DE2351923B2 - Heat sealable, oriented plastic film - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine heißsiegelfähige, orientierte Kunststoffolie aus einer orientierten Polypropylenfolie, die auf mindestens einer Oberfläche mit einer heißsiegelfähigen Schicht aus einem Äthylen enthaltenden Copolymer ausgerüstet ist, welche zusammen mit der Polypropylenfolie in mindestens einer Richtung gereckt worden ist sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to a heat sealable, oriented Plastic film made of an oriented polypropylene film, which on at least one surface with a heat-sealable layer made of an ethylene-containing copolymer, which together with the polypropylene film has been stretched in at least one direction and a method for the same Manufacturing.
In den letzten Jahren sind Polypropylenfolien in verstärktem Ausmaß als Einwickel- und Verpackungsmaterial verwendet worden, und zwar infolge ihrer ausgezeichneten Klarheit und ihrer Festigkeit, die erheblich verbessert wird, wenn die Folie in einer Richtung oder mehreren unter reckorientierungsfähigen Bedingungen gereckt bzw. gestreckt wird. Dadurch wird die Molekularstruktur mindestens teilweise in Reckrichtung orientiert. Unter »reckorientierungsfähigen Bedingungen« für Polypropylenfolien ist zu verstehen, daß die Reckmaßnahme durchgeführt wird, wenn die Folie innerhalb eines Temperaturbereichs zwischen 2CC unterhalb des Kristallschmelzpunkts des Polypropylens und seiner Übergangstemperatur der zweiten Ordnung gehalten wird.In recent years, polypropylene films have been used extensively as wrapping and packaging materials because of their excellent clarity and strength, which are greatly improved when the film is stretched in one or more directions under stretch-orientable conditions. As a result, the molecular structure is at least partially oriented in the stretching direction. Under "stretch-orientable conditions" for polypropylene films is to be understood that the stretching measure is carried out when the film is kept within a temperature range between 2 C C below the crystalline melting point of the polypropylene and its transition temperature of the second order.
Für wirkungsvolle Verpackungszwecke, insbesondere auf Hochgeschwindigkeits-Verpackungsmaschinen, istFor effective packaging purposes, especially on high speed packaging machines, is
es erforderlich, daß die Polypropylenfolie jederzeit undit is necessary that the polypropylene film at all times and
leicht mit sich selbst versiegelt werden kann. Während Polypropylenfilm von Natur aus mit sich selbst heißsiegelfähig ist schrumpft eine orientierte Folie undcan be easily sealed to itself. While Polypropylene film is inherently heat sealable to itself and an oriented film will shrink
ϊ bildet unerwünschte Beulen oder Verzerrungen bei den Temperaturen, die zur Erzielung einer Versiegelung geeigneter Festigkeit erforderlich sind (d.h. etwa 16(FC).ϊ forms unwanted bumps or distortions in the Temperatures required to obtain a seal of adequate strength (i.e. about 16 (FC).
Die Erfindung ist auf eine Kunststoffolie der eingangsThe invention is based on a plastic film of the introduction
ίο beschriebenen Art gerichtet mit der geeignete Heißsiegelungen bei einer Temperatur erreicht werden können, bei welcher eine unbedeutende Hitzeverzerrung der orientierten Polypropylenfolie stattfindet Die Kunststoffolie der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als heißsiegelfähige Schicht ein überwiegend lineares ungeordnetes Copolymer aus Äthylen und bis zu 12% eines weiteren wenigstens 3 Kohlenstoffatome aufweisenden «-Olefins verwendet wird.ίο described type addressed with the appropriate heat seals can be achieved at a temperature at which there is insignificant heat distortion of the oriented polypropylene film takes place. The plastic film of the invention is characterized in that as a heat-sealable layer, a predominantly linear, disordered copolymer of ethylene and up to 12% another -olefin having at least 3 carbon atoms is used.
Die Bezeichnung »Polypropylenfolie« schließt eineThe term "polypropylene film" includes one
2ü Folie aus Polypropylen ein, dem ein kleiner Anteil eines verträglichen Polyolefins, welches die physikalischen Eigenschaften der Folie nicht wesentlich beeinträchtigt, zugemischt ist.2ü film made of polypropylene, to which a small proportion of a compatible polyolefin, which does not significantly affect the physical properties of the film, is mixed in.
Zwar sind aus der AU-PS 2 92 070 heißsiegelfähige,Although AU-PS 2 92 070 are heat-sealable,
r> orientierte Kunststoffolien aus einer orientierten Polypropylenfolie und einer darauf aufgebrachten heißsiegelfähigen Schicht die unter anderem aus Polyäthylen, Äthylen-Propylen-Polyallomer und Vinylacetat-Äthylen-Copolymeren bestehen kann, bekannt.r> oriented plastic films made from an oriented polypropylene film and one applied to it heat-sealable layer made of polyethylene, ethylene-propylene polyallomer and vinyl acetate-ethylene copolymers can exist, known.
in Es wird Polyäthylen wegen seiner 'vünschenswerten Heißsiegeleigenschaften als besonders geeignet bezeichnet, womit gesagt ist, daß die Eigenschaften des Polyäthylens nur verschlechtert werden können, wenn diesem ein weiteres Monomer einverleibt wird.In It becomes polyethylene because of its' desirable Heat sealing properties referred to as particularly suitable, which means that the properties of the Polyethylene can only be deteriorated if another monomer is incorporated into it.
ίο Auch die DE-OS 21 04 898, die eine Verbundfolie aus einer orientierten Polypropylenfolie und einer nichtorientierten Folie aus einem regellosen Propylen-Äthylen-Mischpolymerisat mit einem Äthylengehalt von etwa 1 bis 5% besteht, gibt keinerlei Anregung zurίο Also DE-OS 21 04 898, which consists of a composite film an oriented polypropylene film and a non-oriented film made from a random propylene-ethylene copolymer with an ethylene content of about 1 to 5% does not give any suggestion
■tu Entwicklung der Kunststoffolie der Erfindung.■ do development of the plastic film of the invention.
Das bei der Kunststoffolie der Erfindung verwendete Copolymer wird hergestellt, indem man die Monomeren unter Bedingungen reagieren läßt, unter denen die Ausbildung linearer Ketten von Äthyleneinheiten mitThe copolymer used in the plastic film of the invention is made by mixing the monomers can react under conditions under which the formation of linear chains of ethylene units with
4r> wenig Verzweigungen und mit ungeordneter Verteilung der Comonomeren entlang der Ketten begünstigt wird, z. B. unter katalytischen Niederdruckbedingungen, wie sie bei der Polymerisation von Äthylen zur Herstellung von Polyäthylenen hoher Dichte angewendet werden.4 r > few branches and a disordered distribution of the comonomers along the chains is favored, e.g. B. under catalytic low pressure conditions, such as those used in the polymerization of ethylene for the production of high density polyethylenes.
w Unter diesen Bedingungen findet die Reaktion bei relativ niedrigen Drücken in Gegenwart eines Koordinations- oder organometallischen Katalysators, z. B. eines sogenannten Ziegler-Katalysators, eines Übergangsmetalloxid-Katalysators oder ähnlicher Katalysatoren, statt.w Under these conditions the reaction takes place at relatively low pressures in the presence of a coordination or organometallic catalyst, e.g. B. a so-called Ziegler catalyst, a transition metal oxide catalyst or similar catalysts instead.
Wenn das Copolymer einen Gehalt von mehr als etwa 12 Mol-% des weiteren Alpha-Olefins aufweist, zeigt es eine Neigung zum Klebrigwerden. Dies führt dazu, daß die Kunststoffolien schwierig in Form von Rollen und auf Umwandlungsmaschinen für Folien gehandhabt werden können.If the copolymer has greater than about 12 mole percent additional alpha-olefin content, it shows a tendency to become sticky. This leads to the fact that the plastic films difficult in the form of rolls and can be handled on film converting machines.
Der Anteil des weiteren Alpha-Olefins in dem ungeordneten Copolymer liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 2 und 8 Mol-%, insbesondere zwischenThe proportion of the further alpha-olefin in the disordered copolymer is preferably in the range between 2 and 8 mol%, especially between
h5 2,5 und 5 Mol-% des Copolymeren. Das weitere Alpha-Olefin kann vorzugsweise Propylen oder Buten-1 sein.h5 2.5 and 5 mol% of the copolymer. The other Alpha-olefin can preferably be propylene or butene-1 be.
Die Copolymeren der Erfindung sind durch einenThe copolymers of the invention are by one
Schmelzpunkt unterhalb 135° C, bestimmt durch differentielle thermische Analyse (D.TA.), gekennzeichnet Die für die Erfindung besonders geeigneten Copolymere weisen DXA.-Schmelzpunkte unterhalb 125° C auf. Der D.TA.-Schmeizpunkt wird mittels eines differen- ~> tieilen Abtastkalorimeters der Firma Perkin-EImer, Norwalk, Connecticut, USA, bestimmt, welcher eine Aufheizgeschwindigkeit von 16° C pro Minute aufweist.Melting point below 135 ° C, determined by differential thermal analysis (D.TA.), characterized copolymers particularly suitable for the invention have DXA. melting points below 125 ° C. The D.TA. melting point is determined by means of a differ- ~> The scanning calorimeter from Perkin-EImer, Norwalk, Connecticut, USA, determines which one Has heating rate of 16 ° C per minute.
Die heißsiegelfähige Schicht kann mittels irgendeines bekannten Verfahrens auf die Polypropylenfolie aufgebracht werden. Man kann z. B. eine vorgefertigte Folie aus dem ungeordneten Copolymer mittels eines geeigneten Haft- oder Klebemittels auf die Polypropylenfolie schichten. Man kann auch die vorgefertigte Folie oder bevorzugte Folien in innigem Kontakt mit der Polypropylenfolie recken, wenn sich die Kombination unter Ausbildung einer einzigen Folie vereinigt Man kann auch das ungeordnete Copolymer auf eine Oberfläche oder beide einer Polypropylenfolie schmelzextrudieren, worauf man kühlt, bevor der Polypropylenfilm unter reckorientierungsfähigen Bedingungen gereckt bzw. gestreckt wird.The heat sealable layer can be by means of any one of known method can be applied to the polypropylene film. You can z. B. a prefabricated film from the disordered copolymer by means of a suitable adhesive or adhesive on the polypropylene film layers. One can also put the prefabricated film or preferred films in intimate contact with it stretch the polypropylene film when the combination unites to form a single film One can also melt extrude the disordered copolymer onto one surface or both of a polypropylene film, followed by cooling before stretching the polypropylene film under stretch orientable conditions or is stretched.
Die heißsiegelfähige Kunststoffolie wird vorzugsweise ausgebildet, indem man die Polypropylenfolie mit einer Schicht oder zwei des ungeordneten Copolymeren 2r> durch eine Form mit schlitzförmig oder ringförmig ausgebildeter öffnung coexlrudiert, worauf man kühlt, löscht bzw. flachspritzt (quenching) und dann unter reckorientierungsfähigen Bedingungen reckt bzw. streckt. i<>The heat-sealable plastic film is preferably formed by coextruding the polypropylene film with a layer or two of the disordered copolymer 2 r > through a mold with a slit-shaped or ring-shaped opening, whereupon it is cooled, erased or injected flat (quenching) and then stretched under conditions capable of stretching or stretches. i <>
Da das ungeordnete Copolymer mit Polypropylen verträglich ist, ist es möglich, eine kleine Menge an heißsiegelfähiger Abfallfolie an den Extruder für die Polypropylenfolic zurückzuführen, o'jne daß die Eigenschaften des Films dadurch wesentlich beeinträchtigt r> werden.Since the disordered copolymer is compatible with polypropylene, it is possible to use a small amount of heat-sealable waste film returned to the extruder for the polypropylene film, o'jne that the properties of the film can be significantly impaired as a result.
Der heißsiegelfähige Kunststoffilm gemäß der Erfindung kann doppelt gelegt werden, d. h. zur Ausbildung eines Laminats mit nützlichen Eigenschaften können zwei Filme übereinandergelegl werden, wobei sie mit w einer Copolymerschicht an der anderen vereinigt werden.The heat-sealable plastic film according to the invention can be placed twice, that is, to form a laminate having useful properties can be übereinandergelegl two films, where they are combined with w a copolymer on the other.
Das Laminat kann ausgebildet werden, indem man Hitze und Druck einwirken läßt oder die zwei Folien reckt bzw. streckt, wenn diese sich in Oberflächenkon- 4r> takt miteinander befinden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer heißsiegelfähigen, orientierten Kunststoffolie, indem man auf mindestens eine Oberfläche einer orientierten Propylenfolie eine heißsiegelfähige Schicht aus einem Äthylen enthalten- v) den Copolymer aufbringt, welche zusammen mit der Propylenfolie in mindestens einer Richtung gereckt worden ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Copolymerschicht auf der Polypropylenfolie während der Coextrusion einer 5 Schmelze des Copolymeren und des Polypropylens durch eine Form mit schlitzförmig oder ringförmig ausgebildeter Öffnung aufbringt, woran sich vor dem Recken in dem orientierungsfähigen Zustand ein Kühlvorgang anschließt ωThe laminate can be formed by allowing heat and pressure act or stretched, the two films or enforced if this is r in Oberflächenkon- 4> stroke are together. The invention also relates to a method for producing a heat-sealable, oriented plastic film by applying a heat-sealable layer of an ethylene containing v) the copolymer to at least one surface of an oriented propylene film, which layer has been stretched together with the propylene film in at least one direction, The process is characterized in that the copolymer layer is applied to the polypropylene film during the coextrusion of a melt of the copolymer and the polypropylene through a mold with a slit-shaped or ring-shaped opening, which is followed by a cooling process prior to stretching in the orientable state ω
Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert, wobei auf die Beispiele Bezug genommen wird.The invention is explained in more detail below, reference being made to the examples.
Eine Polypropylenschmelze wurde bei einer Geschwindigkeit von 91,44 m/min mit äußeren Schichten einer Schmelze eines im wesentlichen linearen ungeordneten Copolymeren zur Ausbildung eines dreischichtigen geschmolzenen Laminats mit einer Dicke von annähernd 300 Mikron durch eine Schlitzform coextrudiert Das Polypropylen bildet 90% und jede Copolymerschicht 5% der Dicke. Das Copolymer weist einen D.TA.-Schmelzpunkt von 114° C und eine Dichte von 0,940 auf. Es besteht aus Äthylen, das unter katalytischen Niederdruckbedingungen mit etwa 2,5 Mol-% Buten-1 copolymerisiert istA polypropylene melt was made at one speed of 91.44 m / min with outer layers of a melt of a substantially linear disordered Copolymers to form a three-layer molten laminate having a thickness of coextruded approximately 300 microns through a slot die. The polypropylene makes up 90% and each co-polymer layer 5% of the thickness. The copolymer has a D.TA. melting point of 114 ° C and a density of 0.940 on. It consists of ethylene, which under catalytic low pressure conditions contains about 2.5 mol% of butene-1 is copolymerized
Nach dem Extrudieren wird das geschmolzene Laminat sofort in kaltem Wasser gekühlt (quenched), wird anschließend auf 100—115°C erwärmt und um 20% zwischen einer Reihe von Rollen in Arbeitsrichtung gereckt bzw. gestreckt Die Rollen am Abgabeende wurden bei einer größeren Umfangsgeschwindigkeit gedreht als die Rollen am Eingangsende.After extrusion, the melted laminate is immediately quenched in cold water, is then heated to 100-115 ° C and around 20% stretched or stretched between a row of rollers in the working direction The rollers at the delivery end were rotated at a higher peripheral speed than the rollers at the entrance end.
Die monoaxial gereckte Folie wurde dann in eine Heißluftvorrichtung eingegeben, wo sie auf etwa 150° C erwärmt wurde und in Querrichtung auf das Achtfache ihrer ursprünglichen Breite gereckt bzw. gestreckt wurde. Die nun biaxial orientierte Folie wurde gekühlt an den Kanten geradegeschnitten und zu einer Rolle gewickelt Der Film wies eine hohe Klarheit bzw. Transparenz auf und war etwa 30 Mikron dick.The monoaxially stretched film was then placed in a hot air device where it was heated to about 150 ° C was heated and stretched in the transverse direction to eight times its original width became. The now biaxially oriented film was cooled at the edges and cut straight and into a roll wrapped The film had high clarity and was about 30 microns thick.
Es konnte gezeigt werden, daß Proben der Folie sich in leichter Weise bei 125° C unter einem Druck von 0,98 kg/cm2 in einer Sekunde miteinander versiegeln, wobei eine Heißsiegelfestigkeit von 600 »/38 mm Folienbreite erzielt wird. Bei der Untersuchung der versiegelten Streifen zeigte sich, daß ein Verziehen des Films während der Siegelmaßnahme nicht stattgefunden hatte.It could be shown that samples of the film seal with one another easily at 125 ° C. under a pressure of 0.98 kg / cm 2 in one second, with a heat seal strength of 600 »/ 38 mm film width being achieved. Examination of the sealed strips showed that there was no warping of the film during the sealing operation.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Copolymer durch ein überwiegend lineares ungeordnetes Äthylen-Propylen-Copolymer ersetzt wurde, dessen Propylengehait 4 Mol-% beträgt. Das Copolymere war unter katalytischen Niederdruckbedingungen hergestellt worden und wies eine Dichte von 0,930 sowie einen D.TA.-Schmelzpunktvon 115° C auf.The procedure of Example 1 was repeated with the exception that the copolymer by a predominantly linear disordered ethylene-propylene copolymer was replaced, whose propylene content 4 Mol%. The copolymer was prepared under low catalytic pressure conditions and had a density of 0.930 and a D.TA. melting point of 115 ° C.
Der von den Folienkanten nach der biaxialen Orientierung, jedoch vor dem Aufwickeln zu einer Rolle abgeschnittene Abfall wurde zerkleinert, vermählen und in den Extruder für die Polypropylenschmelze zurückgeführt. That of the film edges after the biaxial orientation, but before winding into a roll The cut waste was crushed, ground and returned to the extruder for the polypropylene melt.
Die Dicke der biaxial orientierten Folie betrug annähernd 30 Mikron. Die Folie konnte in leichter Weise mit sich selbst bei 118°C unter einem Druck von 0,98 kg/cm2 in einer Sekunde mit sich selbst versiegelt werden, wobei man eine Heißsiegelfestigkeit von 700 g/38 mm Folienbreite erhielt. Ein Verziehen der Folie trat während der Versiegelungsmaßnahmen nicht auf.The thickness of the biaxially oriented film was approximately 30 microns. The film could be easily sealed to itself at 118 ° C. under a pressure of 0.98 kg / cm 2 in one second, giving a heat seal strength of 700 g / 38 mm of film width. The film did not warp during the sealing measures.
Ein überwiegend lineares ungeordnetes Copolymer aus Äthylen und Buten-1, dessen Buten-1-Gehalt 3 Mol-% betrug, wurde zu einer Folie mit einer Dicke von 0,0763 mm vergossen. Das Copolymere war unter katalytischen Niederdruckbedingungen hergestellt worden und wies eine Dichte von 0,930 sowie einen D.T.A.-Schmelzpunkt von 117° C auf.A predominantly linear, disordered copolymer of ethylene and 1-butene, the 1-butene content of which is 3 Mol% was cast into a sheet with a thickness of 0.0763 mm. The copolymer was under catalytic low pressure conditions and had a density of 0.930 as well as a D.T.A. melting point of 117 ° C.
Die gegossene Copolymerfolie wurde dann auf eine gegossene Polypropylenfolie mit einer Dicke von 1,016 mm geschichtet, wobei die Anordnung auf 140°C erhitzt und einem Druck von 17,5 kg/cm2 ausgesetzt wurde.The cast copolymer film was then laminated onto a cast polypropylene film 1.016 mm thick, the assembly being heated to 140 ° C. and subjected to a pressure of 17.5 kg / cm 2.
Das erhaltene Laminat wurde dann auf eine Temperatur von 1600C erhitzt und gleichzeitig um 700% in zwei senkrecht aufeinanderstellenden Richtungen gereckt, wobei ein biaxial orieniiertes Laminat erhalten wurde.The resulting laminate was then heated to a temperature of 160 0 C and simultaneously stretched by 700% in two orthogonal alternate directions, wherein a biaxially orieniiertes laminate was obtained.
Das Laminat konnte mit der einen Copolymerseite an der anderen in leichter Weise mit sich selbst bei 120° C unter einem Druck von 0,98 kg/cm3 in einer Sekunde versiegelt werden, wobei man eine Heißsiegelfestigkeit von 1000 g/38 mm Folienbreite erhielt Ein Verziehen der Folie als Ergebnis der Heißsiegelmaßnahmen trat nicht auf.The laminate could be easily sealed with one copolymer side to the other with itself at 120 ° C under a pressure of 0.98 kg / cm 3 in one second to give a heat seal strength of 1000 g / 38 mm film width There was no warping of the film as a result of the heat sealing operations.
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