do vrstvy (c). Vrstva (a) neobsahuje žádný silikonový olej. Jak ukazují data uvedená v následující tabulce, dosáhne se zlepšení rovnovážného součinitele tření, dobrých zpracovatelských vlastností v případě použití polyvinylidenchloridového lepidla a zároveň zůstává zachována i svařovatelnost za tepla. Výsledný film vykazuje také dobrou optickou čirost. Tento film však nelze dobře zpracovávat v horizon-

tálních a vertikálních strojích zajišťujících vytvoření obalu, jeho naplnění a uzavření.

Vlastnosti filmů z příkladů 1 až 3 jsou porovnány v následující tabulce 1.

Tabulka 1

Př. č.	Upravená strana	Kluzné činidlo	Součinitel tření upravená/upravená strana	Součinitel tření neupravená/ neupravená strana	Pevnost svařeného lemu 116’C/ 3/4 S uprav./ uprav.
1	vrstva (a)	erukamid 750 ppm	0,26	0,22	167 g/cm
2	vrstva (a)	silikonový olej ve vrstvě (a) a (c)	0,30	0,30	0
3	vrstva (a)	silikonový olej pouze ve vrstvě (c)	0,30	0,30	187 g/cm

Příklad 4

Koextrudovaná biaxiálně orientovaná filmová struktura podle tohoto příkladu se skládá z polypropylenové mezivrstvy a dvou vnějších za tepla přivařených vrstev obsahujících částicový zesítovaný polymonoalkylsiloxan, jakožto nemigrující kombinované protiblokační a kluzné činidlo (Tospearl RS-344, výrobek firmy General Electric Co.). Použije se dvou terpolymerních svařovatelných pryskyřic, z nichž každá obsahuje 2 500 ppm nemigrujícího kluzného činidla o velikosti částic 4,5 μπι. Celková tloušťka vzniklé filmové struktury je 0,032 mm, přičemž tloušťka vrchní potahové vrstvy po vyrobení je 0,064 mm a tloušťka spodní potahové vrstvy po vyrobení je 0,11 mm. Vzniklá filmová struktura se biaxiálně orientuje a na jedné straně upraví planemen, aby se zlepšila její smáčitelnost a optimalizovala potiskovatelnost a laminační pevnost.

Výsledná biaxiálně orientovaná filmová struktura vykazuje následující vlastnosti (naměřené ihned po odebrání z výrobní linky).

Tabulka 2

Minimální svařovací teplota (’C)

U/U¹ N/N²

Součinitel tření Zákal Lesk

U/U¹ N/N¹

108

102

0,11 0,14

2,1 86,5 ^x upravený povrch/upravený povrch ² neupravený povrch/neupravený povrch

Vzniklá filmová struktura vykazuje dobré hodnoty součinitele tření, její strojní zpracovatelnost je však špatná.

Příklad 5

Filmová struktura podle tohoto příkladu obsahuje v mezivrstvě (b) stejnou pryskyřici jako filmová struktura podle příkladu 4, ale pro výrobu potahové vrstvy (a) a (c) se používá odlišných pryskyřic. Vrchní potahová vrstva (a) obsahuje 2 000 ppm nemigrujícího antiblokačního činidla a spodní potahová vrstva (c) obsahuje 1 000 ppm tohoto činidla, přičemž v obou případech se používá výrobku

-19Tospearl RS-344 o velikosti částic 4,5 μπι (výrobek firmy General Electric Co.). Spodní potahová vrstva (c) také obsahuje přídavek 4 000 ppm silikonového oleje. Vzniklá filmová struktura se biaxiálně orientuje a na jedné straně upraví planemen, aby se zlepšila její smáčitelnost a optimalizovala potiskovatelnost a laminační pevnost.

Tabulka 3

Minimální svařovací teplota (’C)

U/U¹ N/N²

Součinitel tření Zákal Lesk

U/U¹ N/N¹

116 108 0,13 0,14 1,7 85,3 ^x upravený povrch/upravený povrch ² neupravený povrch/neupravený povrch

Vzniklá filmová struktura vykazuje dobré hodnoty součinitele tření a dobré kluzné vlastnosti za tepla a také se dobře strojně zpracovává.

Příklad 6

Filmová struktura z tohoto příkladu se v podstatě shoduje s filmovou strukturou podle příkladu 5, přičemž se od ní liší pouze v tom, že obsahuje poněkud nižší koncentrace nemigrujícího protiblokačního činidla (i v tomto případě se používá výrobku Tospearl RS-344, General Electric Co.). Jak do vrchní (a), tak do spodní (c) potahové vrstvy se přidává 1 000 ppm protiblokačního oxidu křemičitého o velikosti částic 4 μιη. Vzniklá filmová struktura se biaxiálně orientuje a na jedné straně upraví planemen, aby se zlepšila její smáčitelnost a optimalizovala potiskovatelnost a laminační pevnost.

Výsledná biaxiálně orientovaná filmová struktura vykazuje následující vlastnosti (naměřené ihned po odebrá ní z výrobní linky).

Tabulka 4

Minimální svařovací teplota (’C)

U/U¹ N/N²

Součinitel tření Zákal Lesk

U/U¹ N/N¹

107

112

0,31 0,15

1,2 88,1 ¹ upravený povrch/upravený povrch ² neupravený povrch/neupravený povrch

Vzniklá filmová struktura vykazuje dobré hodnoty součinitele tření a zlepšené kluzné vlastnosti za tepla a také se velmi dobře strojně zpracovává.

Příklad 7

V tomto příkladu se používá vysokohustotního póly ethylenu, jako materiálu pro tvorbu vrchní potahové vrstvy (a), který obsahuje 1600 ppm částicového zesilovaného póly monoalkylsiloxanového nemigrujícího kombinovaného protiblo kačního a kluzného činidla (i zde se používá výrobku Tospearl RS-344, General Electric Co.) a směsi nízkohustot ního polyethylenu. Mezivrstva je totožná s mezivrstvou popsanou v příkladech 4, 5 a 6. Pryskyřice spodní potahové vrstvy (c) obsahuje 1600 ppm stejného nemigrujícího kombi-tónovaného protiblokačního a kluzného činidla. Celková tlouštka této filmové struktury je 0,018 mm, přičemž tlouštka vrchní potahové vrstvy po vyrobení je 0,075 mm a tlouštka spodní potahové vrstvy je 0,11 mm. Vzniklá filmová struktura se biaxiálně orientuje a na jedné straně upraví planemen, aby se zlepšila její smáčitelnost a optimalizovala potiskovatelnost a laminační pevnost.

Tabulka 5

Minimální svařovací teplota (^eC)

U/U¹ N/N²

Součinitel tření Zákal Lesk

U/U¹ N/N¹

111

104

0,21 0,65

1,5 85,5 upravený povrch/upravený povrch ² neupravený povrch/neupravený povrch

Vzniklá filmová struktura vykazuje dobré hodnoty součinitele tření a ještě dostatečnou strojní zpracovatelnost.

V následující tabulce jsou sumarizovány vlastnosti filmových struktur získaných v příkladech 4 až 7.

-χTabulka 6

Př.č.	Minimální svařovací teplota (*C)	Součinitel tření	Zákal	Lesk	Strojní zpraco· vatelnost^J
U/U¹	N/N²	U/U¹	N/N²
4 ”	108	102	0,11	0,14	2,1	86,5	špatná
5	116	108	0,13	0,14	1,7	85,3	dobrá
6	107	112	0,31	0,15	1,2	88,1	dobrá
7	111	104	0,21	0,65	1,5	85,5	ještě dostatečná

upravený povrch/upravený povrch ² neupravený povrch/neupravený povrch ³ pod pojmem strojní zpracovatelnost se rozumí chování filmu v horizontálních a vertiálních balicích strojích

Claims

PATENTOVÉ “ϋ

XH

-σ 73 O s O “* -< Ti

Ξ Z >

Π ^c O

R 8 K ο

<s>

to·

--J co o

o czx

CZ1 n<

1. Tepelně svařovatelná několikavrstva filmová struktura se zlepšenou strojní zpracovatelností, vyznačující se tím, že obsahuje

a) vrchní tepelně svařovatelnou vrstvu obsahující olefinický homopolymer, kopolymer nebo terpolymer, jejíž vnější povrch, který je potiskovatelný, svařovatelný a strojně zpracovatelný, je upraven, přičemž tato vrstva obsahuje jako kombinované kluzné a protiblokovací činidlo částicový zesilovaný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan;

b) mezivrstvu obsahující olefinický polymer; a

c) spodní tepelně svařovatelnou vrstvu obsahující olefinický homopolymer, kopolymer nebo terpolymer, jejíž vnější povrch je svařovatelný a strojně zpracovatelný, přičemž tato vrstva obsahuje jako kombinované kluzné a protiblokovací činidlo částicový zesíťovaný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan a kapalný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan.
2. Tepelně svařovatelná několikavrstvá filmová struktura podle nároku 1, vyznačující se tím, že částicovým zesítovaným hydrokarbylsubstituovaným polysiloxanem ve vrstvě (a) nebo (c) je zesilovaný polymonoalkylsiloxan.
3. Tepelně svařovatelná několikavrstvá filmová struktura podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že částicový zesilovaný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan má střední velikost částic v rozmezí od 0,5 do 20,0 μπι.

-234. Tepelně svařovatelná několikavrstvá filmová struktura podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že alespoň jeden vnější povrch této struktury je upraven plamenem.

lmová struktura podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější povrch také obsahuje kapalný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan.