DE3111269A1

DE3111269A1 - Heisssiegelbare, mehrschichtige polypropylenfolie

Info

Publication number: DE3111269A1
Application number: DE19813111269
Authority: DE
Inventors: Michael D. 29651 Greer S.C. Esakov; Daniel J. 29301 Spartanburg S.C. Ferguson; Frederick D. 29607 Greenville S.C. Stringer
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: Cryovac LLC
Priority date: 1980-05-23
Filing date: 1981-03-21
Publication date: 1982-02-25
Also published as: SE451692B; IE51291B1; BE888914A; ES8203697A1; DE3111269C2; GB2076741B; FI75526C; SE8103257L; GB2076741A; IT1136935B; FR2482900B1; IT8120364A0; DK227081A; FI811569L; NZ196286A; NL8101472A; DK164093B; IE811133L; IL62940A; CA1149122A

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf thermoplastische, heißsiegelbare und heißschrumpfbare, mehrschichtige Verpackungsfolien auf der Basis von Polypropylenfolien mit verbesserten Heißsiegeleigenschaften, ihre Herstellung und ihre Verwendung als heißschrumpfbares Verpackungsmaterial mit breitem Anwendungsgebiet, insbesondere zum Verpacken einer Vielzahl von verschiedenartigen Lebensmitteln und anderer Produkte.

Folien aus orientiertem Polypropylen sind wegen ihrer guten Eigenschaften als Feuchtigkeitssperre, wegen ihrer Steifheit, hohen Festigkeit und optischen Eigenschaften brauchbare und vielfach eingesetzte Verpackungsfolien. Diese Polypropylenfolien besitzen jedoch in der Regel keine gute Heißsiegelbarkeit, eine Eigenschaft, die für zahlreiche Verpackungszwecke wichtig ist. Polypropylenfolien haben nämlich einen sehr engen Siegeltemperaturbe-

20 reich.

Der Siegeltemperaturbereich für eine thermoplastische Folie beginnt bei der Temperatur, bei der unter Anwendung von Wärme und Druck die Oberflächen der Folien bereits zusammengesiegelt bzw. miteinander verbunden werden.

Bei weiterer Temperaturerhöhung wird ein Punkt erreicht,

bei dem der Thermoplast schmilzt und ganz gut fließt, wodurch es schwierig wird, auf einer bestimmten Fläche eine Siegelung zu erreichen; dies ist die obere Grenze des Siegelbereichs. An dieser oberen Grenze des Siegelbereichs kann die Folie auch zum Brennen oder zum Verkohlen neigen, wobei man schwache und unansehnliche Versiegelungen erhält. Eine Folie aus Polypropylen-Homopolymeren wird auch bei Erhöhung der Temperatur nicht siegelbar, sondern sie geht ziemlich schnell in den unerwünschten fließenden Zustand über, wenn die Temperatur sich dem Schmelzpunkt nähert, wodurch es außerordentlich schwierig wird, eine glatte, kontinuierliche und zufriedenstellende Versiegelung zu erreichen. Eine solche Versiegelung kann bei den schneilaufenden Verpackungsmaschinen nicht

-|5 toleriert werden.

Um eine gute Heißsiegelbarkeit zu erhalten, hat man in der Praxis verschiedene Arten der Folienbeschichtung angewendet. Die Beschichtungen werden in konventioneller Weise in getrennten Arbeitsverfahren aufgebracht, beispielsweise aus Emulsionen, durch Extrusionsbeschichtung usw.; solche Verfahren sind jedoch teuer und erfordern eine zusätzliche Behandlung der Folie. Um eine heißsiegelbare Beschichtung auf dem Polypropylen aufzubringen und eine Folie mit guter Siegelfestigkeit herzustellen, wurde das Coextrudieren mit Erfolg angewendet. Die bisher

311 1263

bekannt gewordenen coextrudieren Polypropv len-l· r-1 ien~ laminate besitzen jedoch nur einen sehr enaen He ιßsicgelbereich und sind in ihrer Herstellung ziemlich teuer.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, Polypropylenfolien mit einem breiten Siegeltemperaturbereich zu schaffen. Ferner sollen mit der Erfindung Polypropylenfolien bereitgestellt werden können, die eine gute Siegelfestigkeit besitzen und für Schrumpfverpackungen geeignet sind.

Beschichtungen für Polypropylenfolien werden beispielsweise in US-PS 3 285 766 beschrieben, wobei nach dem bekannten Verfahren ein Beschichtungsmaterial mit einem Gehalt von wenigstens 65 % Ethylen auf eine Polypropylenfolie extrudiert wird. Die US-PS 3 671 383 (Rikita Sakata et al.) beschreibt eine biaxial orientierte Polypropylenfolie, die auf eine einaxial orientierte Ethylen-Propylen-Copolymerföl ie mit wenigstens 75 Gew.% Polypropylen laminiert ist. Aus US-PS 4 132 050 (Roger N. Young) ist eine Folie mit einem Schichtträger aus einer Mischung von 87,5 bis 60 Teilen Polypropylen und 12,5 bis 40 Teilen Ethylen-Propylen-Blockcopolymeren mit einer heißsiegelbaren Schicht bekannt. Schließlich wird in US-PS 4 148 (Toshi Hiro Yamane et al.) ein Polypropylen-Folienlaminat beschrieben, das durch Laminieren einer Polypropylen-

schicht mit 1 bis 8 Gew.% eines Tonomeren mit einer lonomerschicht hergestellt wird.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß man den Siegeltemperaturbereich einer mehrschichtigen Polypropylenfolie erweitern und eine gute Siegelfestigkeit einer solchen Folie erreichen kann, wenn man von einer heißsiegelbaren, biaxial gereckten mehrschichtigen Polypropylen-Verpackungsfolie ausgeht, die gekennzeichnet ist durch a) eine Grundschicht aus einem Propylen-Homopolymeri-

sat und

b) eine Außenschicht, die auf mindestens einer der Oberflächen der Grundschicht befestigt ist und die aus einer Mischung von 50 bis 100 Gew.% Propylen-Ethylen-Copolymerem mit 50 bis 0 Gew.% Propylen-Homopolymerisat besteht..

Vorzugsweise besteht die Mischung der Außenschicht aus 60 bis 80 % Copolymerem mit 40 bis 20 % Homopolymerem.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Außenschicht aus 70 Gew.% Propylen-Ethylen-Copolymerem im Gemisch mit 30 Gew.% Propylen-Homopolymerem, wobei das Copolymere vorzugsweise 2 bis 6 Cew.%, besonders bevorzugt 3 bis 4 Gew.% Ethylen enthält. Außerdem liegt das Verhältnis der Dicke der Grundschicht zu der der Außenschicht bei wenigstens 4:1.

Dementsprechend ist die erfindungsgemäße heißsiegelbare Folie in einer besonders bevorzugten Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dicke der Grundschicht /u der der Außenschicht wenigstens 4:1 beträgt, die Außenschicht aus einer Mischung von 60 bis 80 Gew.% Polypropylen-Ethylen-Copolymerem mit 40 bis 20 Gew.% Polypropylen-Homopolymerisat besteht, wobei das Copolymere 2 bis 6 Gew.% Ethylen enthält, und die fertige Folie heißschrumpfbar ist.

Die erfindungsgemäße heißsiegelbare Folie weist vorzugsweise eine Heißsiegeltemperatur von mindestens 20 C auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgernäße heißsiegelbare Folie perforiert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße heißsiegelbare Folie dadurch charakterisiert, daß auf beiden Seiten der Grundschicht eine Außenschicht mit der vorstehend angegebenen Zusammensetzung befestigt ist.

Bei einer Heißsiegeltemperatur im Bereich von 135 bis 165 C weist die erfindungsgemäße heißsiegelbare Folie vorzugsweise eine Siegelfestigkeit von wenigstens 118 g/cm auf. Die erfindungsgemäße Folie ist außerdem vorzugsweise bei einer Temperatur von 110 bis 195 C heißschrumpfbar.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen heißsiegelbaren und mehrschichtigen Polypropylen-Verpackungsfolie. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man a) eine Grundschicht aus einem Polypropylen-Homopolymerisat bereitstellt,

b) wenigstens eine Seite der Grundschicht mit einer Außenschicht aus einer Mischung von 50 bis 100 Gew.% Propylen-Ethylen-Copolymerem mit einem Gehalt von 2 bis 6 Gew.% Ethylen und 50 bis 0 Gew.% Propylen-Homopolymerisat beschichtet und

c) die erhaltene laminierte Folie biaxial reckt bis auf eine Gesamtdicke der fertigen Folie im Bereich von 6,35 bis 63,5.um, wobei man eine mehrschichtige

heißsiegelbare und heißschrumpfbare Folie erhält, deren Siegeltemperatur bei wenigstens 20°C liegt.

Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte mehrschichtige Polypropylenfolie weist eine Heißsiegelfestigkeit von 118 g/cm oder größer auf. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß man die Grundschicht auf beiden Seiten mit jeweils einer gleich dicken Außenschicht beschichtet.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Beschichtung durch Coextrudieren der Außenschicht und der Grundschicht.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer heiß gesiegelten und geschrumpften Verpackung aus Polypropylenfolie, bestehend aus den folgenden Verfahrensschritten: Bereitstellung einer Grundschicht aus einer Folie aus Propylen-Homopolymeren; Laminieren einer Außenschicht auf wenigstens einer Seite der genannten Grundschicht aus Propylen-Homopolymerem, wobei diese Außenschicht aus einer Mischung aus 60 bis 80 Gew.% Propylen-Ethylen-Copolymeren mit 2 bis 6 Gew.% Ethylen besteht; biaxiales Recken der laminierten Folie bis zu einer endgültigen Dicke der Gesamtfolie von 6,35 bis 63,5.um, wobei man eine heißsiegelbare und heißschrumpfbare Folie erhält; Bereitstellen eines zu verpackenden Produktes; Umhüllen des Produktes mit der Folie in der Weise, daß man die Oberflächen der Außenschicht miteinander an den zu siegelnden Stellen in Berührung bringt; Anwenden von Hitze und Druck auf die zu siegelnden Stellen, wodurch die genannte Folie an den betreffenden Stellen gesiegelt wird, wobei der Siegeltemperaturbereich bei 135 bis 160 C liegt und die Heißsiegelungen der erhaltenen Verpackung eine Siegelfestigkeit von wenigstens 118 g/cm aufweisen; Anwendung von Hitze im Bereich von 110 bis 135 C auf die genannte Verpackung über eine Zeit, die ausreicht, die genannte Folie um das genannte Produkt zusammenschrumpfen zu lassen.

Bei allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann die Folie perforiert sein.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der voi— liegenden Erfindung besteht die erfindungsgemäße Verpackungsfolie aus zwei Folienschichten, von denen die eine Schicht aus einer Mischung von 70 Gew.% Propylen-Ethylen-Copolymerem mit 3,5 bis 4,2 Gew.% Ethylen und 30 Gew.% Propylen-Homopolymerem besteht und als Außen-

-|0 schicht dient. Diese Mischung wird in einem Banbury-Mischer gemischt und anschließend in einen Vorratsbehälter eines Extruders eingespeist, der eine ringförmige Spritzform zum Extrudieren eines Schlauches aus zwei Schichten aufweist. Die innere oder Grundschicht besteht aus Propylen-Homopolymerem, das in den Vorratsbehälter eines zweiten Extruders eingespeist wird, der ebenfalls die ringförmige Spritzform zur Herstellung der Innenschicht beschickt.

In der ringförmigen Spritzform werden die beiden schlauchförmigen Extrudate vereinigt zu einem mehrschichtigen schlauchförmigen Laminat. Dieses schlauchförmige Laminat wird schnell abgekühlt und dann zusammengefaltet. Danach wird der Schlauch aufgeblasen und auf den Orientierungstemperaturbereich des Polypropylens erhitzt, der zwischen 135 und 150⁰C liegt. Das Erhitzen wird in einem geeigne-

ten Ofen vorgenommen, und wenn die flachgedrückte Folie aus dem Ofen austritt, läuft sie durch Klemmrollen und wird mit Hilfe der bekannten eingeschlossenen Blasentechnik zu einer Blase geöffnet, wobei sie sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung um etwa das 5-fache gereckt wird, wodurch sich die Dicke der Folie auf 15,24 bis 20,32.um verringert. Vor dem Recken besitzt der Schlauch eine Dicke von etwa 457,2.um bei einem Verhältnis der Dicke der Polypropylenschicht zu der der Außenschicht von 5:1. Die Blasentechnik für biaxial orientiertes Polypropylen ist in US-PS 3 260 (CA. Lindstrom et al.) beschrieben.

Nachdem sich die Folie zur Blase ausgedehnt hat und die Blase abgekühlt worden ist, wird sie zusammengefaltet, aufgeschlitzt und aufgewickelt.

In manchen Fällen ist es erwünscht, die Folie zu perforieren, so daß eine Reihe von Perforationen oder kleinen Löchern in der Folie angebracht werden. Abhängig von der gewünschten Anwendung kann die Zahl der Löcher bei

2

1 bis 1,5 Löcher/cm Folie bis einige hundert Löcher/cm Folie liegen, wobei die Löcher beliebig angeordnet sein können und einen Durchmesser von 50,8 bis 508.um haben können. Cine typische Vorrichtung /um Perforieren dei Folie enthalt ein gekiihl tet; Gitterriet/, ühi>r das. die

Folie läuft, während sie einem heißen Gasstrom ausgesetzt ist, der die Folie in den ungekühlten Bereichen schmilzt. Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren sind in US-PS 3 038 198 (CH. Schaar) beschrieben. 5

Um den Siegeltemperaturbereich und die Siegelfestigkeit der erfindungsgemäßen Folie zu bestimmen, wurden zwei Bögen der Folie übereinandergelegt, wobei sich die Oberflächen der Außenschichten berührten. Zum Siegeln wurde ein über einen elektrischen Widerstand beheizter ebener Heizstab von 5 mm Breite verwendet, wobei die Folienblätter zusammen 5 Sekunden lang gegen eine Unterlage

mit einem Druck von 1 kg/cm gepreßt wurden; die Temperatur des Siegelstabes wurde dabei aufgezeichnet. Nach Beendigung der Siegelung wurden Streifen von 2,54 cm Breite senkrecht und quer zur Siegelung geschnitten und die Enden der entsprechenden Streifen in die Backen eines Instron-Meßapparates eingelegt, wobei die Siegelung ungefähr im Mittelpunkt zwischen den Klemmbacken angeordnet wurde. Dann wurden die Backen auseinandergetrieben, bis die Versiegelung entweder auseinandergezogen oder zerrissen wurde. Siegelungen mit einer für Verpackungszwecke als ausreichend angesehenen Mindestsiegelfestigkeit von etwa 118 g/cm wurden mit der erfindungsgemäßen

Ausführungsform bei einer Siegelstabtemperatur von 135°C erreicht. Auch bei einer Steigerung der Siegeltemperatur

3111763

bis auf etwa 160 C, also für einen Siegelungstemperaturbereich von etwa 25 C (weitere Anwendungsprüfungen ergaben einen Betriebsbereich von 30 C), wurden zufriedenstellende Siegelungen erhalten. Als maximale Siegelfestigkeit wurden 551 g/cm erreicht.

Wie vorstehend ausgeführt, zeigt eine Polypropylenfolie aus einer Schicht einen außerordentlich engen Siegelungsbereich, der im wesentlichen als "null" bezeichnet werden kann. Da Siegelungsstäbe durch Kontakt mit der Folie gekühlt werden, ist es in der Praxis bei Verpackungsmaschinen erforderlich, bei Verarbeitung von Polypropylen die Temperatur der Heizstäbe etwa über dem .Schmelzpunkt zu halten, so daß eine versiegelte Packung erhalten werden kann. Die auf diese Weise hergestellten Versiegelungen sehen jedoch schlecht aus und haben verbrannte Zonen. Dagegen besteht bei Verwendung der erfindungsgemäßen Verpackungsfolien bei der Siegelung keine Gefahr, daß die Folie schmilzt oder verbrennt, da die Temperaturen der Siegelungsstäbe in der Nähe der oberen Grenze des Siegelungsbereiches liegen, und bei den hohen Geschwindigkeiten, bei denen die Folie die Heizungsstäbe in gewissem Umfang kühlt, behalten die Heizungsstäbe eine zum Siegeln der Folie ausreichende Wärme und werden nicht unter

25 den Siegelungstemperaturbereich abgekühlt.

Die erfindungsgemäße heißsiegelbare, biaxial gereckte mehrschichtige Polypropylen-Verpackungsfolie ist zum Verpacken zahlreicher verschiedener Produkte geeignet, wozu die verschiedenen Verpackungsmaschinen mit ihren unterschiedlichen Verpackungstechniken herangezogen werden können. In manchen Fällen wird das Produkt auf einen Bogen der Folie gelegt, dann über das Produkt ein zweiter Bogen der Folie gelegt und anschließend eine vollständige Umfangssiegelung vorgenommen; in manchen

Ί0 Fällen wird auch beim Siegelungsvorgang eventuell überschüssige Folie abgeschnitten und die Packung auf diese Weise zurechtgemacht. Nach dem Siegeln passiert das Produkt einen heißen Tunnel, der eine Temperatur von etwa 110⁰C haben kann, dessen Temperatur üblicherweise aber in dem Bereich liegt, in dem die Folie gereckt wird. In dem Tunnel bewirkt die Hitze die Freisetzung der Dehnungsspannung und das Schrumpfen der Folie um das Produkt. Bei anderen Verpackungsverfahren wird das Produkt zwischen die Falten einer in der Mitte zusammengefalteten Folie gelegt und eine Siegelung der verbleibenden drei nicht gesiegelten Seiten vorgenommen. Die auf diesem Gebiet möglichen verschiedenen Verfahren zum Umhüllen eines Produktes mit einer Schrumpffolie sind dem Fachmann bekannt und brauchen daher nicht näher

25 ausgeführt zu werden.

Lebensmittelprodukte wie Brot, weiche Bäckereiprodukte wie Brötchen, Pizzas u.dgl. können ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Folie verpackt werden. Solche Lebensmittel, die die Möglichkeit des Atmens benötigen, können mit erfindungsgemäßen Folien in perforierter Form verpackt werden.

Be ispiele

Es wurden verschiedene Siegelschichtzusammensetzungen auf ihren Siegeltemperaturbereich und ihre Siegelfestigkeit sowie auf ihre Mindestsiegeltemperatur für eine Siegelfestigkeit von 118 g/cm untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Es wurden Zweischicht-Folien aus einer Grundschicht bzw. Trägerschicht aus Polypropylen-Homopolymerem, die mit der spezifisch dafür bestimmten Siegelschichtzusammensetzung koextrudiert wurde, untersucht. In Tabelle 1 sind nur diejenigen Zusammensetzungen aufgeführt, die mit Hilfe der sogenannten Einschluß-Blasentechnik erfolgreich zu Folien verarbei-

20 tet werden konnten.

Die in der Tabelle 1 für die Polymeren benutzten Abkürzungen sind in Fußnoten direkt unter der Tabelle erklärt. Der Siegelungsbereich und die Siegelfestigkeit wurden wie oben angegeben bestimmt. Die in der letzten Spalte der Tabelle untf.r der Rubrik "Trübung" aufgeführten

Werte geben den Prozentsatz an durchgelassenem Licht an, der beim Passieren der Probe von dem einfallenden Strahl mit Mittel um mehr als 2,5° abweicht; die Bestimmungen wurden nach ASTM-D1003 durchgeführt. Unter "Dicke" ist die Dicke des gesamten Folienlaminats gemeint.

10

20 25

Beispiel
1
2
3
4
5
6
7
8

Siegelschichtzusammensetzung

100 % PP
90/10 PP/PB
80/20 PP/PB
75/25 PP/EVA
50/50 PP/EVA

Dicke ( .um)

17,78 18,03 17,53 20,07 19,56

90/10 PP/SURLYN 20,32 80/20 PP/SURLYN 18,29

50/40/10 PP/P- 19,05 E/SURLYN

50/50 PP/P-E 18,54

40/60 PP/P-E 18,80

30/70 PP/P-E 18,54

100 % P-E 17,78

Tabelle

Mindestsiegel-Siegelungs- temp, für eine

bereich (°C)

Null

5 10(15-20)

5

5 10

10

20 25 -

30

Siegelfestigk.v, 118 g/cm (⁰C)

155 150 155 155 155 155 150

150. 140 135 130

max imale Siegel festigk . (g/cm)	Trübung (%)
196,8	1,0
334,6	1,1
196,8	1,3
118,1	2,8
118,1	2,9
137,8	1,5
157,5	1,9
472,4	1,1
551 ,2	0,31
610,2	0,70
551,2	2,0
472,4	2,4

PP = Propylen-Homopolymer (Folienqualitätsharz, vornehmlich isotaktisches Polymer)

PB = Polybutylen

P-E = Propylen-Ethylen-Copolymer (ca. 4 % Ethylen)

SURLYN = Typ 1601 von Du Pont (ionomeres Copolymeres des Ethyiens)

EVA = Ethylen-Vinylacetat-Copolymer mit ca. 10 % Vinylacetat

NJ CD CO

-Into

Für die Beispiele 3, 10 und 11 sind verschiedene Siegelungsbereiche angegeben, da die in diesen Beispielen untersuchten Proben sowohl auf einer Betriebsanlage gefahren wurden als auch ihre Siegelungsbereiche im Laboratorxumsmaßstab bestimmt wurden, wobei sich ergab, daß in der Praxis ein um 5°C größerer Siegeltemperatui— bereich beobachtet wurde, und zwar verschob sich die obere Grenze der Siegeltemperatur auf etwa 165 C. Diese drei Proben wurden als perforierte Folien verwendet ΊΟ 7.um Verpacken von Brötchen und krustigem Brot. Jede dieser Folien zeigte eine gute Verarbeitbarkeit, das heißt sie waren steif genug, um auf einer Standard-Verpackungsanlage verarbeitet werden zu können.

Die Folie gemäß Beispiel 11 aus Tabelle 1 verhielt sich als nicht perforierte Folie ebenfalls gut in der Praxis zum Verpacken von Hörnchengebäck und Pizzas.

Aus Tabelle 1 ist offensichtlich, daß die Beispiele 10, 11 und 12 mit den erfindungsgemäßen Polypropylen-Verpackungsfolien die erwünschten breiten Siegelungsbereiche aufweisen; alle drei Folien lassen sich gut verarbeiten und die auftretenden Trübungen sind nicht ins Gewicht fallend. Oberhalb etwa 80 % Propylen-Ethylen-Copolymeranteilen in der Mischung treten jedoch Verarbeitungsprobleme in dem Einschluß-Blasenverfahren auf, da die

Siegelungsschicht dazu neigt, bei der zum Recken und Orientieren der Polypropylengrundschicht erforderlichen hohen Temperatur zu fließen und sich zu verformen. Mit anderen Worten: Das Propylen-Ethylen-Copolymere beginnt bei der Orientierungstemperatur des Propylen-Homopolymeren zu schmelzen, wobei die an der Außenseite des Schlauches befindliche Siegelungsschicht dazu neigt, an den Quetschwalzen zu kleben, nachdem die Folie erwärmt, aber bevor sie zu einer Blase aufgeblasen wurde. Der bevorzugte Bereich für das Propylen-Ethylen-Copolymere in der Siegelungsschichtmischung liegt daher bei 60 bis 80 Gew.%, und für diese Siegelungsschachtmischungen ergibt sich ein Siegelungstemperaturbereich, dessen Breite zwischen 20 und 30°C variiert. Die Zusammensetzung der Folie des Beispiels 11 verhält sich hinsichtlich des Siegelungstemperaturbereichs, der Siegelfestigkeit, Verarbeitbarkeit auf bekannten Anlagen zur Folienherstellung und hinsichtlich der Bearbeitbarkeit von allen Folien am besten. Auf den handelsüblichen Verpackungsmaschinen können 50 bis 80 Packungen pro Minute hergestellt werden; Versuche haben ergeben, daß diese Geschwindigkeiten auch noch erfolgreich erhöht werden können.

Durch Koextrudieren der Grundschicht mit der Außenschicht aus pjnor Sch I i 1 /dii^f>p π t *~. oino 1 lachr» I η I ί ·-· tiii t itisrUic Wendern rat.( hen Abkühlen der folie und VerwridurKi eitn¹..

311

U/

Spannrahmens, um die flache Folie beim Erhitzen auf die Orientierungstemperatur zu recken, kann eine kontinuierliche Herstellung der Folie durchgeführt werden, wobei die Mischung der Außenschicht mehr als 80 % ausmacht. Schneidabfall und andere Faktoren machen jedoch das Spannrahmverfahren weniger attraktiv. In jedem Falle ist festzustellen, daß die Erweiterung des Heißsiegelungsbereichs mit einer Mischung für die Außenschicht von mindestens 50 % Copolymerem merklich beginnt und sich bis zu einem Gehalt von 100 % Copolymerem fortsetzt.

Das zur Herstellung der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Polypropylenfolie eingesetzte Propylen-Homopolymere besteht im wesentlichen aus isotaktischem Polypropylen von Folienqualität, das im Handel erhältlich ist. Ebenso ist das Propylen-Ethylen-Copolymere ein Copolymeres mit Zufallsverteilung (Random-Copolymer) von Folienqualität, das ebenfalls im Handel erhältlich ist. Copolymere mit einem Ethylengehalt von 2 bis 6 Gew.% verhalten sich für den vorgesehenen Zweck zufriedenstellend. Mit einem höheren Gehalt an Ethylen in dem Copolymeren muß man erwarten, daß der Prozentsatz des Copolymeren in der Mischung erhöht werden kann.

Die Schichtdickenverhältnisse der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie sind so gewählt, daß sie eine

optimale Kombination bezügl ich -- der Verarbei tbarkei t und Siegelbarkeit ergeben. Wenn die Dicke der Siegelschicht wesentlich über das Verhältnis 4:1 hinaus ansteigt, ergeben sich Verarbeitungsprobleme, die vorstehend bei der Erörterung der Orientierungstemperatur des Polypropylens aufgezeigt wurden. Das Verhältnis der Schichtdicken der Grundschicht zur Siegelschicht sollte daher größer als 4:1 sein, wobei, wie vorstehend angegeben, ein Verhältnis von 5:1 ein sehr zufriedenstellendes Verhalten ergibt. Zusätzlich dazu erhält man bei einer Gesamtdicke der Folie im Bereich von 6,35 bis 63,5,um ganz besonders zufriedenstellende Kombinationen der FoIieneigenschaften.

Die erfindungsgemäße heißsiegelbare, biaxial gereckte mehrschichtige Polypropylen-Verpackungsfolie umfaßt auch Folien aus drei Schichten, bei denen die mittlere Schicht aus Propylen-Homopolymerem besteht, die orientiert ist, und bei der die Siegelschichten sich an beiden Seiten der orientierten homopolymeren Schicht befinden und so den Folienaufbau ausbalancieren. Dadurch verhindert man ein Rollen oder Verwerfen der Folie, was bei strukturell unsymmetrisch aufgebauten mehrschichtigen Folien auftreten kann.

25

sy:kö

Claims

UgXKJ&LL -*_STCM.BER<3 PA1ENTANWAL1E BtSEtEHSl HASSE 4 D 7000 HAMBURG 52 Γ UROCEAN PATENT AIIORHEVB DR JD FUHR vo'· UCXKUIt DR ULRICHGRAi STOlHtWl. DIPL ING JURGENi SUCHANIKE DIPL-ING ARNULF HUBER DR ALLARD von KAMEKE DR KARL HEINZ SCHULMEYER W. R. Grace & Co. P.O. Box 464 Duncan, S.C./V.St.A, (Prio: 23. Mai 1980, US 152 970 - 17483) März 1981 Heißsiegelbare, mehrschichtige Polypropylenfolie Patentansprüche

1. Heißsiegelbare, biaxial gereckte, mehrschichtige Polypropylen-Verpackungsfolie, gekennzeichnet durch

a) eine Grundschicht aus einem Propylen-Homopolymerisat und

b) eine Außenschicht, die auf mindestens einer der Oberflächen der Grundschicht befestigt ist und die aus einer Mischung von 50 bis 100 Gew.% Propylen-Ethylen-Copolymerem mit 50 bis O Gew.% Propylen-Homopolymerisat besteht.

2. Heißsiegelbare Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dicke der Grundschicht

s Jb

zu der der Außenschicht wenigstens 4:1 beträgt, die Außenschicht aus einer Mischung von 60 bis 80 Gew»% Polypropylen-Ethylen-Copolymerem mit 40 bis 20 Gew.% Polypropylen-Homopolymerisat besteht, wobei das Copolymere 2 bis 6 Gew.% Ethylen enthält, und die fertige Folie heißschrumpfbar ist.

3. Heißsiegelbare Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Heißsiegeltemperatur von minde-

10 stens 20 C aufweist.

4. Heißsiegelbare Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie perforiert ist.

b. Heißsiegelbare Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Grundschicht eine Außenschicht befestigt ist.

6. Heißsiegelbare Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer Heißsiegeltemperatur im Bereich von 135 bis 165 C eine Siegelfestigkeit von wenigstens 118 g/cm aufweist.

/. Heißsipqe1 bare Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer Temperatur von 110 bis 195°C heißschrumpfbar ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer heißsiegelbaren, mehrschichtigen Polypropylen-Verpackungsfolie, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) eine Grundschicht aus einem Polypropylen-Homopolymerisat bereitstellt,

c) die erhaltene laminierte Folie biaxial reckt bis auf eine Gesamtdicke der fertigen Folie im Bereich von 6,35 bis 63,5 /um, wobei man eine mehrschichtige heißsiegelbare und heißschrumpfbare Folie erhält, deren Siegeltemperatur bei wenigstens 20°C liegt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß man die Grundschicht auf beiden Seiten mit jeweils einer gleich dicken Außenschicht beschichtet.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dicke der Grundschicht zu der Dicke der Außenschicht so eingestellt wird, daß es wenicistens 4:1 beträgt, und daß als Außenschichtmaterial eine Mischung von 60 bis 80 Gew.%

Propylen-Ethylen-Copolymerem mit 40 bis 20 Gew.% Propylen-Homopolymerisat eingesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Beschichtung durch Coextrudieren der Außenschicht und der Grundschicht erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die biaxial gereckte Folie anschließend perforiert

10 wird.

13. Verwendung der heißsiegelbaren, mehrschichtigen Polypropylenfolie nach den Ansprüchen 1 bis 6 als heißschrumpfbares Verpackungsmaterial.