DE2529651A1 - Verbundfolien auf der grundlage von polyolefinfilmen und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents

Verbundfolien auf der grundlage von polyolefinfilmen und verfahren zur herstellung derselben

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DE2529651A1 DE19752529651 DE2529651A DE2529651A1 DE 2529651 A1 DE2529651 A1 DE 2529651A1 DE 19752529651 DE19752529651 DE 19752529651 DE 2529651 A DE2529651 A DE 2529651A DE 2529651 A1 DE2529651 A1 DE 2529651A1
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Description

DR. STEPHAN G. BESZEDES PATENTANWALT
806 DACHAU bei MÜNCHEN
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AM HEIDEWEG 2
TELEPHON: DACHAU 4371
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Konto-Nf. 1368 71
Bankkonto Nr. 90 637 bei der Kreis- und Stadt- afMritttM Daduu-Inderidorf (BLZ 700 515 40)
P 828
Be sehr e i b u η g
zur Patentanmeldung
MOPLEFAN S.p.A«
Milano, Italien
betreffend
Verbundfolien auf der Grundlage von Polyolefinfilmen und Verfahren zur Herstellung derselben
Die Erfindung betrifft Verbundfolien beziehungsweise Folienpaare auf der Grundlage von Polyolefinfflmen mit besseren Eigenschaften, welche insbesondere zur Herstellung von Behältern, Hüllen, Säcken beziehungsweise Beuteln, Gefäßen und allgemein Gegenständen für die VerpackungsIndustrie verwendet werden können, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Bekanntlich müssen für die Verpackung bestimmte Materialien eine Kombination von mechanischen und ästhetischen Eigenschaften, wie Durchsichtigkeit und Glanz, Undurchlässigkeit, Verschweiß-
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barkeit iina&T iferöeeinwirkiing und andere ähnliche Eigenschaften, welche gleichzeitig is aus einem einzigen Polymer erhaltenen Filmen kätüt <m erzielen und, aufweisen. Daher wir& zu durch Verbinden kfiier SSeliriialil von Filmen aus verschiedenen Materialien erliaiföiien Vertmödfolieii Zuflucht genommen.
Es sind bereits aus Polyolefinfilmen mit Filmen von anderen thermoplastischen Polymeren oder Metallf ölien, wie Aluminiumfolien, kö^eotelit© Verbund- und Scshichtstof folien bekannt, wie es in itätfkioi?i,g&& ^tentschrif tea der Anmelderin beschrieben
Es sind auch, Sehiohtstoffe, bestehend aus Polypropylen·" folien ΰηά ]foii#n 'aits Polyäthylenen niedriger Dichte bekannt.
Ea wui?ä© nun überrstschaiderweise festgestellt, daß es möglich ist, YfebtmdJfolieii mit besseren Eigenschaften hinsichtlich dei ö4g- und Daa|Jfuüdurdhlässigkeit, der ?erSchweißbarkeit durch WäCÄeeliiwirkung und der Schweißfestigkeit beziehungsweise Verschweißungsfestigkeit zusammen mit ausgezeichneten mechanieöhen Una ästhetischen Eigenschaften durch Verbinden eines durch Strecken beziehungsweise Recken orientierten Polypropsflenfilmes mit einem aus einer Mischung eines PoIypropyleneö Mit einem Polyäthylen niedriger Dichte und/oder thermoplastischen kristallinen Copolymer von Propylen und Xthylen e-tfhSLLtenen nicht orientierten Film zu erzielen.
der Erfindung sind daher Verbundfolien auf der Grundlag© f&fi Poiyölefiflfilmen, insbesondere für Verpackungen, bestehend ans eine« l*öiypröpylenfilm und einem anderen thermoplastische filffi, 4@r gegebenenfalls ein Polyäthylen niedriger Dichte fölbiltsQ' MM, welche aaduröh gekennzeichnet sind, daß der Belyprepyisofila ein im wesentlichen aus isotaktischen li&kromoltlÄii» alt einem Sehmöiaind^ic von 0,5 bis 5 aufgebauter orientierter ^ölf^eOpylenfilm ist und der andere thermo-
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plastische Film ein nicht orientierter Film auf der Grundlage einer Polymermischung mit einem Gehalt an 80 "bis 99 Gew.-% eines im wesentlidten aus isotaktischen Makromolekülen mit einem Schmelzindex von 8 bis 18 bestehenden Polypropylenes und 1 bis 20 Gew.-% eines Polyäthylenes niedriger Dichte und/oder thermoplastischen zumindest teilweise kristallinen Propylen/Äthylen- -Copolymers ist.
Die thermoplastischen zumindest teilweise kristallinen Propylen/Äthylen-Copolymere können so w ohl solche mit einer "regellosen" beziehungsweise "willkürlichen" Struktur als auch solche mit einer "Blockstruktur", vorzugsweise solche, welche einen Gehalt an 0,1 bis 6 Gew.-% Äthyleneinheiten haben und mit stereospezifischen Katalysatoren hergestellt worden sind, sein.
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung enthalten die Verbundfolien einen zwischen ihre Filme eingebrach-
ten Klebstoff in einer Menge von 1 bis 10 g/m Klebfläche.
Vorteilhafterweise sind die Polyolefinfilme der Verbundfolien lackiert.
Ferner ist es bevorzugt, daß die Polyolefinfilme der Verbundfolien eine Dicke von 10 bis 100 μ haben.
Die Verbundfolien werden im allgemeinen durch Schichten von 2 Filmen aneinander mit oder ohne dazwischen angeordneten Klebstoff durch Aneinanderpressen zwischen auf 60 bis 120°C erhitzten Walzen hergestellt.
Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundfolien, welches da- . durch gekennzeichnet ist, daß durch Schichten eines, gegebenenfalls lackierten, im wesentlichen aus isotaktischen Makromole-
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külen mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 5 aufgebauten orientier ten Polypropylenfilmes an einen nicht orientierten thermoplastischen Film auf der Grundlage einer Polymermischung mit einem Gehalt an 80 bis 99 Gew.-% eines im wesentlichen aus isotaktischen Makromolekülen mit einem Schmelzindex von 8 bis 18 bestehenden Polypropylenes und 1 bis 20 Gew.-% eines PoIyäthylenes niedriger Dichte und/oder thermoplastischen zumindest teilweise kristallinen Propylen/Äthylen-Copolymers, gegebenenfalls unter Einbringen eines Klebstoffes dazwischen, zwischen Walzen "bei 60 bis 120°G diese Filme verbunden werden.
Das Verbinden der beiden Filme ohne dazwischen angeordneten Klebstoff kann auch nach dem sogenannten "Strangpreßüberziehverfahren" durchgeführt werden.
Bei Verwendung von Klebstoffen werden diese in Form ihrer Lösungen beziehungsweise Dispersionen in Wasser oder organischen Lösungsmitteln auf eine der Flächen der Filme in an sich bekannter Weise, insbesondere durch Auftragen oder Tauchen, aufgebracht .
Im allgemeinen werden Lösungen mit einer KLebstoffkonzentration von 5 bis 40 Gew.-% verwendet, und zwar wie bereits erwähnt in der Weise, daß auf dem Film eine Klebstoffmenge von 1 bis 10 g/m Klebfläche vorliegt.
Die Klebstoffe, welche sich als besonders geeignet erwiesen, sind die synthetischen Klebstoffe, "bestehend aus thermoplastischen Harzen, wie Celluloseestern beziehungsweise -äthern, Alkylestern von Polyacrylsäure!!, Polyamiden, Polyurethanen, Polyestern, Polystyrol und Polyvinylalkohol, beziehungsweise hitzehärtbaren Harzen, wie Epoxyharzen, Harnstoff/Formaldehyd-Harzen, Phenol/Forma.ldehyd-Harzen, Melamin/Formaldehyd-Harzen und synthetischen Kautschuken.
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Als Lösungsmittel für den Klebstoff v/erden insbesondere Kohlenwasserstoffe, wie Ligroin beziehungsweise Toluol, Ester, wie Äthylacetatjund Ketone, wie Aceton beziehungsweise Methyläthylketon (Methylaceton), verwendet.
Die zu verbindenden Polyolefinfilme können zweckmäßigerweise aus Olefinpolymeren, welchen vor dem Filmstrangpressen bekannte Zusätze, beispielsweise Mattierungsmittel, Stabilisatoren, Gleitmittel, Füllstoffe und/oder organische und/oder anorganische Pigmente zugesetzt worden sind, hergestellt sein.
Die zu verbindenden Polyolefinfilme können gegebenenfalls einer Oberflächenvorbehandlung mit stetigen nicht durchgehenden beziehungsweise nicht durchlöchernden elektrischen Entladungen oder chemischen Mitteln zur Erhöhung der Klebstoffaufnahmefähigkeit unterworfen worden sein; die bereits eiwähnte gegebenenfalls erfolgte Lackierung, welche zur Verbesserung der Eigenschaften der Verschweißbarkeit unter Wärmeeinwirkung und/oder der Gas- und Dampfundurchlässigkeit dient, kann in an sich bekannter Weise, insbesondere nach vorherigen Patentschriften der Anmelderin, durchgeführt worden sein.
Die aus Propylenpolymeren mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 5 hergestellten orientierten Polypropylenfilme sind durch Strecken in 1 oder 2 Richtungen in an sich bekannter Weise orientiert worden.
Die aus Mischungen aus einem Polypropylen mit einem Schmelzindex von 8 bis 18 und einem Polyäthylen niedriger Dichte und/oder einem thermoplastischen Propylen/Äthylen-Copolymer hergestellten nicht orientierten thermoplastischen Filme sind nicht gestreckt worden.
Die erfindungsgemäßen Verbundfolien können auf dem Ge-biet der Lebensmittelverpackung, insbesondere der Verpackung von Produkten unter Vakuum und zur Erzeugung von Packungen, die
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- 6 sterilisiert werden können, angewandt werden.
Die Schweißfestigkeit der Verbundfolien wurde mit Hilfe der Schäl— und Abhebefestigkeitsprüfung gemessen, wobei die Zugfestigkeit der Schweißnaht beziehungsweise der Verschweißung mit einem Dynamometer (beispielsweise des Instron-Typs) ermittelt wurde.
Der Perforierwiderstand der Verbundfolie wurde mit Hilfe eines Dynamometers des Instron-Typs mit einem Stempel mit einem Durchmesser von 1,4· mm und einer Verbindungsmuffe beziehungsweise einem Verbindungsstück (connector) von 0,7 mm gemessen.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Es wurden durch bekannte Filmherstellungsverfanrensweisen folgende Filme hergestellt:
1.) Ein aus einem im wesentlichen aus isotaktischen Makromolekülen bestehenden Polypropylen mit einem Schmelzindex von 4, einem Aschengehalt von 0,0075% (75 p.p.m.) und einem Heptanextraktionsruckstand von 96,% hergestellter und durch Strecken orientierter Polypropylenfilm mit den folgenden Eigenschaften:
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Dicke 25 ix
Spezifisches Gewicht 0,9
Längs&ehming 180% Querdehnung
Bruchlast in der Längsrichtung 13 kg/mm Bruchlast in der Querrichtung 28 kg/mm Einreißfestigkeit (Elmendorf) 11 g/25 u.
2.) Ein aus einer Mischung aus 90 Gew.-% eines isotaktischen Polypropylenes mit einem Schmelzindex von 10, einem Aschengehalt von O,OO75?£ (75 p.p»m.) und einem Heptanextraktionsruck— stand von 96,596 und 10 Gew.-% eines Polyäthylene s niedriger Dichte mit einem Schmelzindex von 5 iind einer Schmelztemperatur von 102°C hergestellter nicht orientierter 25 ρ dicker Film.
Eine Oberfläche des nicht orientierten Filmes [2.)J wurde anschließend mit einem Klebstoff auf Polyurethanbasis (unter dem Handelsnamen Henkel ΌΚ-2800/5000 erhältlich) in einer Men-
ge von 1,5 g/m Oberfläche überzogen. Die beiden Filme, nämlich der orientierte £1 ·)] und der mit dem Klebstoff überzogene nicht orientierte £2.)3* wurden durch Durchleiten derselben zwischen den Walzen eines Satzes von auf 80 bis 10O0G erhitzten V/alzen miteinander verbunden.
Die so erhaltene Verbundfolie hatte die folgenden Eigenschaften:
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— ο —
Dicke 1 300 g
Perforierwiderstand 135 bis 155°C
Verschweißbarkeitsbereich gut
Abriebfestigke it 650 g/cm
Schweißfestigkeit
Beispiel 2
25 P
300 g
135 bis 1550C
gut
500 g/cm
Beispiel 1 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß das Verhältnis der Bestandteile der Mischung für den nicht orientierten PiIm £2.)J geändert wurde, und zwar durch Verwendung einer Mischung mit einem Gehalt an 98 Gew.-% des Polypropylenes und 2 Gew.-# des Polyäthylenes niedriger Dichte.
Die so erhaltene Verbundfolie hatte die folgenden Eigenschaften ι
Dicke
Perforierwiderstand
Verschweißbarkeitsbereich
Abriebfest igke it
Schweißfestigkeit
Beispiel 3
Es wurde ein lackierter orientierter Polypropylenfilm
durch nach einer Elektronenbehandlung erfolgendes Überziehen eines nach dem Beispiel 1 hergestellten orientierten Polypropylenfilmes mit einer Dicke von 25 fu mit einer 1%-igen
wäßrigen Polyäthyleniminlösung, Trocknen und anschließendes Aufbringen einer Lösung mit einem Gehalt an 17% eines Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymers (Verhältnis der Bestandteile » - 87 : 15) mit einem K-Wert nach Pikentscher von 50 und 30%
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eines durch Polykondensation von Epichlorhydrin mit Bisphenol A erhaltenen Epoxyharzes mit einem Molekulargewicht von 450 in llethyläthylketon durch Auftragen hergestellt.
Nach dem Trocknen "bei 900C betrug die Dicke des Überzugslackes 2 ju.
Der so erhaltene lackierte PiIm hatte die folgenden Eigenschaften:
Dicke 27 xi
Spezifisches Gewicht 0,9
Längsdehnung 150% Querdehnung 25%
Bruchlast in der Längsrichtung 10 kg/mm Bruchlast in der Querrichtung 23 kg/mm
Einreißfestigkeit (Elmendorf) 9 g/25
Der lackierte orientierte Polypropylenfilm wurde dann nach, derselben Verfahrensweise und mit demselben nicht orientierten Film j~2.)3 wie im Beispiel 1 verbunden.
Die so erhaltene Verbundfolie hatte die folgenden Eigenschaften:
Dicke
Perforierwiderstand Verschweißbarkeitsbereich Abriebfestigkeit Schweißfestigkeit
««52 g
1 300 bis 155°C
135
gut g/cm
700
10 -
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Beispiel 4-
Beispiel 1 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß in der Mischung des nicht orientierten Filmes f2.)J das Polyäthylen niedriger Dichte durch ein teilweise kristallines thermoplastisches Propylen/lthylen-Blockcopolymer mit einem Gehalt an 5 Gew.-# Äthyleneinheiten sowie einem Schmelzindex von 7 "und einem Schmelzpunkt von 130° C ersetzt wurde.
Die so erhaltene Verbundfolie hatte die folgenden Eigenschaften:
Dicke
Perforierwiderstand Verschweißbarkeitsbereich Abriebfestigkeit Schweißfestigkeit
Beispiel 5
Es wurde ein lackierter orientierter Polypropylenfilm durch nach einer vorherigen Elektronenbehandlung erfolgendes Überziehen eines nach dem Beispiel 1 hergestellten orientierten Polypropylenfilmes mit einer Dicke von 25 p. mit einer Lösung mit einem Gehalt an 22 Gew.-% eines Vinylidenchlorid/Acrylnitril-Copolymers (Verhältnis der Bestandteile * = 95 J 5) "und 3 Gew.-% eines Kondensationsproduktes von ToluQl-2,4-diisQcyanat und HexarHi,2,6-triol in Tetrahydrofuran hergestellt·
Nach dem SSrockiien bei 700C war die Lackschicht 3 p- dick.
«52 P
1 300 S
135 bis 155°
gut
520 g/cm
p-
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Der so erhaltene lackierte PiIm hatte die folgenden Eigenschaften :
Dicke 28 u.
Spezifisches Gewicht 0,9
Längsdehnung 170%
Querdehnung 40%
Bruchlast in der Längsrichtung 12 kg/mm
ο Bruchlast in der Querrichtung 29 kg/mm
Einreißfestig:<3it (Elmendorf) 10 g/25 p.
Der lackierte orientierte Polypropylenfilm wurde dann nach derselben Verfahrensweise und mit demselben nicht orientierten 3?ilm [2.y] wie im Beispiel 1 verbunden.
Die so erhaltene Verbundfolie hatte die folgenden Eigenschaften:
Dicke «53 ρ
Perforierwiderstand 1 300 g Verschweißbarkeitsbereich 135 his 155°C Abriebfestigkeit gut
Schweißfestigkeit 700 g/cm
Beispiel 6
Es wurden durch bekannte Filmherstellungsverfahrensweisen folgende Filme hergestellt:
1·) Ein aus einem im wesentlichen aus isotaktischen Makromolekülen bestehenden Polypropylen mit einem Schmelzindex von 4-, einem Aschengehalt von 0,0075% (75 p.p*m.) und einem Heptanextraktionsrückstand von 96,5% hergestellter und durch Strecken orientierter Polypropylenfilm mit den folgenden
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Eigenschaften ·
Dicke 25 ρ
Spezifisches Gewicht 0,9
Längsdehnung 180%
Querdehnung 45%
Bruchlast in der Längsrichtung 13 kg/mm
Bruchlast in der Querrichtung 28 kg/mm2
Einreißfestigkeit (Elmendorf) 11 g/25 (U
2.)· Ein aus einer Mischung aus 90 Gew.-% eines isotaktischen Polypropylenes mit einem Schmelzindex von 10, einem Aschengehalt von 0,0075% (75 p.p.m.) und einem Heptanextraktionsrückstand von 96,5% "und 10 Gew.-% eines Polyäthylenes niedriger Dichte mit einem Schmelzindex von- 5 und einer Schmelztemperatur von 1020C hergestellter 25 ρ dicker nicht orientierter
Die beiden Filme, nämlich der orientierte (ji·)] "und der nicht orientierte {~2»)J» wurden nach einer Elektronenbehandlung mit Koronaentladungen durch Durchleiten derselben zwischen den Walzen eines Satzes von auf 80 bis 1000C erhitzten Walzen miteinander verbunden.
Die so erhaltene Verbundfolie hatte die folgenden Eigenschaften s
Dicke Perforierwiderstand Verschweißbarkeitsbereich Abriebfestigkeit Schweißfestigkeit
«50 S
1 300 bis 1550C
135
gut g/cm
650
Patentansprüche
9884 /1064

Claims (5)

Patentansprüche
1.) Verbundfolien auf der Grundlage von Polyolefinfilmen, J insbesondere für Verpackungen, bestehend aus einem Polypropylenfilm und einem anderen thermoplastischen Film, der gegebenenfalls ein Polyäthylen niedriger Dichte enthalten kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Polypropylenfilm ein im wesentlichen aus isotaktischen Makromolekülen mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 5 aufgebauter orientierter Polypropylenfilia ist und der andere thermoplastische Film ein nicht orientierter Film auf der Grundlage einer Polymermischung mit einem Gehalt an 80 bis 99 Gew.-% eines im wesentlichen aus isotaktischen Makromolekülen mit einem Schmelzindex von 8 bis 18 bestehenden Polypropylenes und 1 bis 20 Gew.-% eines Polyäthylenes niedriger Dichte und/oder thermoplastischen zumindest teilweise kristallinen Propylen/Äthylen-Gopolymers ist.
2.) Verbundfolien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zwischen ihre Filme eingebrachten Klebstoff i
halten.
stoff in einer Menge von 1 bis 10 g/m Klebfläche ent-
3·) Verbundfolien nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Polyolefinfilme lackiert sind.
4-.) Verbundfolien nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß ihre Polyolefinfilme eine Dicke von 10 bis 100 fu haben.
5.) Verfahren zur Herstellung der Verbundfolien nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man durch
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Schichten eines, gegebenenfalls lackierten, im wesentlichem aus isotaktischen Makromolekülen mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 5 aufgebauten orientierten Polypropylenfilmes an einen nicht orientierten thermoplastischen J1IIm auf der Grundlage einer Polymermischung mit einem Gehalt an 80 bis 99 Gew.-% eines im wesentlichen aus isotaktischen Makromolekülen mit einem Schmelzindex von 8 bis 18 bestehenden Polypropylenes und 1 Ms 20 Gew«-% eines Polyäthylenes niedriger Dichte und/oder thermoplastischen zumindest teilweise kristallinen JPropylen/Äthylen-Copolymers , gegebenenfalls waiter Einbringen eines Klebstoffes dazwischen, zwischen Walzen bei 50 bis 1200C diese Filme verbindet.
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