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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines heißsiegelbaren,
biaxial orientierten Polypropylen-Verbundmaterials.
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Die kommerzielle Verwendung von Thermoplastfolien auf dem Gebiet
der Verpackung in bzw. mit flexiblen Folien hat in den vergangenen Jahren ständig
zugenommen. Selbsttragende Thermoplastfolien, wie Polypropylenfolien, zeichnen sich
durch eine starke Wasserdampfundurchlässigkeit aus, was bei der Verpackung feuchtigkeitshaltiger
Nahrungsmittel einen besonderen Vorteil darstellt, da auf diese Weise der Feuchtigkeitsgehalt
des Verpackungsgutes langzeitig in einem wesentlichen Grad aufrechterhalten wird.
Eine andere erwünschte Eigenschaft des Polypropylens ist seine Transparenz, die
eine leichte visuelle Betrachtung und Prüfung der in Folien aus diesem Material
verpackten Nahrungsmittel erlaubt. die Polypropylenfolie ist weiter zäh, bei niedrigen
Temperaturen flexibel, bis zu Temperaturen nahe ihrem Erweichungspunkt formbeständig
und gegen die meisten Lösungsmittel und Chemikalien beständig sowie nichttoxisch,
geruchlos und geschmackfrei.
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Auf Grund der großen Fläche je Gewichtseinheit und der verhältnismäßig
geringen Kosten ist die Polypropylenfolie als flexible Folienverpackung besonders
interessant.
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Es ist bekannt, daß sich die physikalischen Eigenschaften wie Klarheit,
Glanz, Zugfestigkeit und Niedertemperatursprödigkeit von Thermoplastfolien durch
Orientierung verbessern lassen. Diese Möglichkeit der Materialvergütung gilt für
das Polypropylen in besonderem Maße. Orientiertes Polypropylen ist dem nicht orientierten
Material in Eigenschaften wie Zugfestigkeitsmodul, Zugfestigkeit, Dehnung, Schlagzähigkeit
und Schrumpfkraft deutlich überlegen. Die Orientierung wird erhalten, indem man
die Folie erhitzt und in Längs- und bzw. oder Querrichtung reckt. Beim Abkühlen
behält die Folie die beim Recken erlangte Form bei. Diese Orientierung führt zu
einer Veränderung der Polymerisatmoleküle, die aus einer regellosen (statistisch
ungeordneten) Lage heraus in der Orientierungsrichtung ausgerichtet werden, und
führt zu einer deutlichen Verbesserung der für Verpackungsfolien wichtigen Folieneigenschaften.
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Die beim Bilden von Verpackungen aus der Folie notwendige Befähigung
des Polypropylens, sich in der Wärme und unter Druck mit sich selbst zu verbinden,
d. h. heißsiegelbar zu sein, ist vor dem Orientieren gerade noch ausreichend, geht
aber beim Orientieren weit unter die Brauchbarkeitsgrenze zurück. Eine erneute Erhitzung
orientierter Polypropylenfolien auf den Erweichungspunkt zum Zweck des Heißsiegelns
führt wie bei den meisten anderen Arten orientierter thermoplastischer Materialien
dazu, daß die Polypropylenmoleküle weder ihre ursrpüngliche regellose Lage annehmen,
wodurch die Folie schrumpft, Falten wirft und reißt. Diese der orientierten Polypropylenfolie
eigene Eigenschaft ergibt bei dem Versuch, das Material auf gewöhnlichem Wege heißzusiegeln,
offensichtliche Probleme. Man hat zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten vorgesehen,
die orientierte Folie mit heißsiegelbaren Stoffen, wie Polyvinylchlorid oder Polyvinylacetat,
Nitrocellulose und vielen anderen Materialien und Kombinationen derselben, zu überziehen
(lackieren).
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Die Überzüge werden gewöhnlich aus Lösungsmedien aufgetragen und machen
kostspielige, besonders aus-
gebildete Beschichtungs- und Lösungsmittelwiedergewinnungsanlagen
notwendig. Darüber hinaus hat sich eine Spezialbehandlung der Folie als notwendig
erwiesen, um das Haften dieser Überzüge auf der Polypropylenunterlage sicherzustellen.
Man kennt mannigfaltige Behandlungen, zu denen die Einwirkung einer Koronaentladung
auf die Folie oder eine chemische Behandlung der Folien mit Ozon, eine Sulfochlorierung,
eine Flüssig- oder Flammoxydation und die Aufbringung einer Zwischenschicht, welche
das Polymerisat der Deckschicht mit der Polypropylen-Grundfolie verankert, gehören.
Flammbehandlungen sind in den USA.-Patentschriften 2 632 921, 2 684 097, 2 683 894,
Lösungsbehandlungen in der USA.-Patentschrift 2 668 134, Glühentladungsbehandlungen
in der USA.-Patentschrift 2935418 und Oberzugstechniken in der USA.-Patentschrift
3 041 208 beschrieben.
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Es ist auch bereits bekannt, eine amorphe Polyterephthalsäureglykolester-Folie
zur Erzielung verbesserter Dickengleichmäßigkeit bei erhöhter Temperatur unter Druckanwendung
in innige Berührung mit mindestens einer Schicht einer Kunststoffolie zu bringen
und die Folien nach ihrer Vereinigung zu recken (deutsche Auslegeschrift 1 134 503).
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Der vorliegenden Erfindung, welche von dem letztgenannten Verfahren
ausgeht, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer heißsiegelbaren
orientierten Polypropylenfolie zur Verfügung zu stellen, welches keine Konditionierung
der Folienoberfläche für das Heißsiegeln durch die obenerwähnten, kostspieligen
und zeitraubenden Überzugsarbeiten und Folienvorbehandlungen erfordert und welches
eine Verbesserung der Heißsiegelbarkeit des Polypropylens ohne Einbuße an den erwünschten
Eigenschaften des Polypropylens ermöglicht.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Polypropylenfolie
in innige, aber leicht entschichtbare Berührung mit mindestens einer heißsiegelbaren
Kunstoffolie gebracht und die Folienschichtung bei erhöhter Temperatur im Bereich
von etwa 93 bis 1770 C durch Recken fest miteinander verbunden wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die orientierte Polypropylenfolie
ohne Zuhilfenahme von Klebstoffen und ohne Notwendigkeit von Folienvorbehandlungen
auf einem direkten und nur geringe Kosten bereitenden Wege sicher an überdünne Folien
aus heißsiegelbaren, thermoplastischen Stoffen gebunden. Gegenüber dem letztgenannten
bekannten Verfahren wird ebenfalls eine Vereinfachung erzielt, da die im bekannten
Verfahren angegebene Druckanwendung zum Verbinden der Folien durch eine einfache
Reckung ersetzt wird. Außerdem ist bei dem bekannten Verfahren der deutschen Auslegeschrift
1 134 503 das Vorliegen einer amorphen Folie vor dem Laminieren erforderlich.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Recken der Folienschichtung
in Längsrichtung mit einem Reckverhältnis zwischen 1,2 : 1 und 4: 1, vorzugsweise
zwischen 1,3: 1 und 1,6: 1.
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Das Recken der Folienschichtung in Querrichtung erfolgt mit einem
Reckverhältnis zwischen 6 : 1 und 12 : 1.
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Die Dicke des anfallenden Verbundmaterials hängt von der Dicke der
Ausgangsmaterialien und den Reckverhältnissen ab, mit weichen der gewünschte Grad
der Bindung zwischen den Schichten erreicht
wird, wobei sich diese
Variablen wiederum nach dem Endverwendungszweck des Verbundmaterials richten. Für
Folienverpackungen kann die Dicke des Verbundmaterials im Bereich von etwa 0,005
bis 2,5 mm liegen, wobei ein Bereich von etwa 0,0127 bis 0,015 mm bevorzugt wird.
Die erfindungsgemäß erhaltene Verbundfolie weist auf ihrer Oberfläche eine dünne
haftende Schicht aus heißsiegelbarem thermoplastischem Material auf. Die Dicke der
heißsiegelbaren Schicht kann für Verpackungszwecke im Bereich von etwa 0,00025 bis
0,5 mm liegen, wobei ein Bereich von etwa 0,00076 bis 0,025 mm bevorzugt wird. Obwohl
der Gewichtsanteil der auf diese Weise erhaltenen dünnen Außenschicht an dem gesamten
Verbundmaterial nicht mehr als etwa 10 ovo zu betragen braucht, erhält die orientierte
Polypropylenfolie auf diese Weise trotzdem eine gleichmäßige, leicht heißsiegelbare
Oberfläche bei einer außerordentlich starken Haftung zwischen der Außenschicht und
der Polypropylenunterlage.
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Nach einer weiteren bevorzugten Arbeitsweise zur Erzeugung einer
orientierten Polypropylenfolie wird die Polypropylengrundfolie zunächst in Längs-
und dann in Querrichtung gereckt, woran sich, wenn eine ausgeglichene Orientierung
gewünscht wird, eine zweite Längsreckbehandlung anschließen kann. Das Zusammenführen
der heißsiegelbaren Thermoplastfolie und der Polypropylenfolie in einen innigen
Kontakt bei der erfindungsgemäßen Bildung der Verbundfolie kann vor jeder dieser
Reckstufen erfolgen. Man kann die Folien z. B. vor der zu Anfang erfolgenden Längsreckung
der Polypropylengrundfolie, anschließend an die zu Anfang erfolgende Längsreckung
und vor der Querreckung oder nach der Querreckung und vor der zweiten Längsreckung
in innige Berührung bringen. In allen Fällen wird ein Verbundmaterial mit einer
orientierten Polypropylenfolie erhalten, das ausgezeichneten Heißsiegeleigenschaften
besitzt.
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Die Erfindung ist zum besseren Verständnis nachfolgend im einzelnen
an Hand der Herstellung einer flexiblen Verpackungsverbundfolie beschrieben.
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Die Polypropylen-Grundfolie (Dicke etwa 0,005 bis 2,54 mm, vorzugsweise
etwa 0,076 bis 0,15 mm) wird mit einer oder mehreren Schichten einer heißsiegelbaren
Thermoplastfolie, wie Polyäthylenfolie, mit einer Dicke von etwa 0,005 bis 0,5 mm,
vorzugsweise etwa 0,0076 bis 0,025 mm, in Berührung gebracht.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Polypropylen-Grundfolienbahn
in der nachfolgenden Weise zuerst längsgereckt und einer Vorerhitzung unterworfen,
bevor man sie mit der Thermoplastfolie in innige Berührung bringt.
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Eine besondere Oberflächenbehandlung oder -zubereitung ist bei keiner
der Materialbahnen notwendig.
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Zur Vorerhitzung kann man die Grundfolienbahn über eine beheizte Walze
oder eine Reihe beheizter Walzen führen. Man erhält auf diese Weise eine genügende
Haftung der Thermoplastschicht(en) beim innigen Zusammenbringen mit der Polypropylen-Grundfolie,
um das Folienschichtgebilde anschließend beim Recken handhaben zu können. Darüber
hinaus unterstützt diese Anfangsbindung der Folienschichten einen Ausschluß von
Luft zwischen den Schichten während des Reckens, durch den eine vollständige und
gleichmäßige Laminierung der Folien gesichert wird. Die innige Berührung der Folienschichten
kann erhalten werden, indem man diese
durch ein Druckwalzenpaar führt. Die in dieser
Anfangsstufe erhaltene Schichtfolie läßt sich sehr leicht delaminieren, indem man
die Schichten einfach von Hand auseinanderzieht. Die Haftung zwischen den Folienschichten
ist in dieser Stufe des Verfahrens außerordentlich gering. Diese Schichtfolie wird
dann in der nachfolgend beschriebenen Weise in Querrichtung gereckt.
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Wie sich gezeigt hat, kann man die orientierte Polypropylen-Verbundfolie
gemäß der Erfindung in wirksamer Weise in mehreren Arbeitsschritten erhalten, wobei
die Längsorientierung der Foliengrundbahn und darauf die Querreckung der vereinigten
Folienschichten in getrennten Stufen durchgeführt wird. Man kann jedoch auch andere
Orientierungsverfahren anwenden, was eine gleichzeitige biaxiale Orientierung, bei
welcher die Folienschichten gleichzeitig in Längs- und in Querrichtung gereckt werden
(USA.-Patentschrift 3 048 895). Man kann mehrstufig recken, d. h. eine Längsreckung
und darauf eine Querreckung durchführen, oder nur in einer Richtung orientieren,
d. h. das Schichtgebilde nur in der Quer- oder nur in der Längsrichtung recken.
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Man kann zur Querreckung der Schichtfolienbahn gemäß der Erfindung
die herkömmlichen Vorrichtungen zur Querreckung oder seitlichen Reckung endlosen
Bahn oder Folienmaterials verwenden, aber vorzugsweise wird der von der Textiltechnik
her bekannte Spannrahmen angewandt. Der Spannrahmen befindet sich in einem Ofengehäuse,
das in temperaturgesteuerte Zonen unterteilt ist und in dem die Schichtfolie während
der Querreckung durch auf sie aufströmendes heißes Gas erhitzt wird.
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Man kann bei der Reckung verschiedene Ofenzonen verwenden, aber vorzugsweise
werden mindestens vier Zonen vorgesehen. Die erste Zone stellt einer Vorerhitzungszone
dar, in welcher die Folienschichtung während des Durchlaufens der Zone und vor dem
Beginn des Reckens in den folgenden Zonen durch zirkulierendes erhitztes Gas, z.
B. Luft, auf Temperaturen im Bereich von etwa 121 bis 1710 C vorerhitzt wird.
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In der zweiten und dritten Ofenzone werden die festgehaltenen übereinanderliegenden
Folien auf einer Temperatur von etwa 107 bis 1490 C bzw. 93 bis 1350 C gehalten,
indem man gegen beide Seiten der Folienbahn mit hoher Geschwindigkeit auf die gewünschte
Temperatur erhitztes Gas strömen läßt.
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Die Seiten des Spannrahmens divergieren scharf unter Ausbildung eines
Rechteckverhältnisses von etwa 6: 1 bis 12:1, vorzugsweise etwa 8 : 1.
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Die vierte Ofenzone stellt die eigentliche Wärmezone oder Heißfixierzone
dar, in welcher die quergereckte Verbundfolie, während sie unter Quer- und Längsspannung
gehalten wird, der Einwirkung einer erhöhten Temperatur im Bereich von etwa 149
bis 1770 C, vorzugsweise etwa 1630 C, unterliegt.
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Nach der Heißfixierung wird die weiter unter Spannung stehende Verbundfolie
durch Anblasen von Luft auf eine Temperatur in der Nähe der Umgebungstemperatur,
d. h. etwa 27 bis 49D C, abgekühlt.
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Nach dem Verlassen des Spannrahmens durchläuft die freigegebene Polypropylenverbundfolie
einen Satz Beschneidmesser, mit denen die nicht gereckten Kanten entfernt werden,
die sich in den Klemmen des Spannrahmens befanden, worauf das Verbundmaterial in
herkömmlicher Weise aufgewickelt wird. Das erhaltene
Verbundmaterial
besitzt zwischen seinen Schichten eine außerordentlich starke Haftung, und die orientierte
Polypropylen-Verbundfolie kann auf Grund ihrer dünnen Außenschicht aus heißsiegelbarem
Thermoplast unter Verwendung gewöhnlicher Heißsiegelwerkzeuge direkt heißgesiegelt
werden, ohne daß man irgendwelche besonderen Vorbehandlungen oder Überzüge benötigt.
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Man kann andererseits auch die in innige Berührung mit einer heißsiegelbaren
Thermoplastikfolie gebrachte Polypropylengrundfolie in Maschinen- oder Längsrichtung
recken. Dabei sind die Apparatur- und Arbeitsbedingungen, bei denen die Schichtfolie
die Längsorientierung erhält, mit denjenigen identisch, die bei der Längsorientierung
der Polypropylengrundfolie Anwendung finden, wenn die heißsiegelbare Thermoplastfolie
mit der Polypropylenfolie nach Längsorientierung und vor Querorientierung zusammengebracht
wird. Die Längs orientierung wird im allgemeinen bei einer Temperatur im Bereich
von etwa 93 bis 1490 C und vorzugsweise etwa 110 bis 1320 C durchgeführt. Man reckt
die Schichtfolie bei der Längsorientierung um etwa 20 bis 3000/0, vorzugsweise etwa
30 bis 60°/o, bzw. auf ein Reckverhältnis in der Längsrichtung von etwa 1,2:1 bis
3:1.
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Die Längsorientierung wird im allgemeinen mit einer Vorrichtung bewirkt,
die eine Gruppe in geringen Abständen angeordneter paralleler Walzen (im allgemeinen
als »langsame« Walzen bezeichnet) und darauffolgend eine Gruppe in geringen Abständen
angeordneter paralleler Walzen aufweist, die mit höherer Geschwindigkeit angetrieben
werden (»schnelle« Walzen). Die langsamen Walzen werden durch Hindurchleiten erhitzten
Öls oder unter Verwendung anderer Heizmedien auf einer erhöhten Temperatur von etwa
93 bis 1770 C gehalten. Die schnellen Walzen sind im allgemeinen zur Hindurchleitung
von Kühlwasser ausgebildet und können unter Kühlung oder im neutralen Zustand laufen
gelassen werden.
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Die Temperatur der Schichtfolie beim Längsrecken liegt an dem Punkt,
an dem die eigentliche Reckung erfolgt, im allgemeinen zwischen etwa 104 und 1490
C. Die Reckgeschwindigkeit kann in Abhängigkeit von Faktoren wie der speziellen
Zusammensetzung der Folien, die zu laminieren sind, der jeweils eingesetzten Vorrichtung,
dem zu erreichenden Längsorientierungsgrad, der gewünschten Dicke der orientierten
Polypropylen-Verbundfolie und dem gewünschten Ausgleich der physikalischen und optischen
Eigenschaften sehr verschiedene Werte haben.
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Sie liegt im allgemeinen zwischen etwa 3 und 305 m/Min., wobei ein
Bereich von etwa 30 bis 122 m/Min. bevorzugt wird.
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Das erhaltene orientierte Verbundmaterial besitzt eine außerordentlich
starke Haftung zwischen seinen Schichten und kann unter Verwendung gewöhnlicher
Erhitzungsvorrichtungen heißgesiegelt werden, ohne daß irgendeine besondere Vorbehandlung
oder Überzugsbehandlung notwendig ist.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die heißsiegelbare Thermoplastfolie
auf die biaxial orientierte Polypropylenfolie nach dem Austreten aus dem Spannrahmen
aufgebracht. Die Folienschichtung selbst wird dann in Längsrichtung gereckt, indem
man sie über eine Reihe langsamer und schneller Walzen führt. Die Umlaufgeschwindigkeiten
der Walzen werden so eingestellt, daß die Folienschichten auf ein Rechteckverhältnis
von etwa 1,3 bis 4,0, vor-
zugsweise von etwa 2,0 bis 3,0, gereckt werden. Der Betrag
der Längsreckung, der zu der gewünschten biaxial orientierten Verbundfolie führt,
hängt von den jeweils zu laminierenden Folienkombinationen ab. Bei einem Polypropylen-Polyäthylen-Verbundmaterial
wird ein Längsreckverhältnis von etwa 2,0 bis 3,0 bevorzugt. Dieses spezielle Verbundmaterial
zeichnet sich über die ausgezeichnete Haftung zwischen seinen Schichten hinaus dadurch
aus, in Längswie auch Querrichtung ungefähr den gleichen Orientierungsgrad zu besitzen
und in beiden Richtungen ungefähr gleiche Eigenschaften wie Zugfestigkeitsmodul,
Zugfestigkeit, Dehnung, Schlagzähigkeit und Schrumpfkraft aufzuweisen, wobei auch
die Doppelbrechung praktisch beseitigt ist.
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Die Polypropylen-Grundfolie für die Zwecke der Erfindung läßt sich
nach verschiedenen bekannten, technischen Methoden erhalten, z. B. unter Spritzen
einer Schlauchfolie, Auspressen einer Flachfolie in einem Gießvorgang oder Kalandrieren.
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Vorzugsweise werden als Material für die heißsiegelbaren Thermoplastfolien
Materialien wie Polyathylen, Polyäthylenmischpolymeris ate, Polyallomere, Polystyrol,
Polyvinylchlorid, Polyvinylenchorid oder andere modifizierte Polyvinylidenchlorid-Folien,
Polyvinylalkohol, Vinylacetat-Athylen-Mischpolymerisate, Nitrocellulose und Gemische
und Mischpolymerisate derselben verwendet. Man kann jedoch für die Zwecke der Erfindung
als heißsiegelbare Thermoplastfolie jede Folie verwenden, die bei einer Temperatur
unter dem Erweichungspunkt der Polypropylen-Grundfolie heißsiegelbar ist. Das Polyäthylen
hat sich auf Grund seiner guten Heißsiegeleigenschaften als besonders günstig für
die Herstellung der Verbundfolie gemäß der Erfindung erwiesen.
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Die folgenden Beispiele betreffen die Laminierung von Polypropylenfolie
mit verschiedenen thermoplastischen Materialien.
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Beispiel 1 Aufbau eines Polyäthylen-Polypropylen-Verbundmaterials
Eine Polypropylen-Grundfolie von ungefähr 0,127 mm Dicke wird in herkömmlicher Weise
hergestellt, indem man eine Polypropylen-Schmelzenbahn in ein Wasserbadsystem auspreßt;
die Auspreßgeschwindigkeit beträgt etwa 53,3 m/Min. Die Folie wird dann vorerhitzt
und längsgereckt, indem man sie über eine Reihe von auf etwa 1350 C erhitzten Walzen
führt. Unmittelbar hierauf werden auf die Grundfolie zwei Polyäthylen-Endlosfolien
beidseitig aufgeführt, die sich auf benachbart der Ober- und Unterseite der Polypropylenbahn
angeordneten Rollen befinden. Die Dicke der Polyäthylenfolien beträgt ungefähr 0,018
mm. Der Schichtstoff zeigt in diesem Stadium des Verfahrens eine sehr schlechte
Haftung, wobei die Polyäthylenschicht etwas dazu neigt, sich von dem Polypropylen
zu lösen und um die in dem System vorhandenen leerlaufenden Walzen zu wickeln. Das
Schichtmaterial läßt sich-leicht entschichten, indem man es einfach von Hand auseinanderzieht.
Dieses Anfangsfolienmaterial wird in einen von einem Ofen umschlossenen Spannrahmen
eingeführt. Die Folienschichten werden im Ofen durch
aufgeleitete
Luft auf eine Temperatur von etwa 1490 C vorerhitzt. Die Folienkombination wird
bei einer Reckgeschwindigkeit von etwa 8400 0/o/Min. in der Querrichtung auf das
7,7fache ihrer ursprünglichen Breite gereckt.
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Die erhaltene Folie besitzt folgende Eigenschaften: Tabelle I Durchschnittliche
Dicke, mm 0, 02327 0,02327 Trübung, % ................................. 0,6 Glanz,
% ................................... 80,5 Zugschlagzähigkeit, MR*), kg/cm2 ...
1160 Festigkeit an der Streckgrenze, MR*), kg/cm2 ....................................
267,2 Zugfestigkeit, MR *), kg/cm2 . . . . . . . . 405,0 E-Modul, MR*), kg/cm2 .....................
9970 Heißsiegelfestigkeit**), g/cm . . . . . . . . 86,5 *) MR = Maschinen- oder
Längsrichtung.
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**) Heißsiegelung bei 1210 C und 4,6 g/cm2 und 31/2' 5e kunden Einwirkungszeit;
eine Kontrollprobe aus nicht laminiertem, orientiertem Polypropylen ist bei diesen
Siegelbedingungen überhaupt nicht siegelfähig.
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Wie die Werte der Tabelle II zeigen, besitzt das erfindungsgemäß
erhaltene, orientierte Verbundmaterial vom Beispiel 1 eine ausgezeichnete Siegelfestigkeit,
während sich das nicht orientierte Schichtmaterial unter Aufwandung einer vernachlässigbar
kleinen Kraft entschichten läßt und orientiertes, nicht laminiertes Polypropylen
praktisch nicht siegelfähig ist.
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Man stellt dabei Niederdruck-Heißsiegelungen unter
Erhitzung der Folie
auf 1160 C und Einwirkung eines Drucks von 4,6 g/cm2 bei einer Einwirkungsdauer
von 3'/2 Sekunden und Hochdruck-Kräuselsiegelungen bei 2,8 kg/cm2, 110 bis 1270
C und 10 Sekunden Einwirkungsdauer her. Die Heißsiegelfestigkeit wurde mittels eines
Teststreifens von 2,5 cm Breite ermittelt und ist in Gramm pro linearem Zentimeter
dieses Teststreifens angegeben.
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Tabelle II Siegelfestigkeit in glcm
| Probe Längsrichtung Querrichtung |
| Niederdruck-Heißsiegelung (1160 C, 4,6 g/cm2, 3,5 Sekunden) |
| Orientierte Verbundfolie ............. .................. 54
+ 28010 79*) |
| Nicht orientiertes Schichtmaterial ............... ...............
Entschichtung Entschichtung |
| Orientiertes, nicht laminiertes Polypropylen ...............
nicht siegelfähig nicht siegelfähig |
| Hochdruck-Kräuselsiegelung (1270 C, 2,8 kg/cm2, 10 Sekunden) |
| Orientierte Verbundfolie ....................... ........ 158 |
| Nicht orientiertes Schichtmaterial .................... ...........
Entschichtung |
| Orientiertes, nicht laminiertes Polypropylen .. ............................
nicht siegelfähig |
| *) Die Folie reißt vor Versagen der Siegelung. |
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Beispiel 2 Man arbeitet wie im Beispiel 1 mit der Abänderung, daß
die Polypropylen-Grundfolie mit Polyäthylenfolien von 0,0127 mm Dicke laminiert
wird.
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Die erhaltene Verbundfolie besitzt folgende Eigenschaften: Tabelle
III Durchschnittliche Dicke, mm .. 0,01344 Trübung, %..................................
1,30 Glaz, %..................................... 88,70 Zugschlagzähigkeit, MR,
kg/cm2 ............. 2030 Festigkeit an der Streckgrenze, MR, kg/cm2.. ..............................
.. 274,9 Zugfestigkeit, MR, kg/cm2 . ..... 302,3 E-Modul, MR, kg/cm2 .... 10476
Heißsiegelfestigkeit, g/cm . 64 Die Heißsiegelung erfolgt bei den gleichen Bedingungen
wie im Beispiel 1; eine Kontrollprobe aus
nicht laminiertem orientiertem Polypropylen
ist bei diesen Siegelbedingungen praktisch nicht siegelfähig.
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Die vorstehenden Beispiele zeigen somit, daß sich bei den orientierten
Verbundprodukten gemäß der Erfindung ausgezeichnete Heißsiegelfestigkeiten erhalten
lassen, ohne daß man die kostspieligen und zeitraubenden Überzugs- und sonstigen
Behandlungen des Standes der Technik benötigt. Das heißsiegelbare Polypropylen-Verbundmaterial
wird ferner erhalten, ohne daß größere Veränderungen der Vorrichtung bzw. des Verfahrens
nötig sind, mit denen nicht laminierte orientierte Polypropylenfolien hergestellt
werden.
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Das folgende Beispiel erläutert die Anwendbarkeit auch anderer heißsiegelbarer
Thermoplastfolien als Polyäthylenfolien bei dem erfindungsgemäßen Laminierverfahren.
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Beispiel 3 Die Arbeitsweise vom Beispiel 1 wird mit der Abänderung
wiederholt, daß man an Stelle von Polyäthylenfolie
zur beidseitigen
Laminierung der Polypropylen-Grundfolienbahn Propylen-Athylen-Polyallomerfolien
mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,018 mm verwendet. Der Begriff der Polyallomeren
« wird zur Identifizierung einer Klasse von Polymerisaten im Unterschied von Homo-
oder Mischpolymerisaten verwendet; diese Polymerisate sind ein Beispiel für die
Allomerie, die in der Polymerisatchemie eine Konstanz der Kristallform bei variierender
chemischer Zusammensetzung definiert.
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Polyallomere sind kristallin, unterscheiden sich von den im Handel
befindlichen kristallinen Homopolymerisaten jedoch darin, von zwei oder mehr Monomeren
(im vorliegenden Beispiel Propylen und Äthylen) gebildet zu werden und eine überlegene
Kombination von physikalischen Eigenschaften zu besitzen (vgl. H. J. H a g e m e
y er, »New Plastic: Polyallomers « in : >Modern Plastic«, Juni 1962).
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Die erhaltene Polypropylen-(Äthylen-Propylen-)-Polyallomer-Verbundfolie
ergibt folgende Eigenschaften: Tabelle IV Durchschnittliche Dicke, mm ..... 0,015
Trübung, %................................. 1,3 Glanz, % 0/o 84,9 Zugschlagzähigkeit,
MR, kg/cm2 960 Festigkeit an der Streckgrenze, MR, kg/cm2 .................................
367,0 Zugfestigkeit, MR, kg/cm2 . . . . . . . . . . 682,0 E-Modul, MR, kg/cm2 ...................
13921 Heißsiegelfestigkeit, g/cm ................................. 98 Die Heißsiegelfestigkeit
ist an einer Heißsiegelung bestimmt, die bei 1770 C und 4,6 g/cm2 Druck und einer
Verweilzeit von 3,5 Sekunden hergestellt worden ist. Nicht lamellierte orientierte
Polypropylenfolie ergibt bei den gleichen Siegelbedingungen eine Heißsiegelfestigkeit
von 12 g/cm.
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Die Erfindung stellt auf diese Weise ein wirtschaftliches Verfahren
zur Herstellung verhältnismäßig dünner Schichten aus heißsiegelbarem festhaftendem
Material auf Polypropylenfolien zur Verfügung.