DE2954467C2 - - Google Patents
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Description
Aus Filmen oder Folien gebildete Verpackungen werden
nach zahlreichen Verfahren hergestellt, die von den vorteilhaften
Eigenschaften der Filme Gebrauch machen, wie
die Beutelschließmethode, die Dreheinschlagmethode,
die Wärmeschrumpfungsverpackung, das Kohäsivverpacken
unter Verwendung spezieller Filme, beispielsweise
des Saran Wrap (Produkt der Asahi-Dow Limited),
die Dehnfolienumhüllung, die Hauptverpackungsmethode,
die eine innige Haftung zwischen dem Film und seinem
Füllgut mittels Wärme und Vakuum vorsieht, und die
Vakuumverpackungsmethode, die zur Schaffung von festgezogenen
Verpackungen mittels Evakuieren und dergl.
bestimmt ist. Diese Methoden erfordern entsprechende
Verpackungseigenschaften. Es ist deshalb für jede Verpackungsmethode
wichtig, einen Film auszuwählen, dessen
Grundmaterial, Zusammensetzung, Form und Eigenschaften
die beste Anpassung an die Verpackungskenndaten
der speziell angewendeten Methode bieten.
Filme dieser Klasse sollten je nach den verschiedenen Anwendungen
ein breites Spektrum von Eigenschaften besitzen,
die auf eine Auswahl von Faktoren, einschließlich
der Art des einzuhüllenden Gegenstandes, der Konservierungsbedingungen
des Füllgutes und dergl. abgestellt
sind. Wegen der zunehmend höheren Genauigkeit spezieller
Eigenschaften hat in neuerer Zeit die Praxis der Anwendung
von Verbundfolien bzw. -filmen, die aus mehreren
Schichten variierender Eigenschaften gebildet werden,
günstige Aufnahme gefunden. Der mehrlagige Film, der
durch Herstellen eines im wesentlichen nichtorientierten
Films oder orientierten Films, folgendes Schmelzextrudieren
eines weiteren Harzes zu einem Film und Laminieren
des frisch extrudierten Films an den ersteren Film hergestellt
wird, ist ein Beispiel.
Ein Film mit verbesserten Heißsiegeleigenschaften,
hergestellt durch Schmelzlaminieren einer nichtorientierten
Polypropylenschicht aus dem Gießverfahren
("C.PP" genannt) oder einer orientierten Polypropylenschicht
(O.PP) mit einer Schicht eines anderen Harzes,
bzw. ein Film, der mit einem Latex oder einer Lösung
eines Polymeren des Vinylidenchlorid-Typs beschichtet
wird, um Sperrschichteigenschaften zu schaffen
("K-coat film" genannt), sind weitere Beispiele. Die
Auswahl dieser und anderer Filmtypen und ihrer verschiedenen
Kombinationen erfolgt in Anpassung an die
zahlreichen Anwendungen.
Andererseits ist ein koextrudierter Film bekanntgeworden,
der hergestellt wird durch Schmelzen mehrerer unterschiedlicher
Harze in bestimmten Extrudern und Verbinden
mit Hilfe eines Mehrschichtwerkzeugs der entprechenden
extrudierten Harzfolien innerhalb des Werkzeugs, Verschmelzen
der verbundenen Harzfolien, Extrudieren der
erhaltenen Verbundfolie und Abkühlen zu einem Film bzw.
einer Folie.
Die erforderlichen optimalen Extrudier- und Reckbedingungen
zur erfolgreichen Verarbeitung dieser mehrlagigen
Folien zu hochorientierten Filmen variieren von
einem zum anderen der Harze, die in den die Verbundfolien
aufbauenden Komponentenschichten verwendet werden. Wegen
dieser Variabilität der optimalen Extrudier- und Reckbedingungen
leiden die Filme der gegenwärtigen Produktion
unter sehr störenden Phänomenen, wie einer nicht übereinstimmenden
Wanddicke, Streifenbildung, Durchstößen,
Brechen, Schichtentrennung und Trübung infolge aufgerauhter
Grenzflächen, und die von den hergestellten Filmen
gezeigten Eigenschaften unterscheiden sich von denjenigen,
die an sich für diese Filme angestrebt werden. Die Eliminierung
dieser Schwierigkeiten hat sich als eine äußerst
schwierige Aufgabe herausgestellt.
Ein Ziel der Erfindung sind für verschiedene Zwecke geeignete
Filme, insbesondere Filme, die den Zwecken der
Schrumpfverpackung genügen. Filme der Art, wie sie die
Erfindung herstellt, werden im folgenden zur Erläuterung
der Erfindung insbesondere für die Zwecke der Schrumpfverpackung
beschrieben.
Im allgemeinen umfaßt die Schrumpfverpackungsmethode
auf dem Prinzip der vollen Nutzung der Wärmeschrumpfungseigenschaft
eines Films, der zur Erreichung einer speziell
vorgegebenen Orientierung gereckt worden ist, die
Schritte des losen Vorverpackens oder Verschließens
eines gegebenen Füllgutes, das der Einhüllung unterzogen
werden soll, um den Gegenstand mit dem Film zu
umschließen, und das folgende Aussetzen des Films einem
Wärmemedium, wie einem Strom heißer Luft, Infrarotstrahlung,
heißem Wasser und dergl., wodurch der Film
schrumpfen kann und in festen Kontakt mit der Gesamtkontur
des Gegenstandes kommt. Diese Methode zeichnet sich
dadurch aus, daß die erzeugte Verpackung ein gefälliges
Aussehen hat und hierdurch zum Handelswert des eingehüllten
Gegenstandes beiträgt, den Inhalt hygienisch
hält, dem Käufer eine Prüfung der Qualität des Inhalts
durch Sehen und Berühren gestattet, den Inhalt fest in
einer Stellung hält, gleichob der Gegenstand aus mehreren
Stücken oder einem einzigen Stück besteht, und den
Inhalt mit weitreichendem Schutz gegen Vibrations- und
Schlageinwirkungen versieht. Verglichen mit dem Dehnfolienumhüllungsverfahren,
das ausgedehnte Anwendung
in Supermärkten findet, besitzt die Schrumpfverpackungsmethode
den Vorzug der hohen Geschwindigkeit der Einhüllarbeit.
Die Schrumpfverpackungsmethode findet nunmehr
allgemeine Aufnahme mit immer stärker werdender
Zielrichtung in der industriellen Verpackungstechnik,
bei der im allgemeinen Gegenstände anfallen, die zu
voluminös und schwer sind, als daß sie allein durch die
Dehnfolienumhüllung vorteilhaft gehandhabt werden könnten.
Diese Tatsache hat die Aufmerksamkeit der Industrie
auf sich gezogen.
Gegenstände, die in ihrer Kontur zu unregelmäßig sind,
um durch Dehnfolienumhüllung abgepackt zu werden, und
Gegenstände, die nicht die Benutzung von steifen Hilfsbehältnissen
erlauben, können vorteilhaft
nach dieser Schrumpfverpackungsmethode abgepackt werden.
Außerdem hat diese Methode den Vorteil, daß der Gegenstand
mit größerer Festigkeit als nach anderen Methoden abgepackt
werden kann. Trotz dieser Vorteile leidet dieses Verfahren
noch immer unter dem Nachteil, daß der um den Gegenstand
gewickelte Film sorgfältig erhitzt werden muß, bis er weitgehend
schrumpft.
Der gegenwärtig am häufigsten von der Schrumpfverpackungsmethode
verwendete Film ist ein verstreckter Film aus
plastischem Polyvinylchloridharz (im folgenden mit "PVC"
abgekürzt). Die populäre Anwendung dieses Films wird
seiner hervorstechenden Fähigkeit zugeschrieben, einen
hohen Grad an Wärmeschrumpfung bei verhältnismäßig niedriger
Temperatur hervorzubringen und eine vorteilhafte
Schrumpfverpackung innerhalb weiter Temperaturgrenzen
zu liefern. Andererseits ist dieser Film unzulänglich bezüglich
der Heißsiegelungseigenschaft, der Konservierbarkeit
(wegen der Neigung zu Verlust an Orientierung durch
die Wirkung eines Weichmachers) und Feuchtigkeitsfestigkeit.
Er wirft zudem erhebliche Probleme auf, wegen der
Beeinträchtigung der Hygiene durch den Weichmacher, der
Emission von chlorhaltigem Gas und anderen giftigen Gasen
während des Verschmelzens des Films durch den Heizdraht,
der Freisetzung korrodierender giftiger Gase während der
Verbrennung des Films in Verbrennungsanlagen, der schlechteren
Beständigkeit des Films gegenüber kaltem Wetter und
folglich der Neigung des Films zur Erstarrung, zum Sprödewerden
und zum Bruch.
Infolgedessen hat sich in jüngster Zeit zunehmende Aufmerksamkeit
auf die Anwendung eines Films vom Polypropylen-
Typ (im folgenden "PP" bezeichnet) für die Schrumpfverpackungsmethode
konzentriert. Unglücklicherweise
ist der PP-Film in seiner Schrumpfbarkeit schlechter als
der PVC-Film. Der verstreckte Film vom PP-Typ ist hervorragend
hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften, Feuchtigkeitsfestigkeit,
Heißsiegelungsfestigkeit, Wärmebeständigkeit,
Filmmodul-Eigenschaften und dergl. und erweist
sich daher als äußerst geeignet zur Verwendung als
Schrumpfverpackungsfilm.
Er hat gegenüber dem PVC-Film auch den Vorteil, daß die
Kosten des Rohmaterials und daß das spezifische Gewicht
niedriger liegen als beim PVC-Film. Da PP ein starres
kristallines Hochpolymeres ist, das einen hohen Erweichungspunkt
hat, schrumpft der PP-Film bei höheren Temperaturen
als die herkömmlichen verstreckten Filme und er zeigt eine
kleine prozentuale Schrumpfung bei niedrigeren Temperaturen
in Nähe von 100°C. Beim Prozeß des Schrumpfverpackens
muß daher der PP-Film auf eine höhere Temperatur erhitzt
werden. Außerdem unterliegt der Film wegen der scharfen
Abhängigkeit der prozentualen Schrumpfung von der Temperatur
im Verlaufe des Einhüllens örtlichen ungleichen Erwärmungen
und zeigt ungleichmäßige Schrumpfung, die zu
Phänomenen wie "Schrumpffalten" und "nichtgeschrumpften
Flecken" führt, welche unter dem Gesichtspunkt der praktischen
Anwendung des Films außerordentlich stark stören.
Wenn der Film weitreichend erhitzt wird, um diese Phänomene
auszuschalten, kommt es unvermeidlich zu dem ernsthaften
Nachteil, daß der einzuhüllende Gegenstand übermäßigem
Erhitzen ausgesetzt ist und der Film selbst an Transparenz
verliert und in dem versiegelten Teil oder um Luftlöcher
herum Bruchbildung erleidet. Der PP-Film liegt vorwiegend
in dünnen Stärken (z. B. 15-25 µm) vor. Wenn die Stärke
erhöht wird, wird der Film steifer und neigt zu
Bruchbildung; folglich ist er nicht länger für Verpackungszwecke
geeignet.
Der herkömmliche Polyäthylen-Film kann in nichtmodifizierter
Form nicht durch Verstrecken mit der genügenden molekularen
Orientierung ausgestattet werden. Der verstreckte
Film zeigt daher eine geringe prozentuale Wärmeschrumpfung
(insbesondere Wärmeschrumpfspannung), hat hohe Schrumpftemperaturen,
eine schlechtere Festigkeit und schlechtere
optische Eigenschaften und eine unzureichende Bindekraft auf
den eingehüllten Gegenständen. Daher werden die Filme, die
nach den Standards gewöhnlicher Verpackungsfilme mit einer
ziemlich großen Stärke hergestellt werden, für begrenzte
spezielle Anwendungen vorgesehen.
Der Film vom gewöhnlichen Polyäthylen-Typ, dessen Moleküle
mittels einer energiereichen Strahlung sorgfältig vernetzt
sind und der weitgehend bei einer den Schmelzpunkt des
Polymeren überschreitenden Temperatur verstreckt worden
ist, zeichnet sich durch gute Verarbeitbarkeit aus, erlaubt
ohne weiteres die Fixierung einer molekularen Orientierung
durch Verstrecken in einem weiten Temperaturbereich,
zeigt eine hohe prozentuale Wärmeschrumpfung und
Wärmeschrumpfspannung und besitzt, verglichen mit dem gewöhnlichen
Polyäthylenfilm, verschiedene vorteilhafte
Eigenschaften, wie optische Eigenschaften, einschließlich
Transparenz und spiegelartigen Glanz, Wärmebeständigkeit
und dergl. Der Film schrumpft jedoch bei höheren Temperaturen
und gestattet keine einfache Heißsiegelung. Wenn
der Film dem Schrumpfungsverpacken unterzogen wird, wird
er deshalb in seiner Festigkeit, Heißsiegelungseigenschaft
und Reißfestigkeit abgebaut und folglich gegenüber dem
Reißen empfindlich.
Außerdem leidet der Film unter Problemen wie der großen
Schwierigkeit, mit der der Film unter Verwendung eines
elektrischen Heizdrahtes geschnitten und gesiegelt wird,
der Beeinträchtigung der physikalischen Eigenschaften, insbesondere
optischen Eigenschaften des Films als Folge der
Wärmeschrumpfungsbehandlung, dem Abbau von Filmfestigkeit,
der Bruchgefahr um die Luftlöcher herum im Film während
des Schrumpfverpackens und der schnellen Bildung von
Schrumpffalten im Film. Der Film leidet demgemäß unter
geringer Abpackgeschwindigkeit und schlechterer Verpackungsausstattung.
Wie oben betont, wird für den Film als eine kritische
Eigenschaft zur erfolgreichen Schrumpfverpackung die
Fähigkeit gefordert, eine zufriedenstellende Einhüllung
bei niedrigen Temperaturen zu ermöglichen. Diese Eigenschaft
ist besonders wichtig, wenn der Film zur Verpackung
frischer Nahrungsmittel verwendet wird.
Die Herstellung eines verstreckten PP-Films erfolgt nach
einem Verfahren, das die Schritte des Schmelzextrudierens
des polymeren Harzes durch ein Extruderwerkzeug, des Abschreckens
der extrudierten Schlauchfolie, des erneuten
Erhitzens der abgekühlten Schlauchfolie auf eine hohe Temperatur
im Bereich von 150° bis 160°C und des Eindrückens
von Luft in den Innenraum der Schlauchfolie umfaßt. Im Falle
eines verstreckten Films aus Polyäthylen niedriger Dichte
wird eine analog extrudierte Schlauchfolie des polymeren
Harzes biaxial gereckt, um eine Fixierung eines hohen
Grades an molekularer Orientierung in dem Film zu erreichen.
Im Verlaufe des Reckens berstet jedoch die Folie, wodurch
die Herstellung des Films vom technischen Standpunkt aus
kaum praktikabel ist.
Wegen der Schwierigkeiten ist deshalb allgemein ein direktes
Durchblasverfahren angewandt worden, welches die
Schritte des Extrudierens des polymeren Harzes bei einer
Temperatur im Bereich von beispielsweise 180° bis 220°C
und nachfolgenden gleichzeitigen Kühlens und Durchblasens
der extrudierten Folie mittels einer geeigneten Form von
Luft auf eine vorgeschriebene Größe umfaßt.
Dieses Aufblasverfahren zeichnet sich dadurch aus, daß
es den Film billig und sehr einfach herstellt. Das bei
diesem Verfahren durchgeführte Recken verursacht jedoch
Störungen und Kristallisation der Polymermoleküle, es
beeinträchtigt die optischen Filmeigenschaften und vermag
nicht die molekulare Orientierung wie gewünscht zu fixieren.
Der Film hat deshalb eine geringe prozentuale
Wärmeschrumpfung und geringe Wärmeschrumpfspannung und
schrumpft bei ziemlich hohen Temperaturen jenseits
jeden Standards. Daher findet der Film, der in großer
Dicke hergestellt wird, nur für begrenzte spezielle Anwendungen
Gebrauch. Im Hinblick auf die Vermeidung der
Störung von Molekülen und die Erzielung der gewünschten
Fixierung einer durchgreifenden molekularen Orientierung
sind verschiedene Verfahren entwickelt worden, von denen
eines die Schritte der Formgebung des Polyäthylens niedriger
Dichte, des folgenden Exponierens des ausgeformten
Polymeren mit einer energiereichen Strahlung unter geeigneten
Bedingungen, um hierdurch eine teilweise Vernetzung
der Moleküle hervorzurufen, und der folgenden erneuten
Erwärmung des geformten Polymeren und des Reckens bei der
erhöhten Temperatur umfaßt. Der nach dem herkömmlichen
Verfahren erhaltene Film ist dennoch nicht frei von den
erwähnten Nachteilen.
Es sind viele Methoden zur Herstellung eines Films durch
Aufblasen einer mehrlagigen Folie vorgeschlagen worden,
die Schichten unterschiedlicher Polyolefine oder Schichten
aus sowohl Polyolefinen als auch anderen Polymerisaten
enthielt. Zum Beispiel beschreibt die US-PS 36 82 767
einen Film, der eine verbesserte Schmelzenfestigkeit und
Heißsiegelungseigenschaft besitzt und verbesserte Aufbau-
und Füll-Eigenschaften bei der Abpackung eines flüssigen
Füllgutes zeigt und hergestellt wird durch Mischen
eines Mischpolymerisats aus Äthylen und einem olefinisch
ungesättigten Monomeren, wie zum Beispiel eines Äthylen-
Vinylacetat-Mischpolymerisats (nachfolgend "EVA" genannt)
mit einem linearen Mischpolymerisat aus Äthylen einer
Dichte von 0,93 bis 0,96 g/cm³ und einem α-Olefin, wie z. B.
einem modifizierten Polyäthylen hoher Dichte (im folgenden
mit "HDPE" abgekürzt), und Extrudieren des erhaltenen
Gemisches zu einer Flach- oder Schlauchfolie. Die GB-PS
9 98 299 lehrt einen bedruckbaren Polyäthylenfilm, der durch
Mischen von Polyäthylen, wie Polyäthylen niedriger Dichte
(im folgenden "LDPE" bezeichnet), oder HDPE mit EVA, Unterziehen
des erhaltenen Gemisches einer Vernetzungsbehandlung
und Verstrecken des Gemisches zu einem Film hergestellt
wird. Die GB-PS 10 35 887 beschreibt einen Film
mit ausgezeichneter Tieftemperatur-Festigkeit und anderen
Eigenschaften, der hergestellt wird durch Mischen von
LDPE mit einem linearen Polyäthylen mittlerer Dichte, das
mit einer kleinen Menge Buten modifiziert ist, und Verstrecken
des Gemisches.
Von den bisher zur Filmherstellung vorgeschlagenen Verfahren
sieht die oben genannte GB-PS 9 98 299 ein Verfahren
vor, welches die Vernetzung von Molekülen in der
erwähnten Masse bewirkt durch Unterwerfen der Masse
einer Behandlung mit einem Peroxid oder energiereicher
Strahlung, die Folie auf eine Temperatur um oder höher
als den Schmelzpunkt von Polyäthylen erhitzt und die
bei dieser Temperatur gehaltene Folie reckt; die GB-PS
9 92 897 beschreibt ein Verfahren, bei welchem Moleküle
im EVA durch Behandlung mit einer energiereichen Strahlung
vernetzt werden, die Folie auf eine erhöhte Temperatur erhitzt
(vorzugsweise z. B. 100° bis 120°C) und bei dieser erhöhten
Temperatur gereckt wird. Die unter Anwendung dieser
Verfahren und Massen erhaltenen Filme besitzen jedoch
nicht diese hervorragenden optischen Eigenschaften, Festigkeitseigenschaften
und Tieftemperatur-Schrumpfungseigenschaften
wie jene, die mit dem oben beschriebenen
PVC-Film erhalten werden; sie sind auch hinsichtlich der
Filmbildungseigenschaften und anderer ähnlicher Eigenschaften
schlechter.
Die DE-OS 26 08 112 befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung
eines laminierten Kunststofferzeugnisses durch
Schmelzlaminierung einer modifizierten Polyolefinmasse und
einem Polyester, einem Polyamid oder einem hydrolysiertem
Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren. Hierzu wird zunächst eine
geringe Menge einer ungesättigten Carbonsäure oder eines Anhydrids
davon in Gegenwart eines Peroxids auf ein Polyolefin
gepfropft. Das auf diese Weise hergestellte modifizierte Polyolefin-
Copolymer soll eine Verbesserung der Haftfestigkeit bewirken.
Eine Masse aus einem derartigen Polyolefin-Copolymeren
und einem Polyolefin wird mit einer Kautschukkomponente
vermischt. Dieses Gemisch wird dann schichtförmig auf eine
Polyesterschicht, Polyamidschicht oder dergl. aufgebracht,
wobei, wie vorstehend erwähnt, die Schichthaftung verbessert
werden soll. Demgegenüber liegt das Hauptaugenmerk der vorliegenden
Erfindung nicht in einer Verbesserung der Haftfähigkeit
der Schichten, sondern vielmehr darin, die einzelnen
Schichten so aufeinander abzustellen, daß sie sich für die
Kaltverstreckung eignen und ein hohes Maß an Orientierung
aufweisen. Diesbezüglich gibt die vorstehend genannte DE-OS
keinerlei Hinweis.
Die Erfindung bezweckt eine Besserung der verschiedenen
Nachteile, unter denen die obengenannten herkömmlichen
Filme und Verfahren leiden. Die Erfindung hat zur Schaffung
eines kaltverstreckten hochorientierten mehrlagigen
Films und eines Verfahrens zur Herstellung dieses Films
geführt, der aufgrund einer synergetischen Kombination
der Kaltverstreckbarkeit eines speziellen Harzes und
der hohen Kaltorientierung, die in den Hauptkomponentenschichten
des Films bewirkt wird, durch verbesserte
Festigkeitseigenschaften, insbesondere Schlagzähigkeit,
Heißsiegeleigenschaften, optische Eigenschaften,
Oberflächeneigenschaften und andere spezielle Funktionen
ohne Verschlechterung der übrigen Eigenschaften
ausgezeichnet ist. Dieser Film kombiniert in sich eine
spezielle Funktion der Eigenschaften, die die herkömmlichen
Filme des Polyolefin-Typs, des weichgemachten
PVC-Typs und des PP-Typs und die herkömmlichen Mehrschichtfolien
nicht aufweisen. Das Verfahren, nach dem
dieser ausgezeichnete Film der Erfindung hergestellt
wird, fußt auf der Synergie der speziellen Zusammensetzung
von Rohmaterialien und dem Schichtaufbau der
Komponentenschichten des Films und zeichnet sich hinsichtlich
der Durchführung der Filmreckbarkeit aus.
Der Gegenstand der Erfindung ist in den Patentansprüchen definiert.
Der erfindungsgemäß hergestellte Film zeichnet sich durch
Manifestierung eines hohen Orientierungsgrades durch Verstreckung
aus, wie er bis heute nie erreicht worden ist,
sowie durch weitere hervorragende Eigenschaften, was der
synergetischen Kombination der Zusammensetzung der speziellen
Polymeren und dem Schichtaufbau aus Komponentenschichten
und anderen Schichten unterschiedlicher Harze
zuzuschreiben ist.
Der Film mit hohem Orientierungsgrad, der gleichmäßig
jeder der Komponentenschichten des Films erteilt
wird, und mit besonders hervorragender Festigkeit, Transparenz
und verschiedenen anderen Eigenschaften kann
reproduzierbar unter Bedingungen wie niedriger Temperatur
erhalten werden, womit von den individuellen
Reckbedingungen, die für die entsprechenden speziellen
Polymeren und anderen Harze, die die mehrlagige Rohfolie
(Rohfilm) aufbauen, abgewichen wird, d. h. er wird
unter Bedingungen erhalten, die keine wirksame Reckung
der entsprechenden speziellen Polymeren und anderen Harze
bewirken könnten. Der Film der Erfindung besitzt Eigenschaften,
die ihn zur vorteilhaften Anwendung für verschiedene
Formen der Verpackung außerordentlich geeignet
machen, insbesondere für das Schrumpfverpacken, wenngleich
diese Eignung nicht hierauf beschränkt ist. Der
Film kann mit besonders hervorragenden optischen Eigenschaften,
Festigkeits- und Heißsiegeleigenschaften,
Tieftemperaturschrumpfungseigenschaften und mit hoher
Schrumpfansprechbarkeit (Geschwindigkeit) hergestellt
werden.
Fig. 1 zeigt im Diagramm die Beziehung zwischen der
prozentualen Schrumpfung des Films und der Wärmebehandlungstemperatur.
Fig. 2 zeigt im Diagramm die Beziehung zwischen der
Schrumpfspannung des Films und der Wärmebehandlungstemperatur.
In den Fig. 1 und 2 entspricht Kurve 1 dem erfindungsgemäßen
Film gemäß Versuch Nr. 1, Kurve 2 dem erfindungsgemäßen
Film gemäß Versuch Nr. 7,
Kurve 4 einem weichgemachten
PVC-Schrumpffilm von 17 µm Stärke der Vergleichsprobe
(a), Kurve 5 einem PP-Schrumpffilm von 16 µm
Stärke der Vergleichsprobe (b), Kurve 6 einem handelsgängigen
unvernetzten LDPE-Schrumpffilm von 50 µm
Stärke und Kurve 7 einem vernetzten Polyäthylenschrumpffilm
von 17 µm Stärke.
Zur Verbesserung der verschiedenen Eigenschaften von
kristallinem Polypropylen (hier mit "IPP" bezeichnet),
insbesondere der Wärmebeständigkeit, Tieftemperaturfestigkeit
und Schlagzähigkeit, haben die JP-PS 70 88/
1960, JP-PS 15 042/1961, JP-OS 78 977/1977 etc. Verfahren
zur Formulierung von Massen unter Verwendung von IPP
als Hauptkomponente und zusätzlicher Inkorporierung
von Äthylen-Propylen-Mischpolymerisatkautschuk (im
folgenden mit "EPR" bezeichnet) als minderer Komponente.
In den nach diesen Verfahren erhaltenen Massen haben
jedoch, da die Verträglichkeit von IPP und EPR nicht
notwendigerweise groß ist, die in Form eines dünnen Filmes
ausgeformten Massen grobe Oberflächen; sie zeigen
sehr schlechte optische Eigenschaften und bieten nur unzureichende
Festigkeit. Zur Behebung dieses Nachteils,
wenngleich auch nur in bescheidenem Maße, sind Verfahren zur
Formulierung von Masse vorgeschlagen worden, die außerdem
amorphes ataktisches Polypropylen als zusätzliche
Komponente inkorporieren, siehe JP-OS 1 12 946/1974,
JP-OS 96 638/1973 etc. Die US-PS 38 32 270 beschreibt
ein Verfahren, wonach eine Schicht aus vernetztem Polyäthylen
mit einer Schicht aus einer IPP als Hauptkomponente
verwendenden Zusammensetzung, die ein Gemisch aus
einem ataktischen PP und Polybuten-1 (im folgenden mit
"PB-1" bezeichnet) als minderer Komponente inkorporiert
enthält, beschichtet und die Verbundfolie bei 100°C
verstreckt wird. Für dieses Verfahren wird eine Verbesserung
der Reißfestigkeit des hergestellten Films geltend
gemacht. Alle diese Verfahren sehen gleichermaßen
die Erzielung der gewünschten Verbesserungen durch Inkorporieren
von Zusätzen vor, die vorwiegend PP enthalten.
Die nach diesen Verfahren erhaltenen Zusammensetzungen
sind, wenn sie zu einem dünnen Film ausgeformt werden,
noch immer mit Schwierigkeiten belastet hinsichtlich
der Dispergierbarkeit der Zusatzkomponenten in der Hauptkomponente,
der Filmfestigkeit, der Wärmebeständigkeit,
der Siegeleigenschaften und dergl.
Die Zusammensetzung aus den speziellen Polymerblends
[1], [2] und [3], die erfindungsgemäß verwendet wird,
bringt nicht nur eine synergetische Verbeserung der
Heißsiegeleigenschaften, verschiedener Festigkeitseigenschaften,
der Flexibilität, der Transparenz, einer
mäßigen Steifheit des Films (guter Elastizitätsmodul), der
Wärmebeständigkeit, Kältefestigkeit und des Haftvermögens
an Schichten aus anderen Harzen hervor, sondern ermöglicht
darüber hinaus auch eine freie Einstellung der Filmtextur
innerhalb weiter Grenzen von ziemlicher Weichheit
bis zu hoher Steifheit. Es ist außerdem möglich, daß
Schichten aus anderen Harzen, die bei alleiniger Verwendung
unter den durch die Erfindung vorgesehenen Bedingungen
niemals gereckt werden können, einer erfolgreichen
Verstreckung unterliegen, wenn sie in Verbindung
mit den speziellen Komponentenschichten des erfindungsgemäßen
Films gehandhabt werden; hier verdeutlicht sich
die Wirkung einer augenfälligen Verbesserung der Verarbeitbarkeit
solcher Harzschichten in synergistischem Maßstab
und der Schaffung voll ausbalancierter Eigenschaften
für den hergestellten Film.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird der
mehrlagige Film hergestellt, indem eine mehrlagige Rohfolie
oder ein mehrlagiger Rohfilm gebildet wird,
die eine Schicht aufweisen, die das Polymere (D) des
speziellen Polymeren [4] (z. B. kristallines Polybuten-1)
enthält, und die Folie unter den nachfolgend beschriebenen
Bedingungen kaltverstreckt wird. Dieser Film zeichnet
sich durch einen bisher unerreichbar hohen Orientierungsgrad
und weitere ausgezeichnete Eigenschaften aus,
die dem Synergismus aus dem Beitrag des genannten Polybutens
und demjenigen der Schichten aus anderen Harzen
zuzuschreiben sind.
Erfindungsgemäß kann unter Bedingungen, wie zum Beispiel
den Tieftemperaturbedingungen, die von den geeigneten
individuellen Bedingungen für das erwähnte Polybuten-1
und für die anderen speziellen Polymeren, die die mehrlagige
Rohfolie oder den mehrlagigen Rohfilm aufbauen, abweichen,
d. h. von den Bedingungen, unter welchen die entsprechenden
speziellen Polymeren und anderen Harze niemals
wirksam verstreckt werden können, ein Film hergestellt
werden, der einen hohen Orientierungsgrad hat, der gleichmäßig
jeder der Komponentenschichten des Films erteilt wird,
und sich insbesondere hinsichtlich Festigkeit, Transparenz
und anderer Eigenschaften hervorragend auszeichnet. Dieser
Film verfügt über Eigenschaften, die von jenen gänzlich verschieden
sind, die ein nur aus einer Polybuten-1-Schicht
hergestellter Film zeigt. Wenn die nur aus einer Polybuten-1-
Schicht gebildete Folie verstreckt wird, erleidet der erzeugte
Film Trübungsbildung und er zeigt folglich schlechte optische
Eigenschaften. Dieser Film ist bezüglich der Zugfestigkeit,
Reißfestigkeit, prozentualen Wärmeschrumpfung
und Wärmeschrumpfspannung sowie der Siegeleigenschaften
erheblich schlechter. Demgegenüber besitzt überraschenderweise
ein Film der Erfindung Eigenschaften, die ihn für die
Zwecke der verschiedenen Verpackungsformen, insbesondere
- wenn auch keineswegs hierauf beschränkt - für das Schrumpfverpacken
außerordentlich geeignet machen.
Im besonderen ist dieser Film von ausgezeichneter Zugfestigkeit,
Schlagzähigkeit, Siegelfestigkeit, und er hat ausgezeichnete
optische und Schrumpfeigenschaften.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird ein
Film mit ausgezeichneten Eigenschaften erhalten, wenn man
eine mehrlagige Folie herstellt, die eine aus dem Polymeren
(E) des speziellen Polymeren [5] gebildete Schicht enthält,
welches Polymere ein ionisch vernetztes Harz ist,
und diese Folie unter speziellen Bedingungen verstreckt.
Das Polymere (A) der speziellen Polymerblende [1] und [2]
ist ein Polymerisat von verhältnismäßig geringer Kristallinität
(sie fällt in den Bereich von 60 bis 10%, bestimmt
durch Röntgenbeugung) und hat eine mittlere Konsistenz
zwischen den Steifigkeits- und Weichheitsgraden. Es wird
ausgewählt aus der Gruppe der Mischpolymerisate des Äthylens
mit Vinylester-Monomeren, aliphatischen ungesättigten
Carbonsäuren und Alkylesterderivaten dieser Carbonsäuren
und des LDPE. Besonders geeignete Beispiele für das spezielle
Polymere (A) sind EVA, Äthylen-Äthylacrylat-Mischpolymerisat
(EEA), Äthylenmethylmethacrylat-Mischpolymerisat
(EMMA), Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymerisat (EAA),
Äthylen-Methacrylsäure-Mischpolymerisat (EMA) und ionisch
vernetzte Harze, die ein Mischpolymerisat von Äthylen und
aliphatischen ungesättigten Carbonsäuren darstellen, wobei
die Carboxylgruppen dieser Mischpolymerisate mindestens
teilweise mit Metall ionisch gebunden sind, und die
durch mindestens teilweise Verseifung eines aliphatischen
ungesättigten Alkylcarboxylats und folgende mindestens
teilweise ionische Bindung des Verseifungsproduktes mit
Metall hergestellt werden.
Die kombinierte Menge der Monomerkomponenten mit Ausnahme
des Äthylens von einem solchen Mischpolymerisat liegt vorzugsweise
im Bereich von 1 bis 13 Mol-%, noch bevorzugter
im Bereich von 2 bis 12 Mol-%. Wenn diese Menge 1 Mol-%
erreicht und überschreitet, zeichnet sich der hergestellte
Film durch besondere Siegeleigenschaften, Flexibilität,
verschiedene Festigkeitseigenschaften und dergl. aus.
Wenn die Menge jedoch über 13 Mol-% hinausgeht, kann der
Film in der Extrudierbarkeit, der Verträglichkeit mit
anderen Komponenten, der Reckbarkeit und dergl. schlechter
werden. Wenn dieses spezielle Polymerisat in Form eines
Films extrudiert wird, insbesondere in der Außenschicht,
zeigt es schlechtere optische Eigenschaften, geringere
Festigkeit und schlechte Wärmebeständigkeit mit dem Ergebnis,
daß die gegenüberliegenden Flächen benachbarter
Schichten im Film zum Phänomen des gegenseitigen Blockens
neigen, das sogar bis zu einem Grade führen kann, der
die Handhabung des Films erschwert. Der Schmelzindex MI, bestimmt
nach ASTM D-1238 (190°C) des speziellen
Polymeren fällt allgemein in den Bereich von 0,2 bis 10,
vorzugsweise von 0,3 bis 5. Wenn der MI unter 0,2 liegt,
sind die Verträglichkeit der Komponenten der Masse und die
Extrudierbarkeit des erhaltenen Blends solcher Komponenten
nicht mehr zufriedenstellend. Wenn der MI über 10 hinausgeht,
vermag manchmal das Blend als Grundmaterial nicht
mehr genügende Festigkeit zu liefern. Beim Recken der
Folie zeigen die im Prozeß des Aufblasens gebildeten Bläschen
eine Neigung zu Bruchbildung. Diese nachteiligen Erscheinungen
werden gleichfalls festgestellt, wenn die Folie
eine Nachbehandlung zur Vernetzung erfährt. Von den verschiedenen
Mischpolymerisaten, die als Polymeres (A) in
der Masse der Erfindung geeignet sind, erweisen sich die
EVA-Typen als besonders zweckmäßige Polymerisate. Die
LDPE-Typen sind zuweilen dann zweckmäßig, wenn die Menge
des Polymeren (B) erhöht oder das Polymere einer Behandlung
zur Vernetzung unterworfen werden soll.
Das weiche Mischpolymerisat-Elastomere als Polymeres (B)
der speziellen Polymerblends [1], [2] und [3] wird aus
der Gruppe der Elastomeren mit einem Vicat-Erweichungspunkt
("VSP" abgekürzt) nicht über 60°C, vorzugsweise
nicht über 50°C und besonders bevorzugt nicht über 40°C,
ausgewählt, wie zum Beispiel den Mischpolymerisat-Elastomeren
des Äthylens mit einem α-Olefin, Butylkautschuk
und den blockmischpolymerisierten thermoplastischen Elastomeren
auf Basis Styrol-konjugiertes Dien. Von diesen
möglichen Elastomeren ist das Äthylen-α-Olefin-Mischpolymerisat
besonders bevorzugt. Es ist ein weiches Mischpolymerisat,
das aus Äthylen mit mindestens einem α-Olefin
aus der Gruppe der α-Olefine mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen
gebildet wird. Wahlweise können diese beiden Monomeren
zusätzlich mit einer kleinen Menge eines Kohlenwasserstoffs
mischpolymerisiert sein, der die Struktur eines
Polyens besitzt, wie zum Beispiel Dicyclopentadien,
1,4-Hexadien oder Äthylidennorbornen. Einzelbeispiele
für zweckmäßige α-Olefine umfassen Propylen, Buten-1,
Hexen-1, Hepten-1, 4-Methyl-1-penten und Octen-1. Von
diesen α-Olefinen sind insbesondere Propylen und Buten-1
erwünscht. Der Äthylengehalt des Mischpolymerisats liegt
vorzugsweise im Bereich von 20 bis 90 Mol-%, bevorzugter
im Bereich von 40 bis 90 Mol-% und besonders bevorzugt
bei 65 bis 89 Mol-%. Der besonders vorzuziehende Bereich
des Äthylengehalts liegt bei 70 bis 88 Mol-%.
Das Äthylen-α-Olefin-Mischpolymerisat ist so beschaffen,
daß die Dichte nicht über 0,91 g/cm³ hinausgeht. Der VSP
(bestimmt nach ASTM D-1525 mit 1 kg Belastung) des Polymeren
(B) ist nicht größer als 60°C, vorzugsweise nicht
höher als 50°C und besonders bevorzugt nicht höher als
40°C. Im allgemeinen bewegt sich die Kristallinität
des Polymeren in den kautschukartigen Zonenbereichen
von praktisch amorph bis zu einer niedrigen Teilkristallinität
der Größenordnung von nicht mehr als 30%, bestimmt
nach der Röntgenstrahlmethode. Das Äthylen-α-Olefin-Mischpolymerisat-
Elastomere ist besonders zweckmäßig ein
Mischpolymerisat des Äthylens mit Propylen oder Buten-1.
Dieses Mischpolymerisat kann wahlweise eine kleine Menge
einer Verbindung enthalten, die die Struktur eines Diens
besitzt und als weiteres mischpolymerisierbares Monomer
fungiert. Zum Beispiel ist diese Verbindung ein thermoplastisches
Elastomeres, das einen MI im Bereich von
0,1 bis 10, vorzugsweise 0,2 bis 6, aufweist und ein
statistisches Mischpolymerisat ist, das durch Polymerisation
unter Verwendung eines aus einer Vanadiumverbindung
und einer organischen Aluminiumverbindung bestehenden
Katalysators hergestellt wird. Dieses Elastomere sollte
zweckmäßigerweise keine Blockformen aufweisen, wie sie
im allgemeinen die gewöhnlichen nichtvulkanisierten Kautschuke
besitzen, und nicht dem Phänomen des Kaltfließens
unterliegen, in Form von Pellets vorliegen und eine genügend
weite Thermoplastizität haben, um bereits allein
zu einem Film extrudiert werden zu können. Ein typisches
Handelsprodukt, daß diesen Anforderungen genügt, ist das
"Tafmer" (Mitsui Petrochemical Industries Ltd.).
Das Polymere (C) der speziellen Polymerblends [1] und [3]
ist mindestens ein Vertreter aus der durch IPP, HDPE und
hochpolymerisiertem kristallinem PB-1 gebildeten Gruppe.
Dieses Polymere (C) hat eine verhältnismäßig hohe Steifigkeit
und zweckmäßigerweise einen VSP nicht unter 100°C.
IPP ist eine Form des kristallinen PP mit hoher Isotaktizität,
das auf dem Markt zur Verfügung steht. Es ist erwünscht,
daß es ein Homopolymerisat des Propylens oder
ein Mischpolymerisat des Propylens mit nicht mehr als
7 Mol-% Äthylen, 1-Buten oder einigen anderen α-Olefinen
ist. Es kann ein Gemisch dieser Comonomeren sein.
HDPE ist eine Polyäthylen-Form, die nach dem Mittel- oder
Niederdruckverfahren hergestellt wird und eine Dichte
nicht geringer als 0,935 g/cm³ besitzt und gewöhnlich
auf dem Markt erhältlich ist. Es sollte zweckmäßigerweise
einen MI im Bereich von 0,1 bis 10, vorzugsweise
von 0,2 bis 7, aufweisen. Es kann ein Mischpolymerisat
des Äthylens sein, wobei der Äthylengehalt zweckmäßigerweise
über 93 Mol-%, vorzugsweise über 95 Mol-%, hinausgeht.
Wenn der MI kleiner als 0,1 ist, führt das Polymere
zuweilen zu Problemen hinsichtlich der Verträglichkeit
und der optischen Eigenschaften im Falle der Formgebung.
Wenn der MI 10 überschreitet, bietet das Polymere als
Grundmaterial nicht die genügende Festigkeit und zeigt
schlechtere Filmbildungseigenschaften. Von der Gruppe der
Polymeren (C) wird die Verwendung von vorwiegend IPP bevorzugt.
Ein Gemisch aus Polypropylen mit HDPE kann ebenfalls
vorteilhaft eingesetzt werden. Ein starres Polymeres,
das einen geeigneten Grad an Verträglichkeit und Dispergierbarkeit
aufweist und deshalb den Zwecken der Erfindung
genügt, kann verwendet werden. Wenn HDPE als Polymeres (C)
eingesetzt wird, wird es vorzugsweise vernetzt, bevor man
es verstreckt.
Das Polymere (D) des speziellen Polymeren [4] ist kristallines
PB-1, ein hoch-isotaktisches, ultrachochmolekulares
Polymerisat, das durch Polymerisieren von Buten-1 als
Hauptmonomeres erhalten wird. Es kann ein Mischpolymerisat
umfassen, das durch Mischpolymerisieren von Buten-1 mit
einem anderen olefinischen Monomeren in der Weise erhalten
wird, daß das Hauptmonomere, Buten-1, seine intakte
Kristallinität behält. In diesem Mischpolymerisat sollte
der Gehalt an Buten-1 zweckmäßigerweise über 85 Mol-%,
vorzugsweise über 90 Mol-%, hinausgehen und der MI zweckmäßigerweise
in den Bereich von 0,2 bis 20, vorzugsweise
von 0,2 bis 6 fallen. Das PB-1 dieses Typs unterscheidet
sich von den Polybutenen, die als Polymerisate von Polyisobutylen
hergestellt und als flüssige oder wachsartige
Additive von niedrigen Polymerisationsgraden verwendet
werden. Wenn PB-1 als Polymeres (C) verwendet wird, ist
der PB-1-Gehalt im Polymerblend, das die Schicht des kaltverstreckbaren
Harzes bildet, zweckmäßigerweise nicht
höher als 50 Gew.-%.
Das Polymere (E) des speziellen Polymeren [5] ist ein ionisch
vernetztes Harz und ein Mischpolymerisat des Äthylens
und aliphatischer ungesättigter Carbonsäuren, wobei die
Carboxylgruppen dieses Mischpolymerisats mindestens teilweise
oder gänzlich mit Metall ionisiert sind; dieses
ionisch vernetzte Harz wird erhalten durch mindestens
partielle oder vollständige Verseifung eines aliphatischen
ungesättigten Alkylcarboxylats und folgende mindestens
teilweise ionische Bindung des Verseifungsproduktes mit
Metall (Metallionen). Diese Metallkomponente wird zum Beispiel
durch Na⁺, Zn++, Mg++ etc. gestellt, wobei die Genannten
bevorzugt sind. Es gibt Fälle, wo das spezielle
Polymere seine Esterbindung behalten sollte, was von den
Zwecken abhängt, für die das Polymere vorgesehen ist.
Die Schicht aus kaltverstreckbarem Harz im Film der Erfindung
ist im wesentlichen aus den oben genannten speziellen
Polymeren zusammengesetzt. Diese speziellen Polymeren
[1], [2], [3], [4] und [5] können gemischt mit anderen
geeigneten Polymeren innerhalb der Grenzen verwendet
werden, in denen sie ihre Eigenschaften unbeeinträchtigt
entfalten können. Der Gehalt der speziellen Polymeren
in der Schicht aus kaltverstreckbarem Harz sollte in jedem
Falle über 50 Gew.-% hinausgehen.
Von den Polymeren (A), (B) und (C) sind daher die zulässigen
Kombinationen [1] (B)+(A)+(C), [2] (B)+(A)
und [3] (B)+(C), und das bevorzugte Mischungsgewichtsverhältnis
der Polymerkomponenten in den Kombinationen
ist wie folgt:
0,90 ≧ B/(A+B) ≧ 0,05 und 2,0 ≧ C/(A+B) ≧ 0,05 in [1]
0,90 ≧ B/(A+B) ≧ 0,05 in [2]
0,90 ≧ B/(B+C) ≧ 0,30 in [3]
0,90 ≧ B/(A+B) ≧ 0,05 in [2]
0,90 ≧ B/(B+C) ≧ 0,30 in [3]
und noch bevorzugter:
0,70 ≧ B/(A+B) ≧ 0,07 und 1,0 ≧ C/(A+B) ≧ 0,10 in [1]
0,70 ≧ B/(A+B) ≧ 0,07 in [2]
0,87 ≧ B/(B+C) ≧ 0,40 in [3]
0,70 ≧ B/(A+B) ≧ 0,07 in [2]
0,87 ≧ B/(B+C) ≧ 0,40 in [3]
und besonders bevorzugt:
0,50 ≧ B/(A+B) ≧ 0,08 und 1,0 ≧ C/(A+B) ≧ 0,10 in [1]
0,50 ≧ B/(A+B) ≧ 0,08 in [2]
0,50 ≧ B/(A+B) ≧ 0,08 in [2]
Wenn die Menge des weichen Polymeren (B) kleiner als die
oben angegebene zulässige untere Grenze ist, zeigt ein
Blend aus einer der Kombinationen [1], [2] und [3] nicht
so leicht den erwarteten synergetischen Effekt der Kaltverstreckungseigenschaft
und es leidet daher unter etwas
schlechteren Eigenschaften. Zum Beispiel kann das Blend
hinsichtlich Filmfestigkeit, optischer Eigenschaften,
Tieftemperatureigenschaften, Weichheit, Siegeleigenschaften,
Reckbarkeit und dergl. etwas schlechter sein. Wenn die
Menge größer ist als der oben angegebene obere Grenzwert,
neigt der Film zu übermäßiger Flexibilität, verursacht
Blockung und verliert an thermischer Beständigkeit, Siegeleigenschaften
und optischen Eigenschaften.
Von den Kombinationen der angegebenen speziellen Polymeren
ist insbesondere die Kombination [1] (A)+(B)+(C)
bevorzugt. Im einzelnen sei ausgeführt: Das Polymere (C)
wirkt mit den anderen Komponenten zusammen und verbessert
synergetisch die Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit, Wärmebeständigkeit,
Extrusionsformbarkeit, den Elastizitätsmodul
und die Heißsiegeleigenschaften des Films. Die Verbesserung
ist besonders augenfällig bei der Wärmebeständigkeit,
Extrusionsformbarkeit, dem Elastizitätsmodul und
den Heißsiegeleigenschaften. Wenn der Gehalt des Polymeren
(C) kleiner ist als die angegebene untere Grenze, leidet
das Blend unter beachtlich weniger guter Filmverarbeitbarkeit
und ungleichen Filmwandstärken infolge schlechterer
Fließeigenschaften des Blends im Werkzeug. Außerdem wird
die auf das Polymere (C) zurückzuführende Verbesserung
bezüglich der Heißsiegeleigenschaften und Festigkeitseigenschaften
wieder abgebaut. Die Wärmebeständigkeit bleibt
auch unterhalb des erwarteten Wertes. Wenn der Gehalt des
Polymeren (C) im Blend größer als die oben angegebene zulässige
Obergrenze ist, wird das Blend in bezug auf Extrusionsformbarkeit,
Transparenz, Flexibilität und Schlagzähigkeit
etwas schlechter. Daher sollte dieser Gehalt
innerhalb der oben angegebenen Grenzen liegen. Von der
erwähnten Gruppe der Polymeren, aus welcher das Polymere
(A) ausgewählt wird, ist besonders ein spezielles Mischpolymerisat
des Äthylentyps zweckmäßig. Es gibt Fälle,
in denen dieses spezielle Mischpolymerisat zur Bildung
der Hauptkomponente in dem ternären Blend der erwähnten
Kombination (A)+(B)+(C) zweckmäßig und vorzuziehen ist.
In Abwesenheit des Polymeren (B) aus dem erwähnten ternären
Blend (A)+(B)+(C) sind sowohl die Homogenisierbarkeit
als auch die Verträglichkeit nicht sonderlich zufriedenstellend,
und der synergetische Effekt kann nicht erwartet werden.
In Gegenwart des Polymeren (B) leidet dagegen das ternäre
Blend nicht mehr unter diesem Nachteil.
Ein möglicher Grund mag darin zu sehen sein, daß das in
dem Polymeren (A) enthaltene Äthylen, die Eigentümlichkeiten
der funktionellen polaren Gruppierung, die sich
aus der besonderen Struktur desselben ergibt, und die
anderen Polymeren (B) und (C) vorzüglich zusammenwirken
und gleichzeitig die kristalline Struktur des Blends,
die Bedingungen der Dispergierung der Polymerkomponenten
im Blend, die Wirkungen der Behandlung und andere Faktoren
synergetisch miteinander zusammenwirken.
Im Falle eines Blends aus der obigen Kombination, in dem
das Polymere (A) die Hauptkomponente bildet, ergibt sich,
wenn die drei Polymerkomponenten jeweils in Form von
Pellets trocken homogen gemischt, dann geschmolzen, verknetet
und zu einem Film unter Verwendung eines Extruders
mit hoher Blendingkapazität extrudiert werden, als mögliches
Ergebnis der Extrusionsformung ein Zustand, in dem
innerhalb der oder um die Teilchen des Polymeren (C), das
im Polymeren (A) dispergiert ist, das Polymere (B) in
einem komplizierten Muster dispergiert wird und mit dem
Polymeren (C) reagieren und in Wechselwirkung
treten kann.
Die Bedingungen, unter denen solche Polymerkomponenten
dispergiert werden, wenn das Blend zu einem Film ausgeformt
und zur notwendigen Orientierung verstreckt wird,
variieren mit den Bedingungen für das Formgeben des Blends.
Wenn das vorerwähnte Blend bei relativ hoher Temperatur
im Bereich von 230° bis 260°C durch ein Film- oder Folienwerkzeug
extrudiert wird, das einen engen Breitschlitz von
1,5 mm Dicke enthält entweder ohne Belastung oder unter einem
festgesetzten Zugverhältnis und dann zur Herstellung eines
Films schockartig abgekühlt (abgeschreckt) wird, hängen
beispielsweise die Eigenschaften des erhaltenen Films von
der Art und Menge des starren Polymeren (C) im Blend ab.
Wenn das Polymere (C) zum Beispiel 30 Gew.-% PP enthält,
wird ein gewisser Anteil des PP im Polymeren (C) in dem
Hauptpolymeren (A) zur Fließrichtung hin verteilt, und
die dispergierten PP-Teilchen sind in Form von Fasern
angeordnet mit dem Ergebnis, daß der Film eine Struktur
zeigt, als ob er mit Glasfasern verstärkt wäre, und
verschiedene Festigkeitseigenschaften auf stark verbessertem
Niveau zeigt. Wenn die Rohfolie oder der Rohfilm
vor dem Recken vernetzt wird, kann eine charakteristische
Struktur manchmal vorteilhaft aufgebaut werden, die
einer mit Glasfasern verstärkten Struktur gleicht. Das
zusätzliche Vernetzen ist deshalb kein wesentliches Erfordernis.
Im Blend der Kombination (B)+(C) ist das thermoplastische
Elastomere, das besonders vorteilhaft als das Polymere
(B) verwendet wird, ein statistisches Mischpolymerisat,
das aus 65 bis 95 Mol-%, vorzugsweise 75 bis 90 Mol-%
Äthylen, amorphem oder teilweise niederkristallinem Propylen
und Buten-1 besteht. Dieses Elastomere steht in
Form von Pellets zur Verfügung.
Die spezielle Kombination der Polymeren oder des Polymeren
(E), die in einem speziellen mehrlagigen Film der Erfindung
verwendet werden kann, wird zusammen mit anderen Harzen
zu einer Mehrschichtfolie extrudiert. Dann kann die
Folie mit einer energiereichen Strahlung, wie einem Elektronenstrahl
(β-Strahlung), γ-Strahlen oder UV-Strahlen,
so aktiviert werden, daß sie durch eine Vernetzungsreaktion
modifiziert wird. Diese Nachbehandlung wird zweckmäßigerweise
bis zu einem Grade bewirkt, damit der in siedendem
Xylol unlösliche Gelgehalt in den Bereich von 0 bis 50
Gew.-% fällt und der MI nicht über 0,5 hinausgeht. Vorzugsweise
liegt der Gelgehalt im Bereich von 0,1 bis 40
Gew.-% und der MI unter 0,1.
Wenn der unlösliche Gelgehalt größer ist als die oben angegebene
untere Grenze, leidet das Produkt der Formgebung
unter einem Abbau der Dehnungs- und Festigkeitseigenschaften.
Wenn dieses Produkt in Form eines Films vorliegt,
wird die Heißsiegeleigenschaft bis zu einem Punkt verringert,
wo der Film nicht mehr leicht gesiegelt oder mit
einem Heizdraht gestanzt werden kann oder er zum Reißen
neigt. Daher sollte der unlösliche Gelgehalt in den oben
angegebenen Bereich fallen.
Das Polymere (D) ist ein Polymerisat, das vorwiegend aus
kristallinem PB-1 zusammengesetzt und identisch mit
dem zuvor oben bei Beschreibung des Polymeren (C) genannten
Polymeren ist. In der vorwiegend aus diesem PB-1 gebildeten
Schicht ist dieses Polymere (D) zweckmäßigerweise
zu nicht weniger als 50 Gew.-%, vorzugsweise nicht weniger
als 70 Gew.-% und besonders bevorzugt zu nicht weniger als
80 Gew.-% bis zu 100 Gew.-% enthalten.
Auch das Polymere (E) ist zweckmäßigerweise zu nicht weniger
als 50 Gew.-% enthalten.
Der erfindungsgemäße Film ist dadurch gekennzeichnet, daß
er mindestens eine Schicht enthält, die aus speziellen
Polymeren aus der Gruppe der speziellen Polymeren und
Polymerblends [1], [2], [3], [4] und [5] ausgewählt ist.
Aufgrund der hohen Kaltverstreckbarkeit (die sich synergetisch
manifestiert insbesondere dann, wenn die speziellen
Polymeren in mehreren der Schichten eingesetzt werden),
die von diesen Filmen gezeigt wird, können andere aus Harzen
gebildete Schichten, die sich ansonsten der Kaltverstreckbarkeit
entziehen, gleichzeitig bis zu einem hohen
Grade verstreckt werden. Überraschenderweise wurde festgestellt,
daß im Film der Erfindung das IPP bei 32°C verstreckt
werden kann, was noch im einzelnen beschrieben
wird. Die speziellen Polymeren der Erfindung ermöglichen
eine Orientierung bis zu Graden, die normalerweise unerreichbar
sind und deshalb die oben erwähnten Eigenschaften
und Kennzeichnungen der Erfindung hervorbringen. Es bedarf
keiner weiteren Erwähnung, daß die mehrlagigen Schichten
des Films dieser Erfindung allein aus den speziellen
kaltverstreckbaren Harzen gebildet werden können, anstatt
sie mit zwischenliegenden Schichten anderer Harze zu verwenden.
Die oben beschriebenen speziellen Polymeren sind Harze,
die ein Kaltverstrecken und hohe Orientierung ermöglichen.
Das Elastomere als Polymeres (B) ist dann enthalten,
wenn das Polymere (D) oder (E) mit weniger als 50 Gew.-%
oder gar nicht enthalten ist. Die speziellen Kombinationen
der Polymeren [1] (B)+(A)+(C), [2] (B)+(A) und
[3] (B)+(C) verfügen über hohe Kapazitäten zur Kaltverstreckung
und hohen Orientierung. Von den erfindungsgemäß
eingesetzten speziellen Polymeren besitzt das spezielle
Polymere [4] (D) die höchste Kaltverstreckbarkeit,
gefolgt von den speziellen Polymeren [1], [2], [3] und [5].
Insbesondere für das spezielle Polymere [4] (D) sollte
zur vorteilhaften Ausbeutung seiner hervorragenden Wirkung
der Gehalt an diesem Polymeren in der Schicht zweckmäßigerweise
über 50 Gew.-% reichen, wie oben erläutert.
Die Harze für die anderen Schichten, die im Film dieser
Erfindung neben jenen der speziellen kaltverstreckbaren
Harze inkorporiert sein können, werden im allgemeinen
aus der Gruppe: IPP, Polyäthylen (PE), EVA, Mischpolymerisate
des Äthylens mit aliphatischen ungesättigten
Carbonsäuren oder Carboxylaten, und ionisch vernetzte
Harze (Io), die sich von Mischpolymerisaten des Äthylentyps
ableiten, ausgewählt.
Obwohl die oben aufgeführten Polymerisate meistens als
Haftschichten fungieren, kann zusätzlich eine Haftschicht
zum Haftverbinden von Schichten verwendet werden. Beispiele
für solche Haftschichten sind Polymere aus der
Gruppe: EVA, das einen verhältnismäßig hohen Vinylacetatgehalt
(VAC 15-40 Gew.-%) aufweist, Äthylen-α-Olefin-Mischpolymerisat-Elastomere,
Mischpolymerisate aus Äthylen/aliphatischen
ungesättigten Carbonsäuren und modifizierte
Derivate derselben, Stereoblockmischpolymerisate auf
Basis von Styrol und Monomeren des konjugierten Dientyps,
und thermoplastische Polymere des Polyurethantyps. In
Abhängigkeit vom Anwendungszweck reicht es manchmal aus,
wenn der hergestellte Film mindestens eine Schicht enthält,
die mindestens ein Polymeres aus der obigen Gruppe aufweist.
Hinsichtlich der Dickenverteilung der Komponentenschichten
im Film ist es zweckmäßig, obwohl der Anteil der
kombinierten Dicke der aus den speziellen Polymeren [1],
[2], [3], [4] und [5] gebildeten Schichten zur Gesamtdicke
aller Schichten des Films nicht besonders begrenzt ist,
daß dieser über 20%, vorzugsweise 30% und besonders bevorzugt
50% oder sogar 60%, überschreitet. Sie kann
in Anpassung an den Zweck, für den der hergestellte Film
verwendet werden soll, in jedem Sonderfall in geeigneter
Weise festgesetzt werden. Hinsichtlich der Kombination
der Komponentenschichten im Film wird aus Gründen der Vereinfachung
vorgeschlagen, die kombinierten speziellen
Polymeren [1] (B)+(A)+(C), [2] (B)+(A) und [3] (B)
+(C) gemeinsam als SBC, das spezielle Polymere [4] (D)
als PB und das spezielle Polymere [5] (E) als Io entsprechend
zu bezeichnen.
Beispiele für doppellagige Filme und typische Kombinationen
von Komponentenschichten sind folgende:
(a) SBC/PP, SBC/EVA, SBC/Io
(b) PB/PP, PB/EVA, PB/Io
(b) PB/PP, PB/EVA, PB/Io
Typische Kombinationen von Komponentenschichten für die
dreilagigen und anderen mehrlagigen Filme sind folgende:
(a) PP/SBC/PP, PB/SBC/Io, Io/SBC/Io
EVA/SBC/EVA, PP/SBC/EVA,
(b) PP/PB/PP, PP/PB/Io, EVA/PB/EVA, PP/PB/EVA,
(b) PP/PB/PP, PP/PB/Io, EVA/PB/EVA, PP/PB/EVA,
Wahlweise wird zu diesen Kombinationen die erwähnte Schicht
eines Haftstoffharzes beigefügt. Diese Kombinationen verbessern
in wirksamer Weise die Oberflächenhärte und
Siegelungseigenschaften, den Filmmodul und die mechanischen
Eigenschaften zum Nutzen der Verpackung sowie die
mechanischen Festigkeitseigenschaften und Transparenz.
Im Falle einer Schicht, die aus einem anderen Harz gebildet
wird, das hochfunktionell und teuer ist, kann
die Schichtdicke wesentlich bis zu einer Größenordnung
von 0,1 bis 10 µm herabgestzt werden. Es ist beeindruckend,
daß die Schicht einer solchen dünnen Stärke
im Film der Erfindung wirksam kaltverstreckt werden kann.
Der Anteil der Dicke dieser Schicht sollte im Bereich
von 0,1% bis 30%, vorzugsweise bei 0,1 bis 20% und
noch bevorzugter bei 0,1 bis 10% liegen. Selbst wenn
die Zwischenschicht (SBC) in dem obenerwähnten dreilagigen
Film durch eine Schicht aus einem anderen Harz
ersetzt und die erwähnte extrem dünne Schicht aus hochfunktionellem
und teurem Harz inkorporiert wird, ist
der erhaltene Film äußerst vorteilhaft, weil die Komponentenschichten
ihre charakteristischen Eigenschaften
wie Siegelungseigenschaften und Wärmebeständigkeit
voll entfalten können. Zum Beispiel führt bei Herstellung
eines Films mit Eigenschaften, die auf das allgemeine
Schrumpfverpacken abgestellt sind, insbesondere
mit hoher Festigkeit und mit Schrumpfeigenschaften bei
niedriger Temperatur von hoher Geschwindigkeit durch Anwendung
einer äußerst wirksamen Kombination aus SBC-
oder PB-Schichten die Inkorporierung von Schichten aus
Harz des Propylentyps und aus Harz des PVC-Typs (einschließlich
eines Weichmachers), die im allgemeinen
auf dem Markt zur Verfügung stehen, zu Filmen mit den
vorteilhaften Eigenschaften, die von den bieden obenerwähnten
Harzen herrühren, Somit kann ein Film erhalten
werden, der die vorteilhaften Eigenschaften eines gewöhnlichen
Films vom PP-Typ zeigt, wie Oberflächenschlupf, Eignung
auf der Verpackungsmaschine, hohes Schrumpfverhältnis,
hohe Schrumpfspannung, äußerst einfaches Schmelzstanzen mit
einem heißen Draht oder heißen Messer, Siegeleigenschaften
und hohe Heißsiegelfestigkeit, und der andererseits die
Nachteile des PP-Films vermeidet, wie das allmähliche
Lösen des Films in Verpackungen im Laufe der Zeit, Bruch
infolge übermäßiger Spannung, mangelhafte Schlagzähigkeit,
schlechte Reißfestigkeit, unzureichende Kältefestigkeit,
ungenügende Schrumpfverpackungseigenschaften bei erhöhten
Temperaturen, Neigung zu plötzlicher Schrumpfung infolge
Temperaturänderung und begrenzte Eignung zum Schrumpfverpacken
und dergl.; oder es kann ein Film erhalten werden,
der die außerordentliche Fähigkeit zur elastischen Erholung
und auch die vorteilhaften Eigenschaften eines Films
vom PVC-Typ, wie Tieftemperaturschrumpfverpackungseigenschaft,
gestreckte Temperaturcharakteristika zur Schrumpfung und
günstige optische Eigenschaften, zeigt und andererseits
die nachteiligen Eigenschaften vermeidet, wie die schlechte
Heißsiegeleigenschaft (insbesondere die Schmelzsiegeleigenschaft),
den allmählichen Abbau in den Eigenschaften im
allgemeinen im Verlaufe der Zeit und das Auftreten giftiger
Gase während des Stanzens und Siegelns des Films und im Verlauf
der Verbrennung von Filmabfall. Um ein konkretes Beispiel
zu geben: Es kann ein kaltverstreckter hochorientierter
dreilagiger Film (15 µm) aus der Kombination PP/PB/PP
hergestellt werden, worin die erste (PP) Schicht eine Dicke
von 1,5 µm, die zweite (PB) Schicht eine Dicke von 12 µm
und die dritte (PP) Schicht eine Dicke von 1,5 µm aufweist.
Dieser Film kann eine Haftstoffschicht, wie z. B. aus EVA,
Äthylen-α-Olevin-Mischpolymerisat oder dergl., inkorporieren.
Im Falle dieser Kombination wird ein Film von beachtlicher
Festigkeit mit einer extrem kleinen Gesamtdicke von 6 µm
bis 7 µm erhalten, wie in einem der folgenden Arbeitsbeispiele
gezeigt werden wird. Ein anderer kaltverstreckter
hochorientierter Film kann mit einer Gesamtfilmdicke von
15 µm erhalten werden, der aus der ersten (PP) Schicht einer
Dicke von 0,5 µm, einer zweiten (SBC) Schicht von 14 µm
Dicke und einer dritten (PP) Schicht von 0,5 µm Dicke
besteht. Auch dieser Film kann wiederum eine Haftstoffschicht,
z. B. aus EVA, Äthylen-α-Olefin-Mischpolymerisat
oder dergl. enthalten.
Wenn eine Schicht aus dem erwähnten kristallinen PB-1 (PB)
als Innenschicht und mindestens eine Haftschicht zusätzlich
in den vorerwähnten Filmen inkorporiert sind, dienen
solche zusätzlichen Schichten dem Zweck, den Filmen eine
stabilisierte Reckbarkeit und gleichzeitig verschiedene verbesserte
Filmeigenschaften zu geben. Zur Erläuterung der
durch Inkorporieren solcher Schichten hervorgebrachten
synergetischen Wirkungen wird auf die Daten der nachfolgend
gegebenen Arbeitsbeispiele verwiesen, wonach der kaltverstreckte
Film nur aus SBC in Versuch Nr. 1 des Vergleichsbeispiels
eine Trübung von 1,4%, Zugfestigkeit von 11,5 kg/mm²,
eine Dehnung von 220%, einen Elastizitätsmodul von
33 kg/mm², eine Heißsiegelfestigkeit von 1,1 kg/15 mm Breite
(Siegeln durch Schmelzstanzen), eine Temperatur von 60°C
für die 20%-Schrumpfung, eine Dart-Schlagzähigkeit von
24 kg · cm zeigte, während der dreilagige Film eines Aufbaus
aus 0,5 µm starker PP-Schicht, 15 µm starker SBC-Schicht
und 0,5 µm starker PP-Schicht, hergestellt gemäß Versuch
Nr. 20 der Erfindung, eine Trübung von 0,8%, eine Zugfestigkeit
von 14,1 kg/mm², eine Dehnung von 170%, einen
Elastizitätsmodul von 40 kg/mm², eine Heißsiegelfestigkeit
von 2,1 kg/15 mm Breite, eine Temperatur von 58°C, für die
20%-Schrumpfung und eine Dart-Schlagzähigkeit von 32 kg/cm
aufwies, was eine bemerkenswerte Verbesserung in den angegebenen
Eigenschaften belegt. Die Verbesserung im Elastizitätsmodul
und in der Heißsiegelfestigkeit war besonders
augenfällig trotz der Tatsache, daß die kaltverstreckten
PP-Schichten jeweils eine sehr geringe Stärke hatten. Bemerkenswert
ist auch, daß der erfindungsgemäße Film seine
Tieftemperatur-Schrumpfungseigenschaften weitgehend behält
trotz der Tatsache, daß die PP-Schichten auf den Außenseiten
des Films lagen. Im einzelnen kann zu dem PB-1 angegeben
werden, daß die PB-Schicht ihren speziellen synergetischen
Effekt nur dann vorteilhaft entfalten kann, wenn sie in
dem mehrlagigen Film der Erfindung inkorporiert wird.
Wenn das PB-1-Harz nur allein verstreckt wird, leidet der
Film unter völlig unzureichenden und schlechteren Eigenschaften.
Wenn sie dagegen in dem mehrlagigen Film verstreckt
wird, ist die von dieser speziellen Schicht gezeigte
Kaltverstreckungsfestigkeit größer als diejenige, die
in den meisten Fällen von der SBC-Schicht gezeigt wird.
Noch bessere Ergebnisse werden erhalten, wenn die PB-Schicht
als Innenschicht vorliegt.
Zur Verdeutlichung der hervorragenden synergetischen Wirkungen,
die bei Zwischenlage einer Innenschicht aus PB-1
hervorgebracht werden, dient der folgende Vergleich:
Der durch Verwendung von PB-1 allein erhaltene Film (Nr. 3
des Vergleichsbeispiels) zeigte sehr schlechte physikalische
Konstanten, wie eine Trübung von 25%, eine Zugfestigkeit
von 4,2 kg/mm², eine Dehnung von 30% (dieser
Wert läßt auf hohe Reißempfindlichkeit schließen), eine
Heißsiegelfestigkeit von 0,35 kg/15 mm Breite, eine Temperatur
von 83°C für die 20%-Schrumpfung (dieser Wert
verrät einen Mangel an Wärmeschrumpfungseigenschaften bei
niedrigen Temperaturen), eine Schrumpfspannung von 45 kg/mm²
und einen Zugmodul von 11 kg/mm², demgegenüber der erwähnte
dreilagige Film gemäß Versuch Nr. 9 des Beispiels der Erfindung
äußerst vorteilhafte physikalische Konstanten erreichte,
wie eine Trübung von 0,6%, eine Zugfestigkeit von
16,5 kg/mm², eine Dehnung von 210%, eine Heißsiegelfestigkeit
von 2,8 kg/15 mm Breite, eine Temperatur von 62°C für
die 20%-Schrumpfung (ein Wert, der gute Wärmeschrumpfungseigenschaften
bei niedriger Temperatur erwarten läßt),
eine Schrumpfspannung von 35 g/mm² und einen Zugmodul von
52 kg/mm². Trotz Fehlens einer Haftstoffschicht zwischen den
Schichten aus PP und PB, scheiterte ein Versuch zur Trennung
der beiden Schichten voneinander mittels eines Cellophanbandes
aus noch unbekannten Gründen. Dies bedeutet, daß
diese beiden Schichten eine ausreichende Haftfestigkeit
besitzen. Die von ihnen erbrachte Siegelwirkung ist weitaus
größer, als wenn die beiden Schichten jeweils unabhängig
voneinander verwendet werden. Im Schrumpfverpackungstest
wird demonstriert, daß der erwähnte Film der Erfindung
starke Schrumpfeigenschaften bei niedriger Temperatur wie
der Film vom PVC-Typ besitzt, aber auch die Elastizität
hat, die normalerweise von einem den Verpackungszwecken
genügenden Film gefordert wird. Daher erweist sich dieser
Film als sehr geeigneter Verpackungsfilm.
Der vorerwähnte Film eines Aufbaus aus den drei Schichten
Io,/SBC/Io bildet selbst einen ausgezeichneten Schrumpffilm.
Dieser Film hat, hergestellt gemäß Versuch Nr. 3 des Beispiels
der Erfindung, äußerst vorteilhafte physikalische Konstanten,
wie eine Trübung von 0,6%, Zugfestigkeit von 11,5 kg/mm²,
Dehnung von 245% und Heißsiegelfestigkeit von 2,2 kg/15 mm
Breite, aber auch eine hohe Schrumpfbarkeit bei niedrigen
Temperaturen und einen hohen Elastizitätsmodul. Nach
Schrumpfen in Längs- und Querrichtung um durchschnittlich
60% zeigt dieser Film nur eine 1,2%-Zunahme im Trübungswert,
verglichen mit dem größeren Wert von 3,6% für den nur
aus SBC gebildeten Film. Außerdem ist die Heißsiegelfestigkeit
bei der höheren Temperatur von 80°C, die dieser Film
zeigt, 1,2 kg/15 mm Breite, ein ausgesprochen hoher Wert
demnach, wenn man mit dem Wert von 0,2 kg/15 mm Breite vergleicht,
den die SBC-Schicht erreicht.
Im Gegensatz zu den erfindungsgemäß hergestellten Filmen
zeigen die Schrumpffilme aus Polyvinylchlorid und Polypropylen,
die auf dem Markt sind, schlechtere physikalische
Konstanten, was noch im einzelnen zu belegen ist. Typische
physikalische Kenndaten dieser Filme sind eine Siegelfestigkeit
von 0,5 bzw. 1,9 kg/15 mm Breite, eine Temperatur
von 66°C bzw. 120°C für die 20%-Schrumpfung und eine Dart-Schlagzähigkeit
von 16 bzw. 8 kg/cm.
Die erfindungsgemäßen Filme sind dadurch ausgezeichnet, daß
sie sehr gute optische Eigenschaften besitzen, so daß der
Trübungs- oder Haze-Wert (bestimmt nach ASTM D1003-52) nicht
über 4,0%, vorzugsweise 3,0% und noch bevorzugter 2,0%
hinausgeht. Der hier genannte Trübungswert ist ein Standardmittel
für Filme einer mittleren Dicke von 20 µm. Er wird
daher nicht auf Filme mit größeren Dicken oder für Filme
die gefärbt, geprägt oder gepudert worden sind, angewendet.
Die hervorragende Transparenz und die hohen Festigkeitseigenschaften,
die von den erfindungsgemäßen Filmen gezeigt
werden, sind der Tatsache zuzuschreiben, daß die eingesetzten
Polymerkombinationen wirksam ausgeformt werden
können, und zwar absolut ohne gegenläufige Wirkung auf ihre
vorteilhaften Eigenschaften, die von dem schockartigen Abkühlen
im Verlaufe der Folienextrusion herrühren. Man kann
sie darüber hinaus der Tatsache zuschreiben, daß selbst
im Bereich sehr niedriger Temperaturen, die die Schmelzpunkte,
vorzugsweise sogar die Erweichungspunkte der eingesetzten
Hauptpolymeren nicht überschreiten, der Film infolge
der von der Kombination der Harzkomponenten erbrachten synergetischen
Wirkungen sehr stabil gereckt werden kann. Daß
die synergetischen Wirkungen der Kombination der Polymerkomponenten
eine wirksame Verarbeitung des Films zuläßt,
ohne daß irgendwelche Strukturmängel wie Luftlöcher hingenommen
werden müssen, kann eine mögliche Erklärung sein.
Die nur aus PP oder aus PB hergestellten Filme, wie in den
Vergleichsbeispielen, vermögen die genannten Vorteile
demgegenüber nicht hervorzubringen.
Die erfindungsgemäßen Filme sind des weiteren durch ihre
Orientierungseigenschaften ausgezeichnet, die frei variiert
werden können, z. B. durch Abwandeln der Art des Kaltverstreckens,
d. h. indem man den Film nur uniaxial in einer
der Längs- und Querrichtung reckt, anstatt ihn biaxial
zu verstrecken, indem man den Film nach dem biaxialen
Recken einer Wärmebehandlung unterwirft oder indem man die
Kombination der Polymerkomponenten ändert. Sofern es die Umstände
zulassen, ist es jedoch zweckmäßig, einen biaxial
verstreckten Film zu haben. Der so hergestellte Film
sticht hinsichtlich der Wärmeschrumpfungseigenschaften
hervor und entfaltet deshalb hervorragende Eigenschaften,
wenn er als Wärmeschrumpffilm verwendet wird.
Die Tatsache, daß die Temperatur, bei der der Film einer
Wärmeschrumpfung unterzogen werden kann, niedrig liegt,
bildet einen der notwendigen und wichtigen Faktoren für
einen vorteilhaft als Schrumpfverpackungsfilm anzuwendenden
Film. Diese Eigenschaft wird Tieftemperaturschrumpfungseigenschaft
genannt. Der Film, der weitere Schichten aus
PET, Ny und dergl. aufweist und durch Wärmefixieren hergestellt
wird, ist für Anwendungen geeignet, die nicht
die Schrumpfeigenschaften des Films ausnutzen. Wenn der
Film auf seine thermische Schrumpfung bei den jeweiligen
Temperaturen geprüft wird, drückt man die Tieftemperatur-Schrumpfbarkeit
durch die Temperaturangabe aus, die zur
Erreichung eines bestimmten Schrumpfungsbetrags von 20%
oder 40% erforderlich ist (auszudrücken als mittlere
Schrumpfung in der Längs- und Querrichtung). Je niedriger
der Wert dieser Temperatur liegt, um so besser ist die
Tieftemperatur-Schrumpfbarkeit. Im allgemeinen sollte die
Schrumpfung für den zur Schrumpfverpackung einzusetzenden
Film nicht geringer als 20%, vorzugsweise nicht geringer
als 40% sein. Im einzelnen ausgeführt, wird die Wärmeschrumpfung
nach einer Prozedur erhalten, bei der ein quadratisches
Teststück aus einem gegebenen Film geschnitten,
auf dem Teststück jeweils eine Längs- und eine Quermarkierung
einer bestimmten Länge vermerkt, das Teststück mit
einem Pulver besprüht wird, wie mit Talkum, um dessen Oberflächenklebrigkeit
zu unterdrücken, die oft die Handhabung
erschwert, das Teststück 5 Minuten mit heißer Luft einer
vorbestimmten Temperatur behandelt wird, um hierdurch eine
Schrumpfung des Teststücks einzuleiten und dann die Änderungen
der Längs- und Quermarkierungen bestimmt werden. Die
Wärmeschrumpfung wird ausgedrückt durch das Mittel der
Längs- und Querschrumpfung. Diese thermische Schrumpfung
wird für die jeweilige Temperatur ermittelt. Die Temperaturen,
bei denen der Film eine Wärmeschrumpfung von 20%
bzw. 40% zeigt, wird als Temperatur für die entsprechende
20%- bzw. 40%-Schrumpfung registriert.
Im Falle der erfindungsgemäßen Filme, die zum Schrumpfverpacken
verwendet werden, liegt dieser Temperaturwert niedrig.
Wie in Fig. 1 wiedergegeben, hat der handelsgängige PP-Film
zum Schrumpfverpacken eine Temperatur von 120°C für die
20%-Schrumpfung und von 134°C für die 40%-Schrumpfung, entsprechend
Kurve 5, wogegen der Film der Erfindung eine
Temperatur von 52°C für die 20%-Schrumpfung und von 70°C
für die 40%-Schrumpfung ergibt, was durch Kurve 1 angezeigt
wird. Obwohl dieser Wert sekundär durch die Recktemperatur
und die Zusammensetzung beeinflußt wird, bildet die Tatsache,
daß dieser Wert auf einem niedrigen Niveau liegt,
eines der Charakteristika der Kaltverstreckung der Erfindung.
Wenn dieser Wert hoch liegt, kann man die benötigte Wärmeschrumpfung
nur erreichen, wenn der Film über lange Zeit
bei seiner eigentlichen Anwendung einer ziemlich hohen Temperatur
ausgesetzt wird. Da der Betrag der durch die Heizeinrichtung
erzeugten Wärme erhöht werden muß, wird folglich
die Abpackgeschwindigkeit verringert. Außerdem besteht
die Möglichkeit, daß Wärme zu dem abzupackenden Füllgut
übertragen wird. Eine solche Wärmeübertragung ist unerwünscht,
insbesondere, wenn die Ware, die verpackt werden
soll, gegenüber Wärme stark wärmeempfindlich ist und durch
Einwirkung von Wärme verdirbt oder verformt wird, wie
Faser- und Frischnahrung. Im Falle eines Filmes, dessen
Schrumpfungskurve bei hohen Temperaturen stark ansteigt,
wird die Filmschrumpfung stark geändert, selbst durch eine
nur geringfügige Änderung in der Nähe der Schrumpfungstemperatur
zur Zeit der Verpackung. Wenn der Film lose
um ein Füllgut gewickelt und die lose Verpackung danach
durch einen Schrumpfungstunnel geschickt wird, führt bereits
ein geringer Abfall in der Gesamttemperatur der gegen den
Film geblasenen heißen Luft zu einer unzureichenden Schrumpfung,
so daß der Film nicht in den hautengen Kontakt mit
der Kontur des Füllguts kommen kann. Wenn die Temperatur
geringfügig höher ist, schmilzt der Film und erleidet Bruchbildung
oder er verliert an Transparenz und optischer Homogenität.
Wenn der Wert dieser Temperatur extrem niedrig ist, erleidet
der zu einer Rolle aufgewickelte Film eine Dimensionsänderung
sogar bei normaler Raumtemperatur. Der im Handel
erhältliche weichgemachte PVC-Film, der für Schrumpfverpackungen
verwendet wird, weist 58°C für die 20%-Schrumpfung
und 88°C für die 40%-Schrumpfung auf, was durch Kurve
4 im Diagramm der Fig. 1 widergespiegelt wird. Dies legt
nahe, daß dieser Film die gewünschte Tieftemperatur-Schrumpfbarkeit
besitzt und die Schrumpfungseigenschaft
mit der Temperatur stetig variiert.
Im Falle eines schrumpffähigen Films, der einen Gegenstand
der Erfindung bildet, ist dieser Wert für die 20%-Schrumpfung
im allgemeinen unter 85°C, vorzugsweise unter 75°C und
noch bevorzugter unter 70°C.
Bis heute hatte kein anderer, im Handel erhältlicher
Film mit Ausnahme des weichgemachten PVC-Films solche zweckmäßigen
Schrumpfungseigenschaften und -festigkeiten.
Der erfindungsgemäße Film wird unter Verwendung anderer
Harze als PVC erhalten. Er übertrifft den PVC-Film hinsichtlich
seiner Ansprechbarkeit auf Schrumpfung und besteht in
dieser Hinsicht jeden Vergleich. Die zur Zeit des Schrumpfens
gezeigte Wärmeschrumpfspannung bildet eine der wichtigen
Wärmeschrumpfungseigenschaften und ist vergleichbar mit der
Wärmeschrumpfung, d. h. ein wichtiger Faktor, wenn der
Film zur Schrumpfverpackung eingesetzt werden soll.
Wenn zum Beispiel die Wärmeschrumpfung hoch ist, vermag
der Film dann nicht die feste Anschmiegung an das abzupackende
Füllgut zu geben während oder nach dem Verpackungsschritt,
wenn die im Film zur Zeit der Schrumpfung erzeugte
Spannung gering ist oder sich in Richtung auf höhere Temperaturen
ändert, was noch zu beschreiben ist. Der Film
versagt dann, wenn er die gewünschte Bindekraft bieten
soll und kann deshalb nicht mehr für Zwecke der Schrumpfverpackung
dienen.
Wenn der Wert dieser Spannung unzureichend ist, selbst
bei dem geringsten Grad für den Zweck der Erzeugung einer
Bindekraft (Wert der Schrumpfspannung), muß die Filmdicke
erhöht werden, um die Unzulänglichkeit auszugleichen. Eine
solche Erhöhung der Filmdicke ist nicht ökonomisch und unzweckmäßig.
Im allgemeinen sollte dieser Maximalwert nicht
geringer als 50 g/mm², vorzugsweise nicht geringer als 80 g/mm²,
bevorzugter sogar nicht geringer als 100 g/mm² und besonders
bevorzugt nicht geringer als 150 g/mm² sein. Wie
Fig. 2 zeigt, weist der handelsgängige Polyäthylenfilm
zum Schrumpfverpacken eine Wärmeschrumpfungsspannung von
nicht mehr als 10 g/mm² bzw. etwa 5 g/mm² auf, wie Kurve 7
anzeigt. Daher ist der Film nur für begrenzte Anwendungen
brauchbar. Der Film der Erfindung hat demgegenüber einen
Wert von 200 g/mm², wie Kurve 1 im gleichen Diagramm deutlich
macht. Im allgemeinen hat der Film dieser Erfindung
einen genügend hohen Wert im Bereich von 100 bis 400 g/mm².
Im Falle des bei niedriger Temperatur schrumpfbaren Films
ist diese Schrumpfspannung unbedeutend, wenn sie nicht
bei einer Temperatur gezeigt wird, die nahe bei der der
Schrumpfung entsprechenden Temperatur liegt. Die Temperaturabhängigkeitskurve
der Schrumpfspannung muß gut abgeglichen
sein mit der Schrumpfungstemperaturkurve (ausgedrückt durch
das Mittel der Werte für Längs- und Querrichtung). Manchmal
sollte die Wärmeschrumpfspannung in einem erhöhten
Temperaturbereich auftreten. Diesbezüglich kann der Film
der Erfindung durch geeignete Wahl der Zusammensetzung und
Behandlung richtig eingestellt werden.
Erfindungsgemäß kann die Steifigkeit des Films frei eingestellt
werden in einem Bereich, der von annehmbarer Weichheit
bis zu erheblicher Steifigkeit reicht, durch Variieren
der Kombination und Dickeverteilung der speziellen Polymerschichten,
der Zusammensetzungen der Harze usw.
Der Film der Erfindung ist weiterhin durch eine besonders hohe
Zugfestigkeit ausgezeichnet. Die Bruchfestigkeit, berichtet
als der in Reckrichtung oder in mindestens einer der
Längs- und Querrichtungen des Reckens oder vorzugsweise
als Mittelwert der in Längs- und Querrichtung gefundene
Wert, ist mindestens 5 kg/mm² (bestimmt nach ASTM D-882-67)
und vorzugsweise nicht geringer als 7 kg/mm². Die Bruchdehnung
sollte zweckmäßigerweise nicht geringer als 100%, vorzugsweise
nicht geringer als 150% und noch bevorzugter
nicht geringer als 200% sein. Die Dart-Schlagzähigkeit
wird nach folgender Methode gemäß ASTM D-1709-67 mit notwendigen
Abänderungen bestimmt. Sie wird durch den Wert
ausgedrückt, den man unter Verwendung eines speziellen
Speers erhält, dessen Kopfspitze mit einer Kantennut versehen ist,
um das Brechen des Films zu erleichtern. Der erfindungsgemäße
Film ist auch dadurch ausgezeichnet, daß der Wert
dieser Dart-Schlagzähigkeit besonders hoch ist. Während
zum Beispiel der PVC-Film und PP-Film entsprechende Werte
von 16 bzw. 8 kg/cm aufweisen, hat der Film gemäß Versuch
Nr. 4 den sehr hohen Wert 37 kg/cm (ausgedrückt auf Basis
einer Dicke von 17 µm), der sich mit den Werten vergleichen
läßt, die man mit den schweren LDPE-Beuteln von 100
bis 150 µm Dicke auf dem Markt erreicht. Die Dart-Schlagzähigkeit
ist im allgemeinen nicht geringer als 15 kg/cm,
vorzugsweise nicht geringer als 20 kg/cm (ausgedrückt auf
Basis einer Dicke von 17 µm).
Die Tatsache, daß die Zugfestigkeit hoch und die Dehnung
groß ist, bedeutet, daß der Film gegenüber Reißen zäh und
äußerst beständig ist. Daher ist der Film äußerst vorteilhaft
zum Schutze von abzupackenden Gegenständen und gestattet
eine Herabsetzung der Filmdicke.
Der erfindungsgemäße Film besitzt eine Bruchfestigkeit von
16,5 kg/mm² und eine Dehnung von 210%, wenn er gemäß
Versuch Nr. 9 hergestellt wird. Wenn die Festigkeit durch
Orientierung erhöht wird, neigt im allgemeinen die Dehnung
des Films zur Abnahme auf einen extremen Grad. Im Falle
eines handelsgängigen Films, der nur aus LDPE gebildet
und durchgreifend vernetzt worden ist (mit einem Gehalt
an in siedendem Xylol unlöslichen Gel auf 67 Gew.-% erhöht)
und der demzufolge ausreichend orientiert wird, wie
im Vergleichsbeispiel (c) beschrieben ist, ergibt sich
die Festigkeit zu 6,9 kg/mm² und die Dehnung zu 45%, was
anzeigt, daß der Film gegenüber Bruchbildung äußerst empfindlich
ist. Die sich für den erfindungsgemäßen Film eröffnenden
Anwendungen sind nicht auf das Schrumpfverpacken beschränkt.
Vermittels seiner ausgezeichneten Zähigkeit
kann er als Industriefilm weite Anwendung finden.
Durch eine zur Wärmefixierung führende Nachbehandlung können
die Temperatur für die Wärmeschrumpfung, der Orientierungsausgleich
in Längs- und seitlicher Richtung und die
Stabilisierung des Films zur Schrumpfung frei eingestellt
werden, so daß der Film dieser Erfindung für weitere Anwendungen
ausgestattet oder zur Laminierung mit verschiedenen
anderen Filmen vorbereitet werden kann.
Eine erforderliche Schrumpfbarkeit kann zum Beispiel
dadurch hergestellt werden, daß man dem Film eine spezielle
Wärmebehandlung erteilt, die Polymerkombinationen auswählt
und/oder den Film einer Wärmefixierung unterzieht.
Daneben können Filme mit Eigenschaften hergestellt werden,
die in geeigneter Weise durch chemische Reaktionen wie
Vernetzen, Pfropfen etc. abgewandelt worden sind, ohne daß
hier Grenzen gesetzt sind.
Ein bevorzugtes Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung eines Films aus der Kombination spezieller
Polymerer wird im folgenden beschrieben.
Das Verfahren der Erfindung umfaßt das thermische Schmelzen
geeignet ausgewählter spezieller Polymerer im jeweiligen
Extruder, das Extrudieren der geschmolzenen Polymeren direkt
durch ein Mehrschichtwerkzeug oder das Verbinden der erschmolzenen
Polymeren vor dem Werkzeug und folgendes Extrudieren
derselben durch das Werkzeug oder das Extrudieren
der erschmolzenen Polymeren nacheinander zu Harzfilmen,
wobei die nacheinanderfolgenden Harzfilme übereinander
gestapelt werden, und das plötzliche Verfestigen der erhaltenen
mehrlagigen Folie mit einem flüssigen Kühlmittel, um
eine Schlauch- oder Flachfolie (-film) von genügender Gleichmäßigkeit
herzustellen. In diesem Fall ist es zweckmäßig,
wenn die einzelnen Polymerschichten gleichzeitig extrudiert
werden, um zu einer mehrlagigen Rohschlauchfolie (-film)
zu gelangen. Die Rohschlauchfolie (-film) kann durch energiereiche
Strahlung einer Vernetzung unterworfen werden.
Die erhaltene Folie (Film), die mindestens eine aus SBC,
PB-1 oder Io gebildete Schicht enthält, wird bei einer
Temperatur im Bereich von 20° bis 80°C mit einem Flächenverstreckungsverhältnis
im Bereich des 3- bis 30fachen
kaltverstreckt. Die Temperatur, bei der die Folie (Film)
wie beschrieben verstreckt wird, ist diejenige Temperatur,
bei der man mit der Verstreckung der Folie beginnt. Im
folgenden werden bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
beschrieben, ohne daß die Erfindung in irgendeiner Weise
durch diese Ausgestaltungen beschränkt werden soll.
Die Extrusion erfolgt bei einer Extrudiertemperatur im
Bereich von 150 bis 280°C durch ein Mehrschicht-Ringschlitzwerkzeug,
das effektiv so angepaßt wird, daß in
der extrudierten Folie keine ungleichen Wandstärken oder
eine Wärme- und Zeit-Hysterese aufgebaut werden kann. Die
extrudierte Rohschlauchfolie (-film) wird schockartig verfestigt,
indem ihre äußere Peripherie gleichmäßig mit einem
flüssigen Kühlmittel gekühlt wird, um eine gründlich
homogenisierte Schlauchfolie (-film) sowohl hinsichtlich
ihrer Gestalt als auch ihrer Innentextur zu erhalten.
Wahlweise kann diese Schlauchfolie (-film) mit einer energiereichen
Strahlung, wie z. B. einem Elektronenstrahl,
gamma-Strahlung oder Ultraviolett-Strahlung, vorbehandelt
werden. Die Vorbehandlung kann vorteilhaft unter Anwendung
eines Elektronenstrahls z. B. mit einer Dosierung von
1 bis 10 Mrad ausgeführt werden. Diese Behandlung führt,
wenn sie bis zu einem gewissen Übermaß angewendet wird,
zu nachteiligen Wirkungen auf die verschiedenen Eigenschaften
des erzeugten Films.
Der folgende Schritt des Reckens wird entweder bei normaler
Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur unter Wärmeanwendung
ausgeführt. In letzterem Fall muß die Temperatur,
bei welcher die Reckung ausgeführt wird, unterhalb des
Wertes gehalten werden, bei der die Hauptkristalle in den
wesentlichen Polymeren der Folie, vorzugsweise die Hauptkristalle
in allen die Folien aufbauenden Schichten, geschmolzen
werden (Temperatur wird mit einer Durchlaufgeschwindigkeit
von 20°C/min am festgestellten Peak-Wert
nach der DCS-Methode bestimmt). Dies geschieht deswegen,
da, wenn erst einmal Kristalle geschmolzen sind, diese
bei einer Temperatur rekristallisieren, die erheblich
niedriger liegt als ihr Schmelzpunkt, und dieser Unterschiede
zwischen beiden Temperaturen proportional zur Geschwindigkeit
des Temperaturanstiegs oder -abfalls zunimmt,
so daß der Folie praktisch nicht die weitreichende Kaltorientierung
gegeben werden kann. Dieser Trend wird besonders
deutlich im Falle des ionomeren Harzes. Im Fall eines
mit Na vernetzten Harzes, das aus einem Äthylen-Methacrylsäure-Mischpolymerisat
mit einem Methacrylsäuregehalt von
5,4 Mol-%, einem MI von 1,3 und einer Dichte von 0,942 g/cm³
gebildet wird, hat die mit einer Abtastgeschwindigkeit von
20°/min gemessene Kristallisationstemperatur (die tatsächliche
Filmbildungsgeschwindigkeit ist weitaus höher)
zuweilen ihren Peak bei 50°C, trotz der Tatsache, daß der
inhärente Peakschmelzpunkt bei 100°C liegt. Der oben beschriebene
Trend zeigt sich jedoch nicht, wenn der Kristallisationsgrad
insgesamt niedrig ist.
Im allgemeinen wird das Recken erfindungsgemäß bei einer
sehr niedrigen Temperatur von nicht mehr als 80°C, vorzugsweise
im Bereich von 20 bis 70°C und noch bevorzugter
im Bereich von 20 bis 60°C, durchgeführt. Es ist
außerdem zweckmäßig, wenn die Reckung unterhalb der
Vicat-Erweichungspunkte der im Film verwendeten speziellen
Polymeren ausgeführt wird. Im einzelnen sollte die
Recktemperatur zweckmäßig 10°C und vorzugsweise 15°C
niedriger sein als die Vicat-Erweichungspunkte. Zur Verbesserung
der Filmeigenschaften wird die Reckung am
besten bei der niedrigstmöglichen Temperatur, die unter
dem Gesichtspunkt der Prozeß-Stabilität noch toleriert
werden kann, durchgeführt. Wenn die Reckung bei
einer die oben angegebene Obergrenze überschreitenden Temperatur
durchgeführt wird, fallen verschiedene Eigenschaften
des Films stark ab und gleichzeitig verschlechtert
sich die Reckstabilität; Gleichmäßigkeit der Filmdicke
und Blasenstabilität werden auf Spiel gesetzt. Daneben
werden die Tieftemperatur-Schrumpfbarkeit und der Schrumpfungsgradient
gegenläufig beeinflußt und verschiedene andere
Eigenschaften, wie optische Eigenschaften, Festigkeitseigenschaften,
Dehnung und Festigkeit gegen Löcherbildung
(im Falle von Barrierschichten) bedeutsam verschlechtert.
Das Aufblasen der Schlauchfolie zu einer
Blase im Verlaufe des Reckens unter Anwendung von Wärme
sollte zweckmäßigerweise mit einem Luftstrom erfolgen,
der über die Oberflächenschicht der Blase hinwegstreicht,
die ihrerseits so gleichförmig wie zulässig durch Einstellen
des Luftdrucks mittels eines Luftrings reguliert
wird. Das Beheizen der Folie sollte in diesem Fall innerhalb
von 20°C über der Temperatur, bei welcher das
Recken begonnen wird, gehalten werden. diese Temperaturregelung
ist geboten, weil die Luftringzone, die die
höchste Temperatur annimmt, anschwellen kann, insbesondere
zu Beginn der Heizanwendung, wenn die Temperatur zum
Beheizen der Anordnung um mehr als 20°C oberhalb der Starttemperatur
liegt.
Häufig wird die Verstreckungszone, durch welche die
Folie gezogen wird, zweckmäßigerweise mit einem Temperaturgradienten
derart beheizt, daß die Temperatur
im Anfangs- oder Startteil der Zone sich um mindestens
5°C, vorzugsweise 10°C, von derjenigen des End- oder
Schlußteils unterscheidet.
Um das Reckzeug zu glätten, wird der Fluß des flüssigen
Mediums (wie Luft), das über die Oberflächenschicht der zu
verstreckenden Schlauchfolie streicht, durch folgende Methode
kontrolliert. Die Kontrolle kann gelegentlich jedoch
auch nach anderen geeigneten Methoden vorgenommen werden.
Zur Festlegung einer geeigneten Temperaturverteilung über
die gesamte Reckzone hinweg werden Kontaktführungen vorgesehen,
wodurch das Recken ausgeführt wird, während die
flüssige oder fließfähige Masse, die von der Oberfläche
der Folie oder des Films bei Bewegung mitgerissen wird,
und die flüssige Masse (schmelzflüssiger Film) auf der
Oberfläche der Folie oder des Films in Umfangsrichtung
vermittels eines diskontinuierlichen Kontakts
der flüssigen Masse mit den Führungen entfernt werden.
Insbesondere wenn die Heizzone und der Anfangsteil der
Reckzone im wesentlichen voneinander durch die vorerwähnten
Kontaktführungen isoliert sind, kann eine ansonsten
mögliche ungleiche Verstreckung ausgeschlossen werden
infolge des gegenseitigen Wärmewechselkontakts zwischen
der Heizzone, dem Startteil der Reckzone und der Kühlzone.
Diese Methode kann analog für den Startteil der Reckzone,
für die Reckzone und den Schlußteil der Reckzone angewendet
werden. Das Recken sollte zweckmäßigerweise vollständig
bewirkt werden durch Halten des Innendrucks der
Blase auf einem hohen Wert von 100 bis 5000 mm H₂O, vorzugsweise
200 bis 2000 mm H₂O (gemessen auf Basis einer
Folie von 20 µm Dicke und 100 mm Durchmesser).
Was den Verstreckungsgrad anbelangt, so sollte das Flächenverstreckungsverhältnis
in den Bereich des 3- bis 30fachen
der ursprünglichen Dimension fallen, vorzugsweise
das 7- bis 20fache der ursprünglichen Dimension erreichen;
und das Querdehnungsverhälntis sollte das 2- bis 7fache
der ursprünglichen Abmessung erreichen. Bevorzugtere
Bereiche sind das 7- bis 20fache für das Flächenverstreckungsverhältnis
und das 2- bis 5fache für das entsprechende
Querreckungsverhältnis. Zu diesem Zeitpunkt ist es wichtig,
daß die Folie mit weitgehender Homogenität, wie
bereits erwähnt, hergestellt wird. Wenn die Wandstärke
der Folie eine Abweichung nahe bei oder mehr als
10% aufweist, kann die Folie zum Beispiel Punkturen
oder Durchstößen unterliegen und nicht mehr wirksam
gereckt werden. Die Schwankungen der Wandstärke der
Folie sollte zweckmäßigerweise innerhalb von ±5%, bevorzugt
innerhalb ±2% liegen. Der Reckungsgrad kann besonders
vorteilhaft eingestellt werden, indem zunächst
das Reckverhältnis in Längsrichtung durch Wahl des Verhältnisses
der Geschwindigkeiten der Lieferungshaltewalzen
und der Aufnahmehaltewalze festgesellt wird und nachfolgend
Luft in die Blase gepreßt und die Blase aufgeblasen
wird bis in Nähe des Endpunktes der Reckung (unmittelbar
vor dem Punkt, an dem die Folie trüb zu werden
beginnt) und man gegebenenfalls mit dem Blasen in
Querrichtung aufhört. Dies ist eine ideale Methode zur
Ausführung einer äußerst stabilen Folienreckung. Die zum
Recken der Schlauchfolie benutzte Vorrichtung sollte
wegen der besonderen Beziehung zwischen dem Innendruck
und dem Durchmesser der Blase einen größtmöglichen Durchmesser
haben, im allgemeinen größer als 50 mm und vorzugsweise
größer als 100 mm sein. In Anbetracht der physikalischen
Eigenschaften des herzustellenden Films sollte
die Reckung zweckmäßigerweise bei einer weitgehend niedrigen
Temperatur durchgeführt werden, soweit dies vom
Standpunkt der Blasenstabilität aus tolerierbar ist. Für
praktische Zwecke reicht es aus, den Reckungsgrad auf
Basis der zu verwendenden Polymerenzusammensetzung unter
angemessener Beachtung der Balance mit der Stabilität
der Blase zu betimmen (es genügt, einem möglichen Filmdurchstoß
vorzubeugen). Wegen der geringen Wärmeübertragung,
die das Verfahren der Erfindung auszeichnet, kann
die Gesamtdicke des Films innerhalb eines breiten Bereichs
frei gewählt werden, von sehr kleinen Werten von 3 bis 5 µm
bis zu sehr großen Werten von 100 bis 150 µm. Diese großzügige
Filmdickenwahl bie der vorliegenden Erfindung
ist bisher von keinem der herkömmlichen Filme erreicht
worden.
Der erfindungsgemäß erhaltene Film zeigt die oben erwähnten
außergewöhnlichen Eigenschaften und nur selten und
auch dann nur eine äußerst begrenzte Schwankung der Filmdicke
einer Größenordnung von ±5% oder sogar weniger
nach dem Reckschritt. Eine mögliche Erklärung für dies 37110 00070 552 001000280000000200012000285913699900040 0002002954467 00004 36991en
Vorteil mag sein, daß der hohe Innendruck, der auf der
Blase lastet, eine starke Reckkraft auf den Film ausübt
und die thermische Hysterese, die im allgemeinen im Verlaufe
des Beheizens und Kühlens auftritt, merklich kleiner
wird und folglich der Film eine hohe Gleichmäßigkeit
und Stabilität hat. Die optischen Eigenschaften (sowohl
Trübung als auch Glanz) der Schlauchfolie scheinen an
sich schlechter zu sein. Sie werden jedoch merklich
verbessert, nachdem die Schlauchfolie der Behandlung des
erfindungsgemäßen Kaltverstreckens unterzogen worden ist.
Aber auch aufgrund des mehrlagigen Aufbaus wird die Stabilität
der Filmformgebung merklich verbessert gegenüber
dem Einzelschicht-Film. Daher werden durch das erfindungsgemäße
Verfahren gleichmäßige und hochwertige Produkte
hergestellt.
Erfindungsgemäß können die den Film aufbauenden Polymerkomponenten
ihre entsprechenden synergetischen Wirkungen
entfalten, weil sie in Form von mehreren Schichten im
Film verwendet werden. Keines der im Film verwendeten
Komponentenpolymeren bringt etwa einen Nachteil derart
ein, wie er häufig bei ähnlichen Situationen zu finden
ist, oder verursacht einen Abbau der Festigkeit. Dieser
Vorteil der Erfindung wird niemals so durch das gewöhnliche
Reckverfahren erreicht, welches ein Erwärmen der
Folie auf oder über ihren Schmelzpunkt erfordert. Im Falle
des nach dem gewöhnlichen Reckverfahren hergestellten
herkömmlichen Films muß die Recktemperatur so erhöht
werden, daß die optischen Eigenschaften des Films verbessert
werden. Anwendung erhöhter Recktemperaturen
erschwert jedoch die Erreichung der angestrebten Orientierung
und führt zum Abbau der Festigkeit des Films.
Dies gilt auch für das gewöhnliche Reckverfahren, das
eine Recktemperatur von 5° bis 10°C höher oder tiefer
als der Schmelzpunkt anwendet. Bei einer solchen Recktemperatur
werden die optischen Eigenschaften des erhaltenen
Films weit entfernt von befriedigend, und im Falle
einer Massemischung sind die Temperaturen derart, daß
sie ein Verspröden der Schlauchfolie bis zu einem nicht
mehr tolerierbaren Ausmaß herbeiführen. Daher erleidet
der Film Durchstöße und kann in den meisten Fällen nicht
mehr seine vorteilhaften Eigenschaften voll entfalten.
Wie anhand einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Erfindung
noch zu zeigen ist, kann das erfindungsgemäß
benötigte Kaltverstrecken bei einer sehr niedrigen Temperatur,
wie z. B. bei 32°C erreicht werden. Dies ist ein
unvorhersehbarer Erfolg. Er wird nicht sichtbar, wenn
nicht die synergetischen, für die Erfindung bezeichnenden
Wirkungen von dem gleichmäßigen plötzlichen Kühlen der
mehrlagigen Schlauchfolie unter Einschluß einer speziellen
Schicht aus dem kaltverstreckbaren Harz und Ausführung
der für das spezielle Recken wesentlichen Bedingungen
herrühren.
Im Falle eines Einzelschicht-Films, der nur aus PP
gebildet wird, erreicht man ein kontinuierliches Recken
nur bei einer Temperatur, die in den sehr schmalen
Bereich von 140° bis 160°C fällt, und unter schwierigen
und anfälligen Bedingungen. Bei einer niedrigeren Temperatur
erleidet der Film Durchstöße und kann nicht
fortlaufend gereckt werden. Bei einer höheren Temperatur
wird ein getrübter, schwacher Film mit schlechteren
Eigenschaften erhalten. Mit den herkömmlichen Filmen
konnte bei Temperaturen in Nähe von 80°C absolut keine
wirksame Reckung erreicht werden, ganz abgesehen von
dem Recken bie der extrem niedrigen Temperatur von 32°C,
bei der ein Film der Erfindung wie beschrieben gereckt
werden kann. Diese außergewöhnliche Kaltverstreckbarkeit
des erfindungsgemäßen Films ist in der Tat erstaunlich.
Außerdem übertreffen die Eigenschaften eines erfindungsgemäß
hergestellten Films, einschließlich Festigkeit, optische
Eigenschaften, Tieftemperatur-Schrumpfbarkeit,
Siegeleigenschaft, Reißfestigkeit und neben anderen die
Schlagzähigkeit, bei weitem diejenigen, die von dem
Einzelschicht-Film gezeigt werden. Das Recken kann erfindungsgemäß
bis zu einem Grade bewirkt werden, der höher
ist als bei dem gewöhnlichen Reckverfahren.
Das Gleiche gilt für den erfindungsgemäßen Film, der
zusätzliche Schichten aus anderen als den für die Erfindung
wesentlichen Harzen enthält. Die erfindungsgemäßen
Filme können bei extrem niedrigen Temperaturen
biaxial verstreckt werden, welche Temperaturbedingungen
deutlich von den heute allgemein anerkannten Maßgaben
abweichen.
Wenn der Film einer biaxialen Reckung unterworfen wird,
werden die Reckbedingungen und Filmeigenschaften für
Schichten wie aus SBC, PB und Io merklich verbessert aufgrund
der synergetischen Wirkungen, die durch das Wechselspiel
der für die Erfindung wesentlichen Harze und
anderen Harze hervorgebracht werden. Diese Schichten
fungieren manchmal als Haftstoffschichten.
Wenn Rollen aus dem erfindungsgemäßen Film zur Lagerung
in einen bei Raumtemperatur gehaltenen Raum gestellt
werden, besteht zum Beispiel die Möglichkeit, daß
die Rollen zu einem Haufen gestapelt werden, der als Folge
einer Größenänderung im Film zu gleiten und herunterzufallen
droht. Im Hinblick auf eine Vermeidung dieser Situation
kann der verstreckte Film einer Wärmebehandlung
unterzogen werden, noch während er im Band vorliegt oder
nachdem er zu Rollen aufgewickelt worden ist, so daß der
Film dimensionsstabil gemacht und folglich von Faktoren
befreit wird, die für eine Schrumpfung bei normaler Raumtemperatur
verantwortlich sind. Diese Behandlung erlaubt,
wenn sie bis zu einem geeigneten Grad geführt wird,
eine freie Kontrolle der erwähnten Faktoren ohne Beeinträchtigung
der anderen Eigenschaften. Diese Behandlung erlaubt
auch, eine bereits in einem biaxial gereckten Film
fixierte Orientierung frei zur Längs- und Querrichtung
hin zu verschieben.
Die Gesamtdicke des Rohfilms oder der Rohfolie kann im
allgemeinen frei innerhalb des Bereichs von 20-30 µm
bis 2-3 mm gewählt werden. Besonders praktisch sind Dickenbereiche
von 50 bis 1000 µm.
Die Zusammensetzung und die Kombination von Schichten
gemäß der Erfindung können auf uniaxial bis zu einem
hohen Grad gereckte Filme angewendet werden. Sie sind
gleichermaßen anwendbar für Filme mit geringer Orientierung,
die durch Extrudieren der Harze, Aufblasen der
extrudierten Folien und schockartiges Kühlen der aufgeblasenen
Folien hergestellt werden. Da die Filme unter Verwendung
der Zusammensetzungen und der Kombination der
speziellen Polymeren gemäß dieser Erfindung ohne weiteres
bei normaler Raumtemperatur kaltverstreckt werden, können
sie vorteilhaft als Filme mit hohen Festigkeitseigenschaften
benutzt werden (wie zum Beispiel mit hoher Zugfestigkeit,
Reißfestigkeit, Schlagzähigkeit) sowie als
Filme dienen, die sich durch Heißsiegeleigenschaft,
Elastizitätsmodul, Oberflächeneigenschaften (Härte,
Schmierfreiheit, Freiheit von übermäßigem Schlupf,
frei von Frosten etc.), Wärmebeständigkeit und Barriereigenschaft
auszeichnen sollen.
Im folgenden wird der erfindungsgemäße Film und das
Verfahren zur Herstellung eines solchen Films mit speziellem
Bezug auf Arbeitsbeispiele der Erfindung beschrieben,
ohne daß die Erfindung durch die Beispiele
beschränkt werden soll. Die Beispiele erläutern jedoch
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
60 Gew.-% EVA (a₁) [Vinylacetatgehalt (VAC) 10 Gew.-% =
3,5 Mol-%, Schmelzindex (MI) 1,0, Vicat-Erweichungspunkt
VSP 75°C, Kristallschmelzpunkt (MP) 95°C] und 15 Gew.-%
eines Äthylen-α-Olefin-Mischpolymerisat-Elastomeren (b₁)
(α-Olefin ist Propylen; dieses Mischpolymerisat wurde erhalten
durch statistische Copolymerisation von 18 Mol-%
Propylen und 2 Gew.-% Äthylidennorbornen) mit einem MI von
0,45, einem VSP nicht über 40°C und einer Dichte von
0,88 g/cm³ wurden mit 25 Gew.-% IPP (C₁) [Schmelzfließgeschwindigkeit
(MFR) 2,0, Dichte 0,88 g/cm³; dieses
IPP-Mischpolymerisat enthielt 3 Gew.-% Äthylen] mit einem
VSP von 143°C und einem MP von 155°C in einem Homogenmischer
gemischt, um eine Harzmischung als Harz für die
SBC₁₁₁-Schicht herzustellen. Ein ionisch vernetztes Harz
(Ionomer) (E₁; dieses Harz wurde hergestellt durch
30%ige Neutralisierung des verseiften Polymeren eines
Äthylen-Mehtylmethacrylat-Mischpolymerisats in Gegenwart
von Na⁺-Ionen, wobei der Methacrylsäuregehalt 20 Gew.-%
betrug) mit einem MI von 1,0, einem VSP von 62°C und
MP von 83°C wurde für die Io-Schicht verwendet.
Harzmischung und ionisch vernetztes Harz (E₁) wurden
jeweils bei einer Maximaltemperatur des Zylinderteils
von 240°C durch die beiden Extruderwerkzeuge mit 40 mm
Durchmesser und einer Schnecke mit entsprechendem L/D-Verhältnis
von 33 durchmischt, um die weichgemachten
Massen herzustellen, und diese Massen wurden aus zwei
Sorten von Dreischicht-Ringschlitzwerkzeugen von 100 mm
Durchmesser mit einem Schlitz von 2,5 mm koextrudiert.
Dann wurde das extrudierte Produkt an der Stelle, die
einen Abstand von etwa 10 cm vom Rand des Werkzeugs
hatte, durch einen Kühlwasserring abgeschreckt, aus dem
Wasser von 8°C gleichmäßig ausfloß.
Auf diese Weise wurde die rohe Schlauchfolie von 100 mm
Durchmesser erhalten, die als erste Schicht (Außenschicht)
die Io-Schicht, als zweite Schicht die SBC₁₁₁-Schicht
und als dritte Schicht die Io-Schicht mit den in Tab. I
angegebenen Dicken aufwies.
Die rohe Schlauchfolie wurde zwischen zwei Paaren von
Lieferungshaltewalzen und einer Zughaltewalze hindurch
geführt, die sich schneller bewegte als die Lieferungs
haltewalzen. Während des Passierens dieser Walzen wurde
die rohe Schlauchfolie auf eine Temperatur von 37°C durch
Heißluft erwärmt und dann kontinuierlich mit Druckluft
in den Folienschlauch aufgeblasen und um das 3,0fache in
Längsrichtung und um das 3,5fache in Querrichtung repro
duzierbar gereckt.
Kaltluft von 12°C wurde aus einer Luftringvorrichtung
gegen den Film am Ende des Reckschrittes geblasen, um
den Film abzukühlen. Der Film wurde durch den Luftauslaß
aufgefaltet, dann von den Haltewalzen aufgenommen und
in die beiden Folienblätter durch Schlitzen der Film
kanten in Längsrichtung getrennt. Jeder Film wurde unter
einer bestimmten Spannung aufgewickelt, wobei Filme mit
vorgegebener Dicke erhalten wurden. Um den Film ohne
Umstände stark zu recken, wurde eine Kontaktführung zur
Konditionierung des Filmflusses benutzt mit dem Ziel,
im wesentlichen eine Trennung zwischen dem Heizteil und
dem Anfangsteil des Reckschrittes herbeizuführen;
die Führung kam diskontinuierlich mit der Oberfläche
des Rohfilms und des Reckfilms in Kontakt und entfernte
in Umfangsrichtung die flüssige Masse, die von der Ober
fläche mitgerissen, und die flüssige Masse aus der Ober
fläche, die auf der Oberfläche des Rohfilms und gereck
ten Films mitlief. Während des Reckens wurde dann diese
Kontaktführung auch in dem Blasteil benutzt, wodurch
im wesentlichen die einzelnen temperaturkontrollierten
Räume gebildet wurden. Somit wurden während des Dehnens
und Reckens des Films diese temperaturkontrollierten
Räume stufenweise auf der Filmoberfläche gebildet. Hier
durch wurde es möglich, durch Zonenkontrolle mit hoher
Stabilität zu recken. Tab. II zeigt die charakteristischen
Eigenschaften des erhaltenen Films im Vergleich
mit jenen Eigenschaften der handelsgängigen drei Sorten
von Schrumpffilmen.
Der Elastizitätsmodul unter Zug war der Wert, der den
Modul bei 2% Dehnung in den bei 100% Dehnung änderte,
und wurde gemäß ASTMD 882-67 gemessen.
Vergleichsprobe (a) ist ein PVC-Schrumpffilm des Handels.
Vergleichsprobe (b) ist ein PP-Schrumpffilm des Handels.
Vergleichsprobe (c) ist ein vernetzter Polyäthylenschrumpf film des Handels (Gelgehalt 67%).
Vergleichsprobe (b) ist ein PP-Schrumpffilm des Handels.
Vergleichsprobe (c) ist ein vernetzter Polyäthylenschrumpf film des Handels (Gelgehalt 67%).
Die Versuche Nr. 1-6 wurden mit guter Stabilität ohne Beob
achtung eines Einflusses der Blase verstreckt. Das
Recken wurde ohne auftretende Probleme durchgeführt. Die
Vergleichsproben Nr. 1 und 2 waren zu reckende Einzel
schichtfilme. Beim Recken des Films verursachte die Blase
in Probe Nr. 1 zweimal in 1 Stunde einen Bruch und
in Probe Nr. 2 vier- bis fünfmal; die Blase schien
von Einfluß zu sein und auch das Recken schien im niedrigen
Reckverhältnis anzuhalten.
Die erhaltenen Filme hatten gute Eigenschaftskenndaten
und waren den Vergleichsfilmen (a), (b) und (c) überlegen.
Beim Vergleich der Temperatur für die 20%-Schrumpfung
wies der Vergleichs-PVC-Film (a) eine niedrige Temperatur
und der Vergleichs-PP-Film (b) eine hohe Temperatur von
120°C auf, während der Film der Erfindung eine Temperatur
von 52-55°C sowie Eigenschaften aufwies, die denen des
PVC-Films gleich oder überlegen waren und auch gegenüber
dem Vergleichs-PVC-Film (a) hinsichtlich Schrumpfspannung,
Zugfestigkeit, insbesondere Heißsiegelfestigkeit und
Schlagzähigkeit überlegen waren.
Beim praktischen Test zur Abpackung von vier Gurken
wurde das Umhüllen ausgeführt durch Passierenlassen des
Packfilms Nr. 2 für 2 s durch einen herkömmlichen Tunnel
ofen, der heiße Luft von 90°C gegen die Gurken blies,
wobei eine gute festsitzende Verpackung der Gurken erhalten
wurde, die keinerlei Schrumpffalten aufwies und keine
Herabsetzung der guten optischen Eigenschaften nach dem
Schrumpfen erkennen ließ. Das Testergebnis zeigte, daß
eine gute Verpackung mit einem weiteren Bereich der Heiz
zeit und einem weiteren Geschwindigkeitsbereich auf der
Tieftemperaturseite ohne weiteres ausgeführt werden konnte.
Demgegenüber schrumpfte der handelsgängige Schrumpffilm
aus Polypropylen fast nicht bei 90°C in 10 s, auf der
Probe hinterblieben Schrumpffalten und eine zufrieden
stellende Schrumpfung konnte nicht erreicht werden,
ohne hohe Schrumpfungstemperaturen von 170°C 5 s unter
den gleichen Bedingungen anzuwenden, wie sie oben erwähnt
sind. Selbst wenn die Heiztemperatur weiter erhöht und
die Verweilzeit verlängert wurde, brach der Verpackungs
film infolge von Narben und er wurde opak. Der optimale
Schrumpfungstemperaturbereich des Films war sehr eng.
Dem handelsgängigen Schrumpffilm aus PVC fehlte die
Schrumpfung und unter den oben erwähnten Einschlagbedin
gungen hinterblieben Schrumpffalten. Daher wurde eine
Schrumpfungstemperatur von 150°C 5 s erforderlich. Die
Schrumpfgeschwindigkeit des Films der Erfindung war
besonders hoch, so daß innerhalb 1 s abgepackt werden
konnte.
Der Schrumpffilm aus dem handelsgängigen vernetzten
Polyäthylen war als Schrumpffilm nicht geeignet, da er
ohne eine hohe Temperatur von 170°C nicht geschrumpft
werden konnte, so daß eine gute Verpackungsausstattung
nicht zu erhalten war. Der Film war am gesiegelten Teil
leicht zu brechen und außerdem starker Bruchbildung
unterworfen; der gute Verpackungsbereich des Films wurde
bestimmt durch die Schrumpfung, die Bindekraft, Löcher
am Siegelungsteil, Bruch aus dem Luftlochteil und das
Entglasungsphänomen des Films nach Abpacken.
Nach Beurteilung der guten Verpackungsausstattung
erwies sich der Film der Erfindung ebenfalls als der
beste.
Um die Schrumpfungsgeschwindigkeit des Films der Erfindung
zu prüfen, wurde ein erfindungsgemäßer Film und
wurden Filme von Vergleichsproben (a), (b) und (c) in
einen Luftofen geführt, der auf verschiedene Tempera
turen eingestellt war; dann wurde die Beziehung zwischen
Temperatur und Zeit beobachtet, wenn diese Filme 40%
Schrumpfung erreichten. Nach diesen Testergebnissen
entsprach diese Beziehung 2 s bei 90°C für den Film der
Erfindung, 2 s bei 170°C für Vergleichsprobe (a), 2 s
bei 200°C für Vergleichsprobe (b) und 2 s bei 180°C
für Vergleichsprobe (c). Es zeigte sich, daß der erfin
dungsgemäße Film eine hohe Schrumpfgeschwindigkeit auf
wies. Nach dem Schrumpfen wurden die Änderungen der
optischen Eigenschaften für erfindungsgemäße Filme und
die der Vergleichsproben geprüft. Das Testergebnis bei
40% Schrumpfung zeigte, daß die erfindungsgemäßen Filme
gemäß Versuch Nr. 2 und die Vergleichsbeispiele Nr.
1, 2, (a), (b) und (c) entsprechende Trübungswerte (Haze)
von 0,8, 2,8, 3,0, 1,8, 3,1 und 4,9% hatten und
somit der Film der Erfindung über den besten optischen
Charakter verfügte. Der Glanz dieser Filme war (mit Aus
nahme von Probe -c-) entsprechend 160, 100, 128, 110 und
87. Nach dem Schrumpfen war die Herabsetzung des Glanzes
gering. Die Siegelfestigkeit des Films der Erfindung
war hoch, trotz des dünnen Films, und erwies sich als
stärker als bei den Einzelschichtfilmen der Vergleichs
proben Nr. 1 und 2. Die Siegelfestigkeit des PVC-Films
der Vergleichsprobe (a) betrug nur 0,5 kg/15 mm Breite.
Diese Probe erzeugte Gas mit schlechtem Geruch und
hinterließ dunkle Ascherückstände im Siegelungsteil beim
Heißsiegeln; sie bildete eine instabile Siegelung,
während bei Vergleichsprobe (c) die Heißsiegelung nicht
glatt durchführbar war, wegen der hohen Vernetzung, so
daß kein besonderer Schnitt erhalten wurde.
Die Siegelfestigkeit der Filme der Erfindung, Versuch Nr. 2,
und der Vergleichsproben Nr. 1, 2, (a) und (b) bei einer
Temperatur von 80°C war entsprechend 0,6, 0,12, 0,17,
0,04 und 1,1 kg/15 mm Breite (bei der praktischen Ver
packung war die Siegeltemperatur höher als 80°C).
Der Film der Erfindung gemäß Versuch Nr. 3 wies einen
breiteren Bereich der optimalen Verpackungstemperatur
auf als derjenige der Vergleichsproben Nr. 1 und 2. Ins
besondere der Film der Vergleichsprobe Nr. 2 unterlag
der Entglasung, wenn er durch den Tunnelofen von 140°C
6 s geführt wurde, und verlor seine Schrumpfspannung,
weshalb der Film lose wurde, während der Film der Erfin
dung gemäß Versuch Nr. 3 gute Wärmebeständigkeitseigen
schaften hatte und die oben beschriebenen Phänomene nicht
zeigte.
Im folgenden sind die Festigkeits-, Dehnungs- und Wärme
schrumpfungseigenschaften der Filme durch die Mittelwerte
zwischen den Werten in Längs- und Querrichtung wieder
gegeben, da diese Kenndaten des Films eine gute Ausge
wogenheit zeigten.
Ein dreilagiger Rohfilmschlauch wurde gemäß dem Verfahren
des Beispiels 1 hergestellt unter Verwendung einer Mittel
schicht (der zweiten Schicht) aus kristallinem PB-1 (d₁)
(MI 1,0, Dichte 0,905 g/cm³, Gehalt an Buten-1-Einheiten
96 Mol-%, VSP 108°C und MP 135°C) und von Innen- und
Außenschichten (der ersten und dritten Schicht) aus IPP
(C₂) (MFR 6,0, Äthylengehalt 5 Gew.-%, Dichte 0,88 g/cm³,
VSP 145°C und MP 150°C) mit dem Kompositverhältnis gemäß
Tab. III.
Dieser Film wurde unter den Bedingungen des Beispiels 1
bei einer Temperatur von 30°C erwärmt und gereckt,
die Ergebnisse finden sich in Tab. IV.
Die Ergebnisse zeigen, daß das Verstrecken mit den Filmen
der Erfindung (Versuche Nr. 7-11) glatt ausgeführt
werden konnte, während der Film des Vergleichsbeispiels
Nr. 4 insgesamt nicht verstreckt und aufgeblasen werden
konnte und Bruchbildung hervorrief und beim Vergleichs
film Nr. 3 das Aufblasen bei einem Verhältnis entsprechend
dem 1,9fachen in Querrichtung gestoppt wurde,
da bei fortschreitender Aufblasung Bruchbildung eintrat
und der Film instabil war und eine schlechte Größen
bildung im Blasschritt zeigte.
Die Filme der Erfindung, Versuch Nr. 7-11, waren
in bezug auf die optischen Eigenschaften und Festigkeit
bemerkenswert gut. Der dünne Film von Versuch Nr. 7 war
weich und schwierig zu brechen, wenn man mit dem Handels-
PP-Einzelfilm (b) von 15 µm Dicke vergleicht. Der Film
der Erfindung besaß eine harte Oberfläche und war nur
schwer zu beschädigen. Der Film von Versuch Nr. 8 zeigte
eine gute Schrumpfung und gutes Verpackungsverhalten, ohne
daß Schrumpffalten auf der fertigen Oberfläche unter den
Verpackungsbedingungen von 100°C/2 s auftraten, wenn das
Verpacken nach dem Verpackungsverfahren des Beispiels 1
ausgeführt wurde.
Die Siegelfestigkeit der Filme von Versuch Nr. 7-11
bei 80°C zeigte überlegene Werte von entsprechend 1,0,
1,2, 1,5, 1,9 und 2,5 kg/15 mm Breite.
Der Rohfilm mit einer Zusammensetzung und Kombination
wie in Versuch Nr. 8 wurde bei der Recktemperatur von 88°C
verstreckt, konnte jedoch wegen des Brechens des Films
im letzten Stadium nicht voll gereckt werden. Bei der Reck
temperatur von 140°C konnte ein kleiner Aufblasgrad ausge
führt werden, und unmittelbar nach Aufblasen wurde der Film
gebrochen. Dieser Film hatte gute und stabile Eigenschaften
im Tieftemperaturbereich und wurde auf der Filmoberfläche
weißlich, wenn die Temperatur anstieg; außerdem unterlag er
einer Herabsetzung der Tieftemperaturschrumpfungseigen
schaften und Filmfestigkeit. Dieses Phänomen wurde zurück
geführt auf die Abnahme der Kaltverstreckungseigenschaft
des PB-1(d₁)-Films und den Verlust an synergetischer Wirkung
zwischen der Oberflächenschicht des Films (PP) und der
Mittelschicht aus (d₁).
Mit dem PP-Einzelschichtfilm des Vergleichsversuchs Nr. 4
konnte eine Tieftemperaturverstreckung nicht durchgeführt werden,
da mit Beginn des Aufblasens Bruch eintrat; bei einer
Temperatur von 145°C konnte der Film nur unter Schwierigkeiten
im instabilen Zustand bei Einhaltung der anfälligen Balance
gereckt werden. Dieser Film besaß jedoch die gleichen Charak
teristika wie der handelsgängige Schrumpffilm. Wenn die Reck
temperatur auf 160-170°C angehoben wurde, konnte zwar eine
Reckung durchgeführt werden, der erhaltene Film wurde jedoch
weißlich und hatte eine schwache Festigkeit, demgegenüber der
erfindungsgemäße Film über eine gute Tieftemperatur-Schrumpfung
verfügte und überhaupt keine derartigen Phänomene, wie
oben erwähnt, zeigte.
Im Film des Vergleichsversuchs Nr. 3 war die PB-1-Schicht unmittel
bar nach dem Recken und Abschrecken des Films für 6-7 Minuten
kautschukartig und konnte relativ einfach verstreckt werden.
Dieser Film wurde jedoch auf der Filmoberfläche weißlich und
besaß in bezug auf Tieftemperatur-Schrumpfung, Dehnung und
Festigkeit verhältnismäßig schlechte Eigenschaften. Wenn
jedoch der PB-1-Film mit einer weiteren Schicht kombiniert und
dann verstreckt wurde, konnte ein ausgezeichneter hochorientierter
Film erhalten werden. Dies war überraschend, insbesondere
auch deshalb, weil mit dieser Kombination ein hochorientierter
Film aus einer Harzschicht erhalten werden konnte, die
selbst nicht bei solchen niedrigen Temperaturen verstreckt
werden konnte, wie sie die Erfindung anwendet zur Herstellung
eines Films mit guten Festigkeitseigenschaften. Diese charak
teristische Eigenschaft scheint auszubleiben, wenn die PB-1-
Schicht mit anderen Harzschichten als den erfindungsgemäß ein
gesetzten Harzschichten kombiniert wird. Es ist notwendig, daß
die PB-1-Schicht in einem Mengenanteil von mehr als 50 Gew.-%
vorliegt. Bei einer Kombination beispielsweise aus 53 Gew.-%
PP-Schicht, 33 Gew.-% PB-1-Schicht und 14 Gew.-% isotaktischer
PP-Schicht statt der zweiten Schicht aus PB-1 gemäß Probe
Nr. 9 konnte die Tieftemperaturverstreckung weniger gut oder
fast nicht durchgeführt werden.
Eine Rohschlauchfolie wurde nach dem Verfahren des Beispiels 1
unter Verwendung eines ionisch vernetzten Harzes (Ionomer,
E₂) als Io-Schicht (das Harz wurde hergestellt durch 30%iges
Neutralisieren eines zu 60% verseiften Polymerisats aus
Äthylen/Methylmethacrylat, Gehalt an Methacrylsäureeinheiten
18 Gew.-%, MI 1,0, VSP 68°C und MP 86°C) und des EVA (a₂)
(VAG-Gehalt 18 Gew.-%=6,7 Mol-%, MI 1,0, VSP 63°C und MP 82°C)
als Innen- und Außenschicht hergestellt. Die Rohschlauchfolie wies
eine Kombination aus Io/EVA/Io-Schichten von 50/80/50 µm
Dicke auf. Dieser Film wurde bei einer Temperatur von 45°C
verstreckt. Das Verstrecken ließ sich glatt ausführen. Die
charakterisitischen Filmeigenschaften in der in den Tab. II
und IV angegebenen Reihenfolge waren 0,5%, 152, 50°C, 73%,
170 g/mm², 10,5 kg/mm², 240%, 22 kg/mm², 29 kg/cm, 1,9 kg/
15 mm Breite und 17 µm.
SBC₁₁:
80 Gew.-% EVA (a₁) und 20 Gew.-% thermoplastisches Äthylen-α-Olefin-Elastomer (b₁)
SBC₂₁₁:
70 Gew.-% EVA (a₂) und 15 Gew.-% thermoplastisches Äthylen-α-Olefin-Elastomer (b₁) und 15 Gew.-% PP (c₁)
SBC₂₄₂:
70 Gew.-% EVA (a₂) und 15 Gew.-% thermoplastisches Styrol-Butadien-Blockmischpolymerisat-Elastomer (b₄) und 15 Gew.-% PP (c₂)
SBC₃₂₁:
60 Gew.-% EEA (Äthylen-Äthylacrylat-Mischpolymerisat, Gehalt an Acrylsäureeinheiten 13 Gew.-%, MI 1,5, VSP 70°C, MP 89°C=a₃) und 20 Gew.-% thermopla stischer Äthylen-α-Olefin-Elastomer (b₂; α-Olefin ist Buten-1, der Buten-1-Gehalt ist 13 Mol-%, das Polymerisat ist ein statistisches Polymerisat, MI 2,0, VSP 52°C, Dichte 0,88 g/cm³)
PB-1 (d₂):
Kristallines Polybuten-1 (MI 2,0, Dichte 0,910 g/cm³, Gehalt an Buten-1-Einheiten 94 Mol-%, dieses Polymerisats ist mit Äthylen modifiziert, VSP 105°C, MP 110°C)
PB-1 (d₃):
Kristallines Polybuten-1 (MI 1,0, Dichte 0,915 g/cm³, VSP 113°C, MP 120°C)
CH₁:
Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymerisat
CH₂:
Thermoplastisches Styrol-Butadien-Blockmischpolymerisat- Elastomer (b₄)
80 Gew.-% EVA (a₁) und 20 Gew.-% thermoplastisches Äthylen-α-Olefin-Elastomer (b₁)
SBC₂₁₁:
70 Gew.-% EVA (a₂) und 15 Gew.-% thermoplastisches Äthylen-α-Olefin-Elastomer (b₁) und 15 Gew.-% PP (c₁)
SBC₂₄₂:
70 Gew.-% EVA (a₂) und 15 Gew.-% thermoplastisches Styrol-Butadien-Blockmischpolymerisat-Elastomer (b₄) und 15 Gew.-% PP (c₂)
SBC₃₂₁:
60 Gew.-% EEA (Äthylen-Äthylacrylat-Mischpolymerisat, Gehalt an Acrylsäureeinheiten 13 Gew.-%, MI 1,5, VSP 70°C, MP 89°C=a₃) und 20 Gew.-% thermopla stischer Äthylen-α-Olefin-Elastomer (b₂; α-Olefin ist Buten-1, der Buten-1-Gehalt ist 13 Mol-%, das Polymerisat ist ein statistisches Polymerisat, MI 2,0, VSP 52°C, Dichte 0,88 g/cm³)
PB-1 (d₂):
Kristallines Polybuten-1 (MI 2,0, Dichte 0,910 g/cm³, Gehalt an Buten-1-Einheiten 94 Mol-%, dieses Polymerisats ist mit Äthylen modifiziert, VSP 105°C, MP 110°C)
PB-1 (d₃):
Kristallines Polybuten-1 (MI 1,0, Dichte 0,915 g/cm³, VSP 113°C, MP 120°C)
CH₁:
Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymerisat
CH₂:
Thermoplastisches Styrol-Butadien-Blockmischpolymerisat- Elastomer (b₄)
Eine Rohschlauchfolie wurde unter Verwendung verschiedener
Polymerisatsorten und Schichtkombinationen gemäß den in
Tab. V angegebenen Bedingungen hergestellt
nach dem Verfahren von Beispiel 1, wobei
wahlweise und zusätzlich einer der Extruder
und außerdem einer dieser Extruder von ins
gesamt vier Extrudern eingesetzt und wahlweise auch ein Zwei
sorten/Dreischicht-Werkzeug, Dreisorten/Dreischicht-Werkzeug,
Dreisorten/Fünfschicht-Werkzeug und Viersorten-Fünfschicht-
Werkzeug verwendet wurde.
Das Recken erfolgte bei Temperaturen von 35°C, 36°C
und 38°C in den entsprechenden Filmen der Versuche Nr. 12
bis 14 und bei Temperaturen von 35°C, 32°C, 33°C
und 35°C in den Filmen der entsprechenden Versuche Nr. 15
bis 18.
Die erhaltenen Filme besaßen gute Eigenschaften, wie die
Tab. VI verdeutlicht.
Eine Rohschlauchfolie wurde unter Verwendung verschiedener
Polymerisatsorten und der Kombinationsschichten gemäß den
Bedingungen der Tab. VII und nach der Arbeitsweise von
Beispiel 4 hergestellt.
Filme der Versuche Nr. 19 bis 22 wurden bei einer entspre
chenden Temperatur von 35°C, 40°C, 32°C und 38°C ver
streckt. Die Reckung wurde reproduzierbar ausgeführt; die
charakteristischen Eigenschaften der erhaltenen Filme sind in
Tab. VIII zusammengefaßt.
Rohschlauchfolien mit den Kombinationen der Tabelle IX
wurden nach dem Verfahren des oben erwähnten Beispiels
extrudiert.
Im Ergebnis konnte der Film der Vergleichsprobe Nr. 5
bei einer Temperatur im Bereich von 20° bis 130°C ins
gesamt nicht verstreckt werden. Bei einer Recktemperatur
von 20-80°C wurde der Film in gewissem Grade aufgeblasen,
er unterlag jedoch Bruchbildung und fiel in seinen
früheren Zustand zurück. Bei einer Recktemperatur von
140°C wurde der Film zu einer Filmdicke von 13 µm mit
erheblichen Schwierigkeiten verstreckt. Dieser Film
hatte eine Haze-Trübung von 6,8%, Temperatur von 120°C
für die 20%-Schrumpfung, eine Schrumpfspannung von 3 g/mm²,
Zugfestigkeit von 2,1 kg/mm², Dehnung von 490% und Dart-
Schlagzähigkeit von 5 kg/cm. Diese charakteristischen Eigen
schaften unterschieden sich von denen, die die Erfindung
hervorbringt.
Der Film des Vergleichsbeispiels Nr. 6 konnte sogar bei
einer Temperatur von 100°C nicht verstreckt werden und
unterlag Bruchbildung. Der Rohfilm schien sich zu spalten
und weich und klebrig zu werden.
Der Film des Vergleichsbeispiels Nr. 7 konnte bei einer
Temperatur von 20-130°C insgesamt nicht verstreckt werden
und rief Bruchbildung hervor; bei einer Temperatur
von 145°C konnte der Film nur unter Schwierigkeiten sehr
instabil verstreckt werden. Der erhaltene Film hatte jedoch
das gleiche Eigenschaftsspektrum wie der handelsgängige
PP-Film.
Der Film des Vergleichsbeispiels Nr. 8 konnte nicht verstreckt werden
und rief lediglich Bruchbildung bei einer Temperatur von 20° bis 130°C
hervor; bei einer Temperatur von etwa 150°C konnte der Film zu einem
instabilen Zustand verstreckt werden. Dieser Film war weißlich und
brach leicht. Es wurde nur ein Film mit schlechten optischen Eigenschaften,
d. h. einem Haze-Wert von 6,2%, erhalten.
Die Filme der Vergleichsbeispiele gemäß Proben Nr. 9 und 10 konnten
bei einer Temperatur von 20 bis 100°C nicht verstreckt werden.
Der Film der Vergleichsprobe Nr. 11 konnte etwas aufgeblasen werden
wie eine Blase, wenn Druckluft in den Rohschlauchfilm eingeblasen
wurde; dies jedoch nur zu Beginn des Aufblasens, dann rief die Blase
Bruchbildung hervor. Der Film konnte nicht kontinuierlich verstreckt
werden. Bei einer Verstreckungstemperatur von 130°C wurde lediglich
ein weißlicher und schlecht ausbalancierter Film mit großer Neigung
der Dicke zu kleinen Werten erhalten. Dieser Film rief Bruch
hervor.
Die Filme des Vergleichsversuchs Nr. 12 und 13 konnten bei einer
Temperatur von 20 bis 100°C nicht verstreckt und riefen Bruchbildung
hervor.
Der Film der Vergleichsprobe Nr. 14 wurde nach Behandlung mit energie
reicher Strahlung (Elektronenstrahlung) von 5 Mrad verstreckt, jedoch
ließ er sich nicht recken und führte zu Bruch. Bei Temperaturen von
140-150°C konnte dieser Film zu einem 15 µm starken Film gereckt
werden. Dieser Film hatte einen Haze-Wert von 7,5%, eine Temperatur
von 115°C für die 20%-Schrumpfung, eine Schrumpfspannung von 20 g/mm²,
eine Zugfestigkeit von 2,8 kg/mm², eine Dehnung von 39%, eine Dart-
Schlagzähigkeit von 8 kg/cm und O₂-Barriereigenschaften von 150 ccm/m² · d · atm.
Diese charakteristischen Eigenschaften dieses Films waren
schlechter als jene eines erfindungsgemäßen Films.
Der Film der Vergleichsprobe Nr. 15 konnte zu Beginn ein wenig wie
eine Blase aufgeblasen werden, dann trat jedoch Bruch ein.
Der Film der Vergleichsprobe Nr. 16 unterlag der Bruchbildung zu
Beginn der Verstreckung, so daß kein Teststück erhalten werden
konnte.
Die voranstehende Beschreibung erläutert einen stark orientierten
mehrlagigen Film, der mindestens eine kaltverstreckte, hochorientierte
Harzschicht enthält und durch ausgezeichnete mechanische Festigkeit
ausgezeichnet ist und sich hauptsächlich zur Verwendung als Verpackungs
material eignet. Aufgrund seines speziellen Schichtaufbaus, der in
hohem Maße einer großen Vielfalt von Funktionen dienlich gemacht werden
kann, eignet sich der Kompositfilm zur Herstellung von wärme
schrumpfbaren Filmen, welche hinsichtlich ihrer Transparenz und ihrer
Fähigkeit zur Schrumpfung, insbesondere bei niedrigen Temperaturen,
ausgezeichnet sind. Die Beschreibung erläutert auch ein Verfahren zur
Reckung des erwähnten mehrlagigen Gebildes aus Harzschichten bei
besonders niedrigen Temperaturen mit hohen Expansionsverhältnissen,
wobei entweder die Harzschichten allein oder in Verbindung mit Schichten
aus anderen Harzen unter Ausnutzung der Kaltverstreckbarkeit der
sich hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit auszeichnenden Harz
schichten gereckt werden.
Claims (33)
1. Kaltverstreckter, stark orientierter, mehrlagiger
Film mit einer Zugfestigkeit nicht geringer als 5,0 kp/mm²,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkomponentenschichten dieses
Films stark orientiert sind und mindestens eine Schicht enthalten,
die vorwiegend ein kaltverstreckbares Harz aufweist, das aus
der folgenden Gruppe der speziellen Polymerblends und Polymeren
ausgewählt ist:
[1] A+B+C
[2] A+B
[3) B+C
[4] D und
[5] Eworin
(A) mindestens ein Polymerisat des Äthylentyps aus der Gruppe der Mischpolymerisate des Äthylens mit anderen Monomeren aus der Gruppe der Vinylester, aliphatischen ungesättigten Carbonsäuren und Alkylestern dieser Carbonsäuren, der von diesen Mischpolymerisaten abgeleiteten ionisch vernetzten Harze und der Polymerisate des Äthylens niedriger Dichte,
(B) ein weiches Mischpolymerisat-Elastomer mit einem Vicat- Erweichungspunkt nicht höher als 60°C,
(C) mindestens ein Polymerisat aus der Gruppe: kristallines Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte, kristallines Polybuten-1 und Polymethylpenten-1,
(D) ein kristallines Polybuten-1 mit einer Konzentration von 50 bis 100 Gew.-% und
(E) ein ionisch vernetztes Harz ist,
wobei der mehrlagige Film aus folgenden Schichten besteht:
(I) mindestens eine kaltverstreckbare Harzschicht aus der Gruppe der Polymerblends [1], [2] und [3] und mindestens eine kaltverstreckbare Harzschicht aus dem Polymer [4] oder mindestens eine kaltverstreckbare Harzschicht aus dem Polymer [5] die vorwiegend ein Polymer [4] oder [5] enthält, oder
(II) mindestens eine kaltverstreckbare Harzschicht (CDR) und mindestens eine Schicht (S) aus mindestens einem Polymerisat aus der folgenden Gruppe: kristallines Polypropylen, Polyäthylen, Äthylen-Vinylacetat- Mischpolymerisat, Mischpolymerisat von Äthylen und aliphatischen ungesättigten Carbonsäuren und Mischpolymerisat von Äthylen und aliphatischen ungesättigten Carboxylaten.
[2] A+B
[3) B+C
[4] D und
[5] Eworin
(A) mindestens ein Polymerisat des Äthylentyps aus der Gruppe der Mischpolymerisate des Äthylens mit anderen Monomeren aus der Gruppe der Vinylester, aliphatischen ungesättigten Carbonsäuren und Alkylestern dieser Carbonsäuren, der von diesen Mischpolymerisaten abgeleiteten ionisch vernetzten Harze und der Polymerisate des Äthylens niedriger Dichte,
(B) ein weiches Mischpolymerisat-Elastomer mit einem Vicat- Erweichungspunkt nicht höher als 60°C,
(C) mindestens ein Polymerisat aus der Gruppe: kristallines Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte, kristallines Polybuten-1 und Polymethylpenten-1,
(D) ein kristallines Polybuten-1 mit einer Konzentration von 50 bis 100 Gew.-% und
(E) ein ionisch vernetztes Harz ist,
wobei der mehrlagige Film aus folgenden Schichten besteht:
(I) mindestens eine kaltverstreckbare Harzschicht aus der Gruppe der Polymerblends [1], [2] und [3] und mindestens eine kaltverstreckbare Harzschicht aus dem Polymer [4] oder mindestens eine kaltverstreckbare Harzschicht aus dem Polymer [5] die vorwiegend ein Polymer [4] oder [5] enthält, oder
(II) mindestens eine kaltverstreckbare Harzschicht (CDR) und mindestens eine Schicht (S) aus mindestens einem Polymerisat aus der folgenden Gruppe: kristallines Polypropylen, Polyäthylen, Äthylen-Vinylacetat- Mischpolymerisat, Mischpolymerisat von Äthylen und aliphatischen ungesättigten Carbonsäuren und Mischpolymerisat von Äthylen und aliphatischen ungesättigten Carboxylaten.
2. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polymerisat (A) mindestens ein Vertreter aus der Gruppe
der Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisate, Äthylen-Acrylat-
Mischpolymerisate, Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymerisate,
Äthylen-Methacrylat-Mischpolymerisate und Äthylen-Methacryl
säure-Mischpolymerisate ist.
3. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polymerisat (A) ein ionisch vernetztes Harz ist und
ein Mischpolymerisat von Äthylen und aliphatischen unge
sättigten Carbonsäuren darstellt, wobei die Carboxylgruppen
dieses Mischpolymerisats mindestens teilweise mit Metall
ionisiert sind, und daß dieses ionisch vernetzte Harz durch
mindestens partielle Verseifung eines aliphatischen
ungesättigten Alkylcarboxylats und folgende mindestens teil
weise ionische Bindung des Verseifungsproduktes mit Metall
erhalten wurde.
4. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Polymerisat (A) ein Äthylen-Vinylacetat-
Mischpolymerisat ist, das 1 bis 13 Mol-% Vinylacetatgruppen und
einen Schmelzindex im Bereich von 0,2 bis 10 aufweist.
5. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polymerisat (B) ein Mischpolymerisat-Elastomer
ist, das 90 bis 20 Mol-% Äthylen enthält.
6. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polymerisat (B) ein weiches Mischpolymerisat aus
Äthylen und mindestens einem Vertreter aus der Gruppe der
α-Olefine mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen ist und einen
Vicat-Erweichungspunkt nicht über 50°C und einen Kristalli
sationsgrad nicht über 30% aufweist.
7. Mehrlagiger Film nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polymerisat (B) ein statistisches Mischpolymerisat
ist, dessen α-Olefinkomponente ein Vertreter aus der aus
Propylen und Buten-1 bestehenden Gruppe ist.
8. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat-Elastomer des
Polymeren (B) ein Mischpolymerisat des Äthylens mit einem α-Olefin
und einer kleinen Menge eines Polyens ist.
9. Mehrlagiger Film nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Mischpolymerisat-Elastomer ein Misch
polymerisat ist, das nicht mehr als 5 Mol-% eines nicht
konjugierten Diens aus der Gruppe der Polyene und der
Hexadien-, Pentadien- und Norbornenderivate enthält.
10. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polymerisat (C) ein starres Polymerisat mit einem Vicat-
Erweichungspunkt nicht unter 100°C ist.
11. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polymerisat (C) ein kristallines Polypropylen ist, das
0 bis 7 Mol-% Äthylen oder eines anderen α-Olefins als
modifizierendes Monomer enthält.
12. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das kaltverstreckbare Harz des speziellen
Polymeren [1] eine Zusammensetzung aufweist, die der
Beziehung 0,90≧B/(A+B)≧0,05 und 2,0≧C/(A+B)≧0,05
genügt, das des speziellen Polymeren [2] eine der Beziehung
0,90≧B/(A+B)≧0,05 genügende Zusammensetzung
aufweist und das des speziellen Polymeren [3] eine Zusammen
setzung aufweist, die der Beziehung 0,90≧B/(B+C)≧0,30
genügt.
13. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das spezielle Polymere [4] vorhanden ist und ein Polymerisat
ist, das nicht weniger als 85 Mol-% einer Buten-1-Kompo
nente enthält und einen Schmelzindex im Bereich von 0,1
bis 20 aufweist.
14. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die vorwiegend aus dem speziellen Polymeren [5] gebildete
Schicht 50 bis 100 Gew.-% eines ionisch vernetzten
Harzes enthält, das ein Mischpolymerisat aus Äthylen und
aliphatischer ungesättigter Carbonsäure ist, wobei die
Carboxylgruppen dieses Mischpolymerisats zumindest teil
weise mit Metall ionisiert sind, und daß dieses ionisch
vernetzte Harz durch mindestens partielle Verseifung eines
aliphatischen ungesättigten Alkylcarboxylats und folgende
mindestens teilweise ionische Bindung des Verseifungs
produktes mit Metall erhalten wurde.
15. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die aus den Polymerblends der Gruppe der
speziellen Polymerblends [1], [2] und [3] gebildete Schicht
mindestens 50 Gew.-% der Polymerblends enthält.
16. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die aus dem kaltverstreckbaren Harz der
Gruppe der speziellen Polymeren und Polymerblends [1] bis
einschließlich [5] gebildete Schicht eine Stärke aufweist,
die mindestens 20% der Gesamtfilmstärke erreicht.
17. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das kaltverstreckbare Harz aus der Gruppe
der speziellen Polymeren und Polymerblends [1], [2], [3]
und [5] mit energiereicher Strahlung bis zu einem
Grade so behandelt worden ist, daß es 0 bis 50 Gew.-%
eines in siedendem Xylol unlöslichen Gels enthält und
einen Schmelzindex nicht über 0,5 aufweist.
18. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Komponentenschichten des Films mit Aus
nahme der das kaltverstreckbare Harz enthaltenden Schicht
als Haftschicht AD mindestens eine Schicht enthalten, die
aus einem Vertreter der folgenden Gruppe gebildet wird:
Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisate, Äthylen-α-Olefin-
Mischpolymerisat-Elastomere, Mischpolymerisate von Äthylen
und aliphatischen ungesättigten Carbonsäuren und Deri
vaten derselben und blockmischpolymerisierte Elastomere
von Styrol und Monomeren des konjugierten Dien-Typs.
19. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die das kaltverstreckbare Harz des speziellen
Polymeren [4] enthaltende Schicht mindestens auf einer
ihrer Oberflächen eine Beschichtung aufweist, die vorwiegend
aus kristallinem Polypropylen gebildet wird.
20. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1 oder 19, dadurch
gekennzeichnet, daß der Film aus mindestens drei Schichten
zusammengesetzt ist, einschließlich einer als Zwischen
schicht dienenden, das kaltverstreckbare Harz des speziellen
Polymeren [4] enthaltenden Schicht.
21. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Film aus mindestens drei Schichten
zusammengesetzt ist, einschließlich mindestens einer Innen
schicht, die aus speziellen Polymerblends, ausgewählt aus
der Gruppe [1], [2] und [3], gebildet wird, und mindestens
einer Außenschicht, die aus dem ionisch vernetzten Poly
meren [5] gebildet wird.
22. Mehrlagiger Film nach den Ansprüchen 1, 3 oder
21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des ionisch
vernetzten Polymeren aus einem Gemisch gebildet wird,
das 5 bis 50 Gew.-% Nylon enthält.
23. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Film eine Zugfestigkeit nicht geringer
als 7 kg/mm² und eine Dehnung nicht kleiner als 100%
aufweist.
24. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Film einen Trübungswert nicht über
4,0% aufweist.
25. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Film eine Wärmeschrumpfspannung nicht
geringer als 50 g/mm² aufweist.
26. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Film einen Schrumpfungsgradienten nicht
über 2,0 besitzt.
27. Mehrlagiger Film nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Temperatur für die Wärmeschrumpfung
von 20% nicht über 85°C liegt.
28. Verfahren zur Herstellung des mehrlagigen Films nach einem der Ansprüche 1-27,
dadurch gekennzeichnet, daß ein kaltverstreckbares Harz
zu einer schmelzflüssigen Folie oder einem schmelzflüssigen
Film extrudiert wird, diese(r) zur Verfestigung
abgeschreckt wird, eine mehrlagige Rohfolie oder ein mehr
lagiger Rohfilm mit mindestens einer Schicht aus kalt
verstreckbarem Harz hergestellt wird, die mehrlagige Roh
folie oder der mehrlagige Rohfilm bei einer Temperatur im
Bereich von 20° bis 80°C bis zu einem Flächenstreckver
hältnis im Bereich des 3- bis 30fachen der ursprünglichen
Abmessung kaltverstreckt wird und hierdurch alle Kompo
nentenschichten der Folie bzw. des Films in hohem Maße
verstreckt und die Hauptkomponentenschichten der Folie
bzw. des Films zu einem hohen Grade orientiert werden.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet,
daß die mehrlagige Rohfolie oder der mehrlagige Rohfilm
bei einer Temperatur verstreckt wird, die die Vicat-Erwei
chungspunkte der speziellen Polymeren [1], [2], [3] und
[5] nicht überschreitet.
30. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet,
daß die mehrlagige Rohfolie oder der mehrlagige Rohfilm
mit einer energiereichen Elektronenstrahlung von 1 bis 10
Mrad (10 bis 100 kJ/kg) behandelt wird.
31. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur im Endteil der Reckzone um
mindestens 5°C niedriger liegt als die Temperatur im Anfangs
teil der Zone.
32. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Zwecke der Einstellung einer geeigneten
Temperaturverteilung innerhalb der gesamten Reckzone
Kontaktführungen vorgesehen sind und das Recken so aus
geführt wird, daß währenddessen die von der Oberfläche
der in Bewegung befindlichen Folie bzw. des Films mit
gerissene flüssige Masse und die fließfähige Masse
(schmelzflüssiger Film) auf der Oberfläche der Folie
bzw. des Films in Umfangsrichtung mit den diskonti
nuierlichen Kontaktführungen entfernt wird.
33. Verfahren nach Anspruch 28, 31 oder 32 dadurch
gekennzeichnet, daß das Verstrecken der mehrlagigen
Folie oder des Films durchgeführt wird, während die
flüssige Masse, die von der Oberfläche des in Bewegung
befindlichen Films mitgerissen wird, und die flüssige
Masse (schmelzflüssiger Film) auf der Oberfläche der
Folie oder des Films in Umfangsrichtung mit einer
diskontinuierlichen Kontaktführung so entfernt werden, daß
im wesentlichen der Anfangsteil der Reckzone und die
Heizzone voneinander getrennt sind.
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