DE2944022A1

DE2944022A1 - METHOD FOR FORMING FILMS FROM PROPYLENE HOMO- AND COPOLYMERS

Info

Publication number: DE2944022A1
Application number: DE19792944022
Authority: DE
Inventors: Roelof Hans Barents; Jan Rogaar
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1978-11-07
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1980-05-08
Also published as: BE879890A; GB2035196A; IE48869B1; JPS5569412A; ZA795959B; AU531047B2; FR2440820A1; NL7811045A; IT1119409B; GB2035196B; DK469079A; AU5258379A; CA1162013A; IT7969165A0; SE436006B; NL170712B; IE792113L; SE7909182L; LU81863A1; FR2440820B1

Description

dntanwältedntanwälte

". Li -:3rei 29U022". Li -: 3rei 29U022

UNILEVER N.V.UNILEVER N.V.

Burgemeester s'Jacobplein 1Burgemeester s'Jacobplein 1

Rotterdam / NiederlandeRotterdam / Netherlands

31. Oktober 1979October 31, 1979

M/TrM / Tr

IJ 2093 (K)IJ 2093 (K)

VERFAHREN ZUM VERFORMEN VON FOLILN AUS HOMO-UND COPOLYMEREN VON PROPYLEN.PROCESS FOR DEFORMING FILMS FROM HOMOPOLYMERS AND COPOLYMERS OF PROPYLENE.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verformen - ohne Verwendung von Plunger, Stempel oder Dorn - von Folien aus Homo- und Copolyineren von Propylen, wobei eine erwärmte Folie verformt und darauf aus dt:r Form entfernt wird, sowie die auf diese Weise erhaltene geformte FoI ie.The invention relates to a method for deforming - without the use of the plunger, stamp or mandrel - films of homo- and Copolyineren of propylene, wherein a heated film is deformed and bent on dt: r mold is removed, and the molded folic thus obtained ie.

Ein ähnliches Verfahren ist bekannt aus der französischen Patentschrift 1.431.684. In dieser Patentschrift wird ein Verfahren beschrieben, wobei eine Folie aus Polypropylen mit einer Dicke von 0,1 bis 0,4 mn erwärmt wird, indem diese über eine erwärmte Form mit einer Temperatur von 95 C bis IH)⁰C gelegt wird, worauf die K)I ie mit Hilfe eines Druckgases in die erwärmte Form gedruckt wird, wobei die erweichte Folie eng an der Form anliegt. Aus der franzosischen Patentschrift geht hervor, .lass, wenn man PoIy-A similar method is known from French patent specification 1.431.684. In this patent, a method is described in which a film made of polypropylene with a thickness of 0.1 to 0.4 mm is heated by placing it over a heated mold with a temperature of 95 C to 1H) ⁰ C, whereupon the K) I ie is printed into the heated mold with the aid of a compressed gas, the softened film lying close to the mold. From of the French patent shows .lass when poly-

Ib propylenfoI ie auf gleiche Weise zu verformen versucht, unter Verwendung einer kalten Form, wie es für CV; bereits bekannt war, • Mus zu keinem einzigen brauchbaren F-'gebnis führt..Ib propylenfoI ie tried to deform in the same way, using a cold mold as it is for CV; it was already known , • Mus does not lead to a single useful F-result ..

I-s ist denn auch gar- nicht erstaunlich, i!<tv, -,uatere Vorschläge .·:> ."Jin Verformen von Folien aus Homo- nü! ί olio I y.'ieien von Propylen <iile die Verwendung von erwärmten lünNuii, eventuell in Kombination üii!. der Anwendung von Stempeln, oder' aber l;^ Anwendung von tM'wärmten Stempeln in Kombination mit. einer 'iekuh I ten Matrize, h< -r rel fen .Is is not at all astonishing, i! <Tv, -, other suggestions. ·:>. "Jin deforming foils from homonu! possibly in combination with the use of punches, or else the use of tM'heated punches in combination with a 'cow I th die, h < -r rel fen.

In "Her- P las tverarbei ter" /'J (h), 10!) Jlii il¹*/".), insbes. S. 306,In "Her- P las tverarbei ter" / 'J (h), 10!) Jlii il ¹ * / ".), Esp. P. 306,

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-^J U 2093 (K)- ^ J U 2093 (K)

wird unter "1.3 Einfluss des Stempels" dusserdeiii erwähnt, dass die Herstel lung von Hohlkörpern mit einem Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser von 0,4 oder grosser mit Hilfe von Vakuumformverfahren, ohne Verwendung eines Stempels, in der Praxis zu nicht-akzeptablen b Ergebnissen führt, m.a.W. nicht möglich ist. Man erhält Behaltet", deren boden äusserst dünn ist im Vergleich zu der VJandditke (vgl. S. 307, Fig. b).is mentioned under "1.3 Influence of the stamp" dusserdeiii that the Manufacture of hollow bodies with a ratio of depth to diameter of 0.4 or greater using vacuum forming processes, without Use of a stamp, in practice leads to unacceptable b results, m.a.W. not possible. You get hold ", the floor of which is extremely thin compared to the VJandditke (see p. 307, Fig. b).

In der Praxis der Verformung von Folien aus Homo- und Kopolymeren von Propylen gab es also zwei Vorurteile, nämlich, dass dieIn practice, the deformation of films made from homo- and copolymers So there were two prejudices about propylene, namely that the

Anwendung von Formen auf Zimmertemperatur, oder sogar gekühlten Formen, nicht möglich ist bei Wanddicken von 0,1 bis 0,4 mn und dass bei Verformungen mit einem Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser von 0,4 oder grosser die Verwendung eines Stempels notwendig ist. IbApplication of molds at room temperature, or even chilled Shaping is not possible with wall thicknesses of 0.1 to 0.4 mn and that with deformations with a ratio of depth to diameter 0.4 or greater the use of a stamp is necessary. Ib

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass es möglich ist, erwärmte Folien aus Homo- und Copolymeren von Propylen ohne Stempel zu verformen zu Verhältnissen von Tiefe zu Durchmesser von 0,4 und grosser unter Verwendung einer Form mit einer Temperatur von ZU höchstens 25⁰C.It has now surprisingly been found that it is possible to deform heated foils made of homo- and copolymers of propylene without a stamp to ratios of depth to diameter of 0.4 and larger using a mold with a temperature of TO at most 25 ^° C.

Die Erfindung betrifft denn auch ein Verfahren zum Verformen von Folien aus Homo- und Copolymeren von Propylen, wobei eine erwärmte Folie verformt und darauf aus der Form entfernt wird, Zb das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Temperatur der Form höchstens 2b°C beträgt und die Verformung ein Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser von mindestens 0,4 besitzt.The invention as relates to a method for forming films of homo- and copolymers of propylene, wherein a heated film is deformed and it is removed from the form, for example which is characterized in that the temperature of the mold is at most 2b ° C and the Deformation has a depth to diameter ratio of at least 0.4.

Vorzugsweise verwendet man beim erfindungsgemässeri Verfahren Folien mit einer Dicke von 100 bis 200 Mikron, insbesondere Folien mit einer Dicke von 120 bis 170 Mikron. Bei Foliendicken von mehr als 200 Mikron konnte mittels des erfindungsgemassen Verfahrens kein akzeptables Produkt mehr erhalten werden.Foils are preferably used in the process according to the invention 100 to 200 microns thick, especially films 120 to 170 microns thick. For film thicknesses of more than 200 microns could not be achieved by means of the method according to the invention acceptable product can be obtained.

3b fs werden für dieses Verfahren Folien aus Homo- und Copolymeren von Propylen verwendet. Das Homopolymer· von Propylen kann ein kommerziell erhältlicher Typ sein, wie sit z.B. in "Encyclopedia öl Polymer Science and Technology", Inters»,ience Publishers, New3b fs films made from homo- and copolymers are used for this process used by propylene. The homopolymer of propylene may be of a commercially available type such as in "Encyclopedia Oil Polymer Science and Technology, "Inters", Science Publishers, New

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-/- ty U 2093 (R.) - / - ty U 2093 (R.)

York, 1969, Vol. J], S. 59/-619, beschrieben werden. fJie Copolymere können aus Athylen/Propylen-Copolymeren, fithylen/Propylen-Blockcopolymeren und Äthylen/Propylen-Eiidcopolyiiieren, oder aber denselben Typen Copolymeren von Propylen und geringeren Mengen an b anderen Olefinen, wie Butyl en, bestellen. Auch Copolymere aus einem überwiegenden Anteil an Propylen und Gemischen von Olefinen können verwendet werden, wie Terpolymere aus Propylen, Butylen-1 und Äthylen.York, 1969, Vol. J], pp. 59 / -619. fJie copolymers can be made from ethylene / propylene copolymers, ethylene / propylene block copolymers and ethylene / propylene-Eiidcopolyiiieren, or else the same types of copolymers of propylene and lesser amounts of b order other olefins such as butylene. Copolymers made from a predominant proportion of propylene and mixtures of olefins can also be used such as terpolymers of propylene, butylene-1 and Ethylene.

Ki Die Folien werden erwärmt auf eine Temperatur, welche liegt zwischen der Glasübergangstemperätur und dem kristallinen Schmelzpunkt des Materials, woraus sie bestehen, welche Temperatur dann derart gewählt wird, dass die erwärmte Folie ausreichend weich ist, um auf einfache Weise verformt zu werden. Für überwiegend isotaktischesKi The foils are heated to a temperature which is between the glass transition temperature and the crystalline melting point of the Material, what they are made of, what temperature is then chosen in this way is that the heated film is sufficiently soft to be easily deformed. For predominantly isotactic

Ib Polypropylen-Copolymer liegt diese Temperatur auf etwa 120 C. Dieses Aufwärmen kann z.B. dadurch erfolgen, dass man die Folie während 1-3 Sekunden an eine Metallplatte, welche eine Temperatur von 120-130⁰C besitzt, anlegt.Ib polypropylene copolymer is this temperature to about 120 C. This warming-up can take place in that one applies the film during 1-3 seconds to a metal plate which has a temperature of 120-130 ⁰ C, for example.

Die verwendete Form wird im allgemeinen durch Kühlung auf einer ausreichend niedrigen Temperatur gehalten, d.h. auf einer Temperatur, welche höchstens 25 C beträgt. Es wird einleuchten, dass einige Kühlung notwendig ist, weil die Form infolge des regelmässigen Anliegens der erwärmten Folie während des BetriebesThe mold used is generally made by cooling on a kept at a sufficiently low temperature, i.e. at a temperature which does not exceed 25 C. It will be evident that some cooling is necessary because the shape as a result of the regular The heated film is in contact during operation

2b einigermassen erwärmt wird. In den meisten Fällen erwies sich eine Temperatur von 2O⁰C als besonders günstig. Das Einziehen der erwärmten Folie in die Form, d.h. die eigentliche Verformung, kann erfolgen, indem man zwischen der Form und der darauf liegenden Folie ein Vakuum bildet, so dass die Folie gleichsam in die Form eingesogen wird, oder aber man auf die erwärmte Folie mit Hilfe von Druckgas, wie z.B. Luft oder Stickstoff, einen pneumatischen Druck ausübt. Auch kann eine Kombination von pneumatischem Druck und Vakuum angewendet werden. Im allgemeinen nimmt das eigentliche Formen nur geringe Zeit, z.B. 1,5 bis 3 Sekunden, in Anspruch.2b is heated to some extent. In most cases, a temperature of 2O ⁰ C proved to be particularly favorable. The drawing of the heated film into the mold, ie the actual deformation, can be done by creating a vacuum between the mold and the film lying on it, so that the film is sucked into the mold, or it can be applied to the heated film With the help of pressurized gas, such as air or nitrogen, a pneumatic pressure is exerted. A combination of pneumatic pressure and vacuum can also be used. In general, the actual molding takes only a short time, for example 1.5 to 3 seconds.

Eine vorzugsweise benutzte Vorrichtung ist vom Typ "MuI ti vac" (ex Multivac Sepp Haggenmüller KG, BRD), wie diese z.B. in der niederländischen Patentanmeldung 7713751 beschrieben wird.A device which is preferably used is of the "MuI ti vac" type (ex Multivac Sepp Haggenmüller KG, FRG), as described e.g. in the Dutch patent application 7713751.

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-fC-fC

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Die in der Folie angebrachten Verformungen besitzen ein Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser von mindestens 0,4 während in der Praxis mit überwiegend isotaktischem Homopolymer aus Propylen besondere gute Ergebnisse erzielt wurden bei einem liefe : Durchinesser- ', Verhältnis von 0,58-0,68.The mounted in the film deformation have a ratio of depth to diameter of at least 0.4 while in practice with predominantly isotactic homopolymer of propylene particular good results were obtained at a would run: Durchinesser- 'ratio of 0.58 to 0.68 .

Die Erfindung ermöglicht es, aus Folien von Homo- und Copolymeren des Propylens Behälter, Schalen und andere Gegenstände herzustellen, welche sterilisierbar und deshalb insbesondere zum Verpacken von Lebensmitteln und^pharmazeutischen Produkten sehr geeignet sind. Auch ist es möglich, auf diese Weise sog. "Blasen"-Verpackungen herzustellen, indöin man eine Folie aus Polypropylen mittels des erfindungsgemässen Verfahrens mit einem regelmässigen Muster von Ausstülpungen (Blasen) versieht, worauf in diese Ausstülpungen dasThe invention makes it possible to produce containers, trays and other objects from films of homo- and copolymers of propylene, which can be sterilized and therefore particularly suitable for packaging Food and ^ pharmaceutical products are very suitable. It is also possible in this way to produce so-called "bubble" packaging, in which a film made of polypropylene is produced by means of the inventive method with a regular pattern of Protuberances (blisters), whereupon in these protuberances the

Ib zu verpackende Produkt eingebracht wird und anschliessend die öffnungen der Ausstülpungen mit Hilfe einer Abdeckfolie, welche auf die verformte Polypropylenfolie geschweisst und/oder geklebt wird, abgeschlossen werden.Ib product to be packaged is introduced and then the openings of the protuberances with the help of a cover film, which on the deformed polypropylene film is welded and / or glued, to be completed.

/0 Die Erfindung wird nachstehend anhand der folgenden, nichtbeschränkenden Beispiele erläutert. / 0 The invention is explained below with reference to the following non-limiting examples.

Example I.

Zb Auf einer Tiefziehvorrichtung (Multivac R 70 Y, ex Multi vac Sepp Haggenmüller KG, BRD) wurde aus einer Polypropylenfolie mit einer Dicke von IbO Mikron ein offener Behälter tiefgezogen. Der DSC-Schmelzpunkt des Polypropylens betrug 150⁰C bei einer Erwärniungsgeschwindigkeit von 10°C/min. For example, on a deep-drawing device (Multivac R 70 Y, ex Multi vac Sepp Haggenmüller KG, FRG), an open container was deep-drawn from a polypropylene film with a thickness of IbO microns. The DSC melting point of the polypropylene was 150 ⁰ C at a Erwärniungsgeschwindigkeit of 10 ° C / min.

Die Folie wurde während Z Sekunden aufgewärmt, indem sie an eine Metallplatte bei 130⁰C angelegt wurde. Darauf wurde während 2 Sekunden der Behälter tiefgezogen in der form, welche gekühlt war bis auf ZO C mittels Druckluft, die an der offenen Seite des i'i Behälters mit einem Druck von 4 bar Überdruck auf die Folie in der Form geblasen wurde.The film was warmed while Z seconds by being applied to a metal plate at 130 ⁰ C. The container was then deep-drawn for 2 seconds in the mold, which was cooled to ZO C by means of compressed air, which was blown onto the film in the mold on the open side of the i'i container at a pressure of 4 bar overpressure.

Die Innenabmessung! des Behälters betrugen l?0 nun χ 285 mm χ 65 mm,The inside dimension! of the container were l? 0 now χ 285 mm χ 65 mm,

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Il ZU⁽ii (H) während der Radius der runden Ecken am Buden JO nun betru'j.Il ZU ⁽ ii (H) while the radius of the round corners at Boden JO now betru'j.

Ls wurde ein seh»· rege!massig geformter Behälter erhalten, dessen Wanddicke in den dünnsten Ecken 40-50 Mikron betrug. Das Verhältnis ') Tiefe zu Durchmesser betrug in diesem Falle 0,54.A very lively, massively shaped container was obtained, the wall thickness of which in the thinnest corners was 40-50 microns. The ratio ') depth to diameter in this case was 0.54.

Example II

Beispiel I wurde wiederholt, wobei aus dem gleichen Material, unter vollkommen identischen Bedingungen, ein Behälter mit Innenabniessungen von 120 mm χ 285 mm χ 85 mm tief gezogen wurde, während der Radius der runden Ecken am Boden wieder 30 mm betrug. Auch in diesem Falle, wobei das Verhältnis Tiefe /u Durchmesser 0,71 betrug, wurde ein sehr regelmässig geformter Behälter erhalten, dessen Wanddicke in den dünnsten Ecken 25-35 Mikron betrug.Example I was repeated, being made of the same material, below completely identical conditions, a container with internal dimensions 120 mm 285 mm 85 mm deep was drawn while the radius of the round corners at the bottom was again 30 mm. Also in this case, where the ratio depth / u diameter was 0.71, a very regularly shaped container was obtained, the wall thickness of which in the thinnest corners was 25-35 microns.

Example III

Beispiel II wurde wiederholt, wobei aus dem gleichen Material und LO unter vollkommen identischen Bedingungen ein Behälter mit Innenabmessungen von 86 mm χ 375 mm χ 62 mm tiefgezogen wurde, während der Radius der runden Ecken am Boden wieder 30 mm betrug. Es wurde ein sehr regelmässig geformter Behälter erhalten mit einem Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser von 0,72 und dessen Wanddicke in den dünnsten Ecken 30-40 Mikron betrug.Example II was repeated, using the same material and LO a container with internal dimensions under completely identical conditions of 86 mm 375 mm 62 mm was deep-drawn, while the radius of the round corners at the bottom was again 30 mm. It a very regularly shaped container was obtained with a depth to diameter ratio of 0.72 and its wall thickness was 30-40 microns in the thinnest corners.

Example IV

Auf einer Tiefziehvorrichtung, wie beschrieben in Beispiel I, wurde 3d aus einer 125 Mikron dicken Folie aus Propylen/flthylencopolymer (2t Äthylen: DSC-Schmelzpunkt 153⁰C bei einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 10°C/min) ein Behälter hergestellt, indem man die Folie während ? Sekunden an eine Metdllplatte, welche eine Temperatur von 12O⁰C besass, anlegte und darauf unter den gleichen Bedingungen wie in <b Beispiel I einen Behälter mit Innenabmessurigen von 86 mm χ 375 mm χ 62 iTHii tiefzog. Der Radius der runden Ecken am Boden betrug 30 mm. Es wurde ein sehr regelmässig geformter· Behälter erhalten mit einem Verhältnis von hefe /u Durchmesser von O,/2 und dessen WanddickeAt a deep-drawing device as described in Example I, 3d thick from a 125 micron film of propylene / flthylencopolymer was (2t ethylene DSC melting point 153 ⁰ C at a heating rate of 10 ° C / min) produced a container by the film during ? Seconds to a Metdllplatte which had a temperature of 12O ⁰ C, docked and then under the same conditions as in <b Example I tiefzog a container with Innenabmessurigen of 86 mm 375 mm χ χ 62 iTHii. The radius of the round corners on the floor was 30 mm. A very regularly shaped container was obtained with a ratio of yeast / u diameter of 0.50 and its wall thickness

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in der dünnsten tcke 25-35 Mikron betrug.in the thinnest piece was 25-35 microns.

Claims

U 2093 (R)

1.) Method of deforming - without the use of plungers ", stamp ier mandrel - of foils made from homo- and copolymers of propylene,

wherein a heated film is deformed and then removed from the mold, characterized in that the temperature of the mold is at most 25 ⁰ C, and the deformation has a ratio of flow to diameter of at least 0.4.

2. The method according to claim 1, characterized in that one Foil used with a thickness of 100 to 200 microns.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the film is heated to a temperature which is between the glass transition temperature and the crystalline melting point of the Material is what the film is made of.

4. Shaped films, wholly or partially obtained by means of the Method according to one of claims 1-3.

b. Objects or packaging materials I, in whole or in part 2Ü consisting of shaped foils according to claim 4.

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