DE3876223T2 - Leicht zu oeffnendes, waermesiegelbares material. - Google Patents

Leicht zu oeffnendes, waermesiegelbares material.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Heißsiegelmaterial, das leicht geöffnet werden kann, und insbesondere ein Heißsiegelmaterial mit ausgezeichneter Versiegelbarkeit bei niedriger Temperatur und das leicht geöffnet werden kann, wobei die Siegeltemperatur nur wenig von der Heißsiegelfestigkeit abhängt.
  • Wichtige Eigenschaften, die für ein Verpackungsmaterial erforderlich sind, sind die Schutzwirkung durch das Versiegeln, durch die ein mit dem Verpackungsmaterial verpackter Gegenstand von äußeren Kräften, wie Schlag, Vibration und Druck, die während der Herstellung und in der Verteilerkette einschließlich Fracht, Transport und Lagerung auftreten, geschützt wird, sowie die Möglichkeit, leicht geöffnet zu werden, wodurch der verpackte Gegenstand leicht herausgenommen werden kann durch Öffnen des Siegelbereichs, ohne daß das gesamte Verpackungsmaterial zerstört wird. Diese beiden Eigenschaften widersprechen sich (sind inkonsistent), und die Füllbarkeit, die Verteilerkette und der Zweck, für den das Verpackungsmaterial angewandt wird, müssen sorgfältig berücksichtigt werden bei Festlegung der Heißsiegelfestigkeit.
  • Verpackungsmaterialien, die leicht geöffnet werden können, wurden bereits vorgeschlagen. Zum Beispiel beschreibt die japanische Offenlegeungsschrift 174329/1982 ein Verpackungsmaterial, das hergestellt werden ist durch Extrudieren einer Harzmasse, umfassend Hochdruckpolyethylen niederer Dichte, lineares Polyethylen niederer Dichte und ein gering kristallines oder amorphes Ethylen/α-Olefin-Copolymer. Die japanische Offenlegungsschrift 209550/1983 beschreibt ein laminiertes Material für versiegelte Verpackungen, das leicht geöffnet werden kann und das eine Siegelschicht aufweist, bestehend aus einem Film aus einem Gemisch von Polypropylen, Polyethylen hoher Dichte und Polyethylen geringer Dichte. Die japanische Offenlegungsschrift 246061/1986 beschreibt ein versiegelbares Verpackungsmaterial mit einer Siegelschicht, bestehend aus einer Masse, umfassend Polypropylen als Hauptkomponente und ein statistisches Ethylen/α-Olefin-Copolymer.
  • Polypropylen hat verbreitete Anwendung gefunden als Verpackungsfolie und Behälter für Nahrungsmittel, Textilien, industrielle Materialien, Chemikalien usw. aufgrund seiner guten Transparenz, ausgezeichneten Feuchtigkeitsbeständigkeit, mäßigen Steifheit und Beständigkeit gegenüber siedendem Wasser.
  • Die oben erwähnten üblichen Siegelmaterialien sind jedoch nicht vollständig befreidigend für die Anwendung als Verpackungsfolien und -behälter aus Polypropylen. Zum Beispiel besteht die in der japanischen Offenlegungsschrift 174329/1982 beschriebene Harzmasse vollständig aus Harzen vom Polyethylentyp, und ihre Heißsiegelfestigkeit bezüglich einer Polypropylenfolie oder eines Behälters ist nicht ausreichend. Das in der japanischen Offenlegungsschrift 209550/1983 beschriebene laminierte Verpackungsmaterial besitzt eine Heißsiegelfestigkeit im praktischen Bereich. Die Masse der Siegelschicht unterliegt der kohäsiven Zerstörung, und ein Teil der Siegelschicht kann auf der abgezogenen Oberfläche zurückbleiben. Die in der japanischen Offenlegungsschrift 246061/1986 beschriebene Verpackungsmasse mit einem hohen Polypropylengehalt erfordert eine hohe Heißsiegeltemperatur. Als Ergebnis ist die Geschwindigkeit bei der Verarbeitung gering, und die Temperaturabhängigkeit der Heißsiegelfestigkeit ist nicht ganz befriedigend.
  • Es ist Hauptziel der Erfindung, ein Heißsiegelmaterial zur Verfügung zu stellen, das leicht geöffnet, werden kann, ausgezeichnete Versiegelbarkeit bei niedrigen Temperaturen und eine geringe Abhängigkeit der Heißsiegelfestigkeit von der Heißsiegeltemperatur besitzt, und das geeignet ist als Siegelteil eines Verpackungsmaterials, das damit hergestellt wird, z.B. Folien oder Bahnen aus Polypropylen und anderen verschiedenen Harzen, oder Bahnen, die erhalten worden sind durch Laminieren derartiger Harzfolien.
  • Erfindungsgemäß ist ein Heißsiegelmaterial vorgesehen mit einer Vielzahl von Harzoberflächen, die sich gegenüberliegen und die in der Wärme miteinander verschmelzen können, wobei zumindest eine der Harzoberflächen aus einer Harzmasse besteht, umfassend
  • (A) 30 bis 85 Gew.-% Polyethylen niederer Dichte mit einer Dichte von 0,91 bis 0,94 g/cm³ und einer Kristallinität von mehr als 40%,
  • (B) 5 bis 40 Gew.-% Polypropylen und
  • (C) 10 bis 40 Gew.-% gering-kristallines oder im wesentlichen amorphes Ethylen/α-Olefin-Copolymer.
  • Die Harzmasse, die mindestens eine der Harzoberflächen des Heißsiegelmaterials nach der Erfindung ausmacht, wird im Detail beschrieben.
    • Polyethylen niederer Dichte (A)
  • Das für die Harzmasse verwendete Polyethylen niederer Dichte umfaßt ein Homopolymer aus Ethylen und im wesentlichen lineare Copolymere aus Ethylen mit einem kleineren Anteil eines α-Olefins, die eine Dichte von 0,91 bis 0,94 g/cm³, besonders 0,91 bis 0,93 g/cm³, und eine Kristallinität von mehr als 40% bestizten. Das α-Olefin kann z.B. mindestens ein α-Olefin sein, ausgewählt aus α-Olefinen mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, und gegebenenfalls mit einer verzweigten Kette, wie Propylen, 1-Buten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen, 1-Octen und 1-Decen. Das α-Olefin kann in einer Menge von nicht mehr als 8 mol%, vorzugsweise nicht mehr als 6 mol%, bezogen auf die Gesamtmenge an Ethylen und α-Olefin, verwendet werden.
  • Die Homopolymerisation von Ethylen kann allgemein in Gegenwart eines radikalischen Initiators unter einem Reaktionsdruck von etwa 101 bis 304 MPa (1000 bis 3000 Atmosphären) durchgeführt werden. Die Copolymerisation von Ethylen mit dem α-Olefin kann nach einem bekannten Verfahren, wie einem Aufschlämmungs- oder Lösungspolymerisationsverfahren unter einem niedrigen bis mittleren Druck durchgeführt werden.
  • Günstigerweise besitzt das erhaltene Ethylen-Homopolymer oder -Copolymer eine Fließfähigkeit [MFR (E)] von üblicherweise 0,5 bis 30 g/10 min, vorzugsweise 1 bis 15 g/10 min, insbesondere 1 bis 10 g/10 min.
  • Das Polymer (A) besitzt eine Kristallinität, gemessen durch Röntgenbeugung unter Verwendung einer abgeschreckten Preßfolie von mehr als 40%.
  • Die Fließfähigkeiten [MFR (E)] in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen werden gemessen nach dem Verfahren ASTM D1238, E.
    • Polypropylen (B)
  • Das Polypropylen in der Harzmasse, das erfindungsgemäß angewandt wird, umfaßt ein Homopolymer aus Propylen und Copolymere aus Propylen mit einem kleineren Anteil Ethylen oder einem anderen α-Olefin. Das α-Olefin, das mit dem Propylen copolymerisiert werden soll, kann ein α-Olefin mit üblicherweise 4 bis 10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, sein, wie 1-Buten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen und 1-Octen. Das Ethylen und/oder mindestens eines dieser α-Olefine kann in einer Menge von nicht mehr als 10 mol%, vorzugsweise nicht mehr als 5 mol%, bezogen auf das Gesamtgewicht von einem solchen α-Olefin und dem Propylen, verwendet werden. Das Copolymer kann ein statistisches Copolymer oder ein Blockcopolymer sein, wobei das statistische Copolymer bevorzugt ist.
  • Die Homopolymerisation oder Copolymerisation von Propylen kann nach bekannten Verfahren durchgeführt werden, z.B. durch ein Aufschlämmungs-Polymerisationsverfahren oder ein Gasphasen-Polymerisationsverfahren.
  • Allgemein ist das Polypropylen wünschenswerterweise kristallin. Üblicherweise kann es eine Kristallinität, gemessen durch Röntgenbeugung, von mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 55%, haben. Wünschenswerterweise besitzt das Polypropylen eine Fließfähigkeit [MFR (L)] von üblicherweise 0,5 bis 50 g/10 min, vorzugsweise 1 bis 15 g/10 min, insbesondere 3 bis 10 g/10 min.
    • Ethylen/α-Olefin-Copolymer (C)
  • Das in der Harzmasse verwendete Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfaßt Ethylen/α-Olefin-Copolymere, insbesondere statistische Ethylen/α-Olefin-Copolymere mit einem Ethylengehalt von allgemein 75 bis 95 mol%, vorzugsweise 78 bis 93 mol%, insbesondere 85 bis 93 mol%.
  • Das Ethylen/α-Olefin-Copolymere ist gering-kristallin oder amorph und besitzt eine Kristallinität, gemessen durch Röntgenbeugung unter Anwendung einer abgeschreckten Preßfolie von nicht mehr als 40%, vorzugsweise nicht mehr als 30%, insbesondere nicht mehr als 20%.
  • Das mit dem Ethylen zu copolymerisierende α-Olefin kann mindestens ein α-Olefin mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 3 bis 6 Kohlenstoffatomen sein, und gegebenenfalls eine verzweigte Kette enthalten, wie Propylen, 1-Buten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen, 1-Octen und 1-Decen. Die Copolymerisation von Ethylen mit dem α-Olefin kann nach bekannten Verfahren, wie als Lösungspolymerisation, durchgeführt werden.
  • Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer besitzt eine Fließfähigkeit [MFR (E)] von üblicherweise 0,4 bis 50 g/10 min, vorzugsweise 1 bis 10 g/10 min, insbesondere 1 bis 5 g/10 min.
    • Harzmasse
  • Die Harmasse, die die Harzoberflächen des Heißsiegelmaterials nach der Erfindung ausmacht, kann hergestellt werden durch Vermischen des Polyethylens niederer Dichte (A), Polypropylen (B) und Ethylen/α-Olefin-Copolymer (C). Die Vermischmengen dieser Komponenten können wie folgt sein. Vermischte Anteile (Gew.-%) Komponente Allgemeiner Bereich Bevorzugter Bereich Besonders bevorzugter Bereich
  • Die oben angegebenen Gewichtsprozente beziehen sich auf die Gesamtmenge der drei Komponenten (A), (B) und (C).
  • Die Harzmasse kann üblicherweise verschiedene Additive enthalten, wie sie für Polyolefine verwendet werden, wie ein Wärmstabilisator, ein Wetterbeständigkeitsstabilisator, ein antistatisches Mittel, ein Antischleiermittel, ein Antilockiermittel, ein Gleitmittel, ein Schmiermittel, ein Pigment, ein Farbstoff, ein Keimbildungsmittel.
  • Die Harzmasse kann als eine Harzoberfläche (Heißsiegeloberfläche) oder als ein Heißsiegelmaterial durch Verarbeiten zu einem Film oder einer Folie verwendet werden. Die Harzmasse kann verwendet werden als ein Harzmaterial, das zwei gegenüberliegende Heißsiegelflächen des Heißsiegelmaterials ausmacht. Üblicherweise ist es günstig, die Harzmasse als ein Harzmaterial für eine Heißsiegeloberfläche zu verwenden und ein anderes Material, das in der Wärme mit ihme verschmilzt, als Material für die andere Heißsiegeloberfläche. Beispiele für das andere Harzmaterial sind Polypropylen, Polyvinylchlorid und Polystyrol. Polypropylen ist besonders günstig.
  • Wie aus den später angegeben Ausführungsbeispielen hervorgeht, besitzt das Heißsiegelmaterial nach der Erfindung eine ausgezeichnete Versiegelbarkeit bei niedriger Temperatur, kann leicht geöffnet werden, besitzt ausgezeichnete Abziehbarkeit zwischen den Schichten und eine geringe Abhängigkeit der Heißsiegelfestigkeit von der Heißsiegeltemperatur. Es kann vorteilhaft angewandt werden als Heißsiegelmaterial für verschiedene einfache Verpackungsmaterialien. Beispiele für derartige Verpackungsmaterialien sind Behälter aus einem Harz wie Polypropylen mit einem Verschluß mit Heißsiegeloberflächen aus der oben angegebenen Harzmasse und ein Packbeutel aus einer Harzfolie mit Heißsiegeloberflächen, von denen zumindest eine aus der oben angegebenen Harzmasse besteht. Diese Verpackungsmaterialien sind allgemein versiegelte Verpackungsmaterialien. Sie können Belüftungsöffnungen besitzen und ein Versiegeln beim Verpacken ist nicht immer erforderlich.
  • Das leicht zu öffnende Verpackungsmaterial, bei dem das erfindungsemäße Siegelmaterial verwendet wird, kann einen Gegenstand festhalten, indem die Heißsiegeloberflächen während oder bevor (nachdem) der Gegenstand eingebracht worden ist, heiß versiegelt werden. In verpacktem Zustand ist der Gegenstand von äußeren Kräften, wie Schlag, Vibration und Druck, die bei der Herstellung und innerhalb der Verteilungskette einschließlich der Lieferung, dem Transport und der Lagerung auftreten, geschützt. Durch Anwendung einer Schälkraft auf den Heißsiegelteil werden die Heißsiegeloberflächen leicht voneinander getrennt, und der verpackte Gegenstand kann entnommen werden.
  • Wenn die Harzmasse zur Verwendung für das Siegelmaterial nach der Erfindung in mindestens einer Heißsiegeloberfläche eines Verschlußmaterials für einen Harzbehälter oder in mindestens einer Heißsiegeloberfläche eines Verpackungsbeutels aus einer Harzfolie verwendet wird, kann zumindest eine Oberfläche des Verschlußmaterials oder des Verpackungsbeutels aus der Harzmasse allein bestehen. Um derartige Funktionen, wie Beständigkeit gegen Gasdurchlaß, Ölbeständigkeit, Kratzfestigkeit und Steifigkeit, zu verleihen, ist es bevorzugt, mit der Harzmasse ein verseiftes Ethylen/Vinyl- Copolymer, einen Polyester, ein Polyamid, Polyvinylidenchlorid, eine Aluminiumfolie oder eine biaxial verstreckte Polypropylenfolie zu laminieren.
  • Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
    • Beispiele 1-3
  • Polyethylen niederer Dichte (LDPE), das erhalten worden ist durch radikalische Hochdruckpolymerisation und das eine Kristallinität von 56%, eine Dichte von 0,918 g/cm³ und einen MFR-Wert (E) von 2,0 g/10 min aufweist, ein statistisches Ethylen/1-Buten-Copolymer (EBC) mit einen Ethylengehalt von 89 mol%, einer Kristallinität, bestimmt durch Röntgenbeugung, von 10%, einer Dichte von 0,885 g/cm³ und einem MFR-Wert (E) von 3,6 g/10 min und ein Propylenhomopolymer (PP-1) mit einem MFR-Wert (L) von 7,0 g/10 min wurden mit einem Henschel-Mischer in den in Tabelle 1 angegebenen Anteilen vermischt. Das Gemisch wurde mit einer Folien-Erzeugungsvorrichtung mit einem 40 mm T-förmigen Spritzkopf bei einer Temperatur von 230ºC extrudiert, um eine Folie mit einer Dicke von 40 um zu erhalten. Getrennt wurde ein Homopolymer aus Propylen mit einem MFR-Wert (L) von 7,0 g/10 min zu einer Folie mit einer Dicke von 200 um geformt. Die beiden Folien wurden auf die folgenden Weise heiß versiegelt, und die Heißversiegelfestigkeit wurde gemessen. Gleichzeitig wurde der Zustand des Abschälens beobachtet.
    • Verfahren zur Messung der Heißsiegelfestigkeit
  • Die beiden Folien wurden aufeinandergelegt. Ein Siegelstab mit einer Breite von 5 mm, der sich auf jeder der in Tabelle 1 angegebenen Temperaturen befand, wurde auf die zusammengelegte Anordnung unter einem Druck von 2 kg/cm² während 1 s aufgebracht. Die versiegelte Anordnung konnte dann abkühlen. Ein Teststück mit einer Breite von 15 mm wurde von der Probe entnommen und ihre T-Schälfestigkeit mit einer Querleisten-Geschwindigkeit von 300 mm/min gemessen und definiert als Heißsiegelfestigkeit (g/15 mm Breite).
    • Zustand des Abschälens
  • X: Grenzfläche abgeschält
  • N: Grenzfläche mit Dehnung abgeschält
  • O: Siegelteil gebrochen bzw. gerissen
  • Die Heißsiegelfestigkeit und der Zustand des Abschälens sind in Tabelle 1 angegeben.
    • Beispiele 4-5
  • Beispiel 1 wurde widerholt, mit der Ausnahme, daß ein statistisches Propylen/Ethylen-Copolymer (PP-2) mit einem Ethylengehalt von 4,5 mol% und einem Schmelzpunkt, bestimmt nach dem DSC-Verfahren, von 135ºC anstelle von PP-1 verwendet wurde, und die Mischverhältnisse von LDPE und EBC, wie in Tabelle 1 angegeben, eingestellt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
    • Beispiel 6
  • Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß lineares Polyethylen niederer Dichte (L-LDPE) mit einer Kristallinität von 51%, einem MFR-Wert (E) von 2,0 g/10 min, einer Dichte von 0,920 g/cm³ und einem Gehalt an 4-Methyl-1-penten von 3,0 mol% anstelle von LDPE verwendet wurde und die Mischanteile von EBC und PP-1, wie in Tabelle 1 angegeben, eingestellt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
    • Vergleichsbeispiel 1
  • Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß kein PP-1 verwendet wurde und die Mischverhältnisse von LPPE und EBC zu den in Tabelle 1 angegebenen verändert wurden. Aus Tabelle 1 geht hervor, daß, wenn kein PP-1 verwendet wird, die Heißsiegelfestigkeit, bezogen auf die Polypropylenfolie, nicht ausreichend war.
    • Vergleichsbeispiel 2
  • Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß kein EBC verwendet wurde und die Mischverhältnisse von LDPE und PP-1 wie in Tabelle 1 eingestellt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Aus Tabelle 1 geht hervor, daß, wenn kein EBC verwendet wird, die Heißsiegelfestigkeit und die Temperaturabhängigkeit der Heißsiegelung gut waren, aber der Siegelteil gerissen war, wenn die heiß versiegelten Oberflächen voneinander abgezogen wurden und der Siegelteil einem kohäsiven Abbau unterlag. Wenn eine solche Folie als Abziehschicht verwendet wird, bleibt leicht ein Teil der Siegelschicht auf der abgezogenen Oberfläche.
    • Vergleichsbeispiel 3
  • Das Vergleichsbeispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß PP-2 anstelle von PP-1 verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Aus Tabelle 1 geht hervor, daß die gleiche Neigung wie in Vergleichsbeispiel 2 beobachtet wurde.
    • Vergleichsbeispiel 4
  • Vergleichsbeispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahmne, daß L-LDPE, wie in Beispiel 6 verwendet, anstelle von LDPE verwendet wurde. Die Ergebnisse sind ind Tabelle 1 angegeben. Aus Tabelle 1 geht hervor, daß die Heißsiegelfestigkeit zunahm, aber der Zustand des Abschälens der gleiche war wie in Vergleichsbeispiel 2.
    • Vergleichsbeispiel 5
  • Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß kein LDPE verwendet wurde und die Mischverhältnisse von EBC und PP-1, wie in Tabelle 1 angegeben, eingestellt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Aus Tabelle 1 geht hervor, daß die Heißsiegeltemperatur hoch war und die Temperaturabhängigkeit der Heißsiegelfestigkeit größer war als in den Beispielen 1 bis 6. Tabelle 1 Beispiel Vergleichsbeispiel Siegelfestigkeit (g/15mm Breite)

Claims (10)

1. Heißsiegelmaterial mit einer Vielzahl von Harzoberflächen, die einander gegenüberliegen und in der Wärme miteinander verschweißt werden können, wobei zumindest eine der Harzoberflächen aus einer Harzmasse besteht, umfassend
(A) 30 bis 85 Gew.-% Polyethylen niederer Dichte mit einer Dichte von 0,91 bis 0,94 g/ccm und einer Kristallinität von mehr als 40%,
(B) 5 bis 40 Gew.-% Polypropylen und
(C) 10 bis 40 Gew.-% gering-kristallines oder im wesentlichen amorphes Ethylen/α-Olefin-Copolymer.
2. Material nach Anspruch 1, bei dem (A) eine Fließfähigkeit [MFR (E)] von 0,5 bis 30 g/10 min besitzt.
3. Material nach Anspruch 2, bei dem (A) eine Fließfähigkeit [MFR (E)] von 1 bis 15 g/10 min besitzt.
4. Material nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem (B) eine Fließfähigkeit [MFR (L)] von 0,5 bis 50 g/10 min besitzt.
5. Material nach Anspruch 4, bei dem (B) eine Fließfähigkeit [MFR (L)] von 1 bis 15 g/10 min besitzt.
6. Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem (C) einen Ethylengehalt von 75 bis 95 mol% hat.
7. Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem (C) eine Kristallinität von nicht mehr als 30% hat.
8. Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem (C) eine Fließfähigkeit MFR[(E)] von 0,4 bis 50 g/10 min besitzt.
9. Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Harzmasse 40 bis 75 Gew.-% (A), 10 bis 30 Gew.-% (B) und 15 bis 30 Gew.-% (C) umfaßt.
10. Verpackungsmaterial, umfassend ein Heißsiegelmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, oder eine daraus hergestellte Heißversiegelung.
DE8888311841T 1987-12-15 1988-12-14 Leicht zu oeffnendes, waermesiegelbares material. Expired - Lifetime DE3876223T2 (de)

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JP62317191A JPH07110532B2 (ja) 1987-12-15 1987-12-15 易開封性包装体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3876223D1 DE3876223D1 (de) 1993-01-07
DE3876223T2 true DE3876223T2 (de) 1993-04-01

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