DE3048668C2

DE3048668C2 - Weiche, biaxial orientierte mehrlagige Folie

Info

Publication number: DE3048668C2
Application number: DE3048668A
Authority: DE
Inventors: Stanley Park Forest Ill. Lustig; Stephen James Darien Ill. Vicik
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1979-12-26
Filing date: 1980-12-23
Publication date: 1984-08-02
Also published as: DE3048668A1; DK553080A; NZ195861A; AU6581180A; GB2066157A; GB2066157B; AU544355B2; US4296156A; CA1160807A; GR72483B; FR2472470A1; IE50616B1; JPS6210193B2; IE802624L; JPS5699669A; FR2472470B1; SE8008939L; CH644795A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Folie der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art. Dabei handelt es sich um eine flexible, geschmeidige, biaxial orientierte mehrschichtige Folie, sie sot; sich lnsbesondere zur Verarbeitung zu Beuteln für Hauptfleischstücke oder Fleischreihen eignen und Sticheinreißfestigkeit aufweisen.

Ein Hauptfleischstück oder eine »Reihe« Ist ein großes Fleischstück, das kleiner ist als eine Rinderhälfte, aber größer als ein an Verbraucher im Einzelhandel verkauftes Stück. Ein Hauptfleischstück wird Im Schlachthaus hergerichtet und dann an Einzelhändler oder Firmen wie Restaurants zum Versand gebracht, wo das Hauptjo fleischstück zu kleineren Fleischstücken zerlegt wird.

Es Ist In der Praxis üblich, Hauptflelchstücke oder Reihen für den Versand so zu verpacken, daß der Zutritt von Luftsauerstoff zum Fleisch verhindert wird. Hierdurch werden Verderb und Verfärbung des Fleisches weltgehend ausgeschaltet.

Weitere wichtige Eigenschaften geeigneter Folie sind beispielsweise Abrlebfesiigkelt, gute Tieftemperatureigenschaften, Sticheinreißfestigkeit, Wärmeschrumpfbarkelt und Beständigkeit gegen Schichtentrennung bei erhöhten Temperaturen und während der Wärmeschrumpfung.

Aus der DE-OS 22 13 850 Ist es für das Verpacken von Fleischstücken bekannt, eine drellaglge Folie zu verwenden, die eine als Sauerstoffsperre dienende und das Fleisch gegen Verderb schützende Zwischenschicht aus einem Polyvinylidencopolymerlsat mit wenigstens 50 Gew.-% Vinylidenchlorid sowie für Festigkeit und Verlctzungsbeständlgkelt sorgende Außenschichten aus einem Äthylen-Vlnylacetat-Copolymeren mit einem Vinylacetatgehalt von 5 bis 20 Gew.-% oder einer Mischung aus Isotaktischem Propylen, ataktischem Propylen und Polybuten-1 aufweist.

Aus der US-PS 41 23 589 ist eine Folie gemäß der Gattung bekannt. Sie Ist für das Verpacken von Nahrungsmitteln, Insbesondere Wurst, vorgesehen. Dabei handelt es sich um eine durch Coextrusion hergestellte mehrlagige welche biaxial gereckte Folie mit wenigstens einer aus Polyurethan bestehenden Schicht und wenigstens einer Schicht aus Polyvinylidenchlorid. Als einer der Ausgangsstoffe für die Herstellung des Polyurethans sind Im wesentlichen lineare, allphatlsche Dl-Isocyanate erwähnt. Durch den Aufsatz von A. Garshman »Extruding TPU Blown Film: The How's and the Why's« In der Zeitschrift »Plastics Technology«, Februar 1979, Seiten 63 und 64, Insbesondere letzter Absatz, Ist es auch bekannt. Blasfolie aus Polyurethan bei 3laglgen Folien für das so Verpacken von Fleisch zu verwenden.

Aus der DE-Z »ADHÄSION« 1976, S. 335 bis 338, sind Polyurethan-Folien bekannt, die aus aliphatischen Polyestern und aus Polylactonen durch Polyaddition mit aromatischen Isocyanaten hergestellt worden sind. Die danach In Betracht kommenden Polyurethane sind Im allgemeinen unverzweigte, linear aufgebaute Hochpolymere. Festgestellt Ist, daß Polyurethan hinsichtlich Einreiß- und Weltenelßfestlgkelt Im Vergleich mit anderen handelsüblichen Thermoplasten und Elastomeren an der Spitze steht. Ihre hervorragende Abriebfestigkeit Ist besonders herausgestellt. Angegeben Ist, daß die Folien trägerlos aber auch In Kombination mit textlien und nicht textlien Werkstoffen eingesetzt werden. Die Shore-A-Härte aller beschriebenen Polyurethan-Folien liegt Im Bereich von 66 bis 99. Die Shore-A-Härte einer ausdrücklich als lebensmittelecht bezeichneten Folie (Platllon UM 7003) liegt Im Bereich von 78 bis 85.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Folie gemäß der Gattung und eingangs angegebenen Art zu schaffen, die einen höheren Widerstand gegen Durchbohren und Durchlöchern hat, das durch scharfe Knochen entstehen kann. Ferner sollte die Folie helßslegelbar sein, um daraus Beutel herstellen zu können.

Nach dem Vorschlag der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Polyurethanschicht aus einem aromatischen Polyurethan einer Schmelznußrate von 5 bis 120 g/mln bei 190° C und einer Shore-A-Härte von f.? etwa 70 bis 100 besteht, mindestens eine Dicke von 12,7 um hat und einer blaxlalen Reckung von etwa 12 bis 18 unterzogen wurde.

Vorzugswelse beträgt die blaxlale Reckung 16. Die Gesamtdicke der Folie beträgt zweckmäßig 51 bis 89 μΐη, vorzugsweise 70 μιη.

In zweckmäßiger weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Folie aus zwei Außenschichten aus einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymerlsat mit einem Vinylacetatgehalt von 5 bis 18 Gew.-% und einer Schmelzflußrate von 2 bis 10 g/min und aus zwei mit diesen und miteinander verbundenen Kernschichten herzustellen, von denen die eine die Polyurethanschicht und die andere die Schicht auf Basis des Vinylidenchlorid-Polymerisats ist, wobei die Schicht auf Basis des Vinylidenchlorid-Polymerisats wenigstens aus 50 Gew.-% einpolymerisiertem Vinylidenchlorid besteht und maximal 5 Gew.-& Weichmacher enthält. Der Rest des Vinylidenchlorid-Copolymerisats kann aus Vinylchlorid, Acrylnitril oder einem Acrylatester, z. B. Methacrylat oder dergleichen bestehen. Die erste Kernschicht besteht vorzugsweise aus einem Polyvinylidenc.hlorid-Copolymerisat, das zu etwa 70 bis 90 Gew.-% aus poiymerisiertem Vinylidenchlorid und wenigstens 2 Gew.-* eines Weichmachers besteht. Der Weichmacher kann ein üblicher Weichmacher, z. B. Dibutylsebacat oder epoxydiertes Sojabohnenöl, sein.

Das aromatische Polyurethan hat vorzugsweise einen Schmelzflußindex von weniger als 40 g/min, beispielsweise etwa 20 g/min bei 190° C. Die Shore-Α -Härte beträgt 70 bis 100, vorzugsweise etwa 80.

Es handelt sich dabei um thermoplastisch verarbeitbare Polyurethan-(PUR)-Elastomere, die aus aromatischen Dllsocyanaten und Gemischen von zweiwertigen kurzkettigen mit längerkettigen Alkoholen hergestellt werden. Im Gegensatz dazu sind die in US-PS 41 23 589 beschriebenen Polyurethane unter Verwendung allphatischer Diisocyanate als Isocyanatkomponente hergestellt; zur Herstellung von Polyurethanen können nämlich sowohl aliphatische als auch aromatische Diisocyanlde verwendet werden. Polyurethane, die auf aromatische Diisocyanide zurückgehen, werden auch als aromatische Polyurethane bezeichnet.

Der hier gebrauchte Ausdruck »biaxiales Recken« ist das Produkt zwischen dem Reckverhältnis in Längsrichtung und dem Rsckverhältnis in Querrichtung und entspricht ungefähr dem Verhältnis der gereckten Fläche zur ungereckten Fläche. Bei der Schlauchfolienextrusion mit Doppelblase, wie es bei den in den Beispielen beschriebenen Versuchen angewandt wird, ist das Quer-Reckverältnis die flache Breite an der oberen Klemmrolle der gereckten »Blase« geteilt durch die flache Breite an der unteren Klemmrolle der ungereckten »Blase« oder des »Schafts«. Das Längsreckverhältnis ist die Laufgeschwindigkeit der oberen Klemmrolle geteilt durch die Laufgeschwindigkeit der unteren Klemmrolle.

Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Die Mengenangaben in den Beispielen und In der Beschreibung In Teilen und Prozentsätzen beziehen sich auf das Gewicht, falls nicht ausdrücklich anderes angegeben ist.

Bei allen In den Beispielen beschriebenen Verfahren wurden vierlagige Folien durch Coextrusion durch eine Ringschlitzdüse hergestellt. Die Folien wurden In üblicher Welse nach dem in eier US-PS 35 55 604 beschriebenen »Doppelblasenprozeß« biaxial orientiert. Alle diese viertägigen Folien bestanden aus einer ersten. Außenschicht aus Äthylen-Vinylacetat nv.c einem Vinylacetatgehalt von etwa 12 Gew.-% und einer Schmelzflußrate von etwa 3 g/mln, einer ersten Kernschicht aus einem Polyvinylidenchlorid-Copolymerisat mit einem Vinylidenchloridgehalt von etwa 83 Gew.- 4 und einem Vinylchlorldgehalt von etwa 17 Gew.-%, einer zweiten Kernschicht aus einem der in Tabelle 1 genannten Urethanpolymerisate und einer zweiten Außenschicht aus Äthy-Ien-Vinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt von etwa 15 Gew.-% und einer Schmelzflußrate von etwa 5 g/min.

Tabelle I

Aromatisches Polyurethan Schmelzflußrate bei 190⁰C, Shore-A-Märtc

g/min

PUA 120 oder mehr 80 ₄,

PU B 30 bis 100 80

PU C 5 bis 20 90

Die Hauptaufgabe der Erfindung Ist die Schaffung einer mehrlagigen Folie, die einen höheren Widerstand gegen Durchbohren und Durchlöchern hat, das durch scharfe Knochen entstehen kann. Der nachstehend beschriebene Versuch wurde durchgeführt, um die bei der Handhabung und beim Versand von Hauptfleischstück enthaltenden Beuteln auftretenden Bedingungen zu simulieren, unter denen scharfe Knochen, die die Fleischstücke enthaltenden Beutel durchbohren können.

Mit dem Prüfgerät wurde ein dynamischer Test zur Prüfung der Sticheinreißfestigkeit durchgeführt. Der Test war ausgelegt, daß er sehr gut mit typischen üblichen Prüfungen, z. B. dem »Falltest«, übereinstimmte. Für den dynamischen Test zur Ermittlung der Sticheinreißfestigkeit wird ein dynamisches Kugel-Burst-Prüfgerät (Dynamic Ball Burst Tester), Modell 13-a (Herstellung Testing Machines Inc.) verwendet. Eine spezielle Spitze, die so beschaffen war, daß sie einen scharfen Knochen simulierte, wurde anstelle des kugelförmigen Aufprallkopfes verwendet, der einen Teil des ursprünglichen Geräts bildet. Das Gerät mißt die Energie in cm-kg.

Beispiele 1 bis 8

Die 8 Versuche wurden mit verschiedenen vlerlaglgen Folien durchgeführt, um die Einflüsse von Änderungen In der Polyurethanschicht zu vergleichen. Die Ergebnisse der Versuche 1 bis 8 sind In Tabelle Il genannt.

Tabelle II	Polyurethan	biaxiale Reckung	Dicke der Polyurethan schicht μΓΠ	Dicke der Gesamtfolie, μΓΠ	dynamische Stich einreißfestigkeit, cm-kg (Nm)	0,46
Beispiel	PU A	18	12	61	4,7	0,43
1	PU B	18	11,2	57	4,4	0,44
2	PU C	18	7	51	4,5	0,59
3	PUC	20	16	64	6,0	0,81
4	PUC	16	17,5	70	8,3	0,81
5	PU C	16	17,5	70	8,3	0,96
6	PU C	16	21	76	9,8	0,63
7	PU A	16	19	76	6,4
8

Die Versuche 1 bis 3 zeigen, da3 bei den vierlagigen Folien, in denen die Polyurethanschi'.^t dünner war als 12,7 (im, die dynamische Stichelnrelßfestirkelt etwa die gleiche war wie bei einer typischen übll;hen Folie für Hauptfleischstücke.

Die Versuche 4 und 5 zeigen, daß die dynamische Sticheinreißfestigkeit einer Polyurethanschicht einer Dicke von mehr als 12,5 μηι wesentlich höher war und das überraschenderweise der niedrigere Wert der biaxialen Reckung zu einem 38%lgem Anstieg der dynamischen Sticheini .^festigkeit führte. Im Gegensatz hierzu Ist es übliche Praxis, daß Polyurethanfolien einen biaxialen Reckbereich von etwa 20 bis 25 haben.

Die Versuche 6 und 7 zeigen, daß eine Zunahme der Dicke der Polyurethanschicht eine Zunahme der dynamischen Sticheinreißfestigkeit zur Folge hat. Dies zeigt, daß die primäre Festigkeit der vierlagigen Folie gemäß der Erfindung in der Polyurethanschicht liegt.

Die Versuche 7 und 8 zeigen, daß ein höheres Molekulargewicht des Polyurethans, erkennbar an der niedrigeren Schmelzflußrate des Polyurethans C, eine höhere dynamische Sticheinreißfestigkeit zur Folge hat.

Claims

Patentansprüche:

1. Weiche, mehrlagige durch Coextrusion hergestellte, biaxial gereckte Folie mit wenigstens einer aus Polyurethan bestehenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyurethanschicht aus einem aromatischen Polyurethan eines Schmelzfluß-Index von 5 bis 120 g/min bei 190⁰C und einer Shore-A-Härte von etwa 70 bis 100 besteht, mindestens eine Dicke von 12,7 μπι hat und einer biaxialen Reckung von etwa 12 bis 18 unterzogen wurde.

2. Mehrlagige Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ihre Gesamtdicke 51 bis 89 μσι beträgt.

ίο 3. Mehrlagige Folie nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Schicht auf der Basis eines Vinylidenchloridpolyme-

risats, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei Außenschichten aus einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit einem Vinylacetatgehalt von 5 bis 18 Gew.-% und einer Schmelzflußrate von 2 bis lOg/mln und aus zwei mit diesen und miteinander verbundenen Kernschichten besteht, von denen die eine die Polyurethanschicht und die andere eine Schicht auf Basis des Vtnylldenchloridpolymerlsats 1st, und daß die Schicht auf Basis des Vinylidenchlorid-Polymerisats wenigstens aus 50 Gew.-» elnpolymerlslertem Vinylidenchlorid besteht und maximal 5 Gew.-% Weichmacher enthält.

4. Verwendung der mehrlagigen Folie nach den Ansprüchen 1 bis 3 für die Herstellung von Beuteln für Hauptfleischstücke.