DE3779872T2

DE3779872T2 - Streck-umwickel-film.

Info

Publication number: DE3779872T2
Application number: DE8787309988T
Authority: DE
Inventors: David Vincent Dobreski; Robert John Metz; James Dennis Morris
Original assignee: Mobil Oil Corp
Current assignee: ITW Mima Films LLC
Priority date: 1986-11-17
Filing date: 1987-11-12
Publication date: 1992-12-24
Anticipated expiration: 2007-11-13
Also published as: GR3004942T3; ES2032453T3; EP0268422A3; EP0268422B1; JPS63149144A; DE3779872D1; EP0268422A2; JP2664383B2; MX168604B; KR880006046A; CA1332705C; ATE77301T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Streck-Umwickelfolie aus Kunststoff. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine thermoplastische polymere Streck-Umwickelfolie, die für Anwendungen geeignet ist, bei denen der Film eine Oberfläche mit einer hohen Haftfähigkeit und eine andere Oberfläche ohne Haftfähigkeit sich selbst gegenüber und die Fähigkeit zu gleiten, wenn sie in relativer Bewegung in Kontakt mit einer ähnlichen Oberfläche kommt, aufweist.
Der Einsatz der thermoplastischen polymeren Streck- Umwickelfolie zum Einwickeln von Waren, insbesondere von Palettenladungen, stellt einen im Handel mehr und mehr vorhandenen Endverbrauch dar.
Es ist bekannt, Additive einzuarbeiten, um zwischen zwei sich berührenden Oberflächen der Streck-Umwickelfolie eine erhöhte Haftkraft zu erreichen. Beispiele für derartige Haftadditive sind in dem US-Patent 4 518 654 beschrieben. Die Einarbeitung solcher Additive in einer Streck-Umwickelfolie, die beispielsweise zum Verpacken von Palettenladungen verwendet wird, führt zu schwerwiegenden und kostenintensiven Problemen. Obwohl die Benutzung eines solchen Additivs die Bindung der Folie verbessert und verstärkt, nachdem die Ladung stabilisiert worden ist, besteht die Neigung, daß eine stabilisierte Ladung an einer benachbarten Ladung haftet, wodurch Transport- und Handhabungsprobleme entstehen, und daß eine Ladung beim Ziehen eine benachbarte Ladung zerstört.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen anderen, spezielleren Weg anzugeben, auf dem das Problem in wirksamer und wirtschaftlicher Weise gelöst werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine thermoplastische polymere Streck-Umwickelfolie angegeben, die eine Oberfläche A aufweist, welche in gerecktem Zustand an der anderen Oberfläche B haften kann, die selbstgleitend und nichtselbsthaftend ist sowie über mindestens einen Teil ihrer Fläche ein thermoplastisches organisches Polymer enthält, das von dem Polymer der Folie, die der Oberfläche B benachbart ist, verschieden ist und ein Polyamid oder ein Polyfluorolefin in einer Menge beinhaltet, die der Oberfläche selbstgleitende und nichtselbsthaftende Eigenschaften verleiht.
Es ist erwünscht, daß eine Streck-Umwickelfolie ein minimales Streckvermögen von 50% und ein maximales Streckvermögen von 750% aufweist. Insbesondere hat die Folie ein minimales Streckvermögen von 50% und typischerweise ein maximales Streckvermögen von 300 bis 400% (d. h., daß irgendeine Folie unter Streckbedingungen ein Deformationsverhältnis von 1,5 bis 8,5 aushalten kann). Irgendeine Folie, die diese Kriterien erfüllt, kommt für eine Verwendung im vorliegenden Zusammenhang in Betracht.
Das organische Polymer, das der Oberfläche B die selbstgleitenden und nichthaftenden Eigenschaften verleiht, kann zweckmäßigerweise in das Polymer des thermoplastischen Films eingemischt werden, das der Oberfläche B benachbart ist. Das organische Polymer soll an der Oberfläche eine relativ niedrige freie Energie haben, so daß es die Oberflächen in die Lage versetzt, daß sie beim Kontakt mit einer ähnlichen Oberfläche in einer Relativbewegung nicht derart aneinander haften, daß eine Zerstörung eintritt. Alternativ kann die gesamte Oberfläche B aus diesem Polymer bestehen, das über einer Schicht irgendeines davon verschiedenen thermoplastischen Polymers liegt. Beispiele für organische Polymere mit vergleichweise niedrigen freien Energien an der Oberfläche sind Polyamide, wie Polycapramid (Nylon 6), Polyhexamethylenadipamid (Nylon 6,6) und Polyhexamethylensebacamid (Nylon 6,10), sowie Polyfluorolefine wie Polytetrafluorethylen und Polyvinylidenfluorid. Die Menge an organischem, vorzugsweise organischem thermoplastischen, Polymer an der Oberfläche B ist irgendeine Menge, die zwischen sich bewegenden Oberflächen B ein Gleiten ermöglicht. Diese Menge kann 0,1 bis 100% der Schicht B betragen.
Das der Oberfläche A benachbarte Folienpolymer enthält ein thermoplastisches Polymer, das in Folienform keine wesentliche Haftkraft gegenüber einer ähnlichen Schicht aufweisen muß. Wenn dies der Fall ist, wird das Polymer der Folie mit einem Additiv modifiziert, das in Verbindung mit dem Folienpolymer wenigstens in der Oberfläche A in einer ausreichenden Menge vorliegt, um die Folie A zumindest in ihrem gestreckten Zustand in einem Haftkontakt mit der Oberfläche B zu halten.
Bevorzugte thermoplastische Folienpolymere, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung für die Verwendung in der Nachbarschaft der Oberfläche A oder der Oberfläche B geeignet sind, sind Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, Copolymere von Ethylen oder Propylen miteinander oder mit einer kleineren Menge mindestens eines anderen monolefinisch ungesättigten Monomers, wie Buten-1, Isobutylen, einer Alkensäure, wie Acrylsäure, einem Ester einer Alkensäure, wie einem Acrylatester, Vinylacetat und Styrol. Das bevorzugte Material ist Polyethylen, einschließlich hoch- und niedermolekulares Polyethylen sowie Copolymere hiervon.
Für das Filmpolymer, das sich neben der Oberfläche A befindet, ist lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) besonders bevorzugt. Dieses Material ist ein Copolymer von Ethylen mit einem C&sub4;-C&sub1;&sub0;-Olefin, wie Buten-1, 1,3- Methylbuten-1, 1,3-Methylpenten-1, Hexen-1, 4-Methylpenten-1, 3-Methylhexen-1, Octen-1 und Decen-1. Das Alpha-Olefin liegt im allgemeinen in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-% des Copolymers vor. Ein typisches Herstellungsverfahren dafür ist in den US-Patenten 4 076 698 und 4 205 021 beschrieben. Das bevorzugte LLDPE (das ein Polyethylen mit einer sehr niedrigen Dichte sein kann) weist eine Dichte im Bereich von 0,890 bis 0,904 g/cm³ auf. Dieses Material hat vorzugsweise einen Schmelzindex von 0,4 bis 10.
Für das thermoplastische Folienpolymer, das der Oberfläche B benachbart ist, ist das oben genannte LLDPE bevorzugt. Zusätzlich kann das der Schicht mit der Oberfläche B benachbarte Folienpolymer aus einem Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) hergestellt sein. Dieses Material weist eine Dichte im Bereich von 0,890 bis 0,940 g/cm³ und einen Schmelzindex von 0,4 bis 10 auf.
Die Haftseite der A/B-Folie kann in oder auf dem Folienpolymer, das sich neben der Oberfläche A befindet, irgendein Haftmittel enthalten, das bewirkt, daß der Film A im Haftkontakt mit der Oberfläche B bleibt, während sich beide in gestreckter Lage befinden. Beispiele für solche Haftadditive sind Polyisobutylen, vorzugsweise mit einem durchschnittlichen zahlenmäßigen Molekulargewicht von 1.000 bis 3.000, gemessen durch Dampfphasenosmometrie, amorphes atactisches Polypropylen, vorzugsweise mit einem durchschnittlichen zahlenmäßigen Molekulargewicht von 2.000, Polyterpene, Mono- und Diglyceride von Fettsäuren und Gemische hiervon (vgl. US-Patent 3 048 263), sowie Amine und Amide, die mindestens eine Ethylenoxidgruppe enthalten (vgl. US-Patent 3 084 265 und 3 084 266).
Das Haftadditiv kann in irgendeiner Konzentration vorliegen, die es erlaubt, daß die Oberfläche A an der Oberfläche B oder an anderen Oberflächen haftet, während sie sich in gestreckter Lage befindet. Eine bevorzugte Konzentration liegt bei 0,1 bis 10 Gew.-% der Schicht A.
Es ist klar, daß die hier betrachtete Folie, die eine Streckfolie darstellt, welche eine Hafteigenschaft auf einer Folienoberfläche und eine Nichthafteigenschaft auf der anderen Folienoberfläche aufweist, entweder durch Koextrudieren oder durch Laminieren von zwei oder mehr Schichten miteinander erhalten werden kann. Solange die erhaltene Folie eine Streck-Umwickelfolie mit einer Haftoberfläche und mit einer nichthaftenden Gleitoberfläche darstellt, ist die Anzahl der Folienschichten zwischen diesen zwei verschiedenen Oberflächentypen unwesentlich. Tatsächlich wird zur Herstellung der erfindungsgemäßen Streck- Umwickelfolie ein übliches Verfahren zum Koextrudieren der die Oberflächen A und B aufweisenden Schichten (die Schichten A und B) angewandt. Die Schicht A macht vorzugsweise zwischen 10 und 99,5% der gesamten Foliendicke aus, und auf die Schicht B entfallen vorzugsweise 90 bis 0,5% der gesamten Foliendicke.
Zur Herstellung der haftenden und der nichthaftenden Schicht (der Schicht A und der Schicht B) kommt es in Betracht, dazwischen irgendeine Zwischenschicht vorzusehen, die ausreicht, um ein Wandern des Additivs in irgendeine Richtung zu verhindern. Beispielsweise kann eine solche Schicht eine Schicht A ohne ein Haftadditiv oder eine Schicht B ohne das Antihaft-Polymermaterial oder irgendeine andere Sperrschicht aus einem thermoplastischen Harz sein. Ferner kommt gemäß der Erfindung ein Mehrschichtenfilm mit Schichten aus anderen Formulierungen zwischen den Schichten A und B in Frage.
Beim Herstellen des A/B-Extrudats der vorliegenden Erfindung kann irgendeine bekannte Extrudiertechnik angewandt werden. Beispielsweise kann die Formulierung A, welche bei Bedarf eine geeignete Menge eines Haftadditivs enthalten kann, in den Einfülltrichter eines üblichen Rotationsschneckenextruders eingegeben werden. Die verwendete Extruderschnecke kann einen Durchmesser von 6 inch (15 cm) und ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von etwa 24:1 aufweisen. Ein Nebenextruder kann für das Coextrudieren der Formulierung B benutzt werden, welche die geeigneete Menge des organischen Polymers enthält, das als Antihaftmittel und Gleitmittel wirkt. Der Nebenextruder kann ein üblicher Extruder sein, der eine Extruderschnecke mit einem Durchmesser von 3,5 inch (9 cm) und einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von etwa 24:1 aufweist. Geschmolzenes Harz aus dem Nebenextruder wird der Gießfilmdüse zugeführt, die am Ende des A-Extruders über einen Adapter befestigt ist, der speziell ausgebildet wurde, um den Strom des Polymers B von dem Nebenextruder mit dem Strom des geschmolzenen Polymers A zu verbinden, so daß das Polymer B mit der geschmolzenen Oberfläche der Schicht A wirksam in Kontakt tritt. Eine vollständige Beschreibung dieses bekannten Verfahrens kann in dem US-Patent 3 748 962 nachgelesen werden.
Obwohl nicht beabsichtigt ist, daß irgendeine Theorie des Verfahrens verbindlich sein soll, wird doch angenommen, daß während des Coextrudierens der Schichten A und B eine ausreichende Oberfläche des Polymers mit den Antihaft- und Gleiteigenschaften an der Oberfläche B derart vorliegt, daß in seinem gestreckten Zustand die wirksame freie Energie an der Oberfläche von B vermindert ist, so daß die Oberflächen B nicht in zerstörerischer Weise miteinander in Wechselwirkung treten können, wenn sie unter dynamischen Bedingungen zusammengebracht werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung:

BEISPIEL 1

Unter Einsatz der oben beschriebenen Technik wurde ein A/B- Coextrudat hergestellt. Es bestand zu 75% der Dicke aus einer Schicht A aus einem Ethylen-Hexen-Copolymer mit einem Gehalt von weniger als 10 Gew.-% Hexen (ein im Handel unter der Bezeichnung 3003.55 von Exxon Corporation erhältliches LLDPE) und mit einem Gehalt an Polyisobutylen (Amoco H 300) im Verhältnis von 2 Teilen pro 98 Teile LLDPE, wobei das Ethylen-Hexen-Copolymer einen Schmelzindex von 3,0 und eine Dichte von 0,917 g/cm³ hatte. Ferner bestand das Coextrudat zu 25% der Dicke aus einer Schicht B des gleichen LLDPE, das Nylon 6,6 (Celanese 1001) enthielt.
Das Nylon lag in einem Verhältnis von 15 Teilen auf 85 Teile des LLDPE vor. Die schlitzextrudierte Folie hatte eine Dicke von 0,9 mil (0,2 mm) bei Schmelztemperaturen von etwa 560ºF (293ºC) im Falle der Schicht A und bei 580ºF (304ºC) im Falle der Schicht B.
Die Oberfläche von A hatte gegenüber der Oberfläche B eine hervorragende Haftkraft, wenn sich beide im gestreckten Zustand befanden, d. h. unter einer Streckung von über 100%. Der dynamische Reibungskoeffizient der Oberflächen von B in bezug auf sich selbst war hervorragend. Es trat keine Haftkraft auf, und es war eine Gleiteigenschaft gegeben, wenn die nichthaftenden Oberflächen mit einer Relativbewegung zwischen sich miteinander in Kontakt gebracht wurden.

BEISPIEL 2

Das Verfahren und der Aufbau gemäß Beispiel 1 wurden wiederholt mit der Ausnahme, daß die Schicht B auf eine Dicke von 10% der Folie vermindert wurde. Man erhielt die gleichen hervorragenden Eigenschaften.

BEISPIEL 3

Eine dritte Umwickelfolie wurde gemäß dem Verfahren und der Formulierung des Beispiels 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß in der Schicht B mit einer Dicke von 25% das Nylon 6,6 nicht enthalten war und die Schicht A mit einem Teil Polyisobutylen (PIB) auf 99 Teile LLDPE versehen war. Während die Oberfläche von A unter Streck-Umwickelbedingungen gegenüber der Schicht B eine wirksame Haftung zeigte, war es nicht möglich, die Schicht B dynamisch, d.h. unter Gleiten mit einer Schicht ihrer eigenen Art in Kontakt zu bringen, ohne daß sich ein zerstörerisches Reißen einstellte.
Obwohl die Beispiele ein Gießfilmverfahren zur Herstellung der vorliegenden Streckfolienprodukte beschreiben, ist es klar, daß andere übliche Techniken zum Ausbilden einer thermoplastischen Folie für die Herstellung des Streck- Umwickelmaterials angewandt werden können, zum Beispiel die Rohrextrusion unter Einsatz einer eingeschlossenen Luftblase zum Expandieren des extrudierten, aus einer Folie bestehenden Rohres. Die erfindungsgemäße Streck-Umwickelfolie soll ein minimales Streckvermögen von etwa 50% und in typischen Ausführungsformen eine maximale Streckung von etwa 300 bis 400% unter Bedingungen aufweisen, die im Handel für das Umwickeln von Paletten mit loser Ladung angewandt werden.

Claims

1. Thermoplastische polymere Streck-Umwickelfolie mit einer Oberfläche A, die in ihrem gestreckten Zustand an der anderen Oberfläche B haften kann, die selbstgleitend und nichtselbsthaftend ist und über wenigstens einen Teil ihrer Fläche ein thermoplastisches organisches Polymer enthält, das von dem Folienpolymer neben der Oberfläche B verschieden ist, sowie ein Polyamid oder ein Polyfluorolefin in einer wirksamen Menge aufweist, um der Oberfläche selbstgleitende und nichtselbsthaftende Eigenschaften zu verleihen.

2. Folie nach Anspruch 1, worin das Polyamid Nylon 6, Nylon 6,6 oder Nylon 6,10 enthält.

3. Folie nach Anspruch 1, worin das Polyfluorolefin Tetrafluorethylen oder Polyvinylidendifluorid enthält.

4. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das organische Polymer 0,1 bis 100% der Oberfläche B ausmacht.

5. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Folienpolymer neben der Oberfläche A ein Polyolefin enthält.

6. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Folienpolymer neben der Oberfläche B ein Polyolefin enthält.

7. Folie nach Anspruch 5 oder 6, worin das Polyolefin ein Polyethylen, Polypropylen oder ein Copolymer aus Ethylen oder Propylen mit sich selbst oder mit einer kleinen Menge mindestens eines anderen monoolefinisch ungesättigten Monomers enthält.

8. Folie nach Anspruch 6, worin das Folienpolymer neben der Oberfläche A ein lineares Polyethylen mit niedriger Dichte (LLDPE) enthält.

9. Folie nach Anspruch 6 oder 7, worin das Folienpolymer neben der Oberfläche B ein LDPE oder LLDPE enthält.

10. Folie nach einem dcer vorhergehenden Ansprüche, die eine Mehrzahl von Schichten eines thermoplastischen Polymers aufweist.

11. Folie nach Anspruch 10, gebildet durch Coextrusion oder Laminierung.