DE1546808A1

DE1546808A1 - Mehrschichtenfolie

Info

Publication number: DE1546808A1
Application number: DE19631546808
Authority: DE
Inventors: Eodice Robert Alfred; Dixler Daniel Sylvan
Original assignee: Air Reduction Co Inc
Current assignee: Airco Inc
Priority date: 1962-02-15
Filing date: 1963-02-14
Publication date: 1970-11-05
Also published as: FR1348115A; US3136657A; GB960204A

Description

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TELEFON S 8487

1 Bgi/Ga - A 709 1546808

AIR REDUCTION COMPANY, INCORPORATED

150 East 42nd Street New York 17, New York /USA

Mehrschichtenfolie

Ea wurde schon früher eine Anzahl von beschichteten transparenten Kombinationsfolien zur Verwendung als Verpackungsfolien beschrieben. Während einigen diese Folien eine geringe Durchlässigkeit für Sauerstoff zugeschrieben wird, ist die Durchlässigkeit dennoch nicht gering genug, um die Lagerung leicht verderblicher Lebensmittel über längere Zeiträume zu gestatten. Beispielsweise verlieren manche Lebensmittel wie Schabefleisch, Lunche on-lle at und Käse in verhältnismässig kurzer Zeit an Wert, wenn sie in die bis -Jt^t bekannten beschichteten Plastikfolien eingewickelt werden.

Ein Ziel der Erfindung ist die Entwicklung einer beschichteten transparenten Plastikfolie, die eine außerordentlich geringe Saueretoffdurchlässigkeit besitzt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Entwicklung einer Verpackungsfolie, die eine Trägerfolie aus Polyvinalalkohol mit geringer Sauerstoffdurohläösigkeit besitzt.

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Es ist ferner ein Ziel der Erfindung, eine Folie zu entwickeln, die eine Trägerfolie aus Polyvinylalkohol und eine darauf haftende Beschichtung aus Vinylidenohlorid-Vinylchlorid Copolymeren enthält.

Diese und weitere Ziele sind aus der Patentschrift ersichtlich.

Die erfindungsgemäßen, für Verpackungszwecke, verwendeten Kombinationsfolien bestehen aus einer dünnen, flexiblen Trägerfolie aus Polyvinylalkohol, die beschichtet ist mit einem Polymerengemisch, welches im wesentlichen aus etwa 90 bis 95$ eines Copolymeren aus etwa 50 bis 75$ Vinylidenchlorid und 25 bis 5096 Vinylchlorid und etwa 5 bis 10$ eines Terpolymeren aus etwa 75 bis 94,59ε Vinylchlorid, 5 bis 24,5# Vinylacetat und 0,5 bis 5# einer Verbindung aus der G-ruppe ungesättigter Carbonsäuren der Äthylenreihe und deren Anhydriden besteht.

Polyvinylalkohol ist ein sehr geeignetes Trägermaterial für Verpackungsfolien, weil es verglichen mit anderen Materialien wie "Cellophan", die zur Zeit für Verpackungszwecke gebräuchlich sind, eine geringe Säuerstoffdurchlässigkeit besitzt» '

Polyvinylalkohol hat auoh eine gut· Zugfestigkeit, Dehnbarkeit, Reiß- und Scheuerfestigiceit und läit sich leicht

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mit Hilfe der üblichen Wärme- und Vakuumtechniken verformen. Unbeschiohteter Polyvinylalkohol eignet aich jedoch nicht zur allgemeinen Verwendung als Verpackungsfolie, weil die Sauerstoffdurchlässigkeit des Materials zunimmt, wenn die Folie einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Es ist daher notwendig, die Trägerfolie aus Polyvinylalkohol mit einem Material zu beschichten, das sie vor dem Wasserdampf in der

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Luft schützt, um ihre Eigenschaft der Sauerstof/durchlässigkeit zu erhalten.

Vinylidenchlorid-Vinylohlorid Copolymere bilden ausgezeichnete Beschichtungen für transparente Verpackungsfolien, weil sie die Sauerstoffdurchlässigleit der Folie merklich verbessernund die Folie vor Berührung mit Feuchtigkeit schützen, wodurch sie auch die Undurchlässigkeit für Wasserdampf verbessern. Copolymere aus Vinylidenohlorid-Vinylchlorid lassen sich jedoch nicht leicht mit Polyninylalkohol verkleben und Folien aus Polyvinylalkohol, die mit einem Vinylidenchlorid-Vinylchlorid Copolymeren beschichtet sind, werden in Abwesenheit eines Bindemittels leicht delaminiert.

Es wurde erfindungsgemäß "festgestellt, daß ein Polymerengemisch, welches eine kleine Menge eines Terpolymers aus Vinylchlorid, Vinylacetat und einer Verbindung

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aus der Gruppe ungesättigter aliphatischer Carbonsäuren der Äthylenreihe und deren Anhydriden als Beimischung zu einem Vinylidenchlorid-Vinylchlorid Gopolymeren enthält, leicht auf Polyvinylalkohol haftet, wodurch eine "beschichtete Folie mit einer hervorragenden Undurohlässigleit für Sauerstoff und einer befriedigenden Undurchlässigisit für Wasserdampf erhalten wird. Das Terpolymere bildet nur etwa 5 bis 10 Gew.$ des Polymerengemisches, das übrige ist Vinylidenchlorid—Vinylchlorid Copolymeres. Die Menge an Terpolymerem sollte nicht viel mehr als 10$ des Polymerengemisches betragen, weil größere Mengen die Uhdurchlässigkeit der Folie für Wasserdampf nachteilig. beeinflussen.

Das Vinylidenchlorid-Vinylchlorid Copolymere enthält etwa 50 bis 75 Gew.$ Vinylidenchlorid und umgekehrt etwa 25 bis 50$ Vinylchlorid. Ein ausgezeichnetes Copolymeres zur erfindungsgemäßen Verwendung ist ein Copolymeres aus etwa 60 Gew.$ Vinylidenchlorid und etwa 40$ Vinylchlorid,, Dieses Copolymere ist im Handel unter dem Namen "Geon 222" erhältlich und wird von der B. F. Goodrich Co·,.Akron, Ohio, hergestellt und vertrieben.

Das Terpolymere enthält etwa 75 bis 94»5 Gew.$ Vinylchlorid, etwa 5 bis 24,5$ Vinylacetat und etwa 0,5 bis 5$ einer Verbindung aus der Gruppe ungesättigter aliphatischer

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Säuren der Äthylenreihe und deren Anhydriden. Die ungesättigte Säure oder das Anhydrid ist vorzugsweise eine Verbindung mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen wie\Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Itaoonsäure und ähnliche. Maleinsäureanhydrid ist eine bevorzugte Verbindung. Die ungesättigte Säure oder das Anhydrid ist ein wesentlicher Bestandteil des Terpolymeren, der die Affinität des Polymerengemische zu der Trägerfolie aus Polyvinylalkohol herstellt. Ausgezeichnete Terpolymere zur Verwendung als Komponenten des Polymerengemisches sind ein Terpolymeres, das etwa 86$ Vinylchlorid, 11$ Vinylacetat und 3$ Maleinsäureanhydrid enthält und von der B. 1. Goodrich Go₀ unter dem Handelsnamen "Geon 443" hergestellt und vertrieben wird, sowie ein Terpolymeres aus etwa 86$ Vinylchlorid, 13$ Vinylacetat und 1$ Maleinsäureanhydrid, das von der Union Carbide Corporation, New York, New York, unter dem Handelsnamen "Vinylite VMCH" hergestellt und vertrieben wird.

Die bevorzugte Beschichtungsdicke bei den erfindungsgemäßen folien liegt etwa 2,5 μ bis etwa 6,3 μ. Die Folie kann auf einer Seite oder auf beiden Seiten beeohiohtet werden j das letztere 1st vorzuziehen» Die Dicke der Trägerschicht aus Polyvinylalkohol ist nicht kritisch und liegt gewöhnlich in der Größenordnung von etwa 20 bis 30 μ,

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Die Beschichtung kann auf die Trägerfolie aus Polyvinylalkohol in bekannter Weise aufgebracht werden. Beispielsweise können Vinylidenchlorid-Vinylchlorid Oopolymeres und Terpolymeres zusammen in den "bei der Beschichtung gewünschten Anteilen (d* h. etwa 5 bis 10$ Terpolymeres, das übrige Yinylidenohlorid-Vinylchlorid Copolymeres) in einem inerten organischen Lösungsmittel gelöst werden· Methyl-äthyl-keton ist ein bevorzugtes Lösungsmittel; andere geeignete Lösungsmittel enthalten Methyl-isobutylketon, Äthylacetat, Tetrahydrofuran und ähnliche. Die Lösung kann in jeder beliebigen Konzentration hergestellt werden, davon hängt die Dicke der gewünschten Beschichtung ab. Ein Substanzgehalt von etwa 15 bis 25% ist für die meisten Anwendungszwecke geeignete Die Lösung kann auf die Trägerfolie aus Polyvinylalkohol mit Hilfe einer gebräuchlichen BeSchichtungsanlage aufgebracht werden« Die folie wird dann vorzugsweise bei einer gewünschten Temperatur getrocknet, d. h. bei etwa 40 - 110 C

Die Erfindung soll nun hinsichtlioh ihrer spezifischen Anwendungsformen an Hand der folgenden Beispiele erläutert werden.

Beispiel 1

Eine dünne transparente Folie aus zu 99»9$ hydrolisiertem Polyvinylalkohol, die eine Dioke von etwa 20 u hatte und

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mit 4 Teilen Glycerin" auf 100 Teile Polyvinylalkohol plastifiziert war, wurde auf beiden Seiten nacheinander mit einer Lösung eines Vinylidenehlorid-Vinylohlorid Copolymeren und eines Vinylchlorid-Yinylaoetat-Maleinsäureanhydrid-Terpolymeren in Methyl-äthyl-keton "besohiohtet. Der ffesamtsubstanzgehalt der Lösung betrug 20 G-ew*$ und das Grewichtsverhältnis von Copolymerem zu Terpolymeren war 15«1 (äquivalent zu einem Substanzgehalt von 94$ Oopolymerem und 6$ Terpolymerem)„ Das Copolymere enthielt etwa 6O96 Vinylidenchlorid und 40$ Vinylchlorid und wird unter dem Handelsnamen "G-eon 222" verkauft Das Terpolymere enthielt etwa 86$ Vinylchlorid, 11$ Vinylacetat und 3$ Maleinsäureanhydrid und wird unter dem Handelsnamen "G-eon 443" verkauft. Die Folie wurde bei 8O⁰C etwa 2 Minuten lang im Ofen getrocknet, nachdem jede Seite beschichtet warο

Die Sauerstoffdurchlässigkeit der beschichteten Folie betrug 0,45 ml/M /Tag bei 22°C und 50$ relativer Luftfeuchtigkeit und 1,20 ml/m /Tag bei 22⁰C und 90$ relativer Feuchtigkeit. Die Durchlässigkeit für Wasserdampf lag bei 10»5 g/m²/Tag bei 22⁰C. Die Sauerstoffdurchlässigkeit wurde gemessen durch Diffusion von Sauerstoff durch die Folie von einer im wesentlichen reinem Säuerstoffatmosphäre zu einer sauerstofffreien Atmosphäre, wobei der G-esamtdruck ijemls eine Atmosphäre bei der angegebenen Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit Tietrug. Die WaBserdampfdurchlässigkeit wurde durch

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Durchgang von Wasserdampf durch die Folie von einer Umgebung mit 100#iger relativer Feuchtigkeit zu einer Umgebung mit 5O$iger relativer Feuchtigkeit gemessen.

Es zeigte sich, daß die Haftfestigkeit der BeSchichtungen auf der Trägerschicht zufriedenstellend war. Zwei Tests, der "Cellophanbandtest" und der Heißsiegeltest wurden zum Messen der Haftfestigkeit verwendet» Bei dem ersten dieser Tests wurde ein Stück Cellophanklebestreifen auf die Oberfläche der Folie aufgedrückt und dann ruckartig abgerissen, wobei keine Delaminierung erfolgte. Bei dem zweiten Test wurden zwei Folienstücke durch Anwendung von Hitze und Druck miteinander versiegelt und nach dem Abkühlen auseinandergerissen. Die Versiegelung wurde dabei gelöst, wobei nur eine geringe Delaminierung an der Siegelstelle aber keine Delaminierung an einer anderen Stelle erfolgte«, Auch die Heißsiegelfestigkeit erwies sich als zufriedenstellend.

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei aber das Verhältnis von Vinylldenchlorid-Vinylchlorid Oopolymerem zu Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäureanhydrid-Terpolymerem 85:15 betrug. Die Wasserdampfdurchlässigkeit lag bei 19 g/m /Tag bei 22⁰O, ein Wert, der zu hoch ist um den Durchtritt von Wasserdampf durch die Folie zu verhindern..

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Beispiel 2

Das Verfahren nach'Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei aber das Terpolymere in der Beschichtung ■etwa 86% Vinylchlorid, 15% Vinylacetat und 1% Maleinsäureanhydrid enthielt, ein Material, das von der Union Carbide Corporation unter dem Handelsnamen "Vinylite VMCH" vertrieben wird. Es wurde eine beschichtete Polyvinylalkohol-Folie erhalten, die der nach Beispiel 1 hergestellten ähnlich war';«

Es sind noch mancherlei Variationen denkbar, wie für den lachmann leicht zu ersehen ist. Es können beispielsweise gebräuchliche Additivs in die BeSchichtungsmasse eingebracht v/erden, um das Gleiten zu verbessern. Die statische Aufladung kann bei den erfindungßgemäßen Folien mit Hilfe der üblichen Mittel verhindert werden, z.B. durch Behandeln der Folie mit einer verdünnten wässrigen oder alkoholischen Lösung eines oberflächenaktiven Mitteln v/ie Glyceryl-mono-oleat. Weitere Variationen Ti ο Π on für den Fo.chmnnn nur eier Ifend.

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Claims

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Patentansprüche

1-. Mehrschichtenfolie, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägerfolie aus Polyvinylalkohol auf wenigstens einer Seite mit einem Polymerengemisch beschichtet ist, das im wesentlichen aus etwa 90 bis 95% eines (/©polymeren von etwa 50 "bis 75% Vinylidenchlorid und 25 bis 50% Vinylchlorid und aus etwa 5 bis 10% eines Terpolymeren von etwa 75 bis 94-,5% Vinylchlorid, 5 bis 24,5% Vinylacetat und 0,5 bis 5% einer ungesättigten aliphatischen Carbonsäure oder deren Anhydrid besteht.

2. Mehrschichtenfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Terpolymere von Maleinsäureanhydrid abgeleitet ist.

J.Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtenfolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß _% auf die Trägerfolie eine Lösung des Pcflymerenpmisches in einem inerten organischen Lösungsmittel aufgebracht und das beschichtete Material getrocknet wird.

4. Vorfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß fl.·. Lösungsmittel Methyl-äthyl-keton verwendet wird.

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