DE1569152C3

DE1569152C3 - HeiBsiegelfähige Folie

Info

Publication number: DE1569152C3
Application number: DE1569152A
Authority: DE
Inventors: Mario Angeletti; Franco Barbieri Hermitte
Original assignee: Montecatini Edison SpA
Current assignee: Montedison SpA
Priority date: 1963-04-22
Filing date: 1964-04-13
Publication date: 1975-02-06
Also published as: SE311847B; DE1569152B2; NL6403884A; BE646857A; DE1569152A1; GB993234A; ES298542A1; AT244602B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf heißsiegelfähige Folien, die zur Herstellung von Behältern, Umschlägen, Säcken, Gefäßen und im allgemeinen für Gegenstände für die Verpackungsindustrie verwendet werden können.

Es wurden bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von Folien aus kristallinen «-Olefinpolymeren, insbesondere aus Polypropylen, die aus isotaktischen Makromolekülen bestehen und mit Hilfe von stereospezifischen Katalysatoren hergestellt wurden, beschrieben.

Weiterhin wurde die Herstellung von in einer oder zwei Richtungen verstreckten Folien nach verschiedenen Verfahren beschrieben.

Es ist auch bekannt, daß die Eigenschaften der Heißsiegelfähigkeit, der Undurchlässigkeit u. dgl. verbessert werden können, wenn man die Folien mit Stoffen, die die vorstehend beschriebenen gewünschten Eigenschaften mitbringen, überzieht. Zur Herstellung dieses Überzugs wird die Überzugsschicht im allgemeinen im geschmolzenen Zustand auf die Trägerfolie ausgepreßt (Extrusionsüberziehen); ein anderes Verfahren ist die sogenannte Schichtung (Laminierung) von zwei Folien mit oder ohne Klebstoff dazwischen. Nach einem anderen Verfahren wird das in einem geeigneten Lösungsmittel gelöste Überzugsmittel aufgesprüht; diesem Überzugsmittel kann ein Haftmittel zugesetzt werden, das die Adhäsion des Überzugs auf dem Träger erleichtert. Außerdem kann die Trägerfolie mit chemischen Mitteln, kontinuierlichen, nicht durchschlagenden elektrischen Entladungen oder Flammen vorbehandelt werden.

Weiterhin ist die Verwendung von Vinylidenchlorid-Acrylsäure-Copolymeren als heißsiegelfähiger Überzug für Zellglas, Polyolefine und Polyesterfilme bekannt.

Bei der Anwendung dieser Copolymeren als heißsiegelfähige Schicht auf Folien aus kristallinen a-Olefinpolymeren, insbesondere Folien aus Polypropylen mit vorwiegend isotaktischer Struktur, wurde gefunden, daß der Überzug auch ohne Verwendung von Haftmitteln einen beträchtlichen Adhäsionsgrad auf der Polypropylenfolie besitzt (Widerstand der Schweißverbindung 130 bis 150 g/cm), insbesondere wenn die Folie an ihrer Oberfläche vorher z. B. mit elektrischen Entladungen, Oxydationsmitteln vorbehandelt wurde.

Polypropylenfolien, die mit Vinylidenchlorid-Acrylsäure-Copolymeren überzogen sind, zeigen aber immer noch eine zu hohe Hafttendenz (Haftung 2. Grades gemäß ASTMD 1146-53 bei 43°C, Koeffizient der statischen Reibung >2,5, gemessen mit einem T. M. L. slip tester, testing Machine Instruments), und daher ist ihre Verwendung bei der Herstellung von z. B. kleinen Säckchen und Wickelfolien, wobei die überzogenen Folien von Rollen abgezogen werden, schwierig, wenn nicht unmöglich.

Gegenstand der Erfindung ist eine heißsiegelfähige Folie, die keine Haftungserscheinungen zeigt, bestehend aus einer Trägerfolie entweder aus Polypropylen mit überwiegend isotaktischer Struktur, aus Polyäthylenterephthalat oder aus Zellglas und einem Überzug aus einer Mischung aus einem Vinylidenchlorid-Acrylsäure-Copolymeren und 10 bis 30 Gewichtsprozent chloriertem Polypropylen, wobei ein chloriertes Polypropylen mit einem Chlorgehalt zwischen 37 und 68% und ein Vinylidenchlorid-Acrylsäure-Copolymeres mit 90% Vinylidenchlorid verwendet worden ist.

Durch den Zusatz von chloriertem Polypropylen zu Vinylidenchlorid-Acrylsäure-Copolymeren erhält man Überzüge, die beispielsweise den Polypropylenfolien eine Festigkeit der Schweißverbindung von mehr als 170 g/cm erteilen (wenn beide Oberflächen überzogen sind), wobei die Folien keine Tendenz zur Haftung zeigen.

Der Überzug kann auf eine oder beide Seiten der in einer oder zwei Richtungen verstreckten Trägerfolie auf beliebige Weise aufgebracht werden.

Der Überzug kann nach bekannten Verfahren aus Lösungen oder Dispersionen der Überzugsmischungen in organischen Lösungsmitteln oder Wasser, insbesondere durch Aufsprühen oder Eintauchen, aufgebracht werden. Als Lösungsmittel können Ketone, Ester, aromatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Lösungsmittel, Tetrahydrofuran u. dgl. entweder allein oder in Mischung miteinander verwendet werden. Die Mischungen können, wenn gewünscht, färbende Stoffe und Pigmente, Stabilisatoren und kleine Mengen an Gleitmitteln enthalten.

Erfindungsgemäß werden als Vinylidenchlorid-Acrylsäure-Copolymere solche verwendet, die 90 % Vinylidenchlorid enthalten, ein Molekulargewicht zwischen 5000 und 50 000 und einen Schmelztemperaturbereich zwischen 100 und 150° C zeigen und mit radikalischen Katalysatoren hergestellt wurden.

Die erfindungsgemäß verwendeten chlorierten Polypropylene sind solche mit einem Chlorgehalt zwischen 37 und 68%. Sie werden erhalten durch Chlorierung von amorphem Polypropylen mit einer Grenzviskosität, bestimmt in Tetrahydronaphthalin bei 135° C, von weniger als 1.

Die Überzugsmischung enthält 10 bis 30 Gewichtsprozent (bezogen auf die Mischung) an chloriertem Polypropylen.

Die Stärke des Überzugs auf der Trägerfolie kann zwischen 0,5 und 20, vorzugsweise zwischen 1 und 15 μ, schwanken.
Der Adhäsionsgrad des Überzugs auf der Trägerfolie wird gemessen, indem man ein Stück selbstklebendes Celluloseband unter Druck auf die überzogene Folie preßt und es dann schnell von der Oberfläche abzieht. Überzüge mit ausgezeichneter Adhäsion sollen dabei fest an der Trägerfolie haftenbleiben; Überzüge mit schlechterer oder schlechter Adhäsion werden dagegen teilweise oder völlig von der Trägerfolie abgezogen.
Die Adhäsion wird weiterhin gemessen am »Schäl-

test«, indem man mit Hilfe eines Dynamometers die Zugfestigkeit der Verschweißung bestimmt.

Die Werte eines derartigen Schältests werden als gut bezeichnet, wenn sie 80 g/cm überschreiten. Es wird darauf hingewiesen, daß die Werte der Widerstandsfähigkeit der Verschweißung auf die Art der Anwendung bezogen werden müssen, für die die Folie bestimmt ist. So ist beispielsweise ein Wert von 80 g/cm als sehr guter Wert zu betrachten, wenn eine Folie ver- ■. schweißt wird, die Zigaretten enthalten soll. Wenn die überzogene Folie dagegen z. B. Reis oder Zucker enthalten soll, wird eine höhere Widerstandsfähigkeit der Schweißverbindung gefordert.

Die heißsiegelfähige Folie gemäß der Erfindung zeigt weiterhin gute Transparenz, eine hohe Gleitfähigkeit und ist nicht klebrig.

Der Haftungswert wurde bestimmt gemäß ASTM D 1146-53 bei 43° C in einem trockenen Raum als »Kohäsionshaftung« zwischen zwei überzogenen Flächen.

Gemäß dieser ASTM-Beschreibung wird der Haftungswert wie folgt definiert:

1. Frei (keiner): Wenn die Musterstücke ohne jede Anstrengung getrennt werden können.

2. Haftung 1. Grades: Die Trennung erfolgt mit gewisser Anstrengung, jedoch ohne jegliche Veränderung der Musterstücke.

3. Haftung 2. Grades: Die Trennung erfolgt schwierig und bewirkt Veränderungen der Muster.

Die Trägerfolien, auf die erfindungsgemäß ■heißsiegelfähige Überzüge aufgebracht werden, bestehen aus Folien aus Polypropylen mit überwiegend isotaktischer Struktur, das mit stereospezifischen Katalysatoren hergestellt wurde, sowie aus Polyäthylenterephthalat oder Zellglas. Die Polymeren können vor ihrem Verpressen zu Folien mit Stabilisatoren, Gleitmitteln, Farbpigmenten, antistatischen Mitteln oder Füllstoffen vermengt werden.

Beispiel 1

Eine verstreckte Folie, erhalten durch Auspressen eines Polypropylens mit überwiegend isotaktischer Struktur und anschließendes Verstrecken, mit einer Dicke von 25 μ, wird auf einer Seite unter Verwendung einer normalen Sprüh- und Überzugsvorrichtung für dünne Filme mit einer 20 %igen Lösung einer Mischung

Schweiß temperatur (⁰C)	Überzogen/ überzogen	Überzogen/ nicht überzogen
135	170	130

chloriertem amorphem Polypropylen

(Cl-Gehalt = 49%)

Vinylidenchlorid-Acrylsäure-Copolymer (90:10)

Beispiel 2

Eine 20 μ dicke Polypropylenfolie aus einem Propylenpolymeren mit überwiegend isotaktischer Struktur wird nach dem Verstrecken in zwei Richtungen auf einer Seite unter Verwendung einer gewöhnlichen Sprüh- und Überzugsvorrichtung für dünne Filme mit einer 20 %igen Lösung einer Mischung aus

chloriertem amorphem Polypropylen
(Cl-Gehalt = 37%) 20%

Vinylidenchlorid-Acrylsäure-

Copolymer (90:10) 80%

in Methyläthylketon / Methylisobutylketon / Tetrahydrofuran (60: 20 : 20) überzogen.

Die Lösung wurde bei Raumtemperatur hergestellt. Nach dem Aufsprühen wird der Film bei 95° C getrocknet. Die überzogene Folie hat folgende Eigenschaften:

Dicke des Überzugs 1,5 μ

Adhäsion (Selbstklebebandversuch) gut
Haftung bei 43° C

(ASTM D 1146/53) frei

Transparenz gut

Gleitfähigkeit (Koeffizient der

statischen Reibung T. M. I.) 0,40

Festigkeit der Schweißverbindung,

g/cm (Schältest)

Schweiß temperatur (⁰C) 45	Überzogen/ überzogen	Überzogen/ nicht überzogen
135	170	130

50

in Methyläthylketon / Methylisobutylketon / Tetrahydrofuran (60: 20 : 20) besprüht.

Die Lösung wurde bei Raumtemperatur hergestellt. Nach dem Aufsprühen wird der Film bei 95° C getrocknet. Die überzogene Folie hat folgende Eigenschaften :

Dicke des Überzugs 1,5μ

Adhäsion (Selbstklebebandversuch) ... gut

Haftung bei 43° C (ASTM D 1146/53) frei

Transparenz gut

Gleitfähigkeit (Koeffizient der

statischen Reibung T. M. I.) 0,75

Festigkeit der Schweißverbindung,

g/cm Schältest

60

65

Beispiel 3

Eine 25 μ dicke Polypropylenfolie aus einem Propylenpolymeren mit überwiegend isotaktischer Struktur wird nach dem Verstrecken in zwei Richtungen auf einer Seite unter Verwendung einer gewöhnlichen Sprüh- und Überzugsvorrichtung für dünne Filme mit einer 30 %igen Lösung einer Mischung aus

chloriertem Polypropylen

(Cl-Gehalt = 67%) 10%

Vinylidenchlorid-Acrylsäure-

Copolymer (90:10) 90%

in Methyläthylketon überzogen.

Dicke des Überzugs 2,0 μ

Adhäsion (Selbstklebebandversuch) gut Haftung bei 43 ⁰C

(ASTM D 1146/53) frei

Transparenz gut

Gleitfähigkeit (Koeffizient der

statischen Reibung T. M. I.) 0,80

Festigkeit der Schweißverbindung,

g/cm (Schältest)

Schweißtemperatur
(⁰C)

Überzogen/
überzogen

Überzogen/ nicht überzogen

135

200

Beispiel 4

130 Grenzviskosität [η] von 0,63 und Verstrecken in zwei Richtungen, wird auf einer Seite unter Verwendung einer gewöhnlichen Sprüh- und Überzugsvorrichtung für dünne Filme mit einer 20%igen Lösung einer Mischung von

chloriertem Polypropylen

(Cl-Gehalt = 67%) 20%

Vinylidenchlorid-Acrylsäure-

Copolymer (90:10) 80%

in Methyläthylketon / Methylisobutylketon / Tetrahydrofuran (60 : 20: 20) überzogen.

Die Lösung wurde bei Raumtemperatur hergestellt. Nach dem Aufsprühen wird der Film bei 95°C getrocknet. Die überzogene Folie hat folgende Eigenschaften:

Eine 38 μ dicke Polypropylenfolie der bereits genannten Art, die aber nicht verstreckt wurde, wird auf einer Seite unter Verwendung einer gewöhnlichen Sprüh- und Überzugsvorrichtung für dünne Filme mit einer 20 %igen Lösung einer Mischung aus

chloriertem Polypropylen

(Cl-Gehalt = 67%) 10%

Vinylidenchlorid-Acrylsäure-

Copolymer (90:10) 88%

Japanwachs (Schmiermittel) 2 %

in Methyläthylketon / Methylisobutylketon / Tetrahydrofuran (60: 20: 20) überzogen.

Die Lösung wurde bei Raumtemperatur hergestellt. Nach dem Aufsprühen wird der Film bei 95⁰C getrocknet. Die überzogene Folie hat folgende Eigenschaften :

Dicke des Überzugs 1,5 μ

Adhäsion (Selbstklebebandversuch) gut Haftung bei 43⁰C

(ASTM D 1146/53) frei

Transparenz gut

Gleitfähigkeit (Koeffizient der

statischen Reibung T. M. I.) 0,45

Festigkeit der Schweißverbindung,

g/cm (Schältest)

Dicke des Überzugs 1,5 μ

Adhäsion (Selbstklebebandversuch) gut

Haftung bei 43°C

(ASTM D 1146-53) frei

Transparenz gut

Gleitfähigkeit (Koeffizient der

statischen Reibung T. M. I.) 0,7

Festigkeit der Schweißverbindung,

g/cm (Schältest)

Schweißtemperatur
°

35

40

45 Überzogen/
überzogen

Überzogen/ nicht überzogen

135 180 130

Beispiel 6

Eine handelsübliche 30 μ dicke Zellglasfolie wird auf einer Seite unter Verwendung einer gewöhnlichen Sprüh- und Überzugsvorrichtung für dünne Filme mit einer 20 %igen Lösung einer Mischung aus

chloriertem Polypropylen

(Cl-Gehalt = 67%)

Vinylidenchlorid-Acrylsäure-

Copolymer (90:10) 80%

Schweißtemperatur
(⁰C)

Überzogen/
überzogen

Überzogen/ nicht überzogen

135

200

140 in Methyläthylketon / Methylisobutylketon / Tetrahydrofuran (60: 20: 20) überzogen.

Die Lösung wurde bei Raumtemperatur hergestellt. Nach dem Aufsprühen wird der Film bei 95⁰C getrocknet. Die überzogene Folie hat folgende Eigenschäften:

Die in den Beispielen 1 bis 4 verwendete Polypropylenfolie wurde durch Verpressen eines Polymeren mit einer Grenzviskosität [η], bestimmt in Tetrahydronaphthalin bei 135⁰C, von 2,1, einem Aschegehalt von 0,017 % und einem Rückstand nach der Heptanextraktion von 96 %, hergestellt. Vor dem Überziehen wurde die Folie mit elektrischen Entladungen vorbehandelt.

B e i s ρ i e 1 5

Eine 20 μ dicke Polyäthylenterephthalatfolie, erhalten durch Verpressen eines Polyesters mit einer

Dicke des Überzugs 1,5 μ

Adhäsion (Selbstklebebandversuch) gut

Haftung bei 43⁰C

(ASTM D 1146/53) frei

Transparenz gut

Gleitfähigkeit (Koeffizient der

statischen Reibung T. M. I.) 0,75

Festigkeit der Schweißverbindung,

g/cm (Schältest)

Schweißtemperatur
(⁰C)

Überzogen/
überzogen

Überzogen/
nicht überzogen

135

205

150

Beispiel 7

Eine 25 μ dicke, in zwei Richtungen verstreckte Polypropylenfolie der beschriebenen Art wird auf einer Seite unter Verwendung einer gewöhnlichen Sprüh- *° und Überzugsvorrichtung für dünne Filme mit einer 20%igen Lösung von Vinylidenchlorid-Acrylsäure-Copolymeren (90: 10) in Methylketon/Methylisobutylketon/Tetrahydrofuran (60 : 20: 20) überzogen.

Die Lösung wurde bei Raumtemperatur hergestellt. Nach dem Aufsprühen wird der Film bei 95⁰C getrocknet. Die überzogene Folie hat folgende Eigenschaften:

Dicke des Überzugs 1,5 μ

Adhäsion (Selbstklebebandversuch) gut

Haftung bei 43 ⁰C

(ASTM D 1146/53) 2. Grad

Transparenz gut

Gleitfähigkeit (Koeffizient der

statischen Reibung T. M. I.) größer als

2,5

Festigkeit der Schweißverbindung,

g/cm (Schältest)

Schweißtemperatur CQ Überzogen/ überzogen

Überzogen/ nicht überzogen

140

100

409 520/416

Claims

Patentanspruch:

Heißsiegelfähige Folie, bestehend aus einer Trägerfolie entweder aus Polypropylen mit überwiegend isotaktischer Struktur, aus Polyethylenterephthalat oder aus Zellglas und einem Überzug aus einer Mischung aus einem Vinylidenchlorid-Acrylsäure-Copolymeren und 10 bis 30 Gewichtsprozent chloriertem Polypropylen, wobei das chlorierte Polypropylen einen Chlorgehalt zwischen 37 und 68 % und das Vinylidenchlorid-Acrylsäure-Copolymere 90 % Vinylidenchlorid aufweist.