DE3502136C2 - Schalenumhüllungsfolie - Google Patents

Schalenumhüllungsfolie

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Description

Die Herstellung von Schrumpffolien, die aus dem Stand der Technik bekannt ist, kann allgemein durch Extrudieren (einschichtige Folien) oder Coextrudieren (mehrschichtige Folien) von thermoplastischen harzartigen Materialien, die auf ihren Fließ- oder Schmelzpunkt erhitzt werden, mittels eines Extrudier- oder Coextrudierkopfes erfolgen, wobei die Folie beispielsweise als Schlauch oder Planfolie (Bogen) anfällt. Nachdem es im Anschluß an das Extrudieren zur Abkühlung abgeschreckt wurde, beispielsweise durch das bekannte Wasserfallverfahren, wird das relativ dicke "Band"-Extrudat wieder auf eine Temperatur innerhalb seines Orientierungstemperaturbereichs erwärmt und gestreckt, um die Kristallite und/oder Moleküle des Materials zu orientieren oder auszurichten. Der Orientierungstemperatur­ bereich für ein bestimmtes Material oder bestimmte Materia­ lien ändert sich mit den verschiedenen harzartigen Polyme­ ren und/oder Gemischen derselben, die das Material aus­ machen. Es kann jedoch allgemein festgestellt werden, daß der Orientierungstemperaturbereich für ein bestimmtes thermoplastisches Material unterhalb des Kristallschmelz­ punktes des Materials und oberhalb der Übergangstemperatur zweiter Ordnung (manchmal als der Glasübergangspunkt be­ zeichnet) desselben liegt. Innerhalb dieses Temperaturbe­ reichs ist es leicht, das Material wirksam zu orientieren.
Die Bezeichnungen "Orientierung" oder "orientiert" werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet, um die Verfahrensstufe und die daraus resultierenden Produkteigen­ schaften zu beschreiben, die durch Strecken und sofor­ tiges Kühlen eines harzartigen thermoplastischen Polymerma­ terials erhalten werden, das auf eine Temperatur innerhalb seines Orientierungstemperaturbereichs erwärmt worden ist, um die intermolekulare Konfiguration des Materials durch physikalische Ausrichtung der Kristallite und/oder Moleküle des Materials zu verändern, um bestimmte mecha­ nische Eigenschaften der Folie, wie beispielsweise die Schrumpfspannung und die Orientierungsauslösespannung (orientation release stress) zu verbessern. Diese beiden Eigenschaften können gemäß ASTM D 2838-81 gemessen werden. Wenn die Streckung in einer Richtung erfolgt, resultiert ein uniaxiale Orientierung. Wenn die Streckung gleichzeitig in zwei Richtungen erfolgt, resultiert eine biaxiale Orien­ tierung. Die Bezeichnung "orientiert" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung austauschbar mit der Bezeichnung "wärmeschrumpffähig" verwendet, wobei diese Bezeichnungen ein Material bezeichnen, das gestreckt und durch Kühlen auf seine gestreckten Abmessungen festgelegt worden ist. Ein orientiertes (d. h. wärmeschrumpffähiges) Material neigt dazu, zu seinen ursprünglich, nicht gestreckten (nicht gedehnten) Abmessungen Zurückzukehren, wenn es auf eine geeignete erhöhte Temperatur erwärmt wird.
Bei dem oben diskutierten grundlegenden Verfahren zur Herstellung der Folie wird also die extrudierte (oder die coextrudierte, wenn es eine Mehrschichtfolie ist) und beispielsweise mittels Wasserfallabschreckung abgekühl­ te Folie wieder auf ihren Orientierungstemperaturbereich erwärmt und durch Strecken orientiert. Das dem Orientieren dienende Strecken kann auf vielerlei Weisen, wie beispiels­ weise durch das Aufblasen eines Folienschlauchs oder durch Verstrecken in einem Spannrahmen (tenter framing) erfolgen. Diese Verfahren sind dem Fachmann bekannt und bezeichnen Orientierungsstufen, in denen das Material in Querrichtung (TD) und/oder in Längs- oder Maschinenrichtung (MD) gestreckt wird. Nach dem Strecken wird die Folie zwecks Abschreckung unter Beibehaltung der gestreckten Abmessungen rasch abgekühlt und auf diese Weise wird die orientierte molekulare Konfi­ guration festgelegt oder blockiert.
Wenn eine Folie mit geringer Orientierung oder ohne Orien­ tierung erwünscht ist, z. B. eine nicht orientierte oder nicht wärmeschrumpffähige Folie, dann kann die Folie aus einem nicht orientierbaren Material hergestellt werden oder, falls sie aus einem orientierten Material hergestellt wird, "heiß geblasen" werden. Bei der Herstellung einer heißgeblasenen Folie wird die Folie nicht sofort nach dem Extrudieren oder Coextrudieren abgekühlt, sondern sie wird zuerst kurz nach dem Extrudieren gestreckt, wo­ bei sich die Folie noch auf erhöhter Temperatur oberhalb des Orientierungstemperaturbereichs des Materials befindet. Danach wird die Folie auf bekannte Weise abgekühlt. Der Fachmann ist mit diesem Verfahren und der Tatsache, daß die resultierende Folie unorientierte Eigenschaften auf­ weist, vertraut. Andere bestimmte Verfahren zur Herstellung nicht orientierter Folien sind das Extrudieren oder Coextrudieren bei sofortiger Abkühlung der Folie.
Nach der Festlegung der streckorientierten Molekularkonfi­ guration kann die Folie in Form von Rollen gelagert und und zur straffen Verpackung einer Vielzahl von Gegenständen verwendet werden. Hierzu wird die zu verpackende Ware zunächst von dem wärmeschrumpffähigen Material umhüllt, indem man die Schrumpffolie mit sich selbst wärmeverschweißt wo dies notwendig und geeignet ist, um Taschen oder Behäl­ ter zu bilden, in die die Ware eingebracht wird. Falls das Material durch Aufblasen eines Folienschlauchs herge­ stellt wurde, kann es noch in Schlauchform sein oder es kann aufgeschnitten und geöffnet sein und einen Bogen aus Folienmaterial bilden. Ein Bogen des Materials kann verwendet werden, um die Ware zu überdecken. Diese Ver­ packungsverfahren sind dem Fachmann bekannt. Danach kann die umhüllte Ware erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden, indem sie beispielsweise durch einen Heißluft- oder Heißwas­ sertunnel geführt wird. Dies bewirkt, daß die Folie auf das Produkt aufschrumpft und eine straffe Verpackung lie­ fert, die sich eng an die Konturen des Produkts anlegt.
Wie oben gesagt, kann der Folienbogen oder -schlauch zu Taschen oder Behältern verarbeitet werden und danach zur Verpackung der Ware verwendet werden. Falls die Folie als Schlauch hergestellt worden ist, dann kann es in diesem Fall bevorzugt sein, die Schlauchfolie zunächst aufzu­ schneiden, um eine Planfolie zu erhalten, und danach die Planfolie zu Behältern oder Taschen zu verarbeiten. Verfah­ ren zur Herstellung von Behältern oder Taschen sind dem Fachmann bekannt.
Die obige allgemeine Darstellung der Herstellung von Folien ist selbstverständlich nicht vollständig, da diese Verfah­ ren dem Fachmann bekannt sind. Es sei deshalb beispielsweise auf die US 4 274 900, 4 229 241, 4 194 039, 4 188 443, 4 048 428, 3 821 182 und 3 022 543 verwiesen, deren Offenbarungen hiermit ausdrücklich eingeschlossen sein sollen.
Dem Fachmann sind alternative Verfahren zur Herstellung von Folien dieses Typs bekannt. Eine wohlbekannte Alterna­ tive ist das Verfahren zur Herstellung einer Mehrschicht­ folie durch Extrudierbeschichtung anstelle der Extrudier- oder Coextrudierverfahren, die oben besprochen wurden. Bei der Extrudierbeschichtung wird zunächst eine schlauch­ förmige Schicht extrudiert und danach wird eine weitere Schicht bzw. werden weitere Schichten aufeinanderfolgend auf die Außenfläche der ersten schlauchförmigen Schicht oder einer weiteren Schicht als Beschichtung aufgebracht. Ein Beispiel dieses Verfahrens ist in der US 3 741 253 beschrieben, deren Offenbarung hiermit ausdrücklich eingeschlossen sein soll.
Viele weitere Variationen der Verfahren zur Herstellung von Folien sind dem Fachmann bekannt. Z.B. können Mehr­ schichtfolien zunächst coextrudiert werden und danach werden weitere Schichten durch Extrudierbeschichtung auf­ gebracht. Oder es können zwei Mehrschichtschläuche coextru­ diert werden, wobei einer der Schläuche anschließend durch Extrusionsbeschichten oder Laminieren auf den ande­ ren aufgebracht wird. Das Extrusionsbeschichten zur Folienherstellung ist gegenüber dem Coextrudieren der gesamten Folie dann bevorzugt, wenn es gewünscht ist, eine oder mehrere Schichten der Folie einer Behandlung zu unterwerfen, die für eine oder mehrere der anderen Schichten nachteilig sein kann. Ein Beispiel dieser Situa­ tion ist ein Fall, bei dem es erwünscht ist, eine oder mehrere Schichten einer Folie zu bestrahlen, die eine Sauerstoffsperrschicht aus einem oder einem mehreren Copolymeren von Vinylidenchlorid und Vinylchlorid enthält. Der Fachmann erkennt, daß sich Bestrahlung auf solche Sauerstoffsperrschichtzusammensetzungen im allgemeinen nachteilig auswirkt. Demgemäß kann man zunächst eine Schicht oder Schichten extrudieren oder coextrudieren, diese Schicht oder diese Schichten der Bestrahlung aus­ setzen und danach die Sauerstoffsperrschicht sowie weitere Schichten sequentiell auf die äußere Oberfläche des extru­ dierten und zuvor bestrahlten Schlauchs durch Extrusions­ beschichten aufbringen. Diese Reihenfolge erlaubt die Bestrahlungsvernetzung der ersten Schicht oder Schichten, ohne daß die Sauerstoffsperrschicht deren nachteiligen Wirkungen ausgesetzt ist.
Bestrahlung der gesamten Folie oder von einer Schicht oder von mehreren Schichten derselben kann erwünscht sein, um die Widerstandsfähigkeit der Folie gegen Verschleiß und/oder Einstiche sowie weitere physikalische Merkmale zu verbessern. Es ist allgemein bekannt, daß die Bestrah­ lung bestimmter Folienmaterialien zur Vernetzung der Poly­ mermolekülketten, die darin enthalten sind, führt, und daß diese Maßnahme im allgemeinen zu einem Material mit verbesserter Verschleißfestigkeit führt. Wenn zur Erzielung der Vernetzung Bestrahlung eingesetzt wird, kann dies durch Verwendung einer Hochenergiebestrahlung unter Verwen­ dung von Elektronen, Röntgenstrahlung, γ-Strahlen, β-Strah­ len usw. erfolgen. Vorzugsweise werden Elektronen mit einer Energie von mindestens 104 eV eingesetzt. Die Strah­ lenquelle kann ein Van der Graaff Elektronenbeschleuniger sein, der z. B. bei 2 000 000 Volt mit einer Ausgangslei­ stung von 509 Watt betrieben wird. Alternativ können andere Quellen von Hochenergieelektronen eingesetzt werden, wie der General Electric 2 000 000 Volt Resonanzumwandler oder der entsprechende 1 000 000 Volt, 4 kW Resonanzumwand­ ler. Die Spannung kann auf geeignete Werte eingestellt werden, wie z. B. 1 000 000, 2 000 000, 3 000 000, 6 000 000 oder höher oder niedriger. Viele andere Apparaturen zur Bestrahlung von Folien sind dem Fachmann bekannt. Die Bestrahlung wird im allgemeinen zwischen 1 Megarad und 75 Megarad durchgeführt, wobei ein Bereich von 8 Mega­ rad bis 20 Megarad bevorzugt ist. Die Bestrahlung kann bequem bei Raumtemperatur ausgeführt werden, obwohl höhere und niedrigere Temperaturen, z. B. von 0°C bis 60°C, verwen­ det werden können.
Wie dem Fachmann bekannt ist, kann die Vernetzung auch chemisch durch Verwendung von Peroxiden erzielt werden. Eine allgemeine Diskussion der Vernetzung findet sich in der Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Plastics, Resins, Rubbers, Fibers, 4. Band, Seiten 331 bis 414, John Wiley & Sons, Inc., 1966. Hierauf wird ausdrücklich Bezug genommen.
Eine weitere mögliche Verfahrensvariante ist die Aufbrin­ gung eines feinen Nebels eines Silicon- oder Antibe­ schlagsprays auf die Innenseite des frisch extrudierten schlauchförmigen Materials, um die weitere Verarbeitbar­ keit des schlauchförmigen Materials zu verbessern. Ein Verfahren oder eine Apparatur zur Erzielung dieser inneren Aufbringung ist in der EP 0 071 349 A2 offenbart und wird hiermit ausdrücklich eingeschlossen.
Die Gruppe der Polyolefinschrumpffolien und insbesondere die Gruppe der Polyethylenschrumpffolien liefert einen breiten Bereich von physikalischen und Verhaltensmerkmalen wie z. B. Schrumpfspannung (die Kraft, die der Film je Flächeneinheit seines Querschnitts beim Schrumpfen ausübt), das Ausmaß der freien Schrumpfung (die Erniedrigung der linearen Abmessungen in einer bestimmten Richtung, die das Material erfährt, wenn es in ungehindertem Zustand erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird), Zugfestigkeit (die höchste Kraft, die auf eine Flächeneinheit der Folie angewendet werden kann, bevor sie beginnt, auseinanderzurei­ ße), Wärmeschweißbarkeit, Schrumpftemperaturkurve (die Beziehung des Schrumpfens zur Temperatur), Einreißfestig­ keit und Reißfestigkeit (die Kraft, bei der die Folie zu reißen beginnt und bei der sie weiter reißt), optische Eigenschaften (Glanz, Trübung und Transparenz des Mate­ rials), Dehnbarkeit (das Ausmaß, um das die Folie bei Raumtemperatur gedehnt oder gestreckt werden kann), ela­ stische Rückstellfähigkeit (das Ausmaß, in dem eine Folie zu ihrer ursprünglichen ungestreckten (ungedehnten) Abmes­ sung zurückkehrt, nachdem sie bei Raumtemperatur gedehnt worden ist) und die Abmessungsstabilität (die Fähigkeit der Folie, ihre ursprünglichen Abmessungen unter verschie­ denen Lagerbedingungen beizubehalten). Die Folieneigen­ schaften spielen eine bedeutende Rolle bei der Auswahl einer bestimmten Folie und sie sind für jeden Typ von Verpackungsanwendung und für jeden Typ von Verpackung verschieden. In Betracht gezogen werden müssen die Produkt­ größe, das Gewicht, die Form, die Starrheit, die Anzahl der Produktkomponenten und andere Verpackungsmaterialien, die zusammen mit dem Folienmaterial verwendet werden kön­ nen, und die Art der vorhandenen Verpackungseinrichtung.
Angesichts der vielen oben angeführten physikalischen Eigenschaften von Polyolefinfolien und Folien, die einen Polyolefinbestandteil enthalten, und angesichts der zahl­ reichen Anwendungen, die diese Folien bereits gefunden haben und die sie in Zukunft noch finden könnten, ist es ohne weiteres verständlich, daß der Bedarf für eine immer weitergehende Verbesserung irgendeiner oder aller der oben beschriebenen physikalischen Eigenschaften oder Eigenschaftskombinationen dieser Folien groß ist und natür­ lich fortlaufend besteht. Insbesondere ist nach einer Polyethylenfolie mit einer verbesserten Kombination der Eigenschaften Dehnbarkeit, elastische Rückstellfähigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Durchlochung, Widerstandsfähig­ keit gegen Rißfortpflanzung und Heißsiegelbarkeit fortlaufend gesucht worden, seitdem eine solche Folie auf dem Markt für die Umhüllung auf Schalen befindlicher Waren (z. B. Fleisch wie Geflügelteile) konkurrenzfähig war. Ursprünglich wurden Polyvinylchlorid (PVC) Folien bei diesen Umhüllungsanwendungen wegen ihrer guten Dehnbar­ keit und elastischen Rückstellfähigkeit eingesetzt. Für die Umhüllung von auf Schalen befindlichen Produkten, die Feuchtigkeit abgeben, war PVC den konventionellen wärmeschrumpffähigen Folien überlegen, weil das PVC ela­ stisch war und weiter kontrahierte, wenn die Ware Feuchtig­ keit verlor und im Verlauf des Verteilungsvorgangs schrumpf­ te. Das Ergebnis war eine eng anliegende Packung, die wegen ihrer Undichtigkeit nicht voll befriedigend war. Die Elastizität des PVC erlaubte der automatischen Umhül­ lungsmaschine auch, das PVC-Material bei der Umhüllung des Produktes und der zugehörigen Schale um das auf der Schale befindliche Produkt herumzudehnen. Obwohl die Packung undicht war, erwies sich PVC gegenüber konventio­ nellen wärmeschrumpffähigen Verpackungen als überlegen, weil diese konventionellen Verpackungsmaterialien eine relativ schlechte Elastizität oder elastische Rückstell­ fähigkeit besaßen. Wenn eine mit einem solchen Material umhüllte Ware während der Auslieferung aufgrund von Feuch­ tigkeitsverlust schrumpfte, dann schrumpfte die Folie nicht mit und es resultierte eine lose Packung mit einem überalterten Aussehen ("Ladenhüter").
Unglücklicherweise weist PVC eine Reihe von Nachteilen auf, die der Fachmann gerne mindern oder gänzlich über­ winden würde. Diese Nachteile zeigen sich beispielsweise in der Tatsache, daß die PVC-Umhüllungsfolie für eine Schale im allgemeinen sowohl (1) schlechte Siegelbeständig­ keit und (2) geringe Widerstandsfähigkeit aufweist.
Die schlechte Siegelbeständigkeit der PVC-Umhüllungsfolien ist zumindest teilweise auf die Tatsache zurückzuführen, daß das PVC-Material in PVC umhüllten Schalen mit sich selbst heftverschweißt ist, d. h. nicht hermetisch versie­ gelt ist. Die flüssigen Ausscheidungen oder Säfte, die aus den auf einer Schale befindlichen umhüllten Fleisch­ produkten austreten, laufen aus einer heftverschweißten PVC umhüllten Schale heraus und es resultiert eine Packung, die aus der Sicht des Verbrauchers unansehnlich und schmutzig ist. Dieser Nachteil scheint unvermeidlich mit PVC verbunden zu sein, denn Versuche, unter Handelsbedin­ gungen PVC bei einer umhüllten Schale hermetisch zu versie­ geln, führen gewöhnlich zum "Durchbrennen" des PVC-Mate­ rials.
Ein weiterer Hauptnachteil des PVC-Schalenumhüllungsma­ terials ist, wie oben festgestellt wurde, die geringe Widerstandsfähigkeit des Materials. Das PVC-Material neigt dazu, entlang der Kanten der umhüllten Schale zu reißen, wenn es während des Transports gegen eine andere Schale oder den Verpackungskarton scheuert.
Dem Fachmann sind wärmeschrumpffähige Polyolefinfolien mit verbesserter Widerstandsfähigkeit bekannt. Durch die erfindungsgemäße Folie wird jedoch eine befriedigende Kombination wünschenswerter physikalischer Eigenschaften bereitgestellt, d. h. die Folie weist eine neue und verbes­ serte Kombination physikalischer Eigenschaften wie Wärme­ schrumpffähigkeit, Dehnbarkeit, elastische Rückstellfähig­ keit, Heißsiegelbarkeit und Widerstandsfähigkeit (gegen Durchlochung und gegen Rißfortpflanzung) auf. Insbesondere führten frühere Versuche zur Herstellung einer wärme­ schrumpffähigen Polyolefinfolie, die befriedigende Dehnbar­ keit und elastische Rückstellfähigkeit besaß, zu einer Folie, die hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Rißfortpflanzung mangelhaft war. Das heißt, die Folie hatte die Neigung, rasch zu reißen oder "wie ein Reißver­ schluß aufzugehen", wenn sie einmal durchlocht war. Das Rißfortpflanzungsproblem ist von großer Bedeutung, da dieses Merkmal die Brauchbarkeit der Folie für Anwendungen in automatischen Verpackungsanlagen wesentlich reduziert. Eine Folie, die Risse aufweist, führt zu längeren Betriebsunter­ brechungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, zur Überwindung der genannten Nachteile, eine Polyolefinfolie zur Schalenumhül­ lung zu schaffen, die eine wünschenswerte neue und verbesserte Kombination physikalischer Eigenschaften wie beispielsweise Wärmeschrumpffähigkeit, Dehnbarkeit und elastische Rückstell­ fähigkeit (Elastizität) zusammen mit einer verbesserten Wider­ standsfähigkeit gegen Durchlochung, Reißen und Rißfortpflanzung, d. h. verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen den Reißverschluß­ effekt aufweist und dadurch den bekannten Schalenumhüllungsfo­ lien aus dem Stand der Technik überlegen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Schalenumhüllungsfolie gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen.
Weitere Erfindungsgegenstände und der weite Anwendungsbe­ reich der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus den im folgenden offenbarten Einzelheiten deutlich werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die folgen­ de detaillierte Beschreibung, in der mehrere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angegeben sind, nur dem Zwecke der Veranschaulichung dient, da ver­ schiedene Änderungen und Modifizierungen für den Durch­ schnittsfachmann angesichts der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich sind.
Wenn nicht speziell angegeben und definiert oder auf andere Weise beschränkt, umfassen die Bezeichnungen "Polymer" oder "Polymerharz" erfindungsgemäß u. a. Homopolymere, Copolymere, wie beispielsweise Block-, Pfropf-, stati­ stische und alternierende Copolymere, Terpolymere usw. und Mischungen und Modifizierungen derselben. Weiterhin sollen die Bezeichnungen "Polymer" oder "Polymerharz", wenn sie nicht speziell eingeschränkt worden sind, alle möglichen Symmetriestrukturen des Materials umfassen. Diese Strukturen umfassen u. a. isotaktische, syndiotak­ tische und statistische Symmetrien.
Die Bezeichnungen "Schmelzfluß" oder "Schmelzflußindex" bedeuten erfindungsgemäß die Menge in Gramm eines thermopla­ stischen Harzes, die durch eine bestimmte Öffnung unter einem bestimmten Druck und bei bestimmter Temperatur inner­ halb von 10 Minuten hindurchtritt. Der Wert wird gemäß ASTM D 1238 bestimmt.
Die Bezeichnungen "Sperre" oder "Sperrschicht" bedeuten erfindungsgemäß eine Schicht der mehrschichtigen Folie, die ein Material enthält, das als physikalische Sperre gegenüber gasförmigen Sauerstoffmolekülen wirkt. Typischer­ weise reduziert das Vorhandensein einer Sperrschicht in einer Folie die Sauerstoffpermeabilität der Folie auf weniger als 70 cm3 je m2 je 24 Stunden bei einer Atmosphä­ re, 23°C und 0% relativer Luftfeuchtigkeit. Der Wert soll gemäß ASTM D 3985-81 bestimmt sein.
Die Bezeichnungen "Oberfläche" oder "Oberflächenschicht" oder "Haut" oder "Hautschicht" bedeuten erfindungsgemäß eine Schicht einer mehrschichtigen Folie, die eine Ober­ fläche derselben bildet.
Die Bezeichnung "innen" oder "innere Schicht" bezieht sich erfindungsgemäß auf eine Schicht einer mehrschichtigen Folie, die nicht eine Haut- oder Oberflächenschicht der Folie ist.
Die Bezeichnung "Kern" oder "Kernschicht" bezieht sich erfindungsgemäß auf eine innere Schicht einer mehrschichti­ gen Folie mit einer ungeraden Anzahl von Schichten, wobei dieselbe Anzahl von Schichten auf beiden Seiten der Kern­ schicht vorhanden ist.
Die Bezeichnung "zwischen" oder "Zwischenschicht" bezieht sich erfindungsgemäß auf eine Zwischenschicht einer mehr­ schichtigen Folie, die zwischen einer Kernschicht und einer Oberflächenschicht der Folie angeordnet ist.
Die Bezeichnung "Polyolefin" bezieht sich erfindungsgemäß auf Polymere relativ einfacher Olefine wie beispielsweise Ethylen, Propylen, Butene, Isoprene und Pentene, wobei ohne Beschränkung auf diese Homopolymere, Copolymere, Mischungen und Modifizierungen solcher relativ einfacher Olefine eingeschlossen sind.
Die Bezeichnung "Polyethylen" bezieht sich erfindungsgemäß auf eine Gruppe von Harzen, die durch Polymerisation des Gases Ethylen, C2H4 erhalten wurden. Durch Variation des Katalysators und des Polymerisationsverfahrens können die Eigenschaften wie Dichte, Schmelzindex, Kristallini­ tät, Verzweigungs- und Vernetzungsgrad, Molekulargewicht und Molekulargewichtsverteilung in einem weiten Bereich eingestellt werden. Weitere Modifikationen werden durch Copolymerisation, Chlorierung und Mischungsadditive erhal­ ten. Ethylenpolymere mit niedrigem Molekulargewicht sind Flüssigkeiten, die als Schmiermittel verwendet werden; die Polymere mit mittlerem Molekulargewicht sind Wachse, die mit Paraffin mischbar sind; und die Polymere mit hohem Molekulargewicht (im allgemeinen oberhalb 6000) sind Harze, die ganz allgemein in der Kunststoffindustrie verwendet werden. Polyethylene mit Dichten im Bereich von etwa 0,900 g/cm3 bis etwa 0,940 g/cm3 werden Polyethylene niedri­ ger Dichte genannt, diejenigen mit Dichten von etwa 0,941 g/cm3 bis etwa 0,965 g/cm3 und darüber werden Polyethylene hoher Dichte genannt. Die Polyethylene der Typen niedriger Dichte werden gewöhnlich bei hohen Drücken und Temperaturen polymerisiert, während die Typen hoher Dichte gewöhnlich bei relativ niedrigen Temperaturen und Drücken polymeri­ siert werden.
Die Bezeichnung "lineares Polyethylen niedriger Dichte" (LLDPE) bezieht sich erfindungsgemäß auf Copolymere des Ethylens mit einem oder mehreren Comonomeren, die aus C4- bis C10-α-Olefinen wie 1-Buten, Octen usw. ausgewählt sind, wobei die Moleküle lange Ketten mit wenigen Seitenket­ tenverzweigungen oder vernetzten Strukturen enthalten. Die vorhandenen Seitenketten sollen im Vergleich zu denen nicht linearer Polyethylene kurz sein. Die Molekülketten eines linearen Polymers können verschlungen sein, aber die die Moleküle zusammenhaltenden Kräfte sind eher physika­ lisch als chemisch und können daher durch Energie in Form von Wärme geschwächt werden. Lineares Polyethylen niedriger Dichte hat gewöhnlich eine Dichte im Bereich von etwa 0,900 g/cm3 bis etwa 0,940 g/cm3 und vorzugsweise sollte zum Zwecke der Folienherstellung die Dichte zwischen 0,916 g/cm3 und 0,928 g/cm3 gehalten werden. Der Schmelzflußindex eines linearen Polyethylens niedriger Dichte liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 10 g je 10 Minuten und vorzugsweise zwischen etwa 0,5 und etwa 3,0 g je 10 Minuten. Lineare Polyethylenharze niedriger Dichte dieses Typs sind im Handel erhältlich und werden unter Verwendung von Übergangsmetallkatalysatoren durch Nieder­ druckgasphasen- und Flüssigphasenverfahren hergestellt.
Die Bezeichnung "Ethylenvinylacetatcopolymer" (EVA) bezieht sich erfindungsgemäß auf ein Copolymer, das aus Ethylen- und Vinylacetatmonomeren hergestellt ist, wobei die von Ethylen abgeleiteten Einheiten des Copolymers in überwiegen­ der Menge und die von Vinylacetat abgeleiteten Einheiten des Copolymers in geringerer Menge vorhanden sind.
Ein "orientiertes" oder "wärmeschrumpffähiges" Material ist erfindungsgemäß als ein Material definiert, das bei Erwärmung auf eine geeignete Temperatur oberhalb Raumtempe­ ratur (z. B. 96°C) eine freie Schrumpfung von 5% oder mehr in mindestens einer linearen Richtung aufweist.
Alle Zusammensetzungsprozentangaben sind bezogen auf das Gewicht berechnet worden.
Die Dichte wurde gemäß ASTM D 1505-68 (bestätigt 1979) gemessen. Freie Schrumpfung wurde gemäß ASTM D 2732 gemes­ sen.
Schrumpfspannung und Orientierungsauslösespannung wurden gemäß ASTM D 2838-81 gemessen.
Die Spannungseigenschaften der Folie wurden gemäß ASTM D 882-81 gemessen.
Die Dehnungseigenschaften der Folie wurden gemäß ASTM D 638 gemessen.
Die Trübung und die Lichtdurchlässigkeit der Folie wurden gemäß ASTM D 1003-61 (bestätigt 1971) gemessen.
Der spiegelnde Glanz der Folie wurde gemäß ASTM D 2457-70 (bestätigt 1977) gemessen.
Die Rißfortpflanzung der Folie wurde gemäß ASTM D 1938-67 (bestätigt 1978) gemessen.
Die Stoßfestigkeit der Folie wurde gemäß ASTM D 3420-80 gemessen.
Ein "vernetztes" Material ist erfindungsgemäß definiert als ein Material, das nach Erhitzen unter Rückfluß je nach Eignung in Toluol oder Xylol während vierzig (40) Stunden einen Rückstand von mindestens 5 Gew.-% hat. Ein Verfahren zur Bestimmung, ob ein Material vernetzt ist oder nicht, besteht darin, 0,4 g des Materials in siedendem Toluol und einem anderen geeigneten Lösungsmittel, z. B. Xylol, zwanzig (20) Stunden lang unter Rückfluß zu er­ hitzen. Wenn kein unlöslicher Rückstand (Gel) zurückbleibt, dann ist gezeigt, daß das Material nicht vernetzt ist. Wenn nach zwanzig (20) Stunden Erhitzen am Rückfluß ein unlöslicher Rückstand (Gel) zurückbleibt, dann wird das Material unter denselben Bedingungen für weitere zwanzig (20) Stunden unter Rückfluß erhitzt. Wenn bei Beendigung der zweiten Rückflußerhitzung mehr als 5 Gew.-% des Mate­ rials zurückbleiben, dann wird das Material als vernetzt betrachtet. Vorzugsweise werden mindestens zwei Proben untersucht.
Die Bezeichnung "kristallines" oder "kristallines Polymer"-Ma­ terial usw. bezeichnet erfindungsgemäß ein polymeres Material, das aus Molekülketten zusammengesetzt ist, die so aufgebaut sind, daß sie sich leicht zu geordneten Anord­ nungen Zusammenfügen können. Das endliche Volumen, in dem sich die Ordnung erstreckt, wird durch die Bezeichnung "Kristallit" bezeichnet, während die gegebenenfalls vorhan­ denen umgebenden Ungeordneten Regionen durch die Bezeich­ nung "amorph" bezeichnet werden. Die Kristallite sind dichter als die umgebenden amorphen Regionen des Materials und haben auch einen höheren Brechungsindex. Wenn ein kristallines Material orientiert wird, dann werden im allgemeinen alle Kristallite in gleicher Richtung ausgerich­ tet. Drei bekannte Verfahren zur Bestimmung des Kristallini­ tätsgrades sind: (1) (a) Messung des Spezifischen Volumens der Probe (V), (b) Messung des spezifischen Volumens der Kristallite (Vc) innerhalb der Probe und (c) Messung des Spezifischen Volumens der in der Probe enthaltenen amorphen Region (Va) und dann Anwendung der Gleichung
(2) Röntgenbeugungsverfahren und (3) Infrarotabsorptionsverfahren. Alle diese Verfahren sind dem Fachmann bekannt. Eine allgemeine Diskussion der Kristallinität findet sich in der Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Plastics, Resins, Rubbers, Fibers, 4. Band, Seiten 449 bis 527, John Wiley & Sons, Inc., 1966. Auf die genannten Seiten wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen.
Ein Rad ist die Menge an ionisierender Strahlung, die zu einer Absorption von 100 ERG Energie je g bestrahlten Materials führt, unabhängig von der Strahlungsquelle. Ein Megarad sind 106 Rad. (MR ist eine Abkürzung für Megarad).
Alle oben genannten ASTM Standards sind hiermit ausdrück­ lich durch Bezugnahme eingeschlossen.
Es wurde gefunden, daß durch die erfindungsgemäße mehr­ schichtige flexible thermoplastische Verpackungsfolie eine flexible, wärmeschrumpffähige thermoplastische Ver­ packungsfolie mit einer günstigen Kombination physika­ lischer Eigenschaften wie Wärmeschrumpffähigkeit, Dehnbar­ keit, Widerstandsfähigkeit gegen Durchlochung, Reißfestig­ keit und elastische Rückstellfähigkeit geschaffen wurde. Vorzugsweise ist die Mehrschichtfolie sowohl orientiert als auch bestrahlt. Bevorzugte Bereiche für die Bestrahlung sind 4 bis 8 MR.
Für besondere Anwendungen kann die Mehrschichtfolie mit anderen Polymermaterialien kombiniert werden. Z.B. können zusätzliche Schichten auf jeder der beiden Seiten der Folie hinzugefügt werden, um verschiedene physikalische Eigenschaften zu verbessern.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt der bevorzugten fünfschichtigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß diese Ausführungsform einer Kernschicht 1, zwei angrenzende Zwischenschichten 2 und 3 und zwei Haut- oder Oberflächenschichten 4 und 5 enthält. Das bevorzugte Dickenverhältnis der 5 Schichten von 1/1,5/1/1,5/1 ist in Fig. 1 gezeigt.
Eine besonders bevorzugte Formulierung für die Kernschicht ist ein Ethylenvinylacetatcopolymer mit ungefähr 3,3% bis etwa 4,1% von Vinylacetat abgeleiteten Einheiten. Dieses Material kann von der El Paso Polyolefins Company unter der Handelsbezeichnung PE204CS95 erhalten werden. PE204CS95 besitzt bei 23°C eine Dichte von etwa 0,9232 g/cm3 bis etwa 0,9250 g/cm3 und einen Schmelzfluß (gemessen unter der Bedingung E) von etwa 2,0 ± 0,5 g/10 Minuten. Andere Ethylenvinylacetatcopolymere oder Mischun­ gen von zwei oder mehr Ethylenvinylacetatcopolymeren können verwendet werden, um die Kernschicht 1 zu bilden. Z.B. kann ein Ethylenvinylacetatcopolymer mit etwa 8,4% bis etwa 9,4% von Vinylacetat abgeleiteten Einheiten verwendet werden. Solch ein Material kann unter der Handelsbezeich­ nung Elvax 3128 von DuPont erhalten werden.
Ein bevorzugtes lineares Polyethylen niedriger Dichte kann von der Dow Chemical Company unter der Handelsbezeich­ nung Dowlex 2045 erhalten werden. Dowlex 2045 weist eine Dichte von etwa 0,920 g/cm3 und einen Schmelzfluß (gemessen unter der Bedingung E) von etwa 0,7 bis 1,2 g/10 Minuten auf.
Die in Fig. 1 gezeigten angrenzenden Zwischenschichten 2 und 3 bestehen aus linearem Polyethylen niedriger Dichte. Ein bevorzugtes lineares Polyethylen niedriger Dichte ist Dowlex 2045. Andere lineare Polyethylenmaterialien niedriger Dichte oder Gemische von 2 oder mehr linearen Polyethylen­ materialien niedriger Dichte können eingesetzt werden, um die Zwischenschicht 2 und 3 zu bilden. Vorzugsweise ist die Zusammensetzung der Zwischenschichten 2 und 3 dieselbe, jedoch können verschiedene lineare Polyethylene niedriger Dichte oder Gemische derselben für jede der Zwischenschichten verwendet werden.
Das zur Bildung der Kernschicht 1 verwendete Ethylenvinylacetatcopolymer ist vorzugsweise dasselbe Material, das zur Bildung der zwei Haut- oder Oberflächenschichten 4 und 5 verwendet wird.
Ein zur Bildung der Hautschicht besonders bevorzugtes Ethylenvinylacetatcopolymer ist das oben beschriebene PE204CS95. Andere Ethylenvinylacetatcopolymere oder Mischun­ gen von zwei oder mehr Ethylenvinylacetatcopolymeren können verwendet werden, um die Hautschichten 4 und 5 zu bilden. Vorzugsweise ist die Zusammensetzung der Hautschichten 4 und 5 dieselbe, jedoch können auch verschiedene Ethylen­ vinylacetatcopolymere oder Mischungen derselben für jede der Hautschichten verwendet werden.
Für den Fachmann ist es selbstverständlich, daß alle oben angegebenen Gewichtsprozente ein wenig verändert werden können. Weiterhin können diese Prozentwerte als Folge des Einschlusses oder der Anwendung von Additiven wie dem oben genannten Silikonnebel oder von Mitteln wie Gleit- und Antiblockiermitteln ein wenig verändert werden. Ein bevorzugtes Anti-Blockiermittel ist Siliciumdioxid, das von John's Manville unter der Handelsbezeichnung White Mist erhältlich ist. Bevorzugte Gleitmittel sind Erucamid (erhältlich von Humko Chemical unter dem Handelsnamen Kemamide E) und Stearamid (erhältlich von der Humko Chemi­ cal Company unter dem Handelsnamen Kemamide S) und N,N'-Di­ oleoylethylendiamin (erhältlich von Glyco Chemical unter dem Handelsnamen Acrawax C). Ein bevorzugtes Silikonspray ist ein flüssiges Polyorganosiloxan, das von General-Electric hergestellt wird und unter der Handelsbezeich­ nung General Electric SF18 Polydimethylsiloxan erhältlich ist.
Die allgemeinen Bereiche für den Einschluß oder im Fall des Silikonsprays die Aufbringung dieser Additive sind die folgenden:
  • (1) Siliciumdioxid: 250-3000 ppm
  • (2) Aarawax C: 200-4000 ppm
  • (3) Erucamid: 200-5000 ppm
  • (4) Stearamid: 200-5000 ppm
  • (5) Silikonspray: 0,5 mg/0,093 m2 und mehr.
Wenn in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorlie­ genden Erfindung die Bezeichnung "im wesentlichen bestehend aus" verwendet wird, dann soll das nicht bedeuten, daß geringe Änderungen der Prozentwerte oder Additive und ähnliche Mittel ausgeschlossen sein sollen.
Zusätzliche Schichten und/oder geringe Mengen an Additiven der beschriebenen Typen können der erfindungsgemäßen Folien­ struktur hinzugefügt werden, falls es erwünscht ist, aber es muß darauf geachtet werden, daß die angestrebten phy­ sikalischen Eigenschaften und die anderen Merkmale der erfindungsgemäßen Folie nicht nachteilig beeinflußt werden.
Die grundlegenden Stufen des bevorzugten Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrschichtfolie sind Coextrudieren der Schichten, um eine Mehrschichtfolie zu erhalten, Bestrahlen der Folie und dann Strecken der Folie zur biaxialen Orientierung. Diese Stufen und weitere wünschenswerte Stufen werden in den folgenden Abschnitten im Detail erläutert.
Das Verfahren beginnt, falls erforderlich, mit dem Mischen der Rohmaterialien (d. h. der Polymerharze) in den oben beschriebenen gewünschten Verhältnissen und Bereichen. Die Harze werden gewöhnlich von einem Lieferanten in Pelletform gekauft und können, wie dem Fachmann bekannt ist, in einem beliebigen handelsüblichen Mischer gemischt werden. In der Mischstufe werden auch die Additive und/oder Mittel, deren Einsatz wünschenswert ist, eingearbeitet.
Die Harze und die verwendbaren Additive und/oder Mittel werden dann in die Fülltrichter von Extrudern gegeben, die einen Coexrusionskopf beschicken. Für die bevorzugte fünfschichtigte Folie mit zwei identischen Oberflächen­ schichten und zwei identischen Zwischenschichten müssen mindestens drei Extruder verwendet werden, nämlich einer für die beiden Haut- oder Oberflächenschichten, einer für die beiden Zwischenschichten und einer für die Kern­ schicht. Zusätzliche Extruder können verwendet werden, wenn eine Folie mit identischen Oberflächenschichten oder nicht identischen Zwischenschichten gewünscht ist. Die Materialien werden als ein relativ dicker Schlauch oder ein "Band" extrudiert, das einen anfänglichen Durchmesser hat, der von dem Durchmesser des Coexrusionskopfes abhängt. Der Enddurchmesser der Schlauchfolie hängt von dem Reckver­ hältnis ab, d. h. von dem Streckverhältnis. Runde Coextru­ sionsköpfe sind dem Fachmann bekannt und können von mehreren Herstellern bezogen werden. Neben der schlauchförmigen Coexrusion können Schlitzköpfe verwendet werden, um das Material in Bogenform zu coextrudieren. Falls erwünscht, können auch bekannte Ein- oder Mehrschicht-Ex­ trusionsbeschichtungsverfahren verwendet werden.
Eine weitere Verfahrensstufe, die bei der Herstellung der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Folie verwendet werden sollte, ist die Bestrahlung des Bandes oder des nicht gestreckten Schlauchs oder des Bogens durch Beschuß mit energiereichen Elektronen aus einem Beschleuniger, um die Materialien des Schlauchs zu ver­ netzen. Vernetzung erhöht sehr die Strukturfestigkeit der Folie oder die Kraft, mit der das Material gestreckt werden kann, bevor es auseinanderreißt, wenn die Folienma­ terialien überwiegend auf Ethylen wie Polyethylen oder Ethylen­ vinylacetat basieren. Die Bestrahlung verbessert auch die optischen Eigenschaften der Folie und verändert die Eigen­ schaften der Folie bei höheren Temperaturen. Eine bevorzug­ te Strahlendosis liegt im Bereich von etwa 0,5 MR bis etwa 12,0 MR. Ein besonders bevorzugter Bereich ist etwa 4 MR bis etwa 8 MR. Die am meisten bevorzugte Dosis ist ungefähr 5 MR.
Im Anschluß an die Coextrusion, das Abschrecken zur Abkühlung und Verfestigung und die Bestrahlung des Bandes wird das extrudierte Band wieder erhitzt und durch Anwen­ dung von innerem Luftdruck zu einer Blase aufgeblasen, wodurch das schmale Band mit den dicken Wänden zu einer breiten Folie mit dünnen Wänden der angestrebten Folien­ dicke und -breite umgewandelt wird. Dieses Verfahren wird manchmal als Orientierung mit "eingeschlossener Folienblase" oder als "Recken" bezeichnet. Das Ausmaß des Aufblasens und anschließenden Streckens wird oft als "Reckverhältnis" oder "Streckverhältnis" bezeichnet. Z.B. bedeutet ein Reck- oder Streckverhältnis von 2,0 in Querrichtung, daß die Folie auf das zweifache ihrer ursprünglichen extrudier­ ten Abmessung in Querrichtung bei dem Strecken in Querrich­ tung gestreckt wurde. Nach dem Strecken wird die Schlauch­ folie zu einer übereinander flach liegenden Anordnung zusammengelegt und zu Rollen aufgerollt. Das Reckverfahren orientiert die Folie durch Strecken in Querrichtung und in gewissem Ausmaße in Längsrichtung und verleiht der Folie dadurch Schrumpffähigkeit. Zusätzliches Recken oder Strecken in Längs- oder Maschinenrichtung kann dadurch erreicht werden, daß man die Abquetschwalzen, die beim Flachlegen der "eingeschlossenen Folienblase" mithelfen, mit größerer Geschwindigkeit drehen läßt als die Walzen, die dem Transport des wieder erhitzten "Bandes" zu dem Reck- oder Folienblasebereich dienen. Bevorzugte Verhältnisse für das Quer- und Längsstrecken der erfindungs­ gemäßen Folie liegen im Bereich von etwa 2,5 für die Quer­ richtung und etwa 3,0 für die Längsrichtung bis etwa 5,0 für die Querrichtung und etwa 5,0 für die Längsrichtung.
Ein besonders bevorzugtes Streckverhältnis ist etwa 3,0 für die Querrichtung und etwa 3,5 für die Längsrichtung. Alle diese Orientierungsverfahren sind dem Fachmann bekannt.
Beispiele
Zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden durch Coextrudieren hergestellt, bestrahlt und durch Anwen­ dung von innerer Luft (Blasentechnik) gemäß der obigen Beschreibung gestreckt (orientiert). Diese Ausführungsfor­ men werden im folgenden mit X und Y bezeichnet. Ausführungs­ form X war eine fünfschichtige Folie, die mit ungefähr 5 MR bestrahlt worden war und ein ungefähres Schichtdicken­ verhältnis von 1/1/1/1/1 hatte. Ausführungsform X enthielt eine Schichtstruktur aus "A/B/ ungefähr 60 Gew.-% C + unge­ fähr 40 Gew.-% B/B/A". Ausführungsform Y war eine fünfschich­ tige Folie, die mit ungefähr 5 MR bestrahlt worden war und ein ungefähres Schichtdickenverhältnis von 1/1,5/1/1,5/1 hatte. Ausführungsform Y enthielt eine Schichtstruktur aus "A/B/A/B/A". Die Eigenschaften dieser beiden Folien wurden mit denen einer dreischichtigen Streck-/Schrumpffolie verglichen, die im folgenden mit K bezeichnet wird und die den "Reißverschlußeffekt" zeigte. Die dreischichtige Folie war mit etwa 5 MR bestrahlt worden und hatte ein ungefähres Schichtdickenverhältnis von 1/2/1. Die dreischichtige Folie (K) enthielt eine Schichtstruktur aus "A/B/A". In allen diesen Beispielen bedeutet A ein Ethylenvinylacetatcolpolymer mit etwa 3,3% bis etwa 4,1% von Vinylacetat abgeleiteten Einheiten (El paso PE204C595); B bedeutet ein lineares Polyethylen niedriger Dichte mit einer Dichte von etwa 0,920 g/cm3 (Dowlex 2045) und C bedeutet ein Ethylenvinylacetatcooolymer mit etwa 8,4% bis etwa 9,4% von Vinylacetat abgeleiteten Einheiten (DuPont Elvax 3128).
Zuvor ermittelte Daten bezüglich zweier PVC (Polyvinyl­ chlorid)Folien sind zum Vergleich mit den Ausführungs­ formen X und y ebenfalls angegeben. Eine PVC Folie war von Goodyear erhalten worden (im folgenden als G-PVC be­ zeichnet). Die andere PVC-Folie war von Filmco unter der Bezeichnung PVC 634 erhalten worden. Es wird angenommen, daß dieses Material von der Reynolds Metal Company herge­ stellt wurde. Diese PVC-Folie wird im folgenden als R-PVC bezeichnet.
Rißfortpflanzungstest
Eine Omori 2032 Streckeinhüllmaschine wurde so eingestellt, daß sie mit einer Geschwindigkeit von 40 Teilen je Minute Schalen des Typs Nr. 8 herstellte. Simulierte Ware aus Gummi wurde in den Grace Nr. 8 HD Schalen angeordnet. Ein 2,54 cm langer Schlitz wurde entweder in der Quer- oder in der Längsrichtung der Folie 2,54 cm unterhalb der äußeren Folienleitwalzen angebracht. Die Ware wurde dann auf das Zuführungstransportband gesetzt und umhüllt. Es wurde aufgezeichnet, ob der 2,54 cm lange Riß sich bis zu einem Punkt fortpflanzte, daß die Folie entfernt werden und neu in die Maschine eingezogen werden mußte oder ob der Riß durch die Maschine hindurchgeleitet werden konnte und das Ergebnis nur der Verlust einer Packung war. Diese Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I gezeigt.
Tabelle I
Die Ergebnisse der Tabelle I zeigen, daß beim Einschnei­ den der drei Folien in Längsrichtung ein signifikanter Unterschied im Ausmaß der Rißfortpflanzung (Reißverschluß­ effekt) zwischen der Kontrollfolie (K) und den erfindungs­ gemäßen Ausführungsformen (X und Y) bestand. Die Vergleichs­ folie (K) zeigte in ungefähr 95% der Fälle eine kontinu­ ierliche Rißfortpflanzung, wenn sie in Längsrichtung einge­ schnitten war, während keine der beiden Folien X und Y jemals kontinuierliche Rißfortpflanzung zeigte, wenn sie in Längsrichtung eingeschnitten worden war.
Beim Test der drei Folien mit Quereinschnitten wurde kein wesentlicher Unterschied beobachtet, da keine der drei Folien kontinuierliche Fortpflanzung zeigte, nachdem sie in Querrichtung eingeschnitten worden war.
Die folgende Tabelle II zeigt einen Vergleich der fünf Produkte im Hinblick auf viele verschiedene physikalische Eigenschaften.
Fußnoten zu Tabelle II 1
ASTM D882-81
2
Alle Werte in Tabelle II sind Durchschnittswerte von vier (4) Messungen.
3
Vertrauensgrenze - wenn z. B. der angegebene Durchschnittswert 10 und die 95% Vertrauensgrenze 2 ist, dann würden von 100 wiederholten Ablesungen 95 einen Wert von 8 bis einschließlich 12 ergeben.
4
ASTM D882-81
5
ASTM D882-81
6
ASTM D1938-79
7
ASTM D1004-66 (bestätigt 1981)
8
ASTM D3420-80
9
ASTM D1003-61 (bestätigt 1977)
10
ASTM D1003-61 (bestätigt 1977)
11
ASTM D1746-70 (bestätigt 1978)
12
ASTM D2457-70 (bestätigt 1977)
13
Vorgeschlagener ASTM Standard 12.2.11, beschrieben auf S. 85-89 des Abschnitts 11 des Standard Guide for the Selection of Stretch, Shrink, and Net Wrap Materials vom 23. November 1983.
14
siehe Fußnote 13
15
ASTM D882-81
16
ASTM D882-81
17
ASTM D2732-70 (bestätigt 1976)
18
ASTM D2838-81 (Schrumpfkraft = Schrumpfspannung × Filmdicke in 25,4 µ × 1000)
19
ASTM D2838-81.
Ein Überblick über die oben angegebenen Rißfortpflanzungs­ werte zeigt, daß die Standardabweichung und die maximale Vertrauensgrenze für diesen Wert für die Ausführungsformen X und Y nahezu so groß oder größer als die angegebenen Durchschnittswerte sind. Eine ähnliche Betrachtung der Reißfestigkeitswerte zeigt eine kleine Verbesserung der gemessenen Reißfestigkeit der Ausführungsformen X und Y im Vergleich zu K. Diese überraschenden Ergebnisse er­ scheinen niedrig, wenn man sie mit der subjektiven Ermitt­ lung vergleicht. Andere Versuche, aussagekräftigere Werte zu erhalten, führten zu ähnlichen Resultaten. Diese Ergeb­ nisse weisen vermutlich darauf hin, daß der für die gemes­ sene Verbesserung der Reißeigenschaften der Folie verant­ wortliche Mechanismus bei niedrigen Reißgeschwindigkeiten sehr veränderlich ist. Ein Versuch zur Untersuchung dieser Materialien bei höheren Reißgeschwindigkeiten einer unab­ hängigen Prüfstelle mit einem Elmendorf Reißprüfer liefer­ te konsistentere Ergebnisse, obwohl immer noch eine gewisse Streuung unter den fünf Wiederholungswerten für jede Folie erkennbar war. Diese Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III gezeigt.
Tabelle III
ELMENDORF Reißtest
Schweres Instrument für 1 Bogen
Die obigen Werte sind Durchschnittswerte, die durch 5 einzeln wiederholte Messungen erhalten wurden.
Ein zweiter Elmendorf Reißtest wurde intern ausgeführt, um zu ermitteln, ob diese Resultate reproduzierbar sind. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV gezeigt.
Tabelle IV
Bei der Betrachtung der Angaben der Tabelle IV gilt es zu beachten, daß durch die Ableseskala die Werte in Inkre­ menten von 32 g angezeigt werden. Das heißt, daß jede Ablesung bis auf + (plus oder minus) 32 g genau ist. Die Werte der Tabelle IV wurden in wesentlicher Übereinstim­ mung mit ASTM D 1922-67 (bestätigt 1978) bestimmt. Die Probenform entsprach nicht den Anforderungen des Standards, sondern die Probe war ein Rechteck von etwa 7,62 cm × etwa 6,35 cm.

Claims (7)

1. Schalenumhüllungsfolie, gekennzeichnet durch
  • a) eine Kernschicht, die (i) aus einem Copolymer aus Ethylen und Vinylacetat, (ii) aus Mischungen eines Copolymers aus Ethylen und Vinylacetat mit einem linearem Polyethylen niedriger Dichte oder (iii) aus Mischungen eines Copoly­ mers aus Ethylen und Vinylacetat mit einem Polyethylenho­ mopolymer niedriger Dichte besteht,
  • b) zwei Zwischenschichten, die beide an die Kernschicht angrenzen und aus einem linearem Polyethylen niedriger Dichte bestehen, und
  • c) zwei Oberflächenschichten, die aus einem Copolymer aus Ethylen und Vinylacetat bestehen.
2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kern­ schicht und/oder die beiden Oberflächenschichten ein Ethy­ lenvinylacetatcopolymer mit etwa 3,3 Gew.-% bis etwa 4,1 Gew.-% von Vinylacetat abgeleiteten Einheiten enthalten.
3. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kern­ schicht im wesentlichen aus einer Mischung von etwa 60 Gew.-% eines Ethylenvinylacetatcopolymers mit etwa 8,4 Gew.-% bis etwa 9,4 Gew.-% von Vinylacetat abgeleiteten Einheiten und etwa 40 Gew.-% eines linearen Polyethylens niedriger Dichte mit einer Dichte von etwa 0,920 g/cm3 besteht.
4. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kernschicht und die beiden Oberflä­ chenschichten dasselbe Ethylenvinylacetatcopolymer enthal­ ten.
5. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie vernetzt ist.
6. Folie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit etwa 4 bis 8 Megarad bestrahlt worden ist.
7. Folie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit etwa 5 Megarad bestrahlt worden ist.
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