DE2749031A1 - Biaxial orientierte polypropylenfolie - Google Patents

Biaxial orientierte polypropylenfolie

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Uberzugszusammensetzungen, die zur Aufbringung auf Foliensubstrate geeignet sind, wie Folien aus thermoplastischen Kunststoffen, beispielsweise Polyolefinfolien wie solche aus Polyäthylen, PoIypropylen, Polybuten, deren Copolymere und dergl.; Folien aus Polyestern, wie beispielsweise Polyäthylenterephthalat,. wobei gewisse Eigenschaften der solchermaßen beschichteten Folien verbessert werden. Unbeschichtete Polyolefinfolien, wie beispielsweise solche aus orientiertem Polypropylen, haben einen äußerst schmalen Heißsiegelbereich (Heißverschweißbereich), wobei solche unbeschichteten Folien leicht disorientiert werden und schrumpfen, wenn diese Folien einer Heißversiegelung unterworfen werden. Bei Aufbringung der Uberzugszusammen-Setzungen gemäß der Erfindung auf solche Foliensubstrate werden die Heißsiegeleigenschaften derselben verbessert, insbesondere durch Verbreiterung des Heißsiegelbereichs und durch Verringerung der minimalen Heißsiegeltemperatur, was bezüglich der Erzielung einer zufriedenstellenden Heißverschweißung von Bedeutung ist. Ferner verbessern die Uberzugszusammensetzungen gemäß der Erfindung den Widerstand der Folien bezüglich der Durchlässigkeit von Gasen und Dämpfen; Die überzogenen Folien zeigen ausgezeichnete optische Eigenschaften und können leicht mit anderen Folien, wie beispielsweise mit einem Polymer beschichtetes Cellophan und dergl., heißverschweißt werden.
Es ist bekannt, daß Multipolymere, die sich durch einen hohen Vinylidenchloridgehalt auszeichnen, als Oberflächenbeschichtung für thermoplastische Folien, wie beispielsweise orientierte Polypropylenfolien, verwendet
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werden können. Diese überzüge verbessern die Heißsiegelfähigkeit, ergeben ausgezeichnete optische Eigenschaften, verbesserte Beständigkeit gegenüber dem Durchtritt von Gasen und Dämpfen und verbesserte Heißsiegeleigenschaften gegenüber beispielsweise beschichtetem Cellophan.
Solche Uberzugszusammensetzungen wurden bisher auf Foliensubstrate aufgebracht, indem als Beschichtungsmethode verwendet wurde:
(1) Beschichten mittels einer Lösung eines Multipolymers mit hohem Vinylidenchloridgehalt und einem geeigneten organischen Lösungsmittel oder
(2) Beschichten mit einer Dispersion oder Latex von diskreten Polymerteilchen mit einem Durchmesser von etwa 0,01 bis 1 μ in Wasser, wobei die Teilchen mittels oberflächenaktiven Substanzen stabilisiert waren.
Der Hauptvorteil der Beschichtung unter Verwendung einer Lösung in organischen Lösungsmitteln liegt darin, daß der Uberzugsfilm leicht gebildet wird. Da das Polymer in einem geeigneten Lösungsmittel monomolekular dispergiert vorliegt, werden kohärente Filme, d.h. überzüge, die verhältnismäßig wenig Löcher und Fehlstellen aufweisen, gebildet, da sich die Moleküle beim Verdampfen des Lösungsmittels beim Trocknen verbinden. Die Nachteile dieser Technik sind jedoch zahlreich. Geeignete organische Lösungsmittelsysteme für Multipolymere mit hohem Vinylidenchloridgehalt sind verhältnismäßig teuer und sehr feuerempfindlich. Die Wiedergewinnung des Lösungsmittels ist daher eine notwendige Voraussetzung für eine wirtschaftliche Durchführung einer solchen Beschichtungstechnik. Ferner können ausser wenn Polymere mit sehr niederem Molekulargewicht verwendet werden, nur verdünnte Lösungen, d.h. solche mit ei-
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nem Feststoffgehalt von etwa 20 %, angewandt werden, da andernfalls bei Polymeren mit hohem Molekulargewicht aufgrund der hohen Viskosität der Lösungen diese Arbeitsweise nicht durchführbar ist. Ferner neigen Multipolymere mit hohem Vinylidenchloridgehalt dazu, das Lösungsmittel festzuhalten, wodurch sehr lange Trocknungszeiten erforderlich sind, außer für extrem dünne überzüge. In der US-PS 3 397 079 ist die Beschichtung mittels organischen Lösungsmitteln für diese Art von Multipolymersystemen beschrieben.
Die zweite Art des vorgenannten Beschichtungsverfahrens, d.h. die Anwendung von wässirgen Dispersionen oder Latices, ist in der US-PS 3 459 582 beschrieben. Eine Latex ist per Definition eine Dispersion von sphärischen polymeren Teilchen mit einem Durchmesser von etwa 0,01 bis etwa 1,0 μ in Wasser. Latexüberzugssysteme zur Beschichtung von Foliensubstraten enthalten im allgemeinen etwa 50 bis etwa 60 % Feststoffe, wobei etwa 2 bis 3 % der Feststoffe Benetzungs- und Suspendierungsmittel sind. Beim Trocknen des aufgebrachten Überzugs verdampft das Wasser und die Teilchen verbinden sich beim Kontrahieren ihrer Oberflächen. Aufgrund der Natur einer solchen Latexbeschichtung können nur verhältnismäßig dicke überzüge erhalten werden. Wird versucht, verhältnismäßig dünne, überzüge mittels einer Latex zu erzielen, in der Größenordnung von etwa 1 μ oder weniger, weisen diese überzüge im allgemeinen kleine Hohlräume und Fehlstellen auf. Ferner müssen lange Aushärtungszeiten in Kauf genommen werden. Schließlich ist es im allgemeinen nicht vorteilhaft, ausreichende Mengen von Additiven dem Latexsystem zuzusetzen, wie beispielsweise Heißgleitadditive
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oder andere Polymere, und zwar aufgrund der Schwierigkeit, gleichförmige Dispersionen zu erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, überzugssysteme zu schaffen, bei denen die vorstehend beschriebenen Nachteile vermieden werden.
Gemäß der Erfindung wird eine neue Multipolymerzusammensetzung geschaffen, die auf thermoplastische Foliensubstrate aufgebracht werden kann, ohne daß die Anwendung eines organischen Lösungsmittels oder die Verwendung von wässrigen Latexdispersionen erforderlich ist.
Es wurde gefunden, daß ein Multipolymer, dessen Hauptteil aus Vinylidenchlorid besteht, das ein copolymerisierbares Säuremonomer, wie Methacrylsäure oder eine Mischung aus Methacrylsäure und Acrylsäure enthält, wobei die Mischung hauptsächlich, d.h. wenigstens 50 oder mehr Gew.-% an Methacrylsäure aufweist, und ein Monomer, wie Alkylacrylate, Methacrylate und Acrylnitril, umfaßt, die Nachteile der bekannten Uberzugssysteme nicht aufweist. Die Multipolymere, die als Latex durch Emulsionspolymerisation hergestellt werden können, können in eine wässrige Polymerlösung durch Zugabe von wässrigem Ammoniak überführt werden. Obwohl Polymere mit hohem Gehalt an Vinylidenchlorid in Gegenwart von wässrigem Ammoniak aufgrund der leichten Dehydrochlorierung instabil sind, wurde gefunden, daß durch Begrenzung des Ammoniaks auf etwa 75 % der theoretischen Menge, die zur Neutralisierung des Säurebestandteils des Multipolymers erforderlich ist, ausgezeichnete überzüge erhalten werden, die auf Foliensubstrate aufgebracht und getrocknet werden können, wobei keine Verfärbung
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stattfindet.
Die neuen Überzugszusammensetzungen eignen sich insbesondere zum Beschichten von Polyolefinsubstraten, wie orientiertem Polypropylen. Sie enthalten als filmbildenden Bestandteil ein Harz, das im wesentlichen aus einem Interpolymer aus
a) etwa 5 bis etwa 15 Gew.-% einer α,β-monoäthylenisch ungesättigten Säure ausgewählt aus Methacrylsäure und Mischungen von Methacrylsäure und Acrylsäure, wobei die Methacrylsäure in diesen Mischungen in einer Menge von wenigstens etwa 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, vorliegt,
b) etwa 50 bis etwa 85 Gew.-% Vinylidenchlorid und
c) etwa 0 bis etwa 45 Gew.-% eines Alkylacrylats, wie beispielsweise Methylacrylat, Äthylacrylat, Butylacrylat und dergl., wobei Methylacrylat das bevorzugte Acrylat ist, oder 0 bis 45 Gew.-% eines Alkylmethacrylats, wie Methyl-, Äthyl- oder Butylmethacrylat, oder Acrylnitril oder Methacrylnitril besteht.
Zur näheren Charakterisierung der Multipolymerzusammensetzung werden nachstehend die Monomerbestandteile, die zu deren Herstellung verwendet werden, näher beschrieben.
Es wurde gefunden, daß die Konzentration dos Vinyliden- chlorids in der Multipolymerzusammensetzung zwischen et- wa 50 und etwa 85 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Multipolymers, variiert werden kann. Die Sauerstoff- transmission durch die mit dem Multipolymer beschichte-
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te Folie ist umgekehrt proportional dem Vinylidenchloridgehalt des Multipolymers. Für Verpackungszwecke, wo verhältnismäßig hohe Sperreigenschaften wünschenswert sind, werden überzüge mit wenigstens 80 % Vinylidenchlorid bevorzugt. Sind diese Eigenschaften nicht von Bedeutung, kann der Vinylidenchloridgehalt des Multipolymers bis auf etwa 50 % gesenkt werden. Solche überzüge führen zu guten Heißsiegelfestigkeiten der beschichteten Folien und obwohl die SauerstoffSperreigenschaften nicht so hoch sind wie bei Multipolymeren mit höherem Vinylidenchloridgehalt sind diese jedoch wesentlich besser als jene, die nicht beschichtete Folien, beispielsweise orientierte Polypropylenfolien, zeigen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Menge an saurem Monomer in der Multipolymerzusammensetzung beim Minimum gehalten wird, das bezüglich der Löslichkeit des erhaltenen Polymers in Ammoniak erforderlich ist. Es wurde gefunden, daß wenn der Säurewert beträchtlich höher ist als das gewünschte Minimum, die Viskosität der Ammoniak/Wasser-Lösung des Multipolymers zu hoch wird, um solche überzüge mittels üblicher Arbeitsweisen, wie beispielsweise von Drucktechniken, aufzubringen und ferner die Feuchtigkeitsempfindlichkeit des trockenen Überzugs am Foliensubstrat nachteilig beeinflußt wird. Es wurde festgestellt, daß die optimalen Säurewerte der Multipolymerzusammensetzung abhängen von der Konzentration an Vinylidenchloridmonomer im Multipolymer und der Art der dritten Monomerkomponente, beispielswei-
30 se der Alkylacrylatkomponente des Multipolymers. Es
wurde festgestellt, daß bei Anwendung von Methylacrylat (MA) als dritte Monomerkomponente die folgenden
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Bereiche der Säurekonzentration im Multipolymer zu besonders zufriedenstellenden Uberzugszusammensetzungen führen.
5 Vinylidenchloridgehalt Säuregehalt
50 % 5 - 9 %
65 % 6 - 12 %
80 % 7 - 15 %
Wie vorstehend angegeben, können Methacrylsäure oder Mischungen von Methacrylsäure und Acrylsäure als Säurebestandteile des Multipolymers eingesetzt werden. Für den letztgenannten Fall wurde gefunden, daß' die Acrylsäure (AA)-Konzentration bezogen auf das Gewicht nicht größer sein soll, als die Konzentration der Methacrylsäure. Es wurde festgestellt, daß wenn der Säurebestandteil nur aus Acrylsäure oder Mischungen von Acrylsäure mit Methacrylsäure (MAA) bei denen die Acrylsäure in einer Menge von mehr als 50 Gew.-% vorliegt, besteht, das erhaltene Multipolymer in ammoniakalischem Wasser nicht vollständig löslich ist.
Das Acrylatmonomer wird bei den Multipolymerzusammensetzungen gemäß der Erfindung zur Verbesserung der Heißsiegelfähigkeit der erhaltenen überzüge eingesetzt. Es wurde gefunden, daß ein Multipolymer, das aus 85 Gew.-% Vinylidenchlorid (VCl2) und 15 Gew.-% Methacrylsäure (MAA) besteht, beim Überziehen eines Substrates aus thermoplastischer Folie zu minimal guten Heißsiegelwerten führt, während beispielsweise ein Multipolymer aus 80 % Vinylidenchlorid, 10 % Methacrylsäure und 10 % Methylacrylat verbesserte Heißsiegeleigenschaften aufweist. Es können verschiedene Alkylacrylatmonomere
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als Alkylacrylatbestandteil des Multipolymers eingesetzt werden, beispielsweise Alkylacrylate, wie Methyl-, Äthyl-, Butyl-, Isobutyl- und Octylacrylate. Methylacrylat (MA) wird jedoch als Alkylacrylat für die Uberzugszusammen-Setzungen bevorzugt.
Bevorzugte Konzentrationen des Alkylacrylatbestandteils in der Multipolymerüberzugszusammensetzung liegen zwischen etwa 5 und etwa 45 Gew.-% und insbesondere zwischen etwa 5 und 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Multipolymers.
Um Ammoniak/Wasser-Lösungen des Multipolymers mit verhältnismäßig hohem Feststoffgehalt und zufriedenstellender Viskosität für die Anwendung zu erzielen, ist es wünschenswert, das Molekulargewicht durch Einsatz von Kettenübertragungsmitteln bei der Polymerisation zu regeln. Brauchbare Kettenübertragungsmittel, die allgemein bekannt sind, umfassen: Alkylmercaptane, Ester der 2-Mercaptoessigsäure, halogenierte Kohlenwasserstoffe und andere Materialien, wie sie beispielsweise in Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Interscience Publishing Co., N.Y.C, Vol. 3, Seiten 575 bis 610 (1965) beschrieben sind. Äthylmercaptoacetat ist besonders geeignet und kann bei der Polymerisation in Mengen von 0,05 bis 1,50 Teilen je 100 Teile Monomer eingesetzt werden. Insbesondere werden Bereiche von 0,1 bis 1,0 bevorzugt. Das erhaltene Multipolymer zeigt eine Intrinsikviskosität, gemessen in Tetrahydrofuran bei
30 250C von weniger als etwa 0,50.
Es ist wünschenwert, die Ammoniak/Wasser-Lösungen des Polymers mit spezifischen Additiven zu versehen, um
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ausgeglichene Eigenschaften, wie Sie für Verpackungsfolien erforderlich sind, zu erzielen.
Es ist bekannt, Wachse für das überziehen von Folien zu verwenden. Wachse mit Schmelzpunkten zwischen etwa 55 und etwa 1000C werden besonders bevorzugt. Verschiedenste solcher Wachse sind für diesen Zweck geeignet, beispielsweise mikrokristalline Kohlenwasserstoffwachse, Kande11ilawachse, Paraffinwachs, Bienenwachs, Karnaubawachs, Japanwachs, Montanwachs und dergl. sowie synthetische Wachse, wie hydriertes Rizinusöl, chlorierte Kohlenwasserstoffwachse, langkettige Fettsäureamide und dergl. Bei Verwendung von Karnaubawachs in den Uberzugszusammensetzungen sind besonders Mengen zwischen etwa 2 und etwa 10 Gewichtsteilen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Multipolymers, vorteilhaft, wobei vorzugsweise eine wässrige Dispersion mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,1 μ verwendet wird. Eine besonders bevorzugte Konzentration der Wachsteilchen liegt
20 bei etwa 5 Teilen je 100 Teile Polymer.
Die Multipolymerzusammensetzungen gemäß der Erfindung, die verhältnismäßig hohe Mengen an Vinylidenchlorid, d.h. in der Größenordnung von etwa 75 bis etwa 85 Gew.-% enthalten, führen zu beschichteten Folien, die sehr gute Reibungseigenschaften zeigen, d.h. zu Folien, deren Reibungskoeffizient nicht so hoch ist, daß die Verwendung der Folien in automatischen Verpackungseinrich tungen nicht möglich wäre. Es wurde jedoch gefunden, daß es in gewissen Fällen wünschenswert sein kann, geringe Mengen an fein verteiltem unlöslichem Material zuzusetzen, um den Reibungskoeffizient der überzogenen
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Folien auf niedrige Werte zu bringen, die für Verpackungszwecke mit hohen Geschwindigkeiten erforderlich sind. Es können Mengen zwischen etwa 0,1 und etwa 1,0 Teilen je 100 Teile Polymer an fein verteiltem Material, wie Talk, Ton, Polyvinylchlorid, Harz, Siliciumdioxid, Glimmer und dergl., verwendet werden. Bevorzugte Formulierungen enthalten etwa 0,25 Teile je 100 Teile Polymer an Talk mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 2 μ.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert. Es wird eine spezielle Emulsionspolymerisationstechnik beschrieben, die zur Herstellung der neuen Multipolymerüberzugszusammensetzungen gemäß der
15 Erfindung geeignet ist.
Beispiel 1
Ein 2000 ml-Kolben, der mit einem Rührer, Thermometer, Kondensator, Gaseinleitungsrohr und einem kalibrierten Tropftrichter ausgerüstet war, wurde mit 1200 g demineralisiertem Wasser und 3,0 g gereinigtem Natriumdodecylsulphat beschickt. Es wurde ein langsamer Stickstoffstrom durchgeleitet und gerührt und die wässrige Lösung auf etwa 5O0C erwärmt. Die nachstehenden Materialien wurden gemischt und in den Tropftrichter gegeben :
a) Vinylidenchlorid 480 g
b) Methylacrylat 60 g 30 c) Methacrylsäure 60 g
d) Äthylmercaptoacetat 3,3 g
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Das Erhitzen wurde fortgesetzt und 1,8 g Ammoniumpersulfat wurden dem wässrigen System zugegeben. Nach vollständiger Lösung desselben wurden 0,9 g Natriumbisulfit zugegeben. Bei Erreichen einer Temperatur von 550C wurde der Stickstoffstrom abgestellt und die Monomermischung langsam kontinuierlich zugegeben. Wärme wurde insoweit zugeführt, daß die Reaktionstemperatur bei etwa 55 +_ 1°C gehalten wurde, wobei ein mäßiger Rückfluß gegeben war. Eine Zugabegeschwindigkeit von etwa 100 g je Stunde erwies sich als zufriedenstellend. Nach Zugabe des gesamten Monomers wurde eine weitere Stunde gerührt und erhitzt und dann das Heizen eingestellt und die Mischung auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Die Latex wurde durch ein grobes Filter gedrückt, um große Teilchen von vorkoaguliertem Material zu entfernen. Das Produkt hatte einen Feststoff gehalt von etwa 32,5 +_ 0,5 % und war eine opalisierende Flüssigkeit. Beim Mischen einer kleinen Menge der Latex mit gleichem Volumen von 6 %igem Ammoniakwasser und Erwärmen auf etwa 600C wurde eine klare, gelbliehe, viskose Lösung erhalten. Ein Teil der bei Raumtemperatur getrockneten Latex zeigte eine Intrinsikviskosität von etwa 0,17, gemessen in einer Tetrahydrofuranlösung bei 250C.
Die nachstehende Tabelle I zeigt ein Multipolymer, das gemäß Beispiel 1 hergestellt ist, und das umfaßt 80 Gew.-% VCl2, 10 Gew.-% MA und 10 Gew.-% MAA mit einer Intrinsikviskosität von 0,17, wobei 5 Teile je 100 Karnaubawachs und 0,25 Teile je 100 Talk zugegeben wurden und die Anwendung aus einer wässrigen Ammoniak lösung auf die Oberfläche einer biaxial orientierten Polypropylenfolie mit einer Dicke von etwa 0,019 mm
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(0,75 mils) erfolgte. Die Oberfläche der orientierten Folie war einer üblichen Coronaentladungsbehandlung unterworfen worden und mit einem Grundüberzug versehen worden, der aus einem im Handel erhältlichen Adhäsiv auf Wasserbasis zur Behandlung von Polyolefinfolien bestand und eine vernetzte Acrylverbindung umfaßte (Accobond 1094). Der Grundüberzug wurde in einer Stärke von 0,1 g/6452 cm2 (1000 inch2) aufgebracht.
Die Änderungen des Uberzugsgewichts wurden mittels üblicher bekannter Uberzugsarbeitsweisen erreicht, beispielsweise durch Änderung des Feststoffgehalts der Uberzugsmischung zwischen 15 und 25 % und durch Verwendung von Druckwalzen mit unterschiedlicher ZeIl-
15 größe.
Proben der beschichteten Folien wurden miteinander heißversiegelt, wobei Niederdruckheißversiegelung und Kräuselversiegelung angewandt wurden.
Der Niederdruckheißsiegelversuch ist so angelegt, daß die Bedingungen, bei denen Folien in einer typischen Einwickelvorrichtung verschweißt werden, simuliert werden. Es wurden Folienstreifen einer Grösse von 2,54 χ 25,4 cm (1 χ 10 inch) geschnitten, wobei die Länge des Streifens in Maschinenrichtung der Folie lag. Zwei Folienstreifen wurden mit den beschichteten Oberflächen übereinandergelegt und in eine Heißsiegelvorrichtung eingebracht, die eine bewegliche Heißsiegelplatte aufwies. Bei Betätigung wird die heiße Platte angehoben und mit der Unterseite der Folienanordnung in Kontakt gebracht und hebt diese gegen ein
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darüber angeordnetes Gewicht während bestimmter Zeit. Das verwendete Gewicht betrug 0,113 kg (1/4 pound) auf eine Fläche von 6,54 cm2 (1 inch2) und die Kontaktzeit 2 s. Es wurden 5 getrennte Schweißnähte auf jedem Folienstreifen erzeugt. Nach vierstündiger Konditionierung bei 23,9°C (75°F) und 50 %iger relativer Luftfeuchtigkeit wurde die Festigkeit bestimmt, indem die freien Enden der Folie in die Backen einer Suter-Versuchsvorrichtung eingebracht wurden und die Schweißnähte mit einer Geschwindigkeit von 50,8 cm (20 inch) je min auseinandergezogen wurden. Die maximale Kraft in g wurde als Heißsiegelfestigkeit aufgezeichnet.
Der Kräuselsiegelversuch ist so angelegt, um die Bedingungen zu simulieren, die bei Form-und-Füll-Beutel-Vorrichtungen angetroffen werden. Zwei heiße Platten mit gerippten Oberflächen wurden durch Luftdruck von 0,70 kg/cm2 (10 psi) auf beiden Seiten der Folienstreifen während 3/4 s zusammengeführt und dann getrennt. Die Untersuchung der Schweißnähte erfolgte wie vorstehend angegeben.
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g/6452 cm2 (1000
inch2)/Seite		 Tabelle 121,10C
(2500F)		 98,9°C
(21O0F)		 Kräuselheißversiegelung
(0,70 kg/cm2 (10 psi), 3/4 s)		 121,10C
(2500F)
! I 110,00C
(2300F)
Beispie 0,57 Niederdruckheißversiegelung
(0,017 kg/on2 (i/4psi), 2s)		 198 g/2,54cm 198 g/2 316 g/2,54cm
le 0,79 98,9°C 110,00C
(2100F) (23O0F)		 212 215 ,54αη 256 g/2,54cm 329
(D 0,87 223 238 283 356
(2) 1,06 17 g/2,54cm 140 g/2,54cm 220 264 321 341
(3) 1,40 13 " 123 237 244 296 418
(4) 1,70 13 " 163 232 271 341 400
(5) 1,98 25 " 168 262 344 363 499
(6) 8 " 140 428
(7) 27 " 152
14 " 145
27^9031
Es wurde die in Beispiel 1 beschriebene Emulsionspolymer isationstechnik angewandt, wobei jedoch Ä'thylacrylat als drittes Monomer anstelle von Methylacrylat verwendet wurde. Werte von typischen beschichteten Folien mit verschiedenen Uberzugsgewichten sind in der Tabelle IA angegeben.
- 18 -
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Tabelle IA
Uberzugsgewicht g/6452 an* (1000 inch1 ) /Seite „
Niederdruckhe i ßvers iegelung (0,017 kg/an3 (1/4 psi) , 2s)
Krauselhe i ßvers iegelung
(0,70 kg/cm3 (10 psi), 3/4 s)
98,90C (2100F)
110,00C (23O0F)
121,1°C (25O0F)
98,90C (21O0F)
110,00C
(23O0F)
121,TC (25O0F)
0,81 1,03 1,77 1,95
7 g/2,54cm 40 g/2,54cm 147 g/2,54cm 200 g/2,54cm 308 g/2,54cm 390 g/2,54cm
9 " 57 " 157 " 204 " 339 " 413
7 " 92 " 183 " 271 " 341 " 400
5 " 120 " 208 " 268 " 325 " 416
CD O CJ
Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei jedoch folgende Monomermischung verwendet wurde.
Vinylidenchlorid 480 g 80 Gewichtsteile n-Butylacrylat 48 g 8 Gewichtsteile
Methacrylsäure 72 g 12 Gewichtsteile
Typische Werte von überzogenen Folien sind in der nachstehenden Tabelle IB wiedergegeben.
- 20 -
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- 20 - Tabelle IB
ffr*» "r+ii- Niederdruckheißversiegeluna Krause Ihe ißvers iege lung
g/6452 Sm 1000 (0,017 kg/cm2 (1/4 psi), 2s) (0,70 kg/on2 (10 psi), 3/4 s)
inchM/Seite 98r9eC 110,00C 121,10C 98,90C 110,00C 121,1°C (2100F) (23O0F) (25O0F) (21O0F) (23O0F) (25O0F)
1»01 2 g/2,54cm 62 g/2,54cm 157 g/2,54cm 140 g/2,54cm 196 g/2,54cm 266 g/2,54cm
1,65 10 " 110 " 205 " 210 " 320 "
Aus den Tabellen I, IA und IB ist ersichtlich, daß starke HeißSchweißnähte bei Verwendung der verschiedenen spezifischen Ausführungsformen der Uberzugszusammensetzungen gemäß der Erfindung bei verhältnismäßig niedrigen Beschichtungsgewichten erhalten werden können, d.h.
selbst bei so niedrigen Beschichtungsgewichten wie 0,57 g/ 6452 cm* (1000 inch2)/Seite. Da die Multipolymere in konzentriertem ammoniakalischein Wasser vollständig löslich sind, können zum Beschichten Lösungstechniken anstelle von Latextechniken angewandt werden, die bei sehr niedrigen Beschichtungsgewichten zu einem kohärenten überzug führen, der ausgezeichnete Heißsiegeleigenschaften wie dies in Tabelle I angegeben ist, liefert.
In Tabelle II sind Werte wiedergegeben, die mit einer im Handel erhältlichen Latex auf der Basis von VClerhalten werden, die kein saures Monomer enthält und vom Hersteller als Latex CX 2139 bezeichnet wird. Die Latex wurde mit 5 Teilen je 100 Karnaubawachs und 0,5 Teilen je 100 Natriumoleat sowie 0,8 Teilen je 100 Benetzungsmittel (Igepal CO-630) versetzt. Die wässrige Latex, die in einer konzentrierten wässrigen Ammoniaklösung nicht löslich war, wurde auf die Oberfläche einer biaxial orientierten Polypropylenfolie aufgebracht, wobei eine identische Folie wie bezüglich Tabelle I beschrieben verwendet wurde.
- 22 -
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110,
(230		 O0C
0F)		 121,
(250		 rc
0F)		 II 98,9
(210		 0C
0F)		 Krauselheißversiegelung
(0,70 kg/cmJ (10 psi) , 3/4		 S)
110,00C 121,1
(2300F) (250°		 0C
F)
Tabelle
Niederdruckhei ßverS iegeluna
(0,017 kg/an2 (1/4 psi), 2s)
98,9°C
(21O0F)
- 22 -
Uberzugsgewicht g/6452 cm1 (1000 inch2) /Seite
1/32 8 g/2,54cm 35 g/2,54cm 132 g/2,54cm 119 g/2,54cm 265 g/2,54cm 313 g/2,54cm
O 1,56 8 " 100 " 118 " 184 " 223 " 275
JJJ 1'70 27 " 152 " 232 " 271 " 363 " 400
^ 2,03 13 " 198 " 258 " 323 " 365 " 443
*0
* Sehr trüber, inkohärenter Überzug auf der Filmeberfläche
fs>
CO O U)
Aus den Werten der vorstehenden Tabelle II ist ersichtlich, daß bei dem Versuch, einen zufriedenstellenden Überzug unter Anwendung einer wässrigen Latex zu erhalten, keine klaren kohärenten überzüge bei überzugsgewichten unterhalb etwa 1,3 g/6452 cm2 (1000 inch2)/Seite erhalten werden konnten und die Heißsiegelfestigkeit schlecht war bei Uberzugsgewichten unterhalb etwa 1,5 g/6452 cm2/ Seite.
In der nachfolgenden Tabelle III sind Werte eine Multipolymers angegeben, das gemäß dem in der US-PS 3 397 beschriebenen Polymerisationsverfahren erhalten wurde. Es wurde eine Vinylidenchlorid/Methylacrylat/Acrylsäure (80/20/4)-Multipolymerdispersion eingesetzt. Eine Karnaubawachsdispersion wurde mit der wässrigen Dispersion vermischt, wobei ein Gehalt von 5 Teilen je 100 Wachsfeststoffe, bezogen auf das Gesamtgewicht der Multipolymerfeststoffe, eingestellt wurde. Die Multipolymerdispersion war in konzentriertem Ammoniakwasser nicht löslieh und wurde daher auf die Oberfläche einer biaxial orientierten Polypropylenfolie, die jener der Tabelle I entsprach, in Form einer wässrigen Latex aufgebracht.
- 24 -
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V)
ϊ.
ca '
•Η
σ '[Ζ
t— O
«· O
t- in
ΓΜ (N
O ο
«■ O O ro «— ΓΜ
r in
CM
in
CN
in
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τ- in τ- ο ve σι r- T-CN ro ^r in
VO (N
σ in i< in
O ιη CM r £ Γ- (N
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O (Tl CN OO (N Γ0
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Cp
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in ro ο ro ιη ιη cn ro ^r
(N τ- CN
'S· CN
vo
OO CTi
r^ οο
τ-
CN
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Aus den Werten der vorstehenden Tabelle III ist ersichtlich, daß kohärente überzüge mit verhältnismäßig niedrigem Uberzugsgewicht hergestellt werden konnten, daß jedoch Heißsiegelnähte bei mäßigen Temperaturen, wie in der Größenordnung von etwa 121,10C (2500F) bei Überzugsgewichten unterhalb etwa 1 g/6452 cm2/Seite nicht erhalten werden konnten. Es ist offensichtlich, daß aus ökonomischen Gründen für solche überzüge auf Verpackungsfolien es wünschenswert ist, ein möglichst niedriges Uberzugsgewicht vorzusehen und ferner zufriedenstellende Heißsiegeleigenschaften bei möglichst niedrigen Temperaturen zu erzielen.
Aus den Werten der vorstehenden Tabellen ist ersichtlieh, daß gemäß der Erfindung ein Multipolymerüberzugssystem auf der Basis von Vinylidenchlorid geschaffen wurde, das auf Foliensubstrate aus einer wässrigen ammoniakalischen Lösung aufgebracht werden kann und das ausgezeichnete Heißsiegeleigenschaften bei niederer Temperatur bei minimalen Uberzugsgewichten liefert.
In der nachfolgenden Tabelle IV ist angegeben, daß zahlreiche der neuen Multipolymerüberzugszusammensetzungen gemäß der Erfindung unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Emulsionspolymerisationstechnik hergestellt werden können. Der Gewichtsprozentanteil der Zusammensetzung an Vinylidenchlorid, Methylacrylat und Säurebestandteil des Multipolymers wurden variiert, um die Wirkung dieser Änderungen auf die Heißsiegeleigenschaften zu zeigen. Die Multipolymere wurden auf die Oberfläche von orientierten Polypropylenfolien aufgebracht, die jener entsprachen, die im Bezug auf Tabelle I beschrieben wurde. Aus Tabelle IV ist ersichtlich,
- 26 -
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daß ausgezeichnete Heißsiegeleigenschaften mit Multipolymerüberzugszusammensetzungen selbst dann erhalten werden können, wenn der Vinylidenchloridgehalt des MuItipolymers im Bereich zwischen etwa 50 und etwa 85 Gewichtsteilen variiert wird.
- 27 -
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Uberzugsgewicht
VC Zusanmenr-
setzung
MA MAA 		6,7 C
1
AA 		J/w ia)
50 40 6 3'3 0 ,85
65 26 10 3 0 ,91
75 15 15 0 0 ,75
85 0 0 0 ,90
Tabelle IV 121,
(250		 1°C
0F)		 98,9
(210		 Kräuselheißversiegelung
(0,70 kg/cm1 (10 psi), 3/4 s)
0C 110,00C 121,1°C
0F) (2300F) (2500F)
Niederdruckheißversiegelung
(0,017 kg/ση2 (i/4 psi), 2s)
98,90C 110,00C
(21O0F) (23O0F)
190 g/2,54cm 323 g/2,54an 370 g/2,54cm 299 g/2,54cm 323 g/2,54cm 426 g/2,54on
155 " 243 " 340 " 273 - 295 " 356
82 H 160 " 290 " 259 " 370 " 380
20 " 112 " 220 " 210 " 230 " 270
CD O CO
Weitere verbesserte Eigenschaften der überzogenen Folien sind aus der nachstehenden Tabelle V ersichtlich, in der beschichtete Folienproben, wobei diese den Proben der Tabelle I entsprechen, mit Folien verglichen werden, die durch Beschichtung von orientierten Polypropylenfolien (Herstellerbezeichnung CD-500) mit einer Latex mit hohem Vinylidenchloridgehalt erhalten werden. Aus den Werten der Tabelle V ist ersichtlich, daß die beschichteten Folien gemäß der Erfindung gleich gute Werte bezüglich des Sauerstoffdurchgangs zeigen, wie handelsübliche Produkte, jedoch bei wesentlich niedrigeren Uberzugsgewichten.
- 29 -
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Tabelle V
O (D OO
O O O>
Uberzugsgewicht g/6452 on2/Seite Gesamt
Blocking1 g/2,54 cm Trübung %2 Glanz %
F*»-j hungskoef f izient Folie gegen Folie
Sauerstoffdurchtritt cm3/645,2 cm2/24 h/1 atm
Folienproben gemäß Tabelle I
Beispiel 2 Beispiel 5 Beispiel 7 0,79 1,40 1,98 1,58 2,80 3,96
0,5 0 ,4 0,6
1,6 2 ,2 2,4
100 100 98
0,18
3,8
0,19
1,8
0,18
1,2
0,8 4,1 90
1) Erforderliche Kraft zur Abhebung von Folien, die drei Tage bei 37,80C (1000F) und 90 %iger relativer Feuchtigkeit und einem Druck von 0,7 kg/cm2 (10 psi) gelagert wurden.
2) ASTM D 2457-65T
3) ASTM D 1894-63
4) ASTM D 1434-66

Claims (4)

Patentansprüche
1. Biaxial orientierte Polypropylenfolie mit einem überzug aus einer heißsiegelfähigen Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß die heißsiegelfähige Zusammensetzung im wesentlichen ein Interpolymer aus
a) etwa 5 bis etwa 15 Gew.-% Methacrylsäure oder Mischungen von Methacrylsäure und Acrylsäure,
b) etwa 50 bis etwa 85 Gew.-% Vinylidenchlorid und
c) etwa 5 bis etwa 45 Gew.-% Methyl-, Xthyl-, Butyl-,
Isobutyl- und/oder Octylacrylat umfaßt.
2. Polypropylenfolie nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die Uberzugszusammensetzung ferner etwa 0,1 bis etwa 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Interpolymers, eines Gleitmittels bestehend aus einem fein verteilten, wasserunlöslichen, teilchenförmigen Material mit einer Teilchengröße zwisehen etwa 1 und etwa 5 μ enthält. :
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3. Polypropylenfolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet , daß die Uberzugszusammensetzung ferner ein Kaltgleit-Antiblockingmaterial, das ein fein verteiltes Wachs umfaßt, enthält.
4. Polypropylenfolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das fein verteilte, wasserunlösliche, teilchenförmige Material aus Talk, Siliciumdioxid, Ton, Glimmer und/oder Polyvinylchloridharz
10 besteht.
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