CZ285227B6

CZ285227B6 - Směs pro použití při výrobě polymerních filmů

Info

Publication number: CZ285227B6
Application number: CZ97323A
Authority: CZ
Inventors: Benoit Ambroise; Jay Kin Keung; The Dzuy Francis Tran; Joseph Edward Brew; Karen Ann Sheppard
Original assignee: Mobil Oil Corporation
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1994-12-12
Publication date: 1999-06-16
Also published as: CA2175835A1; SG70964A1; ES2213156T3; CZ285215B6; EP0797504A1; ZA949712B; HU9601063D0; US6455150B1; EP0797504A4; DE69433597D1; EP0797504B1; DE69433597T2; CA2175835C; WO1996018497A1; CZ160396A3; AU1305995A; CZ32397A3; NZ277719A; HUT76514A; AU695752B2

Abstract

Směs pro použití při výrobě polymerních filmů, obsahuje kapalný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan a pevný částicový zesíťovaný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan, s výhodou polymonoalkylsiloxan, který má střední velikost šástic s výhodou v rozmezí od 0,5 do 20,0.mi.m. Směs může také obsahovat termoplastickou polymerní matrici, jako například olefinický homopolymer, kopolymer nebo terpolymer. Pevný částicový zesíťovaný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan slouží jako kombinované kluzné a protiblokovací činidlo. ŕ

Description

Směs pro použití při výrobě polymerních filmů

Oblast techniky

Vynález se týká směsi pro výrobu polymerních filmů, zejména kompozitních polymerních filmů se sníženými frikčními vlastnostmi povrchu, zvláště pak biaxiálně orientovaných kompozitních filmů 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 a tak dále, se v průmyslu balení v širokém rozsahu používá polypropylenových filmů. Přes tyto žádoucí vlastnosti mají nemodifikované polypropylenové filmy nevýhodou 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 polymemí 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 povrch 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 adhezi 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 buď 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 buď v důsledku migrace amidu zpět do polypropylenového filmu, nebo 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 vynálezu

Předmětem vynálezu je směs pro použití při výrobě polymerních filmů, jejíž podstata spočívá v tom, že obsahuje kapalný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan a pevný částicový zesíťovaný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan.

-1 CZ 285227 B6

Předmětem vynálezu je dále výše uvedená směs, která také obsahuje termoplastickou polymemí matrici. Termoplastickým polymerem může být v tomto případě olefmický polymer, odpovídající definici uvedené dále v tomto popisu.

Směsi podle vynálezu je možno použít ve vrstvě z definovaného homopolymeru, kopolymerů nebo terpolymeru, jejichž povrch je upraven, například plamenem a vykazuje potiskovatelnost, svařovatelnost a strojní zpracovatelnost. Tato vrstva je s výhodou součástí tepelně svařovatelné několikavrstvé filmové struktury.

Zesíťovaný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan ve formě částic slouží jako kombinované kluzné a protiblokovací činidlo. Z částicových zesíťovaných hydrokarbylsubstituovaných polysiloxanů se dává přednost zejména polymonoalkylsiloxanům, s výhodou těm, které mají střední velikost částic v rozmezí od 0,5 do 20,0 pm.

Jako příklad aplikace směsi podle vynálezu je možno uvést tepelně svařovatelnou několikavrstvou filmovou strukturu se zlepšenou zpracovatelností. Tato filmová struktura zahrnuje vrchní tepelně svařovatelnou vrstvu, obsahující olefmický 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, mezivrstvu, obsahující olefmický polymer, a spodní tepelně svařovatelnou vrstvu, obsahující olefmický 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, jakož i kapalný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan, tedy směs podle vynálezu.

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

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

Příklady provedení vynálezu

V samotné směsi podle vynálezu a filmotvomých materiálech je možno používat jakýchkoliv termoplastických polymerů, obecně například polyolefinů, a konkrétněji pak polymerů, kopolymerů a polymemích směsí, založených na ethylenu, propylenu a butenu, polyesterů, jako je polyethylentereftalát, a akrylových polymerů a kopolymerů.

Základní filmová struktura může být laminována kjinému 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 polymemího filmu, jejich složení se liší od složení této vrstvy. Takové polymemí 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 polymerací 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

-2CZ 285227 B6 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 jsou dále popisovány na konkrétním případu struktury, obsahující potahovou vrchní vrstvu a, mezivrstvu b a potahovou spodní 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“, kteiých 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, zajišťující splnění funkčních požadavků, které jsou na výslednou strukturu kladeny.

Jako polymemí 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 homopolymerů, 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 polymemí směsi.

Při výrobě potahové vrchní vrstvy a a potahové spodní vrstvy c se přednostně používá teplem svařovatelných polymemích materiálů, zvolených ze souboru, zahrnujícího ethylen-propylen-1butenový terpolymer, ethylen-propylenový statistický kopolymer, lineární nízkohustotní polyethylen, polyethylen s nízkou hustotou, polyethylen se střední hustotou, vysokohustotní polyethylen a jejich směsi.

Vhodné ethylen-propylen-l-butenové terpolymery se získávají statistickou interpolymerací 1 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 terpolymery mají většinou index toku taveniny při 230 °C v rozmezí od 2 do 16g/10min, 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.

Ethylen-propylenové statistické 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 ethylen-propylen-l-butenového terpolymeru a statistického ethylenpropylenového kopolymerů, obsahují tyto směsi 10 až 90 % hmotnostních terpolymeru, přednostně 40 až 60 % hmotnostních terpolymeru, přičemž zbytek do 100% tvoří statistický kopolymer.

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

Tepelně svařovatelné několikavrstvé filmové struktury, obsahující směs podle vynálezu, se obecně vyrábějí koextrudováním. Před vytlačováním se materiálem potahové vrchní vrstvy a

-3 CZ 285227 B6 smísí s účinným množstvím kombinovaného protiblokovacího a kluzného činidla, které je s výhodou zvoleno ze souboru, zahrnujícího částicové zesiťované hydrokarbylsubstituované polysiloxany, a materiálem potahové spodní vrstvy c se smísí s účinným množstvím směsi podle vynálezu. Z částicových zesíťovaných hydrokarbylsubstituovaných polysiloxanů se v obou 5 potahových vrstvách dává obzvláštní přednost částicovým zesíťovaným polymonoalkylsiloxanům. Největší přednost se dává netavitelným polymonoalkylsiloxanům se střední velikostí částic v rozmezí od 0,5 do 20,0 pm a trojrozměrnou strukturou siloxanových vazeb. Takové materiály lze získat od firmy Toshiba Silicone Co., Ltd. na celém světě a v USA od firmy Generál Electric Co. pod obchodním označení Tospearl. Jsou známy i jiné obchodní zdroje 10 podobných vhodných materiálů.

Přestože se polymer, z něhož se vytváří potahová vrchní 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 kapalný hydro15 karbylsubstituovaný polysiloxan, tedy silikonový olej, na exponovaném povrchu potahové spodní vrstvy c odebírá na navíjecí cívku, přenese se určité množství silikonového oleje z tohoto povrchu na exponovaný povrch potahové vrchní vrstvy a, zvláště pak na exponovaný povrch částic kombinovaného protiblokovacího a kluzného činidla, které vyčnívají z vrchní vrstvy a. Jelikož však vnitřek vrchní vrstvy a neobsahuje v podstatě žádný silikonový olej, obvykle vrchní 20 vrstva a neobsahuje vůbec žádný silikonový olej, který by mohl narušovat svařovatelnost této vrstvy za tepla, přítomnost přeneseného silikonového oleje na povrchu vrchní 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 modifíkační 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 30 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 35 upravit ožehnutím plamenem.

Spodní vrstva c laminovaného filmu může mít v podstatě stejné složení jako povrchová vrchní vrstva a. V přednostním provedení je polymer, tvořící spodní vrstvu c, smísen se silikonovým olejem. Silikonový olej má s výhodou kinematickou viskozitu v rozmezí od 350 x 10^-6 do 40 10’¹ m²/s, přičemž obzvláštní přednost se dává rozmezí od 10'² do 6 x 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 45 uhlíku valkylové skupině, zejména polydimethylsiloxany. Zvýše uvedených látek se dává přednost polydialkylsiloxanům, zejména polydimethylsiloxanu.

Silikonový olej se může přidávat do potahové spodní vrstvy c obvykle ve formě disperze nebo emulze. Obvykle je silikonový olej přítomný v této vrstvě, stejně tak jako na exponovaném 50 povrchu této vrstvy, ve formě oddělených mikrokuliček, jejichž průměrná velikost je často v rozmezí od 1 do 2 pm. Silikonový olej, který je obvykle v podstatě rovnoměrně rozdělen na exponovaném povrchu spodní vrstvy c, dodává tomuto povrchu a také exponovanému povrchu vrchní vrstvy a, poté, co bylo určité množství oleje na vrchní vrstvu a přeneseno, když se tyto

-4CZ 285227 B6 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 spodní vrstvy c. Zvolené množství silikonového oleje by mělo v každém případě postačovat pro dodání součinitele tření vrstvám a a c, po přenosu mikrokuliček silikonového oleje na vrchní 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 vrchní vrstvu a, to je díky tomu, že se silikonový olej aplikuje výhradně na exponovaný povrch vrchní vrstvy a, vykazuje tato vrchní vrstva a zlepšený součinitel tření, ale nikoliv na úkor její receptivity vůči povlakovým hmotám na vodné bázi, svařovatelnost za tepla nebo optické čirosti.

Silikonový olej by se měl do polymeru, tvořícího spodní vrstvu c, zavést v co nejhomogennějším stavu. Toho se může dosáhnout buď tak, že se silikonový olej přidá ve formě disperze, 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 v hnětači nebo vytlačovacím stroji leží obvykle v rozmezí od 170 do 270 °C.

Mezivrstva b může také obsahovat antistatická činidla, například kokosamin, tedy amin, získaný hydrogenací amidů mastných kyselin kokosového oleje, nebo N,N-bis(2-hydroxyethyl)sterylamin. Vhodné aminy zahrnují 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 potahová vrchní vrstva a a potahová spodní vrstva c. Nanášení těchto vrstev se obvykle provádí koextrudováním. Vrchní vrstvu a, mezivrstvu b a spodní vrstvu 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 tloušťky 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 filmuje možno odstřihnout. Laminovaný film se potom navíjí na cívku, přičemž dojde k přenosu silikonového oleje z exponovaného povrchu spodní vrstvy c na exponovaný povrch vrchní vrstvy a, jak to bylo vysvětleno výše.

Díky biaxiální orientaci filmové struktury 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 film ideálně vhodným pro balení potravinářských výrobků, a to i těch, které obsahují kapaliny. Celková tloušťka 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, zdaje etiketa neprůhledná nebo průhledná závislá na cílech, kterých se má dosáhnout. Pokud má být obsah balení etiketou zakryt, přednostně 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 uvolnitelně přilnuta k uvolňovací vrstvě základní podložky. V případech, že lepidlo je lepidlo, citlivé na tlak, je uvolňovací vrstva umístěna na základní podložce.

-5 CZ 285227 B6

V jiných případech může být lepidlo aktivovatelné jinými způsoby, jako například teplem a rozpouštědlem. Pokud není použité lepidlo, citlivé na tlak, ale je aktivovatelné jinými způsoby, není uvolňovací podložka 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, přilehlé k vrstvě 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 polymemího 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 pm ve formě porézních částic nepravidelného tvaru, dehydratovaný kaolinit, 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 a syntetické srážené silikáty, jako je například Sipemat 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.

Polyolefínové směsi, používané pro koextrudování několikavrstvé filmové struktury s vysokou opacitou podle tohoto vynálezu, se obvykle vyrábějí za použití obchodně dostupných intenzivních misičů, například misičů 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 polymemí filmy nebo lamináty, kovové fólie, jako je například hliníková fólie, celulózová 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.

-6CZ 285227 B6

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

Příklady provedení zahrnují také srovnávací příklady, příklady 1 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 vrchní vrstvy a, tak spodní vrstvu c. V příkladu 3 je ilustrován laminátový film a způsob jeho výroby, kde se silikonový olej zamísí do polymeru pro vytvoření spodní vrstvy c.

Příklad 1

Materiál pro mezivrstvu b o tloušťce přibližně 20 pm z propylenového homopolymeru o vysoké stereoregularitě s obsahem 750 ppm erukamidu se roztaví a koextruduje s materiálem pro potahovou vrchní vrstvu a, o tloušťce přibližně 0,61 μ z ethylen-propylen-l-butenového terpolymeru nebo ethylen-propylenového statistického kopolymeru, jakož i s materiálem pro potahovou spodní vrstvu c o tloušťce přibližně 1,2 pm zvýše uvedeného ethylen-propylen-lbutenového terpolymeru. Složky ethylen-propylen-l-butenového 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 pm. Vzniklý extrudát se ochladí, znovu zahřeje a biaxiálně dlouží 4 až 6x v podélném směru a 8 až lOx v příčném směru. Potom se potahová vrchní 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 vrchní vrstvy a 0,26 a spodní 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, vrchní vrstva a nepřijímá polyvinylidenchloridové lepidlo na vodné bázi.

Příklad 2

V podstatě se opakuje postup, popsaný v příkladu 1, stím rozdílem, že se jako pryskyřice pro tvorbu 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 vrchní vrstvy a je však v podstatě úplně eliminována přítomností silikonového oleje ve vrchní vrstvě a.

Příklad 3

V podstatě se opakuje postup, popsaný v příkladu 2, s tím rozdílem, že se polydimethylsiloxan zamísí pouze do spodní vrstvy c. Vrchní vrstva a neobsahuje žádný silikonový olej. Jak ukazují data, uvedená v následující tabulce, dosáhne se zlepšení rovnovážného součinitele tření, dobrých

-ΊCZ 285227 B6 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 horizontálních 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. v c.	Upravená strana	Kluzné činidlo	Součinitel tření upravená/ upravená strana	Součinitel tření neupravená/ neupravená strana	Pevnost svařeného lemu 116°C/3/4s uprav./uprav.
1	vrstva a	erukamid 750 pm	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 b a dvou vnějších za tepla přivařených vrstev, obsahujících částicový zesíťovaný polymonoalkylsiloxan, jakožto nemigrující kombinované protiblokační a kluzné činidlo, Tospearl RS-344, výrobek firmy Generál Electric Co.. Použije se dvou terpolymemích svařovaných pryskyřic, z nichž každá obsahuje 2500 ppm nemigrujícího kluzného činidla o velikosti částic 4,5 pm. Celková tloušťka vzniklé filmové struktury je 0,032 mm, přičemž tloušťka potahové vrchní vrstvy a po vyrobení je 0,064 mm a tloušťka potahové spodní vrstvy c po vyrobení je 0,11 mm. Vzniklá filmová struktura se biaxiálně orientuje a jedné straně upraví plamenem, 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	Součinitel tření	Zákal	Lesk
teplota (°C)		N/N¹
U/U¹	N/N	U/U¹
108	102	0,11	0,14	2,1	86,5

upravený povrch/upravený povrch ² neupravený povrch/neupravený povrch

-8CZ 285227 B6

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. Potahová vrchní vrstva a obsahuje 2000 ppm nemigrujícího antiblokačního činidla a potahová spodní vrstva c obsahuje 1000 ppm tohoto činidla, přičemž v obou případech se používá výrobku Tospearl RS-344 o velikosti částic 4,5 pm, výrobek firmy Generál Electric Co.. Potahová spodní vrstva c také obsahuje přídavek 4000 ppm silikonového oleje. Vzniklá filmová struktura se biaxiálně orientuje a na jedné straně upraví plamenem, aby se zlepšila její smáčitelnost a optimalizovala potiskovatelnost a laminační pevnost.

Tabulka 3

Minimální svařovací	Součinitel tření	Zákal	Lesk
teplota (°C)	U/U¹	N/N*
U/U¹	N/N
116	108	0,13	0,14	1,7	85,3

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 vtom, že obsahuje poněkud nižší koncentrace nemigrujícího protiblokačního činidla, přičemž i v tomto případě se používá výrobku Tospearl RS-344, Generál Electric Co.. Jak do vrchní vrstvy a, tak do spodní vrstvy c, potahové vrstvy se přidává 1000 ppm protiblokačního oxidu křemičitého o velikosti částic 4 pm. Vzniklá filmová struktura se biaxiálně orientuje a na jedné straně upraví plamenem, aby se zlepšila její smáčitelnost a optimalizovala potiskovatelnost a laminační pevnost.

-9CZ 285227 B6

Tabulka 4

Minimální svařovací	Součinitel tření	Zákal	Lesk
teplota (°C)		N/N¹
U/U	N/N	U/U¹
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 polyethylenu, jako materiálu pro tvorbu potahové vrchní vrstvy a, který obsahuje 1600 ppm částicového zesíťovaného polymonoalkylsiloxanového nemigrujícího kombinovaného protiblokačního a kluzného činidla, přičemž i zde se používá výrobku Tospearl RS-344, Generál Electric Co., a směsi nízkohustotního polyethylenu. Mezivrstva b je totožná s mezivrstvou b, popsanou v příkladech 4, 5 a 6. Pryskyřice potahové spodní vrstvy c obsahuje 1600 ppm stejného nemigrujícího kombinovaného protiblokačního a kluzného činidla. Celková tloušťka toto filmové struktury je 0,018 mm, přičemž tloušťka potahové vrchní vrstvy a po vyrobení je 0,075 mm a tloušťka potahové spodní vrstvy c je 0,11 mm. Vzniklá filmová struktura se biaxiálně orientuje a na jedné straně upraví plamenem, aby se zlepšila její smáčitelnost a optimalizovala potiskovatelnost a laminační pevnost.

Tabulka 5 ^{* V}

Minimální svařovací	Součinitel tření	Zákal	Lesk
teplota (°C)
U/U	N/N	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.

-10CZ 285227 B6

Tabulka 6

Př. č	Minimální svařovací teplota (°C)	Součinitel tření	Zákal	Lesk	Strojní zpracovatelnost³
U/U¹	N/N^{* 1 2 3 4 5}
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

¹ upravený povrch/upravený povrch ² neupravený povrch/neupravený povrch ³ pod pojmem „strojní zpracovatelnost“ se rozumí chování filmu v horizontálních a vertikálních balicích strojích

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Směs pro použití při výrobě polymemích filmů, vyznačující se tím, že obsahuje kapalný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan a pevný částicový zesíťovaný hydrokarbylsubstituovaný polysiloxan.
2. Směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že složka pevného částicového zesíťovaného hydrokarbylsubstituovaného polysiloxanu obsahuje zesíťovaný polymonoalkylsiloxan.
3. Směs podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že složka pevného částicového zesíťovaného hydrokarbylsubstituovaného polysiloxanu má střední velikost částic v rozmezí od 0,5 do 20,0 pm.
4. Směs podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že také obsahuje termoplastickou polymemí matrici.
5. Směs podle nároku 4, vyznačující se tím, že termoplastický polymer zahrnuje olefinický homopolymer, kopolymer nebo terpolymer.