DE60030514T2

DE60030514T2 - Mehrschichtige geschäumte Polyolefin-Folie, Verfahren und Vorrichtung zur deren Herstellung

Info

Publication number: DE60030514T2
Application number: DE2000630514
Authority: DE
Inventors: Mitsunori Ibaraki-shi Nodono; Ryuma Ibaraki-shi Kuroda; Takeo Ibaraki-shi Kitayama; Satoshi Ibaraki-shi Hanada; Shigeyoshi Osaka-shi Matsubara
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2020-07-29
Also published as: EP1075921A2; CN1285272A; EP1075921B1; EP1075921A3; US20040213983A1; CN1208183C; KR20010050029A; DE60030514D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie und konkret ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, die eine glatte Oberfläche aufweist und ausgezeichnet in der Vakuumformbarkeit ist. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung insbesondere auf eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie, die ausgezeichnet in der Vakuumformbarkeit ist und auf einen geschäumten Behälterkörper und einen geschäumten Behälter, die dieselbe verwenden.
2. Stand der Technik
Als Becher, Schalen und Behälter für Home-Meal-Replacement (HMR), was gekochtes Essen darstellt, das in einer Mikrowelle erhitzt wird, wurde Schaum mit Hitzebeständigkeit verwendet, so dass die Behälter wenig Gewicht haben und mit den Händen nach dem Erhitzen berührt werden können. Heutzutage wird Polystyrolschaum verwendet.
Dennoch hat Polystyrol keine ausreichende Hitzebeständigkeit. Stattdessen zieht Harzschaum auf Polyolefinbasis, insbesondere Polypropylenschaum, der eine hohe Hitzebeständigkeit aufweist, hohe Aufmerksamkeit auf sich.
Schäume aus Polyolefin, wie Polyethylen und Polypropylen sind bekannt. Beispiele der bekannten Polyolefinschäume schließen diejenigen ein, die durch Verwenden von chemischen Schaumbildnern wie Verbindungen auf Azodicarbonamidbasis und Nitrosoverbindungen, solche, die durch Verwenden von niedrig-siedenden aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie Propan und Butan als Schaumbildner, und solche, die unter Verwendung von Kohlendioxid und dergleichen hergestellt werden.
Die Verwendung von chemischen Schaumbildnern ist vom Standpunkt der Kosten aus jedoch nicht bevorzugt. Andererseits wird wahrscheinlich, wenn Kohlendioxid als Schaumbildner verwendet wird, das Zerreißen von Zellen während des Schäumungsschritts auftreten und die Herstellung des Schaums selbst ist schwierig. Es sind einige Polypropylene, die relativ einfach in Schaum umgewandelt werden können, bekannt. Selbst wenn solche Polypropylene verwendet werden, haben die geschäümten Folien, die aus Kohlendioxidschäumen gemäß den herkömmlichen Herstellungsverfahren erhalten werden, keine ausreichende Vakuumformbarkeit. Daher tritt das Zerreißen von Zellen auf, wenn diese Folien zum Bilden von Nahrungsmittelbehältern vakuumgeformt werden, was Probleme mit der Verschlechterung des Aussehens, Verschlechterung der Einheitlichkeit der Dicke und Verschlechterung der Festigkeit und Wärmeisolierungseigenschaften verursacht. Da die bekannte Kohlendioxid-geschäumte Polypropylenfolie nur eine Folie mit einer rauen Oberfläche ist, gibt es ebenso Probleme mit der Siegelfähigkeit zwischen einer Deckfolie und der geschäumten Folie, wenn die geschäumte Folie zu einem Behälter für Lebensmittel, wie für HMR, verarbeitet wird. Die Versuche, die Vakuumformbarkeit und Oberflächenerscheinung zu verbessern, resultierten in geschäumten Produkten mit einer geringen Dehnungsrate.
Ein bekanntes Verfahren zum Verbessern der Erscheinung unter Beibehalten einer hohen Dehnungsrate schließt Verfahren ein, worin eine nicht-geschäumte Schicht als Oberfläche entweder mit einem Verfahren, in dem eine geschäumte Polyolefinschicht gebildet wird und eine nicht-geschäumte Folie oder ein Film darauf mit einem Haftmittel laminiert wird, oder durch ein Verfahren gebildet wird, in dem eine geschäumte Polyolefinschicht und eine nicht-geschäumte Folie oder ein Film durch Aufschweißen laminiert werden.
Dennoch kann eine vielschichtige geschäumte Folie unter Verwendung eines Haftmittels aufgrund der Rückstände an organischen Lösungsmitteln, die in dem Haftmittel vorhanden sind, nicht für Behälter zum Verpacken von Lebensmitteln verwendet werden. Im Falle des Schweißens werden, selbst wenn eine Folie zum Bilden einer geformten Schicht mit einer hohen Dehnungsrate verwendet wird, deren Zellen zerreißen, so dass die Dehnungsrate abnimmt, was Probleme wie eine Verschlechterung der Wärmeisolationseigenschaften hervorruft.
US 5,000,992 erwähnt einen coextrudierten, vielschichtigen, geschäumten Film für Plastikbehälterdeckel und den Herstellungsprozess.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie mit einer hohen Dehnungsrate bereit zu stellen, die kein verbleibendes Lösungsmittel enthält, die kein Zerreißen von Zellen verursacht, eine hohe Oberflächenglätte aufweist und ausgezeichnet in sekundärer Formbarkeit, wie Vakuumformbarkeit ist.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie bereitzustellen, die eine hohe Oberflächenglätte und hohe sekundäre Formbarkeit, wie Vakuumformbarkeit aufweist.
Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Herstellungsvorrichtungs, die für das oben genannte Herstellungsverfahren geeignet ist, oder eine Vorrichtung, die geeignet ist, die oben genannte mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie herzustellen.
Im Übrigen werden Behälter für Lebensmittel hergestellt, indem die Inhalte unter Verwenden eines Schaums in den Behälterkörper gegeben werden und die Öffnung des Behälterkörpers dann mit einem Deckelement verschlossen wird. Wenn die Oberfläche des Behälterkörpers rau ist, muss die Haftfähigkeit zwischen dem Deckelement und dem Behälterkörper gering sein und die Siegelfähigkeit wird ungenügend. Als Ergebnis verändern die Inhalte ihre Qualität und verderben. Wenn die Kraft zum Aufpressen der Umrandung der Öffnung des Behälterkörpers gegen das Deckelement zur Erhöhung der Haftfähigkeit hoch ist, entstehen Probleme damit, dass die Ausbeute verringert wird, was Schwierigkeiten in der aktuellen Herstellung hervorruft, da ein Behälterkörper zerbricht, oder es schwierig wird, das Deckelement aufgrund zu hoher Haftfähigkeit zwischen den beiden abzuziehen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines geschäumten Behälterkörpers und eines geschäumten Behälters, die eine große Haftfähigkeit während des Aufbringens des Deckelements auf den Behälterkörper aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt bereit:

I. Ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, die wenigstens eine geschäumte Polyolefinschicht und wenigstens eine nicht-geschäumte Polyolefinschicht umfasst, wobei in dem Verfahren eine Herstellungsvorrichtung verwendet wird, die wenigstens einen ersten Extruder zum Extrudieren eines Materials zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht umfasst, wobei der erste Extruder mit einer Anordnung für die Zuleitung des Schaumbildners ausgerüstet ist, um den Schaumbildner einem Zylinder zuzuleiten, und wenigstens einem zweiten Extruder zum Extrudieren eines Materials zum Bilden der nichtgeschäumten Polyolefinschicht und wenigstens eine kreisförmige Extrusionsdüse zum Coextrudieren des Materials zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und des Materials zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht, wodurch die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie gebildet wird, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt des Schmelzeknetens, in dem im ersten Extruder ein Harzmaterial zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht geschmolzen wird und das geschmolzene Harzmaterial zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und ein Schaumbildner, der durch die Anordnung für die Zuleitung des Schaumbildners zugeleitet wird, zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht gemischt werden; einen Schmelzschritt, in dem das Material zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht im zweiten Extruder geschmolzen wird; und einen Coextrusionsschritt, in dem das Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und das Material zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht im geschmolzenen Zustand in eine zylindrische Form unter Atmosphärendruck durch die Extrusionsdüse coextrudiert werden und das extrudierte Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht zum Bilden der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie geschäumt wird, wobei das Verfahren fortan das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung genannt wird und wobei der Coextrusionsschritt unter den Bedingungen, wie sie in Anspruch 1 definiert sind, ausgeführt wird.
II. Eine Vorrichtung zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, die wenigstens eine geschäumte Polyolefinschicht und wenigstens eine nicht-geschäumte Polyolefinschicht umfasst, wobei die Vorrichtung wenigstens einen ersten Extruder zum Extrudieren eines Materials zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht umfasst, wobei der erste Extruder mit einer Anordnung für die Zuleitung des Schaumbildners ausgerüstet ist, um den Schaumbildner einem Zylinder zuzuleiten, und wenigstens einen zweiten Extruder zum Extrudieren eines Materials zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht und wenigstens eine kreisförmige Extrusionsdüse zum Coextrudieren des Materials zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und des Materials zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht, wodurch die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie gebildet wird, wobei die Extrusionsdüse an ihrer Lippe einen Durchmesser W (mm) aufweist, der in einem Bereich von nicht weniger als (1/10) Q (kg/Std.) und nicht größer als (10/3) Q (kg/Std.) liegt, wobei Q (kg/Std.) die Menge des zu extrudierenden Harzes durch die Extrusionsdüse angibt.
III. Eine mehrschichtige Polyolefinfolie, die eine geschäumte und eine nicht-geschäumte Schicht umfasst, wobei die geschäumte Schicht aus Polyolefin und die nicht-geschäumte Schicht aus Polypropylen mit einer langkettigen Verzweigung oder einem Harzhaftmittel auf Polyolefinbasis mit einer langkettigen Verzweigung besteht, wobei die Schaumfolie von nun an als die Schaumfolie der vorliegenden Erfindung bezeichnet wird.

In dieser Beschreibung gibt es keinen besonderen Unterschied in den Bedeutungen zwischen Folie und Film, solange es keine besonderen Hinweise darauf gibt, und diese bedeuten im Allgemeinen einen Körper aus dünnen Schichten. Von diesem Standpunkt aus wird die Gasbarriere-Harzfolie manchmal als Gasbarriere-Harzfilm bezeichnet.
Der weitere Rahmen der Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung wird aus der ausführlichen Beschreibung, die nachfolgend gegeben wird, offensichtlich. Dennoch sollte verstanden werden, dass die ausführliche Beschreibung und die besonderen Beispiele, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur zur Erläuterung gegeben werden, da verschiedene Abänderungen und Veränderungen innerhalb des Anwendungsbereiches der Erfindung dem Fachmann aus der ausführlichen Beschreibung ersichtlich werden.
In der gesamten Beschreibung und den folgenden Ansprüchen, es sei denn der Kontext fordert anderes, wird das Wort „umfassen" und Variationen wie „umfasst" und „umfassend" so verstanden, dass es das Einschließen einer festgesetzten ganzen Zahl oder eines Schritts oder einer Gruppe von ganzen Zahlen oder Schritte einschließt, jedoch nicht eine beliebige andere ganze Zahl oder einen Schritt oder eine Gruppe von ganzen Zahlen oder Schritte ausschließt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen:
ist 1 eine Figur, die ein Beispiel einer Herstellungsvorrichtung darstellt, wie sie in der vorliegenden Erfindung vorliegt;
stellt 2 eine Schnitt-Form einer kreisförmigen Düse dar, die geeignet ist, in der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden;
stellt 3 ein Beispiel einer Herstellungsvorrichtung dar, die eine Vakuumkammer aufweist;
stellt 4 in Beispiel dar, worin ein Heizgerät vor der Vakuumkammer angebracht ist;
ist 5 eine schematische Ansicht eines Beispiels einer Herstellungsvorrichtung, die zum Ausführen, unter Verwendung einer kreisförmigen Düse, geeignet ist;
zeigt 6 eine andere Ausführungsform einer Herstellungsvorrichtung, die zum Ausführen geeignet ist;
zeigt 7 eine weitere andere Ausführungsform einer Herstellungsvorrichtung, die zum Ausführen geeignet ist;
zeigt 8 eine andere Ausführungsform einer Herstellungsvorrichtung, die zum Ausführen geeignet ist;
zeigt 9 ein Beispiel einer Vorrichtung zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, worin eine Vakuumkammer direkt mit einer Düse verbunden ist;
zeigt 10 ein strukturelles Beispiel eines äußeren und inneren Zylinders zum Bilden einer Vakuumkammer;
zeigt 11 ein strukturelles Beispiel eines äußeren und inneren Zylinders zum Bilden einer Vakuumkammer;
zeigt 12 ein strukturelles Beispiel eines äußeren und inneren Zylinders zum Bilden einer Vakuumkammer;
zeigt 13 ein Beispiel der Struktur und Anbringen einer Manschette;
zeigt 14 ein Beispiel der Struktur einer Vakuumkammer und ein Beispiel eines Zustands, in dem eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie hergestellt wird;
zeigt 15 ein Beispiel einer Anordnung, in der ein Extruder zum Extrudieren eines thermoplastischen Harzes zum Bilden einer geschäumten Schicht mit einer Zahnradpumpe ausgerüstet ist;
ist 16 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels des Behälterkörpers;
ist 17 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, das zum Herstellen des Behälterkörpers verwendet wird;
sind 18(a) und 18(b) schematische Längsschnitt-Ansichten, die ein Beispiel einer Art darstellen, wie die Oberfläche des inneren Zylinders 9 verarbeitet wird, um sie uneben zu machen;
ist 19 eine schematische Ansicht eines Beispiels einer Herstellungsvorrichtung, die zum Ausführen geeignet ist. 19(a) zeigt, dass das Laminieren und Anhaften einer Gasbarriere-Harzschicht zwischen zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien mit einer dreischichtigen Struktur, eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer siebenschichtigen Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schich/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht ergibt. 19(b) zeigt, dass das Laminieren und Anheften einer Gasbarriere-Harzschicht auf die Oberfläche einer beliebigen von zweischichtigen geschäumten Polyolefinfolien mit einer dreischichtigen Struktur eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer siebenschichtigen Struktur von Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht ergibt. 19(c) zeigt, dass das Laminieren und Anheften einer Gasbarriere-Harzschicht auf die Oberfläche einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie mit einer dreischichtigen Struktur eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer vierschichtigen Struktur von Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht ergibt;
zeigt 20 eine andere Ausführungsform einer Herstellungsvorrichtung, die zum Ausführen geeignet ist. 20(a) zeigt, dass das Laminieren und Anheften einer Gasbarriere-Harzschicht zwischen zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien mit einer zweischichtigen Struktur, eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer fünfschichtigen Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/Gasbarriere-Harzschicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht ergibt. 20(b) und 20(c) zeigen, dass das Laminieren und Anheften einer Gasbarriere-Harzschicht auf eine Oberfläche einer beliebigen von zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien mit einer zweischichtigen Struktur eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer fünfschichtigen Struktur von Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht ergibt;
zeigt 21 noch eine andere Ausführungsform einer Herstellungsvorrichtung, die zum Ausführen geeignet ist. 21(a) zeigt, dass das Laminieren und Anheften einer Gasbarriere-Harzschicht zwischen zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien mit einer zweischichtigen Struktur eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer fünfschichtigen Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/Gasbarriere-Harzschicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht ergibt. 21(b) zeigt, dass das Laminieren und Anheften einer Gasbarriere-Harzschicht auf die Oberfläche einer beliebigen von zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien mit einer zweischichtigen Struktur eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer fünfschichtigen Struktur von Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht ergibt; und
zeigt 22 ferner noch eine andere Ausführungsform einer Herstellungsvorrichtung, die zum Ausführen geeignet ist. 22(a) zeigt, dass das Laminieren und Anheften einer Gasbarriere-Harzschicht zwischen zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien mit einer zweischichtigen Struktur eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer fünfschichtigen Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/Gasbarriere-Harzschicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht ergibt. 22(b) zeigt, dass das Laminieren und Anheften einer Gasbarriere-Harzschicht auf eine Oberfläche einer beliebigen von zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien mit einer zweischichtigen Struktur eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer fünfschichtigen Struktur von Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht ergibt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die nicht-geschäumte Polyolefinschicht wird integral auf wenigstens einer Oberfläche der geschäumten Polyolefinschicht durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung gebildet, und die zu erhaltende mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie ist deshalb ausgezeichnet in der Vakuumformbarkeit.
Verschiedene Arten von Harzmaterialien werden laminiert und in ihrem geschmolzenen Zustand im Coextrusionsschritt extrudiert. Die Verweilzeit der Harzmaterialien in der Düse nach dem Laminieren liegt bevorzugt bei 0,1 bis 20 Sekunden, stärker bevorzugt bei 0,5 bis 15 Sekunden.
Die oben genannte mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie hat bevorzugt eine Struktur von nicht-geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht, d.h. eine Struktur, in der sich die nicht-geschäumten Polyolefinschichten auf beiden Oberflächen der geschäumten Polyolefinschicht befinden. Dies kann die Glätte der beiden Oberflächen der geschäumten Folie verbessern, und die geschäumte Folie kann mit guter Formbarkeit vakuumgeformt werden, welche Seite auch immer angesaugt wird.
In der vorliegenden Erfindung bedeutet Coextrusion, dass das Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und das Material zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht zum Zusammenschweißen laminiert werden und dann extrudiert werden, bevor das Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht geschäumt wird.
Als Material zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht in der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt ein Polypropylen mit einer langkettigen Verzweigung oder ein Harzhaftmittel auf Polyolefinbasis mit einer langkettigen Verzweigung verwendet. Diese Harze auf Polyolefinbasis haben bevorzugt einen Verzweigungsindex [A], der 0,20 ≤ [A] ≤ 0,98 erfüllt. Der Verzweigungsindex liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,30 ≤ [A] ≤ 0,90, stärker bevorzugt in einem Bereich von 0,40 ≤ [A] ≤ 0,80.
Die Harze auf Polyolefinbasis mit der langkettigen Verzweigung haben einen Verzweigungsindex [A], der 0,20 ≤ [A] ≤ 0,98 erfüllt, und in seinem geschmolzenen Zustand eine große Festigkeit aufweist. Deshalb zeigt das Bereitstellen einer nicht-geschäumten Harzschicht, die diese Harze auf Polyolefinbasis zum Bilden einer Oberfläche auf der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie umfasst, die Wirkung, dass der Bildung von Unregelmäßigkeiten, die entweder durch Zellen, die durch den Schaumbilder in der inneren geschäumten Schicht gebildet werden, oder solchen, die aus dem Zerreißen von Zellen resultieren, vorgebeugt wird. Als Ergebnis wird eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer hohen Dehnungsrate und einer hohen Oberflächenglätte erhalten, die exzellent in sekundärer Formbarkeit wie der Vakuumformbarkeit ist.
Der Verzweigungsindex drückt den Grad der langkettigen Verzweigung aus und ist ein Wert, der durch den folgenden Ausdruck definiert wird: Verzweigungsindex [A] = [η]Br/[η]Lin
In dem Ausdruck ist [η]Br die intrinsische Viskosität eines verzweigten Polypropylens und [η]Lin ist die intrinsische Viskosität eines semikristallinen linearen Polypropylens, das hauptsächlich isotaktisch ist und ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht aufweist, das im Wesentlichen gleich dem des verzweigten Polypropylens ist.
Die intrinsische Viskosität ist ebenso als begrenzende Viskositätszahl bekannt und ist ein Maß für die Fähigkeit eines Polymermoleküls, die Viskosität einer Lösung in ihrer allgemeiner Bedeutung zu erhöhen. Die intrinsische Viskosität hängt von der Größe und Gestalt des zu lösenden Polymermoleküls ab. Deshalb ist, im Vergleich eines nicht-linearen Polymers und eines linearen Polymers mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht, das dem des nicht-linearen Polymers gleich ist, die intrinsische Viskosität ein Wert, der die Konfiguration des nicht-linearen Polymermoleküls angibt. Das heißt, das vorangehende Verhältnis der intrinsischen Viskositäten ist ein Maß des Verzweigungsgrades des nicht-linearen Polymers und wird als Verzweigungsindex definiert. Ein Verfahren, die intrinsischen Viskositäten des Polypropylens mit der langkettigen Verzweigung und des Harzhaftmittels auf Polyolefinbasis zu messen wird in J. App. Poly. Sci.14, 2947-2963 (1970), Elliott et al,. offenbart. In dieser Beschreibung werden alle intrinsischen Viskositäten aus Messungen von Proben, die in Tetralin oder Orthodichlorbenzol bei 135°C gelöst sind, erhalten.
Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht (Mw) kann mit verschiedenen Verfahren gemessen werden. Die bevorzugt verwendeten Verfahren sind das GPC-Verfahren und das Verfahren, das von M.L. McConnell im American Laboratory, May, 63-75 (1978) veröffentlicht wurde, d. h. die Kleinwinkel-Laserlichtstreuungs-Photometrie.
Die Herstellungsvorrichtung, die in dem Herstellungsverfahren verwendet wird, kann bevorzugt eine Zahnradpumpe aufweisen, die zwischen wenigstens dem einen Extruder und der Extrusionsdüse angebracht ist.
Wenn eine Zahnradpumpe angebracht ist, wird die Einheitlichkeit der Extrusionsrate des Harzes verbessert und die Schwankung in der Dicke der geschäumten Polyolefinfolie vermindert. Insbesondere, da die Schwankung in der Dicke des Harzes bei dessen Extrusion durch das Schäumen verstärkt wird, ist es wirksam und bevorzugt, dass die Zahnradpumpe zum Verbessern der Einheitlichkeit der Dicke der Folie an dem Extruder zum Extrudieren des schäumbaren Harzes vorgesehen ist.
Im Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist eine Ausführungsform bevorzugt, in der eine kreisförmige Düse als Extrusionsdüse verwendet wird und das Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und das zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht in eine zylindrische Form im Coextrusionsschritt coextrudiert werden.
In dieser Ausführungsform kann eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie hergestellt werden, die gänzlich einheitlich ist und eine hohe Dehnungsrate aufweist, und eine breite mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie kann unter Verwendung einer Düse mit einem relativ kleinen Durchmesser hergestellt werden.
Der Coextrusionsschritt wird bevorzugt unter Bedingungen ausgeführt, die die folgende Gleichung erfüllen 10 > Q (kg/Std)/W (mm) ≥ 03wobei „Q (kg/Std)" die Menge an Harz bezeichnet, die durch die Extrusionsdüse extrudiert werden soll und „W (mm)" den Durchmesser der Düsenlippe. Stärker bevorzugt ist Q (kg/Std)/W (mm) gleich oder größer als 0.5.
Wenn Q (kg/Std)/W (mm) weniger als 0,3 ist, kann die Vergröberung von Zellen und ein schlechtes Erscheinungsbild wie Streifen auftreten. Wenn 10 überschritten wird, kann ein Problem mit dem Ansteigen der Ausrüstungskosten auftreten.
Das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung weist bevorzugt einen Dehnungsschritt zum Dehnen der coextrudierten, mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie senkrecht zur Extrusionsrichtung mittels einer Dehnungsvorrichtung auf, wobei der Dehnungsschritt nach dem Coextrusionsschritt durchgeführt wird.
Durch Ausführen des Dehnungsschrittes kann eine dünne Folie, die schwierig durch bloße Extrusion herzustellen ist, leicht hergestellt werden. Ferner kann, da das Dehnen nach der Extrusion durchgeführt wird, eine breite mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie unter Verwendung eines Extruders mit einem kleinen Durchmesser hergestellt werden.
Die Dehnungsvorrichtung ist bevorzugt ein Dorn.
Wenn ein Dorn verwendet wird, kann die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie, die in eine zylindrische Form unter Verwendung einer kreisförmigen Düse extrudiert wurde, leicht, einfach und einheitlich gedehnt werden.
Als ein Beispiel wird, wenn eine flache Düse wie eine T-Düse als Extrusionsdüse verwendet wird, ein Spannrahmen wie ein Krallenspannrahmen oder ein Nadelspannrahmen bevorzugt als Dehnungsvorrichtung verwendet.
Die Dehnungsrate im Dehnungsschritt liegt bevorzugt bei 1,5 bis 4,5 fach.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Herstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung weist einen Laminierschritt zum Laminieren wenigstens einer hergestellten, mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie auf.
Wenn der Laminierschritt vorgesehen ist, werden wenigstens zwei geschäumte Schichten gebildet, die durch eine Zwischenschicht, die eine nicht-geschäumte Schicht ist, getrennt werden, und mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolien, die wenigstens eine Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht aufweisen, bevorzugt mit einer Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht, können kontinuierlich hergestellt werden. Solche laminierten, mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien sind in der Vakuumformbarkeit in höchstem Maße außerordentlich.
Der Laminierschritt ist bevorzugt ein Schritt, in dem die coextrudierte, mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie zusammengefaltet, übereinandergelagert und zum Beispiel unter Verwendung einer Andruckwalze zusammenlaminiert wird. Im Fall, dass die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie in eine zylindrische Form coextrudiert wurde, wird sie bevorzugt laminiert wie sie ist oder übereinandergelagert und laminiert nachdem sie an wenigstens einem Punkt entlang ihrer longitudinalen Achse fortgesetzt eingeschnitten wurde.
Das Herstellungsverfahren kann ferner einen Druckreduzierschritt enthalten, in dem die extrudierte, mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie, zum Erhöhen der Dehnungsrate der geschäumten Schicht durch eine Vakuumkammer geführt wird.
Durch Durchführen des Druckreduzierschritts kann eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer geschäumten Schicht, die eine hohe Dehnungsrate aufweist, erhalten werden, die ebenso eine glatte Oberfläche und ein gutes Erscheinungsbild aufweist.
Das Herstellungsverfahren kann einen Aufwärmschritt zum Aufwärmen der extrudierten, mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie aufweisen, wobei der Vorwärmschritt vor wenigstens einem der Schritte, dem Laminierschritt und/oder dem Druckreduzierschritt, durchgeführt wird. Durch Durchführen des Vorwärmschritts, kann eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer höheren Dehnungsrate erhalten werden.
In der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Abzugsvorrichtung zum Abnehmen der geschäumten Folie bereitgestellt. Es ist bevorzugt, dass die Rate des Abnehmens der geschäumten Schicht größer oder gleich ist als die 1,2fache lineare Geschwindigkeit der geschäumten Folie. Eine solche Ausführung kann ebenso in der Wirkung des Anstiegs der Dehnungsrate resultieren.
Das Herstellungsverfahren 2 kann ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie bereitstellen, die eine geschäumte Schicht und eine Gasbarriere-Harzschicht umfasst, wobei, wenn die Schicht vakuumgeformt wird, die Gasbarriere-Harzschicht nicht extrem dünn wird oder bricht, und welches ein einfaches Verfahren erfordert und die Herstellungskosten senkt. Da eine unabhängig hergestellte Gasbarriere-Harzfolie als Gasbarriere-Harzschicht verwendet wird, kann optional eine Gasbarriere-Harzschicht verwendet werden, die eine angepasste Dicke und eine angepasste Genauigkeit in der Dicke aufweist. Zum Beispiel kann eine Dickeverteilung, Tmax/Tmin, die in einer Fläche von wenigstens 25 cm² gemessen wird, einem Bereich von 1,0 bis 1,2 angepasst werden, und die Dicke T kann einem Bereich von 80 bis 300 μm angepasst werden. Dieses Verfahren erfordert keinen eigenen Schritt des Verbindens und erfordert deshalb nur einfache Schritte. Tmax und Tmin bezeichnen entsprechend die Maximal- und Minimalwerte der Dicke. Es ist bevorzugt, dass Tmax/Tmin in einem Messfläche von 25 cm² oder mehr in einem Bereich von 1,0 bis 1,2 liegt, da die Einheitlichkeit hoch ist.
Stärker bevorzugt ist es, die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie anzupassen, dass sie eine Dickeverteilung Tmax/Tmin in einem Bereich von 1,0 bis 1,2 aufweist und/oder eine Dicke, T, in einem Bereich von 10 bis 150 μm in einer Messfläche von 25 cm² oder mehr.
Beispiele für einfache grundlegende Zusammensetzungen der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, die im Herstellungsverfahren erhalten wird, schließen Strukturen ein, die drei Schichten, wie eine Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht und nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/Gasbarriere-Harzschicht umfassen, bevorzugt Strukturen, die vier Schichten, wie eine Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht umfassen, Strukturen, die fünf Schichten, wie nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/Glasbarriere-Harzschicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht umfassen, oder Strukturen, die sieben Schichten, wie Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht oder nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht umfassen. Ferner können die Schichten laminiert werden, so dass Strukturen mit mehr Schichten als diese, die oben erwähnt sind, gebildet werden.
Beispiele des oben beschriebenen Herstellungsverfahrens schließen die folgenden ein, die in den 19 bis 22 gezeigt werden.

(a) Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, wobei ein erster Extruder und ein zweiter Extruder bereitgestellt werden und die Extrusionsdüse eine kreisförmige Düse ist, wobei das Material zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht und das Material zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht in eine zylindrische Form zum Bilden der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, im Coextrusionsschritt coextrudiert werden, wobei das Verfahren ferner einen Schritt des Einschneidens umfasst, zum Einschneiden der zylindrischen, mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie an zwei Punkten entlang ihrer longitudinalen Achse zum Bilden von zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien, wobei die Gasbarriere-Harzfolie zwischen den beiden mehrschichtigen geschäumten Polyolefinschichten zugeführt wird, die nachfolgend an die beiden Oberflächen der Gasbarriere-Harzschicht zum Bilden der Gasbarriere-Harzschicht im Laminierschritt laminiert werden.

Durch dieses Verfahren kann zum Beispiel eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht leicht hergestellt werden.
Das oben genannte Beispiel ist in 19(a) dargestellt.

(b) Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinschicht, das einen Laminierungsschritt umfasst, in dem die Gasbarriere-Harzfolie auf wenigstens eine Oberfläche der zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien aufgebracht wird, so dass eine äußerste Schicht gebildet wird und die Gasbarriere-Harzfolie und die zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien zum Bilden der Gasbarriere-Harzschicht anstelle des Laminierschritts der vorhergehenden Ausführungsform (a) zusammenlaminiert werden.

Durch dieses Verfahren kann zum Beispiel eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer Zusammensetzung aus Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht leicht hergestellt werden.
Das oben genannte Beispiel wird in 19(b) gezeigt.

(c) Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, das einen Schritt des Einschneidens zum Einschneiden der zylindrischen, mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie entlang ihrer longitudinalen Achse an wenigstens einem Punkt anstelle des Schritts des Einschneidens aus der vorhergehenden Ausführungsform (a) umfasst, wobei die Gasbarriere-Harzschicht zum Bilden ei^ner äußersten Schicht auf wenigstens einer Oberfläche der zwei mehrschichtigeⁿ geschäumten Polyolefinschichten aufgebracht wird und die Gasbarriere-Harzfolie und die zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien, zum Bilden der Gasbarriere-Harzschicht anstelle des vorhergehenden Laminierschritts zusammenlaminiert werden.

Durch dieses Verfahren kann zu Beispiel eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer Zusammensetzung aus Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht leicht hergestellt werden.
Das oben genannte Beispiel ist in 19(c) gezeigt.

(d) Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, worin ein erster Extruder und ein zweiter Extruder bereitgestellt werden und die Extrusionsdüse eine flache Düse ist, die zwei parallel zueinander liegende Extrusionsöffnungen aufweist, wobei das Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und das Material zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht den Extrusionsöffnungen der Extrusionsdüse zugeführt werden, um zum Bilden von zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien im Coextrusionsschritt coextrudiert zu werden, wobei die Gasbarriere-Harzfolie zwischen den beiden mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien zugeführt wird und mit ihnen zum Bilden der Gasbarriere-Harzschicht im Laminierungsschritt laminiert wird.

Das oben genannte Beispiel ist in 20(a) dargestellt.

(e) Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, das anstelle des Laminierschritts des vorhergehenden Ausführungsbeispiels (d), einen Laminierschritt umfasst, in dem die Gasbarriere-Harzfolie zum Bilden einer äußersten Schicht auf wenigstens eine Oberfläche der zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien aufgebracht wird, und die Gasbarriere-Harzfolie und die zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinschichten zum Bilden der Gasbarriere-Harzschicht zusammenlaminiert werden.

Das oben genannte Beispiel ist in den 20(b) oder (c) gezeigt.

(f) Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, wobei ein erster Extruder und ein zweiter Extruder bereitgestellt werden und zwei flache Düsen als Extrusionsdüsen bereitgestellt werden, von denen jede eine parallele Extrusionsöffnung aufweist, wobei das Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und das Material zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht entsprechend den Extrusionsöffnungen der zwei Düsen zugeführt wird, und zum Bilden von zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien im Coextrusionsschritt coextrudiert wird, wobei die Gasbarriere-Harzfolie zwischen den zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinschichten zugeführt wird und diese zum Bilden der Gasbarriere-Harzschicht im Laminierungsschritt zusammenlaminiert werden.

Das oben genannte Beispiel ist in 21(a) gezeigt.

(g) Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, worin die Gasbarriere-Harzfolie zum Bilden einer äußersten Schicht auf wenigstens einer Oberfläche der zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien aufgebracht wird, und die Gasbarriere-Harzfolie und die zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien zum Bilden der Gasbarriere-Harzschicht anstelle der Durchführung des Laminierschritts des vorhergehenden Ausführungsbeispieles (f), zusammenlaminiert werden.

Durch die vorangehenden zwei Verfahren können zum Beispiel mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolien mit einer Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/Gasbarriere-Harzschicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht und von Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht leicht hergestellt werden.
Das oben genannte Beispiel ist in 21(b) gezeigt.

(h) Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, wobei zwei erste Extruder und zwei zweite Extruder bereitgestellt werden, wobei zwei flache Düsen, von denen jede eine Extrusionsöffnung aufweist, oder zwei kreisförmige Düsen als Extrusionsdüsen bereitgestellt werden, wobei das Verfahren zwei Gruppen von Herstellungsvorrichtungen verwendet, umfassend einen ersten Extruder, einen zweiten Extruder und eine Extrusionsdüse, wobei das Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und das Material zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht den zwei Gruppen der Herstellungsvorrichtungen zugeführt werden und zum Bilden von zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien im Coextrusionsschritt coextrudiert werden, wobei die Gasbarriere-Harzfolie zwischen den beiden mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien zugeführt wird und mit diesen zum Bilden der Gasbarriere-Harzschicht im Laminierungsschritt zusammenlaminiert wird.

Das oben genannte Beispiel ist in 22(a) gezeigt.

(i) Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, wobei die Gasbarriere-Harzfolie zum Bilden einer äußersten Schicht auf wenigstens einer Oberfläche der zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien bereitgestellt wird, und die Gasbarriere-Harzfolie und die zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien zum Bilden der Gasbarriere-Harzschicht anstelle der Durchführung des Laminierschritts des vorhergehenden Ausführungsbeispiels (h), zusammenlaminiert werden.

Das Verfahren ist dahingehend problematisch, dass die Anzahl der Extruder groß ist, es kann aber eine große Vielzahl von mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien, abhängig von deren Zwecken, erhalten werden.
Das oben genannte Beispiel ist in 22(b) gezeigt.
Die oben beschriebenen Herstellungsverfahren können ferner einen Druckreduzierschritt aufweisen, um die extrudierte, mehrschichtige geschäumte Polyolefinschicht durch eine Vakuumkammer, zum Erhöhen der Dehnungsrate der geschäumten Schicht, zu führen. Ein solches Verfahren hat den Vorteil, dass die Dehnungsrate der geschäumten Schicht leicht gut angepasst werden kann.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform umfasst ferner einen Aufwärmschritt zum Aufwärmen der extrudierten mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, wobei der Aufwärmschritt vor wenigstens einem der Schritte, dem Laminierungsschritt und dem Druckverminderungsschritt ausgeführt wird. Das bewirkt, dass die Dehnungsrate angepasst und die Haftungsfestigkeit zwischen den Schichten sichergestellt wird.
Wie oben beschrieben, betrifft das Herstellungsverfahren 2 ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie mit einer Gasbarriere-Harzschicht und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters, der Gasbarriere-Eigenschaften, Wärmeisolierungseigenschaften, ein leichtes Gewicht und dergleichen aufweisen soll, wie Behälter für Lebensmittel, oder eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie, die zum Herstellen geeignet ist.
Als Verfahren zum Herstellen einer herkömmlichen geschäumten Folie mit einer Gasbarriere-Harzschicht sind die folgenden Verfahren bekannt, zum Beispiel:

(1) Ein Verfahren, in dem eine geschäumte Schicht und eine Gasbarriere-Harzschicht mit Hilfe eines Haftmittels zusammenlaminiert werden.
(2) Ein Verfahren, in dem ein Material zum Bilden einer geschäumten Folie und ein Material zum Bilden einer Gasbarriere-Harzschicht durch eine einzelne Extrusionsdüse unter Verwendung von getrennten Extrudern coextrudiert werden.

Dennoch ist das Verfahren (1) dahingehend problematisch, dass das Laminieren unter Verwendung eines Haftmittels einen Schritt des Verbindens erfordert, der einen Schritt zum Aufbringen eines Haftmittels zusätzlich zu einem Schritt zum Herstellen einer geschäumten Polyolefinfolie einschließt, was in hohen Herstellungskosten resultiert und darin, dass das organische Lösungsmittel, das in dem Haftmittel enthalten ist, in dem Produkt verbleibt und wenn dieses Produkt als Behälter für Lebensmittel verwendet wird, das Lösungsmittel in die Lebensmittel austritt. Das Verfahren 2 erfordert keinen Schritt des Verbindens und weist keine Probleme mit einem Lösungsmittelrückstand oder dergleichen auf. Dennoch, da in diesem Verfahren die geschäumte Folie durch die Coextrusion der Gasbarriere-Harzschicht mit einer anderen Schicht gebildet wird, ist die Dicke der Gasbarriere-Harzschicht schwierig anzupassen und deshalb variiert die Dicke der Barriere-Harzschicht erheblich. Daher ist dieses Verfahren dahingehend problematisch, dass wenn die resultierende, mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie zum Bereitstellen eines Behälters für Lebensmittel oder dergleichen vakuumgeformt wird, Bereiche auftreten, in denen die Gasbarriere-Harzschicht extrem dünn oder zerbrochen ist und es daher dort keine Gasbarriere-Harzschicht gibt, was manchmal in Verschlechterung der Lebensmittelqualität während ihrer Lagerung resultiert.
Ferner hat das Coextrusionsverfahren ein Problem dahingehend, dass die Gasbarriere-Harzschicht auch geschäumt wird, so dass die Gasbarriere-Eigenschaften nicht ausreichend zutage treten. Das Herstellungsverfahren 2 überwindet diese Probleme und stellt insbesondere ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinschicht bereit, die eine Schaumschicht und eine Gasbarriere-Harzschicht umfasst, wobei die Gasbarriere-Harzschicht nicht extrem dünn wird oder zerbricht, wenn die geschäumte Schicht vakuumgeformt wird und wobei das Verfahren einfache Schritte aufweist und geeignet ist, die Herstellungskosten zu senken.
Die Herstellungsvorrichtung 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:
wenigstens einen Extruder, der mit einer Anordnung für die Zuleitung eines Schaumbildners ausgerüstet ist, wobei in dem Extruder ein Harzmaterial zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht geschmolzen wird und das geschmolzene Harzmaterial zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und der Schaumbildner, zum Bilden eines Materials zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht, gemischt werden,
eine kreisförmige Düse, die an dem Extruder angebracht ist, durch die das Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht in eine zylindrische Form extrudiert wird, und
eine Vakuumkammer zum Umwandeln des Materials zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht in Schaum, wobei die Vakuumkammer mit der kreisförmigen Düse verbunden ist und einen inneren Zylinder und einen äußeren Zylinder umfasst, der den inneren Zylinder bedeckt.
Wenn eine Herstellungsvorrichtung mit einer solchen Struktur verwendet wird, wird es, da das Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht direkt nach der Extrusion in das Vakuum gebracht wird, nicht auf einmal gekühlt und wird mit seinem ganzen einheitlich erhitzten Körper geschäumt. Daher kann ein einheitlich geschäumter Schaum mit einer hohen Dehnungsrate hergestellt werden. Darüber hinaus sind, da kein Bedarf besteht, andere Erwärmungsgeräte bereitzustellen, die Anlagen billig und es gibt einen energetischen Vorteil.
Die Verwendung der kreisförmigen Düse erlaubt die Herstellung breiter Folien in einem relativ engen Raum und erlaubt es ebenso, geschäumte Polyolefinfolien mit einer hohen Einheitlichkeit herzustellen.
Es ist bevorzugt, dass in der oben beschriebenen Herstellungsvorrichtung die kreisförmige Düse ferner mit wenigstens einem Extruder zum Extrudieren des Materials zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht ausgerüstet ist und die kreisförmige Düse eine Düse ist, die mehrere Schichten formen kann und eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie herstellen kann, die durch Coextrudieren des Materials zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht und des Materials zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht in ihrem geschmolzenen Zustand wenigstens eine geschäumte Polyolefinschicht und wenigstens eine nicht-geschäumte Polyolefinschicht umfasst.
Wenn die nicht-geschäumte Schicht als Oberflächenschicht gebildet wird, kann eine geschäumte Polyolefinschicht mit ausgezeichneter Oberflächenglätte hergestellt werden, und ebenso wird die Vakuumformbarkeit der geschäumten Polyolefinschicht verbessert. Die Coextrusion erlaubt es, dass die geschäumte Schicht und die nicht-geschäumte Schicht anhaften und ohne Verwendung eines Haftmittels laminiert werden.
Wenn eine kreisförmige Düse verwendet wird, werden die geschäumten Polyolefinfolien in einer zylindrischen Form hergestellt. Daher können gänzlich einheitlich geschäumte Polyolefinfolien mit hohen Dehnungsraten hergestellt werden. Darüber hinaus können breite geschäumte Polyolefinfolien hergestellt werden, selbst wenn eine Düse mit einem direkt nach der Extrusion relativ kleinen Format verwendet wird. Zusätzlich kann, da die geschäumte Polyolefinfolie einen kleinen Durchmesser aufweist, eine Vakuumkammer mit einer relativ einfachen Struktur konstruiert werden.
In der oben beschriebenen Herstellungsvorrichtung ist der innere Zylinder bevorzugt ein Dorn, der geeignet ist, den Durchmesser der zylindrischen extrudierten Folie zu vergrößern.
Eine solche Vorrichtung ist einfach, und eine geschäumte Polyolefinfolie entsprechend der erforderlichen Dicke und Breite kann durch Variieren der Form des Dorns hergestellt werden.
Der Dorn ist derart geformt, dass er in seinem Teil nahe des Harzauslasses in der kreisförmigen Düse einen äußeren Durchmesser ähnlich dem Durchmesser der extrudierten zylindrischen Folie hat, sein Durchmesser nimmt in Stromabwärtsrichtung des Flusses der geschäumten Polyolefinfolie zu, und er hat in seiner optionalen Position am Ende der Vakuumkammer einen vorbestimmten Durchmesser entsprechend der Größe der herzustellenden geschäumten Polyolefinfolie.
Der Dorn kann ebenso geformt sein, dass er an seinem Abschnitt nahe des Harzauslasses des Extruders einen äußeren Durchmesser aufweist, der gleich dem Durchmesser der gewünschten gebildeten Polyolefinfolie ist, wobei sein Durchmesser in Stromabwärtsrichtung des Flusses der geschäumten Polyolefinfolie gleich bleibt, oder er hat an seinem Abschnitt nahe des Harzauslasses des Extruders einen äußeren Durchmesser, der 1 bis 10% größer ist als der Durchmesser der gewünschten herzustellenden Folie, wobei sein Durchmesser einen vorherbestimmten Durchmesser entsprechend der Größe der herzustellenden geschäumten Polyolefinfolie in Stromabwärtsrichtung des Flusses der geschäumten Folie hat.
Die oben beschriebene Herstellungsvorrichtung ist eine, worin eine Manschette zum Versiegeln der Vakuumkammer auf wenigstens dem äußeren Umfang des inneren Zylinders und dem inneren Umfang des äußeren Zylinders bereitgestellt wird.
Die geschäumte Polyolefinfolie wird kontinuierlich hergestellt und durch den Raum zwischen dem äußeren Umfang des inneren Zylinders und dem inneren Umfang des äußeren Zylinders geführt, um zur Außenseite der Vorrichtung geführt zu werden. Deshalb muss, wenn der Raum nur mit der geschäumten Polyolefinfolie verschlossen ist, welche ein Produkt ist, dieser eine solche Weite aufweisen, dass die Polyolefinfolie nach dem Schäumen ohne Widerstand durchlaufen kann. Wenn der Raum zu weit ist, muss ein Druckreduzierer mit einem großen Versatz zum stabilen Aufrechterhalten des Vakuumgrades in der Vakuumkammer bereitgestellt werden, und die Vorrichtung wird teuer. Wenn die vorgenannte Konstruktion eingesetzt wird, kann das Versiegeln zum Herstellen eines Vakuums in der Vakuumkammer wirksam ausgeführt werden, und zur selben Zeit kann die geschäumte Polyolefinfolie nach dem Schäumen leicht geführt werden. Die Manschette wird bevorzugt an der Auslassseite der Vakuumkammer bereitgestellt, das heißt stromabwärts des Flusses der geschäumten Polyolefinfolie.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat wenigstens einer der Zylinder, der Innere und der Äußere Zylinder einen Temperaturregler. Als Temperaturregler wird ein Kühlgerät oder ein Heizgerät, jeweils abhängig von den Eigenschaften des Harzes, Eigenschaften wie der Dicke und der Dehnungsrate der herzustellenden geschäumten Polyolefinfolie, ausgewählt. Die gemeinsame Verwendung des Kühlgerätes und des Heizgerätes, wenn erforderlich, ist ebenfalls eine bevorzugte Ausführungsform.
Eine solche Konstruktion erlaubt es, den Schäumungszustand so zu steuern, dass er abhängig von den erforderlichen Eigenschaften gut ist. Der Temperaturregler wird bevorzugt an beiden, dem inneren und dem äußeren Zylinder, bereitgestellt. Der Temperaturregler kann zum Beispiel ein Regler sein, in dem ein Heizmedium oder ein Kühlmedium durch den Raum geleitet wird, der im inneren Zylinder oder im äußeren Zylinder gebildet ist, und einer, in den heiße Luft oder kalte Luft durch den inneren oder den äußeren Zylinder von ihrer Außenseite eingeblasen wird, ist jedoch nicht auf diese beschränkt.
Es ist bevorzugt, dass auf wenigstens einer, der äußeren Umfangsfläche des inneren Zylinders und der Oberfläche des äußeren Zylinders, die dem Material zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht zugewandt ist, viele feine Unregelmäßigkeiten ausgebildet sind, da die Kontaktfläche der Wand der Vakuumkammer und der geschäumten Polyolefinschicht abnimmt, so dass der fluktuationsbedingte Widerstand, der verursacht wird, wenn die geschäumte Polyolefinfolie auf die Vakuumkammer unter Berühren von deren Wand durchläuft, vermindert wird. Die feine Unregelmäßigkeit ist eine, durch die die geschäumte Polyolefinfolie nach dem Schäumen, wenn sie daran vorbeifließt, geringen Widerstand erfährt. Beispiele für feine Unregelmäßigkeiten schließen eine Körnung, gebildet durch Ätzen ein, Unregelmäßigkeiten, die durch Sandstrahlen gebildet werden, Strahlputzen mit Stahlsand oder dergleichen und feine Riefen, die durch Gravieren gebildet werden.
Die oben beschriebene Herstellungsvorrichtung kann eine Zahnradpumpe aufweisen, die zwischen dem wenigstens einen Extruder und der kreisförmigen Düse befestigt ist.
Wenn eine Zahnradpumpe angebracht wird, wird die Einheitlichkeit der Extrusionsrate des Harzes verbessert und die Veränderungen in der Dicke der geschäumten Polyolefinfolie werden vermindert. Insbesondere ist es, da die Veränderungen in der Dicke des Harzes bei dessen Extrusion durch das Schäumen verstärkt wird, wirksam und bevorzugt, dass eine Zahnradpumpe an dem Extruder zum Extrudieren des schäumbaren Harzes zum Verbessern der Einheitlichkeit der Dicke der Folie bereitgestellt wird.
In der Herstellungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Abzugsvorrichtung zum Aufwickeln der geschäumten Polyolefinfolie und, wie benötigt, wenigstens eine Schneidevorrichtung zum Einschneiden der zylindrischen geschäumten Folie, eine Kompressionsverbindungsvorrichtung zum Kompressionsverbinden der zylindrischen geschäumten Folie zu einer zweischichtigen laminierten Folie oder dergleichen, bereitgestellt.
Das Herstellungsverfahren kann einen Schritt des Schmelzeknetens zum Schmelzen des Materials zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und Mischen des geschmolzenen Materials zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht mit einem Schaumbildner, zum Bilden des Materials für die geschäumte Polyolefinschicht, einen Extrusionsschritt zum Extrudieren des Materials zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht durch eine kreisförmige Düse in eine zylindrische Form, und einen Druckreduzierschritt zum Umwandeln des extrudierten zylindrischen Folienmaterials, zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht, in einen Schaum in einer Vakuumkammer, die an der kreisförmigen Düse angebracht ist, aufweisen.
Im oben genannten Verfahren ist es bevorzugt, dass die geschäumte Polyolefinfolie eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit wenigstens einer geschäumten Schicht und wenigstens einer nicht-geschäumten Schicht ist, die das Material zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht umfasst, und dass der Extrusionsschritt ein Coextrusionsschritt zum Coextrudieren des Materials zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und des Materials zum Bilden der nicht-eschäumten Polyolefinschicht in ihrem geschmolzenen Zustand zum Bilden einer zylindrischen mehrschichtigen Folie ist.
Das oben genannte Verfahren verwendet bevorzugt die oben genannte Herstellungsvorrichtung.
Da das Material zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht direkt nach der Extrusion in einen Vakuumzustand überführt wird, wird es nicht auf einmal gekühlt und wird mit seinem ganzen einheitlich erwärmten Körper geschäumt. Daher kann ein einheitlich geschäumter Schaum mit einer hohen Dehnungsrate hergestellt werden. Weiterhin gibt es keinen Bedarf, andere Heizgeräte bereitzustellen. Die Vorrichtungen sind billig, und es gibt einen energetischen Vorteil. Daher können geschäumte Polyolefinfolien mit geringen Kosten erhalten werden.
Wie oben beschrieben umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, insbesondere einer geschäumten Folie mit einer hohen Dehnungsrate, und eine Vorrichtung zum Herstellen der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie.
Vordem war eine Vorrichtung zum Herstellen eines thermoplastischen Schaums mit einer hohen Dehnungsrate unter Verwendung eines Schaumbildners, der keine Umweltprobleme wie Kohlendioxid verursacht, in dem offengelegten japanischen Patent Nr. Hei 11-240063 bekannt.
In dem bekannten Verfahren wird eine geschmolzene Mischung, die durch Mischen eines Schaumbildners und eines thermoplastischen Harzes einmal in Luft zum Bilden eines ersten Schaums extrudiert. Wenn der erste Schaum eine flache Folie ist, wird er direkt durch Schäumen in einer Vakuumkammer in einen zweiten Schaum umgewandelt. Wenn es sich um eine zylindrische Folie handelt, wird diese in den zweiten Schaum umgewandelt, nachdem sie zu einer flachen Folie geschnitten wurde.
Dieses Verfahren hat jedoch zum Beispiel folgende Probleme.

(1) Da es einen Schritt gibt, in dem die geschmolzene Mischung unter Atmosphärendruck zu dem ersten Schaum gebildet wird, fällt die Temperatur des Harzes, besonders die der Oberfläche des Harzes, während des Schritts ab und es können nur beschränkte Dehnungsraten durch das zweite Schäumen in der Vakuumkammer verwirklicht werden. Daher kann kein Schaum mit einer hohen Dehnungsrate erhalten werden. Der Versuch, die Dehnungsrate zu erhöhen, erfordert ein spezielles Heizgerät, welches die Vorrichtungskosten erhöht und in einem energetischen Nachteil resultiert.
(2) Die Vakuumkammer hat eine Anordnung, die nur auf eine flache Folie anwendbar ist. Daher erfordert der Versuch, eine breite Folie herzustellen, eine große Vorrichtung, welche wahrscheinlich Unterschiede in den Schäumungszuständen zwischen den Kanten und der Mitte der Folie hervorruft.

Ziel der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung ist es, diese Probleme zu überwinden, und konkret eine Vorrichtung zum Herstellen einer geschäumten Polyolefinfolie mit einer hohen Dehnungsrate und mit hoher Einheitlichkeit im Schäumungszustand der gesamten Folie bereitzustellen und ein Verfahren zum Herstellen einer geschäumten Polyolefinfolie.
Die geschäumte Folie der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine geschäumte Schicht und eine nicht-geschäumte Schicht aufweist, wobei die geschäumte Schicht aus einem Polyolefin und die nicht-geschäumte Schicht aus einem Propylen mit einer langkettigen Verzweigung oder einem Harzhaftmittel auf Polyolefinbasis mit einer langkettigen Verzweigung besteht.
Die geschäumte Folie der vorliegenden Erfindung stellt die Entwicklung von mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien mit ausgezeichneter Vakuumformbarkeit beim Herstellen bereit. Ferner können in dem Fall, in dem der Harzhaftmittel auf Polyolefinbasis für die nicht-geschäumte Schicht verwendet wird, wenn die nicht-geschäumte Schicht erhitzt wird, mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolien über die Schicht zum Bilden einer geschäumten Polyolefinfolie laminiert werden, die mehr Schichten aufweist als die mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien. Es wird ebenso möglich, die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einem anderen Schicht- oder Folienmaterial zu laminieren und zu versiegeln.
Der Harzhaftmittel auf Polyolefinbasis mit der langkettigen Verzweigung ist ein Harz mit einer verzweigten langen Kette, die eine funktionelle Gruppe wie eine Carboxylgruppe und eine Hydroxylgruppe aufweist. Da das Harz eine hohe Polarität aufweist, wird seine Haftfähigkeit mit dem Harzhaftmittel auf Polyolefinbasis und mit anderen Materialien, wie einem Heißkleber und einem Filmsubstrat, ausgezeichnet.
Das Polyolefin, das die nicht-geschäumte Schicht bildet, hat bevorzugt einen Verzweigungsindex [A], der 0,20 ≤ [A] ≤ 0,98 erfüllt. Der Verzweigungsindex liegt stärker bevorzugt in einem Bereich von 0,30 ≤ [A] ≤ 0,90, und am stärksten bevorzugt in einem Bereich von 0,40 ≤ [A] ≤ 0,80.
Die Harze auf Polyolefinbasis mit einer langkettigen Verzweigung und einem Verzweigungsindex [A], der 0,20 ≤ [A] ≤ 0,98 erfüllt, haben eine hohe Festigkeit in ihrem geschmolzenen Zustand. Daher zeigt das Bereitstellen einer nicht-geschäumten Harzschicht, die ein solches Harz zum Bilden einer Oberfläche der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinschicht umfasst, die Wirkung, dass der Entstehung von Unregelmäßigkeiten, die entweder durch Zellen, die durch den Schaumbildner in der inneren geschäumten Schicht gebildet werden, oder solchen, die aus dem Zerreißen von Zellen resultieren, vorgebeugt wird. Als Ergebnis wird eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer hohen Dehnungsrate und hoher Oberflächenglätte erhalten, die ausgezeichnet in sekundärer Formbarkeit wie der Vakuumformbarkeit ist.
Der Verzweigungsindex drückt den Grad der langkettigen Verzweigung aus und ist ein Wert, der durch den folgenden Ausdruck definiert wird: Verzweigungsindex [A] = [η]Br/[η]Lin
In dem Ausdruck [η]Br die intrinsische Viskosität eines verzweigten Polypropylens, und [η]Lin ist die intrinsische Viskosität eines semikristallinen linearen Polypropylens, das hauptsächlich isotaktisch ist und ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht aufweist, das im Wesentlichen gleich dem des verzweigten Polypropylens ist.
Die intrinsische Viskosität ist ebenso als beschränkende Viskositätszahl bekannt und ist ein Maß für die Fähigkeit eines Polymermoleküls, die Viskosität einer Lösung in ihrer allgemeinen Bedeutung zu erhöhen. Die intrinsische Viskosität hängt von der Größe und Gestalt des zu lösenden Polymermoleküls ab. Deshalb ist, im Vergleich eines nicht-linearen Polymers und eines linearen Polymers mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht, das dem des nicht-linearen Polymers gleich ist, die intrinsische Viskosität ein Wert, der die Konfiguration des nicht-linearen Polymermoleküls angibt. Das heißt, die vorangehende Verhältnis der intrinsischen Viskositäten ist ein Maß des Verzweigungsgrades des nicht-linearen Polymers und wird als Verzweigungsindex definiert. Ein Verfahren die intrinsischen Viskositäten des Harzhaftmittels auf Polyolefinbasis mit der langkettigen Verzweigung zu messen ist in J. Appl. Poly. Sci., 14, 2947-2963 (1970), Elliot et al. offenbart. In dieser Beschreibung werden alle intrinsischen Viskositäten aus Messungen von Proben, die in Tetralin oder Orthodichlorbenzol bei 135°C gelöst sind, erhalten.
Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht (Mw) kann mit verschiedenen Verfahren gemessen werden. Die bevorzugt verwendeten Verfahren sind das GPC-Verfahren und das Verfahren, das von M.L. McConnel in American Laboratory, May, 63-75 (1978) veröffentlicht wurde, das heißt, die Kleinwinkel-Laserlichtstreuungs-Photometrie.
Obwohl es für eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit großer Glätte ausreichend ist, wenigstens eine geschäumte Schicht und wenigstens eine nicht-geschäumte Schicht aufzuweisen, hat die Folie bevorzugt zwei nicht-geschäumte Schichten und hat eine dreischichtige Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht. In der Folie mit einer solchen Struktur werden die beiden Oberflächen aus den nicht-geschäumten Schichten gebildet und haben ausgezeichnete Glätte; die Folie ist ausgezeichnet in der Vakuumformbarkeit.
Die geschäumte Folie der vorliegenden Erfindung weist bevorzugt, wie oben beschrieben, drei nicht-geschäumte Schichten auf.
Wenn eine nicht-geschäumte Schicht zwischen geschäumten Schichten angeordnet ist, wird die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie in der Vakuumformbarkeit verbessert.
Die nicht-geschäumte Schicht ist eine Schicht mit einer Dehnungsrate von nicht weniger als einfach und nicht höher als 1,5fach, bevorzugt nicht weniger als einfach und nicht höher als 1,1fach. Die geschäumte Schicht ist eine Schicht mit einer Dehnungsrate von größer als 1,5fach, bevorzugt von 2,5 bis 40fach. Dehnungsraten von weniger als 2,5fach können in Schäumen resultieren, die in den Eigenschaften wie leichtes Gewicht und Hitzeisolierungseigenschaften unzureichend sind. Wenn die Dehnungsrate 40fach übersteigt, kann es schwierig werden eine geschäumte Schicht herzustellen, und dem Zerreißen von Zellen während der Vakuumformung kann nicht vorgebeugt werden. Die Dehnungsrate kann zum Beispiel durch Auswählen der Menge des zu verwendenden Schaumbildners und durch Ausführen eines Vakuumverfahrens nach dem Bilden der geschäumten Schicht angepasst werden.
Die vorher erwähnte geschäumte Schicht ist bevorzugt ein Polypropylenschaum.
Wenn sowohl die nicht-geschäumte Schicht, als auch die geschäumte Schicht aus Polypropylen bestehen, wird das Anhaften zwischen diesen Schichten verstärkt, und daher tritt, selbst wenn ein Vakuumformen ausgeführt wird, keine Ablösung auf. Daher kann eine stabile mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie hergestellt werden.
Das Polypropylen für die nicht-geschäumte Schicht und das für die geschäumte Schicht kann entweder dasselbe oder ein anderes sein.
Natürlich kann die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie eine sein, auf die eine Gasbarriere-Harzfolie, die wenigstens eine Gasbarriere-Harzschicht aufweist, laminiert ist.
Die geschäumte Schicht 2 ist eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie, die eine geschäumte Schicht mit wenigstens einer geschäumten Polyolefinschicht und eine Gasbarriere-Harzfolie mit wenigstens einer Gasbarriere-Harzschicht, die darauf laminiert ist, umfasst, wobei die Gasbarriere-Harzfolie eine Dicke, T, von 10 bis 300 μm aufweist und eine Dickeverteilung, Tmax/Tmin, von 1,0 bis 1,2 in einer Fläche von wenigstens 25 cm².
Die geschäumte Schicht 2 stellt die Entwicklung einer herzustellenden mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie bereit, deren Gasbarriere-Harzschicht nicht extrem dünn wird oder durch Vakuumformen zerreißt und die eine geschäumte Schicht und eine Gasbarriere-Harzschicht aufweist, aus der kein organisches Lösungsmittel austritt.
Zusätzlich ist eine breite Messfläche, in der Tmax/Tmin von 1,0 bis 1,2 beträgt, bevorzugt, solange sie 25 cm² beträgt oder mehr, da, sobald sie breiter wird, die Einheitlichkeit steigt.
Ferner weist die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie bevorzugt wenigstens eine nicht-geschäumte Schicht eines Harzes auf Polyolefinbasis auf, da die Folie ausgezeichnet in der Vakuumformbarkeit wird.
Die nicht-geschäumte Schicht ist eine Schicht mit einer Dehnungsrate von nicht weniger als einfach und nicht höher als 1,5fach, bevorzugt nicht weniger als einfach und nicht höher als 1,1fach. Die Dehnungsrate der geschäumten Schicht ist nicht besonders beschränkt, solange die gewünschte Wärmeisolierungseigenschaft und dergleichen erfüllt werden. Die geschäumte Schicht ist eine Schicht mit einer Dehnungsrate von höher als 1,5fach, bevorzugt von 2,5fach bis 40fach. Dehnungsraten von weniger als 2,5fach resultieren in Schäumen, die in den Eigenschaften wie leichtes Gewicht und der Wärmeisolationseigenschaft unzureichend sind. Wenn die Dehnungsrate 40fach übersteigt, kann die Herstellung einer geschäumten Folie schwierig werden, und dem Zerreißen der Zellen während dem Vakuumformen kann nicht vorgebeugt werden. Die Dehnungsrate kann zum Beispiel durch Auswählen der Menge des zu verwendenden Schaumbildners und durch Ausführen eines Vakuumverfahrens nach dem Bilden der geschäumten Schicht angepasst werden.
Das Harz auf Polyolefinbasis ist zum Beispiel ein Polypropylen mit einer langkettigen Verzweigung oder ein Harzhaftmittel auf Polyolefinbasis mit einer langkettigen Verzweigung. Diese Harze auf Polyolefinbasis haben bevorzugt einen Verzweigungsindex, [A], der 0,20 ≤ [A] ≤ 0,98 erfüllt, da eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einem ausgezeichneten Erscheinungsbild, Vakuumformbarkeit und dergleichen hergestellt werden kann. Der Verzweigungsindex liegt stärker bevorzugt in einem Bereich von 0,3 ≤ [A] ≤ 0,90, am stärksten bevorzugt in einem Bereich von 0,40 ≤ [A] ≤ 0,80.
Der Verzweigungsindex drückt den Grad der langkettigen Verzweigung aus und ist ein Wert, der durch den folgenden Ausdruck definiert wird: Verzweigungsindex [A] = [η]Br/[η]Lin
In dem Ausdruck bezeichnet [η]Br die intrinsische Viskosität eines verzweigten Polypropylens, und [η]Lin ist die intrinsische Viskosität eines semikristallinen linearen Polypropylens, das hauptsächlich isotaktisch ist und ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht aufweist, das im Wesentlichen gleich dem des verzweigten Polypropylens ist.
Die intrinsische Viskosität ist ebenso als begrenzende Viskositätszahl bekannt und ist ein Maß für die Fähigkeit eines Polymermoleküls, die Viskosität einer Lösung in ihrer allgemeinen Bedeutung zu erhöhen. Die intrinsische Viskosität hängt von der Größe und der Gestalt des zu lösenden Polymermoleküls ab. Deshalb ist, im Vergleich eines nicht-linearen Polymers und eines linearen Polymers, mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht, das gleich dem des nicht-linearen Polymers ist, die intrinsische Viskosität ein Wert, der die Konfiguration des nicht-linearen Polymermoleküls angibt. Das heißt, das vorangehende Verhältnis der intrinsischen Viskositäten ist ein Maß des Verzweigungsgrades des nicht-linearen Polymers und wird als Verzweigungsindex definiert. Ein Verfahren die intrinsischen Viskositäten des Polypropylens mit der langkettigen Verzweigung und des Harzhaftmitteles auf Polyolefinbasis mit einer langkettigen Verzweigung zu messen ist in J. Appl. Polym. Sci., 14, 2947-2963 (1970), Elliot et al. offenbart. In dieser Beschreibung werden alle intrinsischen Viskositäten aus Messungen von Proben, die in Tetralin oder Orthodichlorbenzol bei 135°C gelöst sind, erhalten.
Der Gehalt an organischen Verbindungen mit geringem Molekulargewicht, die 3 bis 4 Kohlenstoffatome in der geschäumten Schicht der vorliegenden Erfindung aufweisen, ist bevorzugt nicht höher als 10.000 ppm, stärker bevorzugt nicht höher als 1.000 ppm, und am stärksten bevorzugt nicht höher als 100 ppm, da keine Sicherheitsprobleme entstehen, wenn die geschäumte Folie zum Herstellen von Behältern für Lebensmittel verwendet wird.
Wie oben beschrieben, betrifft die geschäumte Schicht 2 eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer Gasbarriere-Harzschicht, bevorzugt einen Behälter, wie einen Behälter für Lebensmittel, der Gasbarriere-Eigenschaften, Wärmeisolierungseigenschaften, leichtes Gewicht oder dergleichen aufweisen soll, un^d eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinschicht, die für die Herstellung dieses Behälters geeignet ist.
Als Verfahren zum Herstellen einer herkömmlichen geschäumten Folie mit einer Gasbarriere-Harzschicht sind die folgenden Verfahren vordem bekannt, zum Beispiel:

(1) Ein Verfahren, in dem eine geschäumte Folie und eine Gasbarriere-Harzschicht mittels eines Haftmittels zusammenlaminiert werden.
(2) Ein Verfahren, in dem ein Material zum Bilden einer geschäumten Folie und ein Material zum Bilden einer Gasbarriere-Harzschicht durch eine einzelne Extrusionsdüse unter Verwendung gesonderter Extruder coextrudiert werden.

Dennoch ist das Verfahren 1 problematisch dahingehend, dass das Laminieren unter Verwendung eines Haftmittels einen Schritt des Verbindens erfordert, der einen Schritt zum Aufbringen eines Haftmittels zusätzlich zu einem Schritt zum Herstellen einer geschäumten Polyolefinfolie einschließt, was in hohen Produktionskosten resultiert und darin, dass das organische Lösungsmittel, das in dem Haftmittel enthalten ist, in dem Produkt verbleibt, und wenn das Produkt als Behälter für Lebensmittel verwendet wird, das Lösungsmittel in die Lebensmittel austritt. Das Verfahren (2) erfordert keinen Schritt des Verbindens und hat kein Problem mit einem Lösungsmittelrückstand oder dergleichen. Dennoch ist, da bei diesem Verfahren die geschäumte Folie durch die Coextrusion der Gasbarriere-Harzschicht mit einer anderen Schicht gebildet wird, die Dicke der Gasbarriere-Harzschicht schwierig anzupassen, und daher variiert die Dicke der Gasbarriere-Harzschicht erheblich. Daher ist dieses Verfahren dahingehend problematisch, dass wenn die resultierende mehrschichtige geschäumte Polyolefinschicht zum Bereitstellen eines Behälters für Lebensmittel oder dergleichen vakuumgeformt wird, Gebiete auftreten, in denen die Gasbarriere-Harzschicht extrem dünn oder zerrissen ist und es deshalb keine Gasbarriere-Harzschicht gibt, was manchmal in der Verschlechterung der Lebensmittelqualität während ihrer Lagerung resultiert.
Das Verfahren überwindet diese Probleme und stellt insbesondere eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinschicht bereit, die eine Schaumschicht und eine Gasbarriere-Harzschicht aufweist, wobei, wenn die geschäumte Schicht vakuumgeformt wird, die Gasbarriere-Schicht nicht extrem dünn wird oder zerreißt.
Der Behälterkörper hat eine besondere Beschaffenheit, wobei der Teil, der seine Öffnung umgibt, direkt mit einem Deckelement versiegelt werden kann und wobei wenigstens der versiegelte Teil in dem Teil, der die Öffnung umgibt, eine nicht-geschäumte Schicht aufweist, und wobei die nicht-geschäumte Schicht eine Oberflächenrauheit, Ra, aufweist, die Ra ≤ 4 μm erfüllt und eine Dicke von nicht weniger als 5 μm.
In Übereinstimmung mit diesem Aufbau kann er mit Sicherheit als Behälter für Lebensmittel verwendet werden, da das Material selbst für den Behälterkörper keine Möglichkeit der Freisetzung von endokrinen störenden Chemikalien (so genannten Umgebungshormonen) oder dergleichen aufweist. Zusätzlich entstehen da die Anhaftung zwischen dem Teil des Behälterkörpers, der die Öffnung des Behälterkörpers umgibt, und dem Deckelement gut aufrechterhalten werden kann, entstehen keine Probleme mit der Versiegelung, und der Teil des Behälterkörpers, der die Öffnung des Behälterkörpers umgibt, und das Deckelement können ohne große Belastung versiegelt werden, was die Ausbeute verbessert. In diesem Fall wird der Ausdruck „Teil, der die Öffnung umgibt" als Begriff verwendet, der ein gebildetes Flansch-ähnliches Teil einschließt, das die Öffnung umgibt, und ebenso das bloße Umrandungsteil.
Als Ergebnis wurde ein Behälterkörper erfolgreich bereitstellt, der ausgezeichnet in Lebensmittelsicherheit, Haftfestigkeit, Produktivität und Verwendbarkeit ist. Wenn die Oberflächenrauheit der nicht-geschäumten Schicht Ra > 4 μm ist, kann die Anhaftung zwischen dem Teil des Behälterkörpers, der die Öffnung des Behälterkörpers umgibt, und dem Deckelement nicht gut aufrechterhalten werden und die Versiegelbarkeit wird ebenso verschlechtert. Daher ist ein solches Ereignis nicht bevorzugt. Eine Dicke der nicht-geschäumten Schicht von weniger als 5 μm ist nicht bevorzugt, da die Rauheit der inneren geschäumten Schicht nicht überdeckt werden kann.
Ein Gehalt an niedermolekularen organischen Verbindungen mit 3 bis 4 Kohlenstoffatomen im Behälterkörper der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt nicht höher als 10.000 ppm, stärker bevorzugt nicht höher als 1.000 ppm und am stärksten bevorzugt nicht höher als 100 ppm.
In Übereinstimmung mit einem solchen Aufbau ist ein solcher Behälterkörper zum Verwenden als Behälter für Lebensmittel vorteilhaft, da er den Einfluss auf den menschlichen Körper mit Gewissheit beeinflussen kann. Ein solcher Behälterkörper kann zum Beispiel durch Verwenden von Kohlendioxid als Schaumbildner während des Aufschäumens eines Polyolefinharzes erhalten werden.
Der Behälterkörper hat bevorzugt als äußerste Schicht eine nicht-geschäumte Schicht eines Polypropylens mit einer langkettigen Verzweigung.
Ein solcher Aufbau ist vorteilhaft. Da die äußerste Schicht des Behälterkörpers, auf die ein Deckelement geklebt werden soll, nicht-geschäumt ist, weist der Behälterkörper eine geringere Oberflächenrauheit auf und ist ausgezeichnet in Haftfestigkeit und Versiegelbarkeit. Gleichzeitig kann, da die nicht-geschäumte Schicht aus dem Polypropylen mit der langkettigen Verzweigung besteht, der Behälterkörper seine Festigkeit in erheblichem Maß aufrechterhalten. Selbst wenn während des Schäumens der geschäumten Schicht, die die innere Schicht bildet, Gas die Oberfläche der geschäumten – Schicht erreicht, kann dem Zerreißen der Zellen in der Oberflächenschicht mit Sicherheit vorgebeugt werden. Selbst wenn eine andere Art von Schicht in dem Herstellungsverfahren laminiert wird, kann die Oberflächenrauheit vermindert werden.
Ferner weist der Behälter eine besondere Beschaffenheit auf, wobei der Behälter den oben genannten Behälterkörper und ein Deckelement aufweist, das die Öffnung des Behälterkörpers versiegeln kann. In Übereinstimmung mit dieser Beschaffenheit kann ein geschäumter Behälter bereitgestellt werden, der ausgezeichnet in Lebensmittelsicherheit, Haftbeständigkeit, Produktivität und Verwendbarkeit ist.
In der vorliegenden Erfindung ist „eine geschäumte Schicht" eine Schicht, die eine Dehnungsrate aufweist, die 1,5fach übersteigt, die bevorzugt eine Dehnungsrate von 2,5fach bis 4,0fach ausweist. Andererseits ist die „nicht-geschäumte Schicht" eine Schicht, die eine Dehnungsrate von einfach bis 1,5fach, bevorzugt von einfach bis 1,1fach aufweist.
Beispiele der bevorzugten Ausführungsformen des Behälterkörpers und des Behälters schließen die folgenden ein. Wenn ein Behälterkörper 1 für Lebensmittel, der aus einem Polypropylenharz hergestellt ist, genommen wird, und der eine Form hat, wie sie als Beispiel in 16 dargestellt ist, wird ein geschäumter Polyolefinbehälter erklärt. Dieser Behälterkörper 1 wird als ein geschäumter Behälter in einer Weise verwendet, dass Inhalte wie Lebensmittel in den Behälterkörper gegeben werden und dann ein Deckelement 200, wie eines, das aus Papier hergestellt ist, auf den oberen Rand 2 des Behälterkörpers, der ein Teil für das Versiegeln ist und der um die Öffnung des Behälterkörpers herum gebildet ist, geklebt wird.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden auf der Basis von Zeichnungen erklärt.
Ein Beispiel des Herstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Zeichnungen erklärt. Dies ist ein Beispiel für die Herstellung einer mehrschichtigen geschäumten Polypropylenfolie mit einer dreischichtigen Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht, wobei ein geschäumtes Polypropylen mit Kohlendioxid als Schaumbildner als geschäumte Schicht verwendet wird und ein Polypropylen mit einer langkettigen Verzweigung als nicht-geschäumte Schichten verwendet wird. 1 zeigt ein Beispiel einer Herstellungsvorrichtung, die für das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Die Herstellungsvorrichtung 1 hat einen ersten Extruder 3 zum Extrudieren der geschäumten Schicht, einen zweiten Extruder 5 zum Extrudieren der nichtgeschäumten Schichten, eine Extrusionsdüse 7 (fortan manchmal einfach als Düse bezeichnet), einen Dorn 9 und eine Abzugswalze 11 als Beispiel für eine Abzugsvorrichtung.
Der erste Extruder 3 ist mit einer Pumpe 6 ausgestattet, die ein Beispiel für eine Anordnung für die Zuleitung des Schaumbildners ist, zum Zuleiten von Kohlendioxid, das der Schaumbildner ist. Ein Polypropylenharz, das über einen Trichter (nicht gezeigt) in den ersten Extruder 3 gegeben wird, wird im Schmelzschritt, der in einem Zylinder des ersten Extruders 3 durchgeführt wird, geschmolzen und in Richtung der Düse 7 geführt. Das Kohlendioxid wird zu dem Zeitpunkt zu dem geschmolzenen Harz gegeben, wenn dieses ausreichend geschmolzen ist, und einheitlich darin verteilt. Das geschmolzene Harz wird anschließend in die Düse 7 gepumpt. Wenn die Anordnung für die Zuleitung des Schaumbildners in einer Position angebracht wird, an der das Harz, das in Form von Pellets zugeführt wird, nicht ausreichend geschmolzen ist, entweicht der Schaumbildner aus dem Trichter durch die Lücken zwischen den Pellets. Andererseits wird, wenn die Anordnung für die Zuleitung des Schaumbildners zu nahe an der Düse 7 ist, das Mischen mit dem Schaumbildner uneinheitlich, da das Harz extrudiert wird, bevor es ausreichend mit dem Schaumbildner vermischt ist. Daher ist die Position, in der der Schaumbildner zugegeben wird, bevorzugt in dem mittleren Teil des Zylinders. Eine Anordnung, in der ein bekannter Extruder vom Typ Entlüftungsextruder als erster Extruder 3 verwendet wird und Kohlendioxid unter Druck durch eine Entlüftungsbohrung zuleitet wird, ist eine bevorzugte Ausführungsform, da kein besonderer Bedarf besteht, den Extruder zu verbessern.
Obwohl in dem oben genannten Beispiel Einschneckenextruder verwendet werden, ist es ebenso möglich, Doppelschneckenextruder oder dergleichen als wenigstens einen der Extruder zu verwenden, bevorzugt als Extruder zum Extrudieren des Materials zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht.
Das Polypropylen mit der langkettigen Verzweigung zum Bilden der nichtgeschäumten Schicht wird im zweiten Extruder 5 geschmolzen und in die Düse 7 gepumpt. Der Typ der Düse 7 ist nicht besonders beschränkt, solange sie eine innere Struktur aufweist, die geeignet ist, eine mehrschichtige Folie zu bilden. Beispiele hierfür schließen flache Düsen wie eine T-Düse und eine Bügeldüse ein, gerade Düsen und kreisförmige Düsen, wie eine Kreuzkopfdüse. Die Verwendung von kreisförmigen Düsen ist, wie oben beschrieben, bevorzugt. 1 zeigt ein Beispiel, in dem eine kreisförmige Düse verwendet wird. Das Material zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht und das Material zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht werden in der Düse 7 in ihrem geschmolzenen Zustand laminiert und extrudiert. Die Verweildauer des Materials in der Düse 7 nach dem Laminieren ist bevorzugt von 0,1 bis 20 Sekunden, stärker bevorzugt von 0,5 bis 15 Sekunden.
Die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie, die in eine zylindrische Form durch die Düse 7 extrudiert wurde, wird senkrecht zur Extrusionsrichtung mittels einer Dehnungsvorrichtung im Dehnungsschritt unter Verwendung des Dorns 9 zum Bilden eines Schlauchs 15 mit einem vorherbestimmten Durchmesser gedehnt, der gefaltet und durch die Abzugswalze 11 nach dem Abkühlen abgezogen wird. Wenn dieser gefaltete Schlauch an seinen beiden gefalteten Anteilen geschnitten wird, werden zwei geschäumte Folien mit einer dreischichtigen Struktur hergestellt. Wenn er an einer Seite eingeschnitten wird, wird eine breite mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie erhalten.
Wenn die resultierenden zwei geschäumten Folien mit der dreischichtigen Struktur in Schichten angeordnet und zusammengeklebt werden, wird eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit drei nicht-geschäumten Schichten erhalten, mit einer Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht.
Eine mehrschichtige Struktur kann durch Laminieren weiterer geschäumter Folien gebildet werden. Ferner hat, wenn die nicht-geschäumte Schicht aus einem Harzhaftmittel auf Polyolefinbasis mit einer langkettigen Verzweigung besteht, die geschäumte Schicht mit der dreischichtigen Struktur die nicht-geschäumte Schicht, die aus dem Harzhaftmittel besteht, auf ihrer Oberfläche. Deshalb kann, wenn zwei solche geschäumten Folien in Schichten zusammengeklebt werden, eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie erhalten werden, die eine fünfschichtige Struktur aufweist, wobei die zwei Schichten stark haften.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Struktur der Düse wird in einem Ausschnitt in 2 dargestellt.
Die Düse, die in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist eine kreisförmige Düse. In der Düse 7 sind die Kanäle 23a und 23b bereitgestellt, durch die ein Harz zum Bilden einer geschäumten Schicht fließt, und die Kanäle 24, 24a, 24b, 24e und 24d, durch die ein Harz zum Bilden einer nicht-geschäumten Schicht fließt.
Der Kopf 21 des ersten Extruders 3 ist mit dem Ende der Düse 7 an ihrer Ursprungsseite der Harzkanalrichtung verbunden und der Kopf 22 des zweiten Extruders 5 ist mit der Seite der Düse an ihrer Ursprungsseite der Harzkanalrichtung verbunden. Das geschmolzene Harz zum Bilden der geschäumten Schicht, das vom Kopf 21 zugeführt wird, gelangt zuerst in den Kanal 23a und wird dann zum Auslass der Düse geführt. Das geschmolzene Harz wird auf dem Weg mit Hilfe eines Durchgangs P geteilt und in den Kanal 23b geführt.
Andererseits wird das geschmolzene Harz zum Bilden der nicht-geschäumten Schicht durch den Kopf 22 des zweiten Extruders 5 zugeführt und durch den Kanal 24 auf die Kanäle 24a und 24b aufgeteilt. Dieses Harz wird so zugeführt, dass es die beiden Oberflächen der geschäumten Schicht bedeckt und dass es den beiden Seiten der geschäumten Schicht in dem Kanal 23b anhaftet und wird in Schichten im Kanal 25a vereinigt. Die geschmolzenen Harze, die durch die Kanäle 24a und 24b zugeführt werden, fließen durch Teilungskanäle (nicht gezeigt) ähnlich dem Durchgang P und werden entsprechend den Kanälen 24c und 24d zugeführt, um die beiden Oberflächen der geschäumten Schicht im Kanal 23a zu bedecken und werden in Schichten in Kanal 25b vereinigt.
Das geschmolzene Harz, das in eine zylindrische Form mit einer dreischichtigen Struktur in den Kanälen 25a und 25b vereinigt wurde, wird durch den Auslass 26 der Düse extrudiert. Durch die Freisetzung des geschmolzenen Harzes unter Atmosphärendruck expandiert das Kohlendioxid, das im Harz zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht enthalten ist, um Zellen zu bilden, wobei eine geschäumte Schicht gebildet wird.
Es ist ebenso eine bevorzugte Ausführungsform, die von der Düse extrudierte Folie oder den Schlauch, zum Erhöhen der Dehnungsrate, vor dem Schäumen durch eine Vakuumkammer zu leiten. Wenn der Schlauch entlang seiner longitudinalen Achse eingeschnitten wird, wird eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer dreischichtigen Struktur hergestellt.
Obwohl in dem oben genannten Beispiel Einschneckenextruder verwendet werden, ist es ebenso möglich, Doppelschneckenextruder oder dergleichen als wenigstens einen der Extruder zu verwenden, bevorzugt als Extruder zum Extrudieren des Materials zum Bilden der geschäumten Schicht.
3 zeigt ein Beispiel, worin ferner eine Vakuumkammer 20 zu dem Beispiel, das in 1 gezeigt wird, bereitgestellt wird, und ein Druckreduzierschritt durch Verwendung der Vakuumkammer bereitgestellt wird. Das Bezugszeichen 12 gibt eine Abzugsvorrichtung an.
4 zeigt ein Beispiel, worin ein Heizgerät 24, eine Vakuumkammer 20 zum Erhöhen der Dehnungsrate einer erhitzten mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie und eine Abzugsvorrichtung über die Abzugswalze 11 hinaus, die in 1 gezeigt wird, bereitgestellt werden.
Rohmaterialien, die für das Herstellungsverfahren in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden beschrieben.
Beispiele für Polyolefin (Harz) zum Bilden der geschäumten Schicht schließen Homopolymere von Ethylen, Propylen, Buten und dergleichen ein, Copolymere, die unter Verwendung von zwei oder mehreren Arten von Monomeren, ausgewählt aus denen, die vorher genannt wurden, hergestellt werden, Copolymere von wenigstens einem Monomer, ausgewählt aus denen, die vorher aufgezählt wurden, und andere Monomere. Beispiele für die Copolymere schließen Ethylen/α-Olefin-Copolymere und Propylen/α-Olefin-Copolymere ein.
Beispiele für Harze auf Ethylenbasis, wie Polyethylen (PE) und Copolymere von Ethylen und anderen Monomeren schließen Polyethylene wie Polyethylene mit niederer Dichte und hoher Dichte ein; Ethylen/α-Olefin-Copolymere wie Ethylen/Propylen-Copolymere, Ethylen/Buten-1-Copolymere, Ethylen/4-Methyl-1-Penten-Copolymere, Ethylen/Hexen-1-Copolymere und Ethylen/Octen-1-Copolymere; Copolymere auf Ethylenbasis, die Wiederholungseinheiten umfassen, die von wenigstens einer Art von Vinylmonomeren abgeleitet sind und Wiederholungseinheiten, die von Ethylen, wie Ethylen/Methyl-Methacrylat-Copolymeren und Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymeren abgeleitet sind; und Mischungen derselben.
Beispiele für Propylen/α-Olefin-Copolymere schließen Propylen-basierte Polymere auf Propylenbasis wie Propylen/α-Oleofin-Block-Copolymere und Propylen/α-Oleofin-Statistische-Copolymere und Mischungen derselben ein. Beispiele des α-Oelefins in den Polypropylen/α-Block-Copolymeren und Propylen/α-Olefin-Statistischen-Copolymeren schließen α-Olefine mit zwei und vier bis 11 Kohlenstoffatomen, wie Ethylen, Buten-1 und Octen-1 ein.
Von den oben angeführten Polyolefinen können (a) ein Polypropylen (PP) mit einer langkettigen Verzweigung und (b) ein Polypropylen hergestellt werden, durch Herstellen, in einem ersten Schritt, eines kristallinen PP mit einer intrinsischen Viskosität von 5 dl/g oder mehr und nachfolgendem Herstellen, in einem zweiten Schritt, eines kristallinen PP mit einer intrinsischen Viskosität von weniger als 3 dl/g, wobei das Polypropylen, das das PP enthält, das im ersten Schritt in einer Menge von 0,05 bis 25 Gewichtsprozent erhalten wurde und das als Ganzes eine intrinsische Viskosität von weniger als 3 dl/g und Mw/Mn von weniger als 10 aufweist, als bevorzugte Materialien angeführt werden, da Schäume, die aus diesen Harzen hergestellt werden, eine hohe Einheitlichkeit aufweisen und mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolien, die ausgezeichnet in der Vakuumformbarkeit sind, hergestellt werden können. Eines der kommerziell erhältlichen Produkte von (a) ist Polypropylen PF 814, hergestellt von Montell. Das oben genannte (b) kann ebenso bevorzugt eingesetzt werden.
Ein Schaumbildner, der zum Bilden der geschäumten Schicht eingesetzt wird, ist hinsichtlich des Einflusses auf die Umwelt und dergleichen bevorzugt eine inerte Substanz wie Wasser und Kohlendioxid. Insbesondere ist, wenn Propylen als Harz zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht verwendet wird, die Verwendung von Kohlendioxid bevorzugt. Die Verwendung eines solchen Schaumbildners kann leicht Gehalte von organischen Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht und 3 bis 4 Kohlenstoffatomen in der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie von 100 ppm oder weniger ergeben.
Das Harz auf Polyolefinbasis zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht ist ein Polypropylen mit einer langkettigen Verzweigung oder ein Harzhaftmittel auf Polyolefinbasis mit einer langkettigen Verzweigung. Diese weisen bevorzugt einen Verzweigungsindex, [A] auf, der 0,20 ≤ [A] ≤ 0,98 erfüllt, da ein laminierter Schaum, der ausgezeichnet in der Erscheinung, Vakuumformbarkeit und dergleichen ist, hergestellt werden kann.
Der Verzweigungsindex drückt den Grad der langkettigen Verzweigung aus und ist ein Wert, der durch den folgenden Ausdruck definiert wird: Verzweigungsindex [A] = [η]Br/[η]Lin
In diesem Ausdruck ist [η]Br die intrinsische Viskosität eines verzweigten Polypropylens, und [η]Lin ist die intrinsische Viskosität eines semikristallinen linearen Polypropylens, das hauptsächlich isotaktisch ist und ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht aufweist, das im Wesentlichen gleich dem des verzweigten Polypropylens ist.
Die intrinsische Viskosität ist ebenso als begrenzende Viskositätszahl bekannt und ist ein Maß für die Fähigkeit eines Polymermoleküls, die Viskosität einer Lösung in ihrer allgemeinen Bedeutung zu erhöhen. Die intrinsische Viskosität hängt von der Größe und der Gestalt des zu lösenden Polymermoleküls ab. Deshalb ist im Vergleich eines nicht-linearen Polymers und eines linearen Polymers mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht, das dem des nicht-linearen Polymers gleich ist, die intrinsische Viskosität ein Wert, der die Konfiguration des nicht-linearen Polymermoleküls angibt. Das heißt, das vorangehende Verhältnis der intrinsischen Viskositäten ist das Maß des Verzweigungsgrades des nicht-linearen Polymers und wird als Verzweigungsindex definiert. Ein Verfahren die intrinsischen Viskositäten des Polypropylens mit einer langkettigen Verzweigung und des Harzhaftmitteles auf Polyolefinbasis mit einer langkettigen Verzweigung ist in J. Appl. Poly. Sci., 14, 2947-2963 (1970), Elliot et al., offenbart. In dieser Beschreibung werden alle intrinsischen Viskositäten aus Messungen von Proben, die in Tetralin oder Orthodichlorbenzol bei 135°C gelöst sind, erhalten.
Als Polypropylen mit einer langkettigen Verzweigung, zum Bilden der nichtgeschäumten Polypropylenschicht, sind das oben genannte Produkt von Montell und dergleichen kommerziell erhältlich und können bevorzugt verwendet werden. Obwohl die Dicke der nicht-geschäumten Polyolefinschicht nicht besonders beschränkt ist, solange ihre Glätte einer Oberfläche, das heißt ihr Erscheinungsbild gut ist, ist sie bevorzugt nicht weniger als 1 μm, stärker bevorzugt nicht weniger als 10 μm, am stärksten bevorzugt nicht weniger als 50 μm. Die bevorzugte Grenze für die Dicke kann zum Beispiel optional in Übereinstimmung mit der gesamten Dicke der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie und Anwendungen derselben bestimmt werden. Wenn die nicht-geschäumte Polypropylenschicht zu dick ist, treten die Eigenschaften der geschäumten Schicht nicht ausreichend zutage.
Im Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist die nicht-geschäumte Polyolefinschicht eine Schicht, die eine Dehnungsrate von nicht weniger als einfach und nicht höher als 1,5fach aufweist, bevorzugt nicht weniger als einfach und nicht höher als 1,1 fach. Die geschäumte Polyolefinschicht ist eine Schicht mit einer Dehnungsrate von höher als 1,5fach, bevorzugt von 2,5 bis 40fach. Dehnungsraten von weniger als 2,5fach können in Schäumen resultieren, die in Eigenschaften wie leichtes Gewicht und den Wärmeisolationseigenschaften ungenügend sind. Wenn die Dehnungsrate 40fach übersteigt, wird es schwierig, die geschäumte Schicht herzustellen und dem Zerreißen der Zellen während des Vakuumformens vorzubeugen. Die Dehnungsrate kann zum Beispiel durch Auswahl der Menge des zu verwendenden Schaumbildners und durch Durchführen eines Vakuumverfahrens nach dem Bilden der geformten Folie angepasst werden.
Beispiele für das Harz auf Polyolefinbasis mit einer langkettigen Verzweigung zum Bilden der nicht-geschäumten Schicht schließen ein:

1.) Copolymere eines Olefinmonomers und wenigstens einer Art von Monomer, ausgewählt aus der Gruppe von Monomeren bestehend aus ungesättigten Carbonsäuren, ungesättigten Carbonsäureanhydriden, Vinylmonomeren, die Epoxygruppen enthalten, ungesättigten Carbonsäureestern und Vinylestern; und
2.) Säure-modifizierte Polymere auf Olefinbasis, die mit ungesättigten Carbonsäuren oder deren Anhydriden gepfropft sind.

Beispiel für die vorgenannten 1.) Copolymere eines Olefinmonomers und wenigstens einer Art von Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe von Monomeren bestehend aus ungesättigten Carbonsäuren, ungesättigten Carbonsäureanhydriden, Vinylmonomeren, die Epoxygruppen enthalten, ungesättigten Carbonsäureestern und Vinylestern schließen Ethylen/(meth)Acrylsäure-Copolymere, metallverbundene Produkte von Ethylen/(meth)Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen/Glycidyl-Methacrylat-Copolymere, Ethylen/Glycicyl-Methacrylat/Vinylacetat-Copolymere, Ethylen/Glycidyl-Methacrylat/Methyl(meth)Acrylat-Copolymere, Ethylen/(meth)Acrylester-Copolymere, Ethylen/(meth)Acrylester/Maleinsäureanhydrid-Copolymere und Ethylen/Vinylacetat-Copolymere ein.
Beispiele der vorgenannten 2.) säure-modifizierten Polymere auf Olefinbasis, die mit ungesättigten Carbonsäuren oder deren Anhydriden gepfropft sind, schließen Maleinsäureanhydrid-gepfropfte, modifizierte Polymere auf Ethylenbasis und Maleinsäureanhydrid-gepfropfte, modifizierte Polymere auf Propylenbasis ein.
In bevorzugten Ausführungsformen werden bekannte Additive in das Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und das für die nicht-geschäumte Polypropylenschicht eingebettet. Beispiele für solche Additive schließen Antioxidantien, Lichtstabilisatoren, UV-Absorber, Antitrübungsmittel, Weichmacher, antistatische Mittel, Schmiermittel, Farbstoffe, Füllmittel und andere hochmolekulare Verbindungen (Einzelheiten sind in „Technique of Separation and Analysis of Additives to Polymers" (separate volume), veröffentlicht von Japan Science Information, offenbart). Diese Additive können in solchen Mengen zugegeben werden, dass das Funktionieren der vorliegenden Erfindung nicht verschlechtert wird.
Beispiele für Antioxidantien schließen Antioxidantien auf Phenolbasis wie 2,5,Ditert-butyl-hydrochinon, 2,6,Di-tert-butyl-p-cresol, 4,4'-Thiobis-(6-tert-butylphenol), 2,2'-Methylen-bis(4-methyl-6-tert-butylphenol), Octadecyl-3-(3,5'-di-tert-butyl-4'-(hydroxyphenyl)proprionat und 4,4'-Thiobis-(6-tertb), Antioxidantien auf Phosphinbasis wie Phenyldiisodecylphosphit, Diphenylisooctylphosphit, Triphenylphosphit, Trinonyl phenylphosphit, Tris-(2,4 di-tert-butylphenyl)phosphit, 4,4'-Isopropylidendiphenolalcylphosphit, 1,1,3-Tris-(2-methyl-4-di-tridecyl)Phosphit und 5-tert-Butylphenylbutanphenyldi(tridecyl)phosphit, Antioxidantien auf Schwefelbasis wie Dilauryl-3,3-thioproprionat, Ditridecyl-3,3'-thiodipropionat, Dimyristyl-3,3'-thiodipropionat, Distearyl-3,3'-thiodipropionat, Laurylstearyl-3,3'-thioproprionat, Bis[2-methyl-4-(3-n-alkylthioproprionyloxy-5-tert-butylphenyl)sulfid, Pentaerythritol-tetra(β-lauryl-thioproprionat), 2-Mercaptobenzimidazol und 2-Mercapto-6-methylbenzimidazol ein.
Die mehrschichtigen geschäumten Polyolefinschichten, die durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung erhalten werden, können für zahlreiche Anwendungen verwendet werden. Konkrete Anwendungen schließen Behälter für Lebensmittel, einschließlich mikrowellengeeigneter Behälter (HMR), wärmeisolierende Materialien, Polstermaterialien für Sportartikel und Versandkisten, Isolatoren, Kfz-Teile wie Dachhimmel für Automobile, Dichtungsmaterialien, Baustoffe und Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie ein, die Harze verwenden, die ein leichtes Gewicht, wärmeisolierende Eigenschaften und dergleichen haben sollen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden auf der Basis von Zeichnungen erklärt.
5 zeigt ein Beispiel einer Herstellungsvorrichtung, die für das Herstellungsverfahren 2 bevorzugt ist. Eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer Gasbarriere-Harzschicht wird hergestellt, indem Polypropylen als Schaumschicht verwendet wird, wobei eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinschicht in einer schlauchförmigen (zylindrischen) Form hergestellt wird, die nicht-geschäumte Schichten auf beiden Seiten der geschäumten Schicht aufweist, indem diese Schicht entlang der longitudinalen Achse kontinuierlich eingeschnitten wird, indem die Folie zum Bilden einer Gasbarriere-Harzschicht zwischen die resultierenden Folien zugeführt und indem die Schichten der Folien aufgeschichtet werden und ^diese unter Druck verklebt werden. Die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie, die durch dieses Verfahren erhalten wird, kann eine siebenschichtige Struktur von nicht- geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht und Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht aufweisen.
Die Herstellungsvorrichtung 1, die in 5 dargestellt wird, hat einen ersten Extruder 3 zum Extrudieren einer geschäumten Polypropylenfolienschicht, einen zweiten Extruder 5 zum Extrudieren nicht-geschäumter Schichten, eine Extrusionsdüse 7, einen Dorn 9, eine Schneidevorrichtung 30, Walzen 32, eine unverarbeitete Gasbarriere-Harzfolie 34 und eine Abziehwalze 11.
Der erste Extruder 3 ist mit einer Pumpe 6 ausgerüstet, die ein Beispiel einer Anordnung für die Zuleitung eines Schaumbildners ist, zum Zuführen von Kohlendioxid das der Schaumbildner ist. Ein Polypropylenharz, das dem Zylinder des ersten Extruders 3 über einen Trichter des ersten Extruders 3 zugeführt wird, wird geschmolzen und durch eine Schnecke in Richtung der Düse 7 geführt. Das Kohlendioxid wird zu dem Zeitpunkt zu dem geschmolzenen Harz gegeben, wenn dieses Harz ausreichend geschmolzen ist und einheitlich darin verteilt. Das geschmolzene Harz wird dann in die Düse 7 geführt. Eine Anordnung, in der ein bekannter Extruder vom Typ Entlüftungsextruder als erster Extruder 3 verwendet wird und in dem Kohlendioxid unter Druck durch eine Entlüftungsbohrung zugeführt wird, ist eine bevorzugte Ausführungsform, da kein besonderer Bedarf besteht, den Extruder zu verbessern.
Das Polypropylen mit der langkettigen Verzweigung zum Bilden der nichtgeschäumten Polyolefinschicht wird im zweiten Extruder 5 geschmolzen und in die Extrusionsdüse 7 (nachfolgend manchmal einfach als Düse bezeichnet) gepumpt. Der Typ der Düse 7 ist nicht besonders beschränkt, solange sie eine innere Struktur aufweist, die geeignet ist, eine mehrschichtige Folie zu bilden. Beispiele hierfür schließen flache Düsen, wie eine T-Düse und eine Bügeldüse ein, gerade Düsen und kreisförmige Düsen wie eine Kreuzkopfdüse.
Es ist bevorzugt, dass die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie, die in eine schlauchförmige Form durch die Extrusionsdüse 7 extrudiert wurde durch den Dorn 9 zum Bilden eines Schlauches 15 mit einem vorherbestimmten Durchmesser gedehnt wird. Die Verwendung des Dorns erlaubt es, eine breite und dünne geschäumte Folienschicht leicht herzustellen.
Der Dorn 9 ist bearbeitet, um die durch Extrusion gebildete geschäumte Polyolefinfolie in einer Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung zu dehnen. Die Dehnungsrate liegt bevorzugt von 1,5fach bis 4,5fach.
Bei der Herstellung der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinschicht wird ein Dehnungsschritt zum Dehnen der coextrudierten, mehrschichtigen geschäumteⁿ Polyolefinfolie mittels einer Dehnungsvorrichtung in einer Richtung senkrecht zu^r Extrusionsrichtung nach dem Coextrusionsschritt durchgeführt.
Durch das Durchführen des Dehnungsschritts kann eine dünne Folie, die schwierig durch nur eine einfache Extrusion herzustellen ist, leicht hergestellt werden. Darüber hinaus kann, da die Dehnung nach der Extrusion durchgeführt wird, unter Verwendung eines Extruders mit einem kleinen Durchmesser eine breite Folie hergestellt werden.
Wenn eine flache Düse wie ein T-Düse als Extrusionsdüse verwendet wird, wird ein Spannrahmen, wie ein Klammerspannrahmen oder ein Nadelspannrahmen als Dehnungsvorrichtung verwendet.
Bei der Herstellung der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie wird der Coextrusionsschritt bevorzugt unter Bedingungen ausgeführt, die den folgenden Ausdruck erfüllen: 10 ≥ Q(kg/Std)/W (mm) ≥ 0,3,wobei „Q(kg/Std)" die Menge an Harz bezeichnet, die durch die Extrusionsdüse extrudiert werden soll, und „W (mm)" den Durchmesser der Düsenlippe. Stärker bevorzugt ist Q(kg/Std)/W(mm) gleich oder größer als 0,5.
Wenn Q(kg/Std)/W(mm) weniger als 0,3 ist kann die Vergröberung von Zellen und ein schlechtes Erscheinungsbild wie Streifen auftreten. Wenn 10 überschritten wird, kann ein Problem mit dem Ansteigen der Ausrüstungskosten auftreten.
Die mehrschichtige geschäumte Polypropylenfolie 15, die über den Dorn geführt wurde, und die auf beiden Seiten der geschäumten Folie als nicht-geschäumte Polyolefinschicht gebildet wurde, wird mit der Schneidevorrichtung 30 zum Herstellen von zwei ebenen Folien mit Hilfe der Walzen 32 eingeschnitten. Eine unverarbeitete Gasbarriere-Harzfolie 34 wird zwischen den beiden mehrschichtigen geschäumten Polypropylenfolien 15 zugeführt, und die freigesetzte Gasbarriere-Harzfolie 36 wird zwischen die beiden mehrschichtigen geschäumten Polypropylenfolien 15 geführt und unter Druck mit Hilfe der Abzugswalze 11 (ein Laminierschritt) zum Bilden einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie verklebt. Ein Aufwärmschritt, zum Aufwärmen der laminierten Oberflächen der Gasbarriere-Harzfolie 36, wird vor dem Laminieren dieses Films mit den zwei mehrschichtigen geschäumten Polypropylenfolien 15 durchgeführt.
2 zeigt einen Querschnitt einer zum Durchführen der vorliegenden Erfindung geeigneten kreisförmigen Düse die ebenso in der Herstellungsvorrichtung, die in 5 gezeigt ist, verwendet wird.
Im Beispiel, das in 6 dargestellt wird, werden ein erster Extruder 3 und ein zweiter Extruder 5 bereitgestellt und die Extrusionsdüse ist eine flache Düse, die zwei parallel zueinander liegende Extrusionsöffnungen 7a und 7b aufweist. Ein Durchgang P wird bereitgestellt, so dass das Material zum Bilden der nicht-geschäu^mten Polyolefinschicht auf beiden Seiten des Materials zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht zugeführt wird.
Wenn diese Vorrichtung verwendet wird, wird das Material zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht und das zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht entsprechend zu den Extrusionsöffnungen geführt, um im Coextrusionsschritt coextrudiert zu werden, wobei zwei mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolien 15 mit einer zweischichtigen Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht hergestellt werden. Im Laminierschritt wird eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie hergestellt, indem eine Gasbarriere-Harzfolie 36 zwischen die beiden mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien 15 zugeführt wird und wobei diese bevorzugt in einer solchen Weise zusammenlaminiert werden, dass die nicht-geschäumten Schichten außen liegen.
In dem Beispiel, das in 7 dargestellt wird, weist die Herstellungsvorrichtung einen ersten Extruder 3 und einen zweiten Extruder 5 auf. Die Extrusionsdüsen 7 sind zwei flache Düsen, von denen jede eine parallele Extrusionsöffnung aufweist. Im Coextrusionsschritt wird das Material zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht und das zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht geteilt und den beiden flachen Düsen zugeführt, und wird dann zum Bilden von zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien 15 mit einer zweischichtigen Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht coextrudiert, wobei die nicht-geschäumten Schichten außen liegen. Im Laminierschritt stellt das Zuführen der Gasbarriere-Harzfolie 36 zwischen die beiden mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien 15 und deren Verkleben unter Druck eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie her.
Die Herstellungsvorrichtung, die in 8 dargestellt ist, hat zwei erste Extruder 3, zwei zweite Extruder 5 und zwei Extrusionsdüsen 7, die ausgewählt sind aus einer flachen Düse und einer kreisförmigen Düse. Eine Vorrichtung zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie umfasst einen ersten Extruder, einen zweiten Extruder und eine Extrusionsdüse.
Im Coextrusionsschritt wird das Material zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht und das zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht einem Paar von Vorrichtungen zum Herstellen von mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien zugeführt und coextrudiert. Daher werden zwei mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolien gebildet. Im Laminierschritt wird durch das Zuführen der Gasbarriere-Harzfolie 36 zwischen die beiden mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien 15 und deren Verbinden unter Druck eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie hergestellt.
Im Herstellungsverfahren 2 können Rohmaterialien verwendet werden, die dieselben sind wie die, die im Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, verwendet werden.
Als nächstes wird eine Erklärung für eine Gasbarriere-Harzfolie, die eine Gasbarriere-Harzschicht zum Verwenden im Herstellungsverfahren 2 bildet, gegeben. Das Harz, das für die Gasbarriere-Harzfolie verwendet werden kann, ist nicht besonders eingeschränkt. Beispiele davon schließen die folgenden ein.
Verseifte Produkte von Polyvinylestern, wie Polyvinylalkohol; verseifte Produkte von Ethylen/Vinylester-Copolymeren wie Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere; Harze auf Polyesterbasis wie Polyethylen-Terephthalat, Polybutylen-Terephthalat, Polyethylen-Naphthalat und Polyhydroxybenzoesäure; Harze auf Polyamidbasis wie Nylon-6, Nylon-6,6, Kondensations-polymerisierte Produkte von Metaxylendiamin und Adipinsäure, Polymethylmetacrylimid, Diethylentriamin/Adipinsäure-Copolymere und Salze derselben; Harze auf Aramidbasis, Acrylharze wie Polymethylmetacrylat, Polyacrylsäure, Poly(natriumacrylat), Poly-2-hydroxyethylacrylat, Poly-2-hydroxyethylmetacrylat, Polyacrylamid, Ethylen/Acrylsäure-Copolymere und Salze derselben; halogenhaltige Harze wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylidenfluorid und Polytetrafluorethylen; technische Kunststoffe wie Polycarbonatharze, Polysulfonharze, Polyethersulfonharze, Polyetherketonharze, Polyphenylenetherharze, Polyphenylenoxidharze, Polyallylensulfidharze, Polymethylenoxidharze und Polyacetal harze. Es können ebenso so genannte modifizierte Harze verwendet werden, die durch Pfropfmodifikation, Vernetzen oder Modifikation der Enden von Molekularketten dieser Harze erhalten werden.
Die zu verwendende Gasbarriere-Harzfolie kann durch ein Verfahren, in dem die oben genannten Harze oder Zusammensetzungen derselben zu Folien (oder Filmen) aus ihrem geschmolzenen Zustand gebildet werden, und ein Verfahren, in dem flüssige Filme aus Lösungen der oben genannten Harze gebildet und getrocknet werden, hergestellt werden.
Das Verfahren, in dem ein Harz oder eine Zusammensetzung desselben zu einer Folie (oder einem Film) aus seinem geschmolzenen Zustand geformt wird, kann, ist aber nicht darauf beschränkt, Coextrusion, Schmelzbeschichten, Extrusionslaminieren und Trockenlaminieren sein, die in herkömmlichen Formverfahren, wie T-Düsenformen, Blasformen, Spritzgießen, Blasformen und Streckblasformen durchgeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Folien (oder Filme), die durch die vorhergehenden Verfahren erhalten wurden, einem herkömmlichen Streckprozess wie einem uniaxialen Strecken, Zonenstrecken, flachen sequentiellen Strecken, flachen gleichzeitigen, biaxialen Strecken und gleichzeitigen röhrenförmigen Strecken unterworfen.
Zum Herstellen einer Folie (oder eines Films) durch das Verfahren, in dem ein Harz oder eine Zusammensetzung desselben in einem Lösungsmittel gelöst wird und ein flüssiger Film aus der resultierenden Lösung gebildet wird und dann getrocknet wird, kann zum Beispiel ein Verfahren verwendet werden, in dem ein Harz oder eine Zusammensetzung desselben, das ein Medium wie Wasser enthält, auf eine Trennfolie (oder -film) zum Bilden eines flüssigen Films aufgebracht wird, der dann getrocknet und abgezogen wird.
Beispiele für die Verfahren zum Beschichten des Harzes oder der Zusammensetzung desselben schließen Walzenstreichverfahren, wie das direkte Gravurverfahren, das Gegenlauf-Gravurverfahren, das Mikrogravurverfahren, das Doppelwalzen-Schlagbeschichtungsverfahren (double roll beat coating method), das Unterzufuhr-Dreifachrollen-Gegenlauf-Auftragsverfahren (bottom feed triple roll reverse coating method), das Schabemesserverfahren, das Düsenbeschichtungsverfahren, das Tauchbeschichtungsverfahren, das Rollstreichverfahren und Beschichtungsverfahren, in denen einige der vorher genannten Verfahren kombiniert werden, ein.
Die Gasbarriere-Harzfolie kann eine einfache Schicht aufweisen und kann eine mehrschichtige Schicht sein, wobei eine Gasbarriere-Harzschicht mit einem anderen Harz laminiert ist.
Die Schicht des anderen zu laminierenden Harzes in der Gasbarriere-Harzfolie ist nicht besonders beschränkt, und ein Harz zum Bilden der geschäumten Schicht und ein Harz zum Bilden der nicht-geschäumten Schicht werden bevorzugt verwendet.
Darüber hinaus kann die Gasbarriere-Harzfolie eine mehrschichtige Struktur aufweisen, worin eine Schicht eines anderen Harzes auf die laminierte Gasbarriere-Harzfolie laminiert wird. Die zu laminierende Harzschicht in der laminierten Gasbarriere-Harzfolie ist nicht besonders eingeschränkt und kann eine Schicht eines thermoplastischen Harzes sein, das entweder gestreckt oder nicht gestreckt ist, bevorzugt eine Schicht einer nicht gestreckten Harzschicht auf Polyolefinbasis.
Die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie, die durch das Herstellungsverfahren 2 hergestellt wird, kann in verschiedenen Anwendungen einschließlich Behältern, die Gasbarriere-Eigenschaften, Wärmeisolationseigenschaften, leichtes Gewicht oder dergleichen aufweisen sollen, wie Behälter für Lebensmittel oder Folien, die geeignet sind, in der Herstellung solcher Behälter verwendet zu werden.
9 zeigt eine Herstellungsvorrichtung 2. In diesem Beispiel wird Polypropylen unter Verwendung von Kohlendioxid als Schaumbildner geschäumt und als geschäumte Schicht verwendet, das Polypropylen mit der langkettigen Verzweigung wird als nicht- geschäumte Schicht verwendet, und eine mehrschichtige geschäumte Polypropylenfolie mit einer dreischichtigen Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht wird hergestellt.
Die Herstellungsvorrichtung 1 umfasst einen ersten Extruder 3 zum Extrudieren einer geschäumten Schicht, einen zweiten Extruder 5 zum Extrudieren einer nichtgeschäumten Schicht, eine kreisförmige Düse 7 (nachfolgend manchmal einfach als Düse bezeichnet), die eine Extrusionsdüse ist, eine Vakuumkammer 10 und eine Abzugswalze 11 als Beispiel für eine Abzugsvorrichtung. Die Vakuumkammer besteht aus einem Dorn 9, der einen inneren Zylinder und einen äußeren Zylinder 8 darstellt.
Der erste Extruder 3 ist mit einer Pumpe 6 ausgerüstet, die ein Beispiel für eine Anordnung zum Zuleiten des Schaumbildners ist, zum Zuleiten von Kohlendioxid, das der Schaumbildner ist. Ein Polypropylenharz wird über einen Trichter (nicht gezeigt) in den ersten Extruder 3 gegeben und wird im Schmelzschritt, der in einem Zylinder des ersten Extruders 3 durchgeführt wird, geschmolzen und mit einer Schnecke in Richtung der kreisförmigen Düse 7 geführt. Das Kohlendioxid wird dem geschmolzenen Harz zu dem Zeitpunkt zugeleitet, wenn dies ausreichend geschmolzen, ist und darin einheitlich verteilt. Das geschmolzene Harz wird dann in die Düse 7 (ein Schritt des Schmelzeknetens) gepumpt und durch einen Harzauslass der Düse 7 zum Bilden einer zylindrischen Folie (ein Extrusionsschritt) extrudiert.
Wenn die Anordnung für die Zuleitung des Schaumbildners in einer Position angebracht ist, an der das Harz, das in Form von Pellets zugeführt wird, nicht ausreichend geschmolzen ist, entweicht der Schaumbildner aus dem Trichter durch die Lücken zwischen den Pellets. Andererseits wird, wenn die Anordnung für die Zuleitung des Schaumbildners zu nahe an der Düse 7 angebracht ist, das Mischen mit dem Schaumbildner uneinheitlich, da das Harz extrudiert wird, bevor es ausreichend mit dem Schaumbildner vermischt wurde. Daher ist die Position, an der der Schaumbildner zugeleitet wird, bevorzugt im mittleren Teil des Zylinders. Eine Anordnung, in der ein Extruder vom Typ Belüftungsextruder als erster Extruder 3 verwendet wird und das Kohlendioxid unter Druck durch eine Entlüftungsbohrung zugeleitet wird, ist eine bevorzugte Ausführungsform, da kein besonderer Bedarf besteht, den Extruder zu verbessern. Ferner ist eine andere bevorzugte Ausführungsform das Verwenden einer Schraube mit einem Mechanismus zum Reduzieren der Rate, mit der das Harz lokal weitergeführt wird, wie einem rückwärts gerichteten Schneckenteil, im Fall, dass ein Gas als Schaumbildner verwendet wird.
Obwohl in den oben genannten Beispielen Einschneckenextruder verwendet werden, ist es ebenso möglich, Doppelschneckenextruder oder dergleichen als wenigstens einen der Extruder zu verwenden, bevorzugt als Extruder zum Extrudieren des Materials zum Bilden der geschäumten Schicht.
Die zylindrische Schicht, die mehrere Schichten aufweist und von der kreisförmigen Düse in die Vakuumkammer, die mit der kreisförmigen Düse verbunden ist, extrudiert wurde, wird sofort ein Schaum (ein Druckreduzierschritt). Im Gegensatz zu dem Fall, in dem die zylindrische Folie in Luft extrudiert wird, wird sie nicht auf einmal gekühlt, und das gesamte Material zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht wird bei einer einheitlichen Temperatur unter vermindertem Druck geschäumt. Daher wird eine geschäumte Schicht gebildet, die einheitlich ist und eine hohe Dehnungsrate aufweist.
Im Beispiel, das in 9 dargestellt ist, wird, da der Dorn 9 als innerer Zylinder verwendet wird, die zylindrische Folie mit der geschäumten Schicht in einer Richtung senkrecht zur Extrusionsrichtung gedehnt und zu einer schlauchförmigen mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie 15 mit einem festgelegten Durchmesser geformt, die durch eine Schneidevorrichtung am Ausgang der Vakuumkammer geschnitten wird. Die Abzugswalze 11 zieht dann eine breite mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie ab. Wenn der Schlauch 15 mit zwei Schneidevorrichtungen 30 an zwei einander gegenüberliegen Punkten eingeschnitten wird, werden zwei mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolien mit einer dreischichtigen Struktur hergestellt. 2 zeigt einen Querschnitt einer kreisförmigen Düse, die geeignet ist, in der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden, und die in der Herstellungsvorrichtung, die in 9 gezeigt ist, verwendet wird.
10 bis 12 zeigen Beispiele einer Struktur einer Vakuumkammer 10, die aus einem äußeren Zylinder 8 und einem Dorn 9 besteht.
In dem Beispiel, das in 10 gezeigt wird, sind der Dorn 9 und der äußere Zylinder 8 getrennt. Der äußere Zylinder 8 wird aus einem Flansch 8F gebildet, der an der kreisförmigen Düse 7 angebracht ist, und einem Zylinder 8T, der auf einem Laufgestell 31 angebracht ist. Der Dorn 9 ist an einem Harzauslass der kreisförmigen Düse 7 befestigt. Der Zylinder 8T wird so angebracht, dass er frei zwischen einer Position, in der er an dem Flansch 8F angrenzt und daran fixiert ist, um den Dorn 9 zu bedecken und die Vakuumkammer 10 zu bilden, und einer Position, in der er von dem Flansch 8F getrennt ist, beweglich ist. Der Zylinder 8T kann durch einen anderen Zylinder mit einem unterschiedlichen inneren Durchmesser ersetzt werden. In diesem Beispiel kann, durch Verwenden von Zylindern 8 mit unterschiedlichen inneren Durchmessern, der innere Durchmesser der herzustellenden, mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie einfach verändert werden.
11(a) und 11(b) zeigen Beispiele, in denen der Dorn 9 und der Zylinder 8T am selben Laufgestell 31 befestigt sind. Der Dorn 9 und der Zylinder 8T können miteinander verbunden bewegt werden. Im Beispiel, das in 11A gezeigt ist, besteht der äußere Zylinder aus dem Zylinder 8T und dem Flansch 8F, der an der kreisförmigen Düse 7 angebracht ist. Deren Endteile werden aneinandergrenzend angebracht, um zum Bilden der Vakuumkammer miteinander verbunden zu werden.
11(b) zeigt ein Beispiel, in dem ein äußerer Zylinder monolithisch ist und so gestaltet ist, dass, wenn ein Loch 8H, das in seiner Spitze bereitgestellt wird, mit der Spitze einer Düse 7 verbunden wird, eine Vakuumkammer 10 gebildet wird.
Im Beispiel, das in 12 dargestellt ist, wird ein Zylinder 8T, der aus einem äußeren Zylinder 8 gebildet wird, auf einem Laufgestell 31 befestigt, und ein Dorn 9 wird auf einem anderen Laufgestell 32 befestigt. Der Zylinder 8T und der Dorn 9 können entlang demselben axialen Mittelpunkt, zum Bilden der Vakuumkammer 10 bewegt werden. In diesem Beispiel können durch Verändern der Kombination der äußeren Durchmesser des Zylinders 8T und des Dorns 9 mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolien, die sich in der Länge und Dicke voneinander unterscheiden, leicht hergestellt werden.
Die 13(a) und 13(b) zeigen Beispiele einer Manschette und deren Anbringen. Im Beispiel, das in 13(a) gezeigt wird, wird eine Manschette 33 am stromabwärts gelegenen Teil des Dorns, entlang des Stroms der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie angebracht, das heißt, ein Teil des Dorns, an dem die Dehnung des Durchmessers der zylindrischen Folie beendet wird. Die Manschette kann ebenso in einer Fuge, die im äußeren Zylinder 8 gebildet ist, angebracht werden.
13(b) zeigt ein Beispiel der Struktur der Manschette 33. Die Manschette kann zum Beispiel ein O-Ring sein, der aus einem elastischen Gummimaterial wie Silikongummi und Fluorgummi hergestellt ist, und kann ebenso ein Hohlelement, wie in 13(b) gezeigt, sein. Im Beispiel, das in 13(b) gezeigt wird, ist der äußere Teil eine Schicht 41 eines Harzes wie Poly(Ethylen-Tetrafluorid) und Silikongummi. Eine Lage 42 mit einer hohen Festigkeit, wie ein Glasfasergewebe, und eine Harzfolie (oder Film) wird als innere Lage laminiert. Durch das Einblasen von Druckluft in den hohlen Teil 43 wird die Manschette 33 zum Abdichten auf einen vorbestimmten äußeren Durchmesser gedehnt. Viele Manschetten können bereitgestellt werden. Jene des Expansionstyps, wie in 13(b) gezeigt, wobei jede von ihnen einen anderen äußeren Durchmesser hat, werden bevorzugt verwendet. Wenn eine Manschette mit einem bestimmten ausgewählten Durchmesser, abhängig von der Dicke der gewünschten mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, gedehnt wird und eine andere geschrumpft wird, können Produkte mit unterschiedlichen Dicken leicht hergestellt werden.
14 zeigt ein Beispiel einer Struktur der Vakuumkammer 10 und einen Zustand, in dem die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie 15 in der Herstellung ist. Im äußeren Zylinder 8 werden die druckreduzierenden Löcher V1 und V2 des äußeren Zylinders, die entsprechend mit den Auslassröhren 51 und 52 verbunden sind, bereitgestellt. Nur eines der druckreduzierenden Löcher V1 und V2 kann bereitgestellt werden. Im Dorn, der ein innerer Zylinder ist, werden ein druckreduzierendes Loch V3 des inneren Zylinders, ein Auslassrohr 56, das mit dem druckreduzierenden Loch V3 des inneren Zylinders mit einer Druckreduziervorrichtung verbunden ist, und eine Hülse 53 zum Steuern der Temperatur bereitgestellt. Die Vorrichtung ist derart gestaltet, dass ein Wärmemedium TL durch die Röhren 54 und 55, die mit einer Temperatursteuerungsvorrichtung verbunden sind und entlang einer Zuleitung P bereitgestellt werden, fließt und zirkuliert, wobei es sowohl gekühlt als auch erwärmt werden kann. Die Hülse kann durch ein Rohr ersetzt werden, das eine innere Wand des Dorns 9 berührt. Die Hülse und das Rohr müssen nicht überall in dem Dorn 9 bereitgestellt werden. Es können ein Teil zum Erwärmen und ein Teil zum Kühlen bereitgestellt werden. Die Temperatursteuerung des äußeren Zylinders 8 kann auf eine ähnliche Weise wie diese ausgeführt werden.
Das Evakuieren der Vakuumkammer 10 wird mit Hilfe einer Vakuumpumpe, die mit dem Abgasrohr 51, 52 und 56 verbunden ist, durchgeführt. Die Anpassung des Grades an Druckreduktion wird zum Beispiel durch ein druckregulierendes Ventil oder ein Vakuum-abschaltendes Ventil durchgeführt. Beim Einstellen des Grades der Druckreduktion können das druckregulierende Ventil und das Vakuum-abschaltende Ventil zusammen verwendet werden, oder nur eines von ihnen kann verwendet werden. Als Druckregulierventile sind solche einsetzbar, die diese einschließen, die herkömmlich verwendet werden, wie solche vom Typ, der den Einlassdruck der Vakuumpumpe durch Verändern von deren Durchlass unter Verwendung eines Druckdetektors und eines Druckmessumformers steuert, und das des Typs, der den Druck selbst unter Beobachtung mit einem Druckmesser steuert.
Der Grad an Druckreduktion in der Vakuumkammer 10 beträgt im Allgemeinen 100 mmHg oder mehr, bezogen auf den Differenzialdruck des Atmosphärendrucks. Die Verwendung von Harzen auf Polypropylenbasis bedarf eines Differenzialdrucks (eine Differenz vom Atmosphärendruck) von ungefähr 200 mmHg. Der Differenzialdruck wird bevorzugt auf 300 mmHg oder mehr eingestellt, stärker bevorzugt von 350 bis 700 mmHg. Der optimale Grad an Druckreduktion variiert abhängig vom Harz und dem zu verwendenden Schaumbildner und variiert ebenso abhängig von der Dehnungsrate der gewünschten mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie.
Auf der Oberfläche des inneren Zylinders 9 in der Vakuumkammer 10 kann eine Anzahl von kleinen Ausstülpungen 91, wie es in den 18(a) und 18(b) gezeigt ist, gebildet sein. Die Ausstülpungen 91, die in 18(a) gezeigt werden, haben gebogene Oberflächen und sind unabhängig. Durch die Ausstattung mit solchen Ausstülpungen 91 hat die Oberfläche des inneren Zylinders 9 eine uneinheitliche Struktur. Die uneinheitliche Struktur vermindert den Kontakt des Oberflächengebiets des inneren Zylinders 9 mit der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie 15 und erleichtert das Durchgleiten der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie. Das heißt, es ist bevorzugt, dass die Oberfläche des inneren Zylinders 9 nicht ausgerichtet ist, sondern in uneinheitlichen Niveaus vorliegt, um die Kontaktflächen zu vermindern.
Es ist bevorzugt, dass das Oberflächengebiet des inneren Zylinders 9, das in Kontakt mit der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie 15 steht, durch die Unregelmäßigkeiten auf nicht weniger als 10% und nicht mehr als 80% des Gebietes, in dem Fall, in dem die Ausstülpungen nicht vorliegen, vermindert wird.
Es ist stärker bevorzugt, dass die Ausstülpungen 91 oder die Oberfläche des inneren Zylinders mit den Ausstülpungen 91 zum Beispiel mit Teflon beschichtet sind. Das erlaubt ein glatteres Durchgleiten der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, wobei die Wahrscheinlichkeit, dass die Oberflächen der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie verschrammt werden, vermindert wird.
Die Muster der Ausstülpungen 91, die in den 18(a) und 18(b) gezeigt werden, sind nur Beispiele, und es gibt keine besondere Beschränkung der Muster der Ausstülpungen. Ein gekörntes Muster und ein Satinmuster werden zum Beispiel bevorzugt aufgebracht. Die Bildung der Ausstülpungen in einem solchen Muster und ihr Aufbringen werden stärker bevorzugt nicht nur auf der Oberfläche des inneren Zylinders 9, sondern auch auf der Oberfläche des äußeren Zylinders 8 und alternativ nur auf einem Teil derselben ausgeführt. Im Fall, in dem ein poröses Element für die Evakuierung verwendet wird, ist es bevorzugt, dass die Bildung der Ausstülpungen in einem Muster und ihr Aufbringen auf sowohl der metallischen Oberfläche des inneren Zylinders 9 als auch auf dem porösen Element durchgeführt werden. Es ist auch möglich, die Bildung der Ausstülpungen nur auf einem, der metallischen Oberfläche oder dem porösen Element durchzuführen.
Darüber hinaus können, obwohl die Ausstülpungen 91, die dieselbe Größe haben und die in einer Linie angeordnet sind, wie es in den 4(a) und 4(b) gezeigt ist, diese in der Größe unterschiedlich sein. In der Gestaltung der Ausstülpungen haben diese bevorzugt eine gebogene Oberfläche (siehe 4(a)), aber diese ist nicht besonders beschränkt. Sie können eine Pyramide oder ein Kegel sein (siehe 4(b)).
15 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, in dem eine Zahnradpumpe 60 zwischen einem ersten Extruder 3, der mit einer Pumpe 6 als Anordnung für die Zuleitung des Schaumbildners ausgestattet ist, und einer kreisförmigen Düse 7 bereitgestellt. Mit der kreisförmigen Düse 7 ist ein zweiter Extruder 5, zum Extrudieren eines thermoplastischen Harzes zum Bilden einer nicht-geschäumten Schicht, verbunden.
Das Laminieren und Verkleben von zwei mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien mit einer erhaltenen dreischichtigen Struktur, stellt eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit drei nicht-geschäumten Schichten und einer Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht her.
In der Herstellungsvorrichtung 2 können Rohmaterialien verwendet werden, die dieselben sind wie diese, die im vorher beschriebenen Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Als nächstes wird die geschäumte Folie der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Beim Herstellen der geschäumten Folie der vorliegenden Erfindung können Rohmaterialien verwendet werden, die dieselben sind wie die, die im vorher beschriebenen Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wurden. Ein Verfahren zur Herstellung der geschäumten Folie der vorliegenden Erfindung kann eines sein, das dasselbe ist wie das vorher beschriebene Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung.
Die geschäumte Folie der vorliegenden Erfindung kann für zahlreiche Anwendungen verwendet werden. Konkrete Anwendungen schließen Behälter für Lebensmittel ein, mikrowellengeeignete Behälter (HMR), wärmeisolierende Materialien, Polstermaterialien für Sportartikel und Versandkisten, Isolatoren, Fahrzeugteile wie Dachhimmel für Automobile, Dichtungsmaterialien, Baustoffe und Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie, die Harze verwenden, die ein leichtes Gewicht, Wärmeisolationseigenschaften und dergleichen aufweisen sollen.
Ferner wird die geschäumte Schicht 2 erklärt.
In der Herstellung der geschäumten Schicht 2 können Rohmaterialien verwendet werden, die dieselben sind wie die, die im oben beschriebenen Herstellungsverfahren 2 verwendet werden. Ein Verfahren zum Herstellen der geschäumten Schicht 2 kann eines sein, das dasselbe ist wie das oben beschriebene Herstellungsverfahren 2.
Die geschäumte Folie 2 bezieht sich auf eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer Gasbarriere-Harzschicht. Anwendungen hiervon schließen Behälter ein, die Gasbarriere-Eigenschaften, Wärmeisolationseigenschaften, leichtes Gewicht und dergleichen aufweisen sollen, wie Behälter für Lebensmittel, oder Folien, die geeignet sind, in der Herstellung solcher Behälter eingesetzt zu werden.
Beispiele
(Beispiel 1: Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung)
Eine mehrschichtige geschäumte Polypropylenfolie wurde mittels der Herstellungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, unter Verwendung eines Polypropylens (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) als Material zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht und eines Polypropylens mit einer langkettigen Verzweigung, PF814 (hergestellt von Montell), als ein Material zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht hergestellt.
Ein Doppelschneckenextruder mit 50 mm Durchmesser und ein Einschneckenextruder mit 90 mm Durchmesser wurden entsprechend als erster Extruder zum Extrudieren des Materials zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und als zweiter Extruder zum Extrudieren des Materials zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht verwendet. Als Extrusionsdüse wurde die kreisförmige Düse, die in 2 gezeigt wird, verwendet, die zwei Arten von Materialien in einen dreischichtigen Schlauch extrudieren kann. Mit der Extrusionsdüse wurde ein Dorn mit einem maximalen Durchmesser von 210 mm zum Dehnen des schlauchförmigen laminierten extrudierten Schaums verbunden.
Zu dem Polypropylen, dem Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht, wurde ein Gewichtsanteil, basierend auf 100 Gewichtsanteilen des Harzes, Hydrocerol (hergestellt von Boehringer Ingelheim Chemicals, Inc.), ein Nukleierungsmittel, zugemischt. Die Mischung wurde in den Trichter des ersten Extruders geleitet. Nahe der Mitte des Zylinders des ersten Extruders, in dem das Schmelzen des Harzes fortgeschritten war, wurde ein Gewichtsanteil Kohlendioxid als Schaumbildner mit hohem Druck zugepumpt. Die Mischung wurde in einem Zustand, in dem das Rohmaterial und das Kohlendioxid ausreichend geknetet waren, zur Extrusionsdüse geführt. Das Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und das zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht wurde in ihren geschmolzenen Zuständen in der Extrusionsdüse laminiert und dann in eine schlauchförmige Form extrudiert. Das Extrudat wurde gekühlt und entlang des Dorns gedehnt (aufgeblasen). Die resultierende schlauchförmige mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie wurde an einem Punkt mit einer Schneidevorrichtung zum Öffnen eingeschnitten und als flache Folie mit einer Abzugsvorrichtung aufgewickelt.
Die resultierende mehrschichtige geschäumte Polypropylenfolie hatte eine dreischichtige Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht. Die Folie hatte eine Breite von 650 mm, eine Dicke von 1 mm, eine 4fache Dehnungsrate, eine 2fache Dehnungsrate in ihrer Querrichtung und eine 1,2fache Dehnungsrate in ihrer Längsrichtung. Diese mehrschichtige geschäumte Polypropylenfolie wies eine ausgezeichnete Oberflächenglätte und Vakuumformbarkeit auf.
(Beispiel 2: Das Herstellungsverfahren 2)
1. Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht:
Das Polymer, das in einer ersten Stufe hergestellt wurde, hatte eine intrinsische Viskosität von 7,7 dl/g. Ein Polypropylenpolymer mit einer intrinsischen Viskosität von 1,9 dl/g wurde in einer zweiten Stufe synthetisiert, was nachfolgend auf die erste Stufe durchgeführt wurde. Zu 100 Gewichtsanteilen des Pulvers dieses Polymers wurden 0,1 Gewichtsanteile Calciumstearat, 0,05 Gewichtsanteile Irganox 1010 (Handelsname, hergestellt von Ciba Geigy Ltd.) und 0,2 Gewichtsanteile Sumilizer BHT (Handelsname, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) zugegeben, gemischt und bei 230°C schmelzegeknetet, was Pellets mit einer Schmelze-Masse-Fließrate (MFR) von 12 ergab, die als Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht verwendet wurden.
2. Material zum Bilden der nicht-geschäumten Schicht:
Polypropylen mit einer langkettigen Verzweigung, hergestellt von Montell (PF814) wurde verwendet.
3. Material zum Bilden der Gasbarriere-Harzschicht:
Ein verseiftes Produkt eines Ethylen/Vinylacetat-Copolymers mit einem Ethylengehalt von 44 Mol% und einem Verseifungsgrad von nicht weniger als 98% (EP-E105A, hergestellt von Kuraray Co., Ltd., MFR = 3,1) als Gasbarriereschicht, ein Polypropylen (Polypropylen LF8115, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd. MRF = 7) als äußerste Schicht und ein säuremodifiziertes Polypropylen (Admer QF551, hergestellt von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., MFR = 5,7) als Haftvermittler wurden zu einem Film mit einer Dicke-Zusammensetzung von [Haftvermittler/Barriereschicht/Haftvermittler/äußerste Schicht = 10/30/10/50 (Einheit: μm)] coextrudiert, wodurch eine Gasbarriere-Harzschicht mit einer Dickenverteilung Tmax/Tmin von 1,0, gemessen in einer Fläche von 25cm², hergestellt wurde.
Diese Gasbarriere-Harzfolie wurde in der Herstellung einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie verwendet.
(Vergleichsbeispiel 1)
Als Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und als Material zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht wurde dasselbe wie in Beispiel 2 verwendet.
Material für die Gasbarriere-Harzschicht:
Ethylen/Vinylalkohol-Copolymerharz, hergestellt von Kuraray Co., Ltd. (Eval EP-F101) wurde verwendet. Ein Film, der die Bedingungen der Dickenverteilung Tmax/Tmin = 1,3 erfüllt und der aus den oben genannten Materialien hergestellt wurde, wurde als Gasbarriere-Harzschicht verwendet.
(Extrusions-Schäumungs-Test)
Eine Vorrichtung (mit der Anordnung, die in 1 gezeigt ist) in dem eine kreisförmige Düse 7 mit 120 mm Durchmesser mit sowohl einem Doppelschneckenextruder 3 mit 50 mm Durchmesser als auch einem Einschneckenextruder 5 mit 32 mm Durchmesser verbunden war, wurde verwendet. Ein Rohmaterial, das durch Mischen von 1 PHR (per hundred resin) eines Nukleierungsmittels (Hydrocerol, hergestellt von Boehringer Ingelheim Chemicals, Inc.) mit dem verwendeten Polymer auf Propylenbasis für die geschäumte Schicht, wurde in einen Trichter gegeben, der an dem Extruder 3 bereitgestellt wurde, und 1 PHR Kohlendioxid wurde an einer Position des Extruders 3 zugeführt, in der das Rohmaterial ausreichend geschmolzen war. Das Rohmaterial und das Kohlendioxid wurden ausreichend schmelzegeknetet und in die Düse 7 gepumpt. Die geschmolzene Mischung zum Bilden einer geschäumten Schicht und das geschmolzene Harz zum Bilden der nicht-geschäumten Schicht, die von dem Extruder 5 zugeführt wurden, wurden in der Düse laminiert und dann extrudiert. Das Extrudat wurde gekühlt und entlang eines Dorns 9, der direkt hinter der Düse angebracht war, aufgeblasen. Zwei Schlitze wurden mit einer Schneidevorrichtung in die resultierende, zylindrische, geschäumte Folie geschnitten. Der Zylinder wurde zum Bilden von zwei flachen Folien geöffnet, zwischen denen ein Substrat eingebettet wurde und an das sie zum Bilden einer Gasbarriereschicht angeklebt wurden. Die resultierende, mehrschichtige, laminierte geschäumte Polyolefinfolie wurde mit einer Abzugsvorrichtung 11 aufgewickelt.
(Bestimmung der Vakuumformbarkeit)
Die resultierende, laminierte, mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie wurde mit einem entfernten Infrarot-Heizvorrichtung erwärmt, so dass die Oberflächentemperatur ihres Schaums bei 130°C bis 160°C lag, und wurde dann unter Verwendung einer Matrize vakuumgeformt.
(Bestimmung des Erscheinungsbildes)
Das Verhältnis eines Gebiets, in dem Fehler des Erscheinungsbildes wie Furchen und eine uneinheitliche Dicke gefunden wurden, zu dem Oberflächengebiet des vakuumgeformten Produkts (ein Gebiet mit Fehlern im Erscheinungsbild im Produkt/Oberflächengebiet des Produkts) wurde berechnet. Je höher dieses Verhältnis ist, desto schlechter ist das Erscheinungsbild. Je geringer dieses Verhältnis ist, desto besser ist das Erscheinungsbild. Die Ergebnisse von Beispiel 2 und dem Vergleichsbeispiel 1 werden in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
(Beispiel 3: Die Herstellungsvorrichtung 2)
Eine mehrschichtige geschäumte Polypropylenschicht wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1, unter Verwendung eines Polypropylens (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) als Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht, und eines Polypropylens mit einer langkettigen Verzweigung, PF814 (hergestellt von Montell) als Material zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht und einer Herstellungsvorrichtungs, die schematisch in 9 gezeigt ist, hergestellt.
(Vergleichsbeispiel 2)
Zum Vergleich wurde eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie durch ein Verfahren hergestellt, in dem ein laminierter Schlauch im geschmolzenen Zustand, der das Material zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht und das zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht umfasst, einmal in Atmosphäre zum Bilden eines Schaums extrudiert wurde, welcher dann an seiner Oberfläche erhitzt wurde und in die Vakuumkammer geführt wurde. Die resultierende, mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie hatte eine Dehnungsrate von höchstens 8fach, und ihr Oberflächenzustand war schlechter als der der beschriebenen geschäumten Folie der vorliegenden Erfindung.
(Beispiel 4: Die geschäumte Folie der vorliegenden Erfindung)
(Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht)
Als Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht wurde ein Polypropylen, das in einer Zweistufen-Polymerisation hergestellt wurde, verwendet. Das Polymerisierungsverfahren hiervon wird unten erklärt.
(1) Herstellung eines festen Katalysators
Ein 200 Liter Edelstahlreaktor, der mit einem Rührer ausgestattet war, wurde mit Stickstoff angefüllt. Nachfolgend wurden 80 Liter Hexan, 6,55 Mol Titantetrabutoxid, 2,8 Mol Diisobutylphthalat und 98,9 Mol Tetraethoxysilan hineingegeben, was in einer homogenen Lösung resultierte. Dann wurden 5 Liter Butylmagnesiumchloridlösung, in die Diisobutylether mit einer Konzentration von 2,1 Mol pro Liter tropfenweise langsam über 5 Stunden zugegeben, während die Temperatur im Reaktor bei 5°C gehalten wurde. Nachdem die tropfenweise Zugabe vollendet war, wurde die Mischung weiterhin für eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt, gefolgt von einer Fest-Flüssig-Trennung bei Raumtemperatur. Dann wurde mit 70 Litern Toluol dreimal gewaschen.
Nachfolgend wurde Toluol so zugegeben, dass die Konzentration der Aufschlämmung auf 0,6 kg/l angepasst wurde. Eine gemischte Lösung von 8,9 Mol n-Butylether und 274 Mol Titantetrachlorid und dann 20,8 Mol Phthaloylchlorid wurden zu der resultierenden Aufschlämmung hinzugegeben, die anschließend der Umsetzung bei 100°C für drei Stunden unterworfen wurde. Nach der Umsetzung wurde die Aufschlämmung mit Toluol bei 95°C zweimal gewaschen. Nachdem die Konzentration der Aufschlämmung auf 0,6 kg/l angepasst wurde, wurden 3,13 Mol Diisobutylphthalat, 8,9 Mol Di-n-Butylether und 137 Mol Titantetrachlorid zugegeben und die Umsetzung wurde bei 105°C für eine Stunde durchgeführt. Nachdem die Umsetzung beendet war, wurde eine Fest-Flüssig-Trennung bei derselben Temperatur durchgeführt und der resultierende Feststoff wurde zweimal mit 90 l Toluol bei derselben Temperatur gewaschen. Nachfolgend wurde die Konzentration der Aufschlämmung auf 0,6 kg/l angepasst, und dann wurden 8,9 Mol Di-n-Butylether und 137 Mol Titantetrachlorid zugegeben und die Umsetzung wurde bei 95°C für eine Stunde durchgeführt. Nachdem die Umsetzung beendet war, wurde eine Fest-Flüssig-Trennung bei derselben Temperatur durchgeführt und der resultierende Feststoff wurde dreimal mit 90 l Toluol gewaschen. Nachfolgend wurde die Konzentration der Aufschlämmung auf 0,6 kg/l angepasst, und dann wurden 8,9 Mol n-Butlyether und 137 Mol Titantetrachlorid zugegeben, und die Umsetzung wurde bei 95°C für eine Stunde durchgeführt. Nachdem die Umsetzung beendet war, wurde eine Fest-Flüssig-Trennung bei derselben Temperatur durchgeführt, und der resultierende Feststoff wurde dreimal mit 90 l Toluol und dreimal mit 90 l Hexan gewaschen und unter reduziertem Druck zum Erhalt von einer Feststoff-Katalysatorkomponente von 11,0 kg getrocknet.
Die resultierende feste Katalysatorkomponente enthielt 1,9 Gewichtsprozent Titanatome, 20 Gewichtsprozent Magnesiumatome, 8,6 Gewichtsprozent Phthalsäureester, 0,05 Gewichtsprozent Ethoxygruppen und 0,21 Gewichtsprozent Butoxygruppen und wies gute Partikeleigenschaften, frei von feinem Pulver, auf.
(2) Voraktivierung der festen Katalysatorkomponente
In einem Autoklaven, der mit einem Rührer ausgestattet war und ein inneres Volumen von 3 l aufwies, hergestellt von SUS, wurden 1,5 l n-Hexan, das ausreichend dehydriert und entgast wurde, 37,5 mMol Triethylaluminium, 3,75 mMol t-Butyl-n-propyldimethoxysilan und 15 g des oben beschriebenen festen Katalysators gegeben. Während die Temperatur im Autoklaven bei 5 bis 15°C gehalten wurde, wurden 15 g Propylen kontinuierlich zum Durchführen einer Voraktivierung über 30 Minuten zugeführt.
(3) Polymerisation des Polymers auf Propylenbasis
Erste Stufe
In einem ersten Polymerisationsgefäß mit einem inneren Volumen von 300 l, hergestellt von SUS, wurde flüssiges Propylen mit 57 kg/Std zugeführt, um die Polymerisationstemperatur bei 60°C zu halten und den Polymerisationsdruck bei 27 kg/cm²G. Zur selben Zeit wurde Triethylaluminium mit 1,3 mMol/Std, t-Butyl-n-propyldimethoxysilan mit 0,13 mMol/Std und der voraktivierte feste Katalysator mit 0,51 g/Std kontinuierlich zugeführt, und die Propylenpolymerisation wurde im Wesentlichen in Abwesenheit von Wasserstoff durchgeführt, was 2 kg/Std eines Polymers erzeugte. Die Menge des gebildeten Polymers pro Gramm Katalysator betrug 3920 g. Von einem Teil des resultierenden Polymers wurden Proben genommen und analysiert und es wurde herausgefunden, dass die intrinsische Viskosität 7,7 dl/g betrug. Das hergestellte Polymer wurde kontinuierlich in ein zweites Polymerisationsgefäß überführt, ohne deaktiviert zu werden.
Zweite Stufe
In einem Fließbettreaktor (das zweite Polymerisationsgefäß) mit einem inneren Volumen von 1 m³, der mit einem Rührer ausgerüstet war, wurde die Polymerisation von Propylen kontinuierlich zum Erhalt von 18,2 kg/Std eines Polymers durchgeführt, während Propylen und Wasserstoff zugeführt wurden, so dass die Polymerisationstemperatur bei 80°C gehalten wurde, der Polymerisationsdruck bei 18 kg/m²G, die Wasserstoffkonzentration in der Gasphase bei 8 Vol%, und während das Katalysator enthaltende Polymer vom ersten Polymerisationsgefäß überführt wurde, wurden Triethylaluminium mit 60 mMol/Std und t-Butyl-n-propyldimethoxysilan mit 6 mMol/Std zugeführt. Die intrinsische Viskosität dieses Polymers betrug 1,9 dl/g.
Nach der Rechnung aus den vorhergehenden Daten betrug die Menge des in der Polymerisation in der zweiten Stufe gebildeten Polymers 31760 g pro Gramm Katalysator. Das Verhältnis des Gewichts des polymerisierten Polymers im ersten Polymerisationsgefäß zu dem des polymerisierten Polymers im zweiten Polymerisationsgefäß betrug 11:89. Die intrinsische Viskosität des im Teil der Polymerisation in der zweiten Stufe gebildeten Polymers betrug 1,2 dl/g.
(4) Pelletierung des Polymers
Zu 100 Gewichtsanteilen der Polymerpartikel, die in der zweistufigen Umsetzung erhalten wurden, wurden 0,1 Gewichtsanteil Calciumstearat, 0,05 Gewichtsanteile Irganox 1010 (hergestellt von Ciba Geigy Ltd.) und 0,2 Gewichtsanteile Sumilizer BHT (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) zugegeben und gemischt, gefolgt von Schmelzekneten bei 230°C zum Erhalt von Pellets mit einer Schmelze-Masse-Fließrate (MFR) von 12.
<Testreihe 1>
(Material 1 zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht: Polypropylen mit einer langkettigen Verzweigung)
Als Material zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht wurden ein Polypropylen mit einer langkettigen Verzweigung, PF814, hergestellt von Montell (Schmelzpunkt 159,0°C, Kristallinisierungstemperatur 130,1°C, Schmelzindex (MI) 2,2g/10 Minuten) verwendet.
(Vergleichsbeispiel 3)
Das Material zum Bilden der verwendeten geschäumten Polyolefinschicht war dasselbe, wie das, das in den Beispielen verwendet wurde.
Als Material zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht wurde ein Polypropylen ohne langkettige Verzweigung, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd. (Noblene W101, MI 8-10g/10 Minuten, Homopolymer von Propylen) verwendet.
<Testreihe 2>
(Material 2 zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht: Harzhaftmittel auf Polyolefinbasis mit einer langkettigen Verzweigung)
Als Material zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht wurde ein Harz auf Polyolefinbasis mit einer langkettigen Verzweigung, Admer LF500, hergestellt von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. (Schmelzpunkt 135°C, Dichte 0,89g/cm³, MI 5,7g/10 Minuten) verwendet.
(Vergleichsbeispiel 4)
Als Material zum Bilden einer nicht-geschäumten Polyolefinschicht wurde ein Harz auf Polyolefinbasis ohne langkettige Verzweigung, Admer NF500, hergestellt von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. (Schmelzpunkt 120°C, Dichte 0,92g/cm³, MI 3,5g pro 10 Minuten) verwendet.
(Extrusi ons-Schäumungs-Test)
Eine Vorrichtung, in der eine kreisförmige Düse 7 mit 90 mm Durchmesser mit sowohl einem Einschneckenextruder 3 mit 50 mm Durchmesser als auch mit einem Einschneckenextruder 5 mit 32 mm Durchmesser verbunden war, wurde verwendet. Ein Rohmaterial, hergestellt durch Mischen von einem Gewichtsanteil eines Nukleierungsmittels (Hydrocerol, hergestellt von Boehringer Ingelheim Chemicals, Inc.) mit 100 Gewichtsanteilen des Polymers auf Polypropylenbasis, das für die geschäumte Schicht verwendet wurde, wurde in einen Trichter gegeben, der an dem Extruder 3 bereitgestellt wurde, und 1 Gewichtsanteil Kohlendioxid wurde an einer Position des Extruders 3 zugeführt, an der das Rohmaterial ausreichend geschmolzen war. Das Rohmaterial und das Kohlendioxid wurden ausreichend schmelzegeknetet und dann zu der Düse 7 gepumpt. Die geschmolzene Mischung zum Bilden der geschäumten Schicht und das geschmolzene Harz zum Bilden der nicht-geschäumten Schicht, das von dem Extruder 5 zugeführt wurde, wurde in der Düse laminiert und dann extrudiert. Das Extrudat wurde gekühlt und entlang eines Dorns 9, der direkt hinter der Düse angebracht war, aufgeblasen. Ein Schlitz wurde mit einer Schneidevorrichtung in die resultierende zylindrische geschäumte Folie geschnitten. Die Folie wurde zum Bilden einer flachen Folie geöffnet und wurde mit einer Abzugsvorrichtung 11 aufgewickelt.
(Vakuumformen)
Die resultierende, mehrschichtige geschäumte Polyolefinschicht wurde mit einem entfernten Infrator-Heizgerät erwärmt, so dass die Oberflächentemperatur ihres Schaums bei 130 bis 160°C lag und wurde unter Verwendung einer zylindrischen Matrize vakuumgeformt.
(Bestimmung des Erscheinungsbildes)
Das Verhältnis eines Gebiets, in dem Fehler des Erscheinungsbilds, wie Furchen und eine uneinheitliche Dicke gefunden wurden, zu dem Oberflächengebiet des vakuumgeformten Produkts (ein Gebiet mit Fehlern im Erscheinungsbild im Produkt/Oberflächengebiet des Produkts) wurde berechnet. Je höher dieses Verhältnis ist, desto schlechter ist das Erscheinungsbild. Je geringer dieses Verhältnis ist, desto besser ist das Erscheinungsbild. Die Ergebnisse von Beispiel 4 und den Vergleichsbeispielen 3 und 4 werden in der Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Die Ergebnisse zeigen, dass die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie eine glatte Oberfläche und ein gutes Erscheinungsbild aufweist.
[Beispiel 5: Die geschäumte Schicht 2]
(Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht)
Als Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht wurde das Polypropylen, das in der zweistufigen Polymerisation hergestellt wurde, verwendet. Das Polymerisationsverfahren war dasselbe wie das, das im Beispiel 4 beschrieben ist.
(Material zum Bilden der nicht-geschäumten Schicht)
Als Material zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht wurde ein Polypropylen mit einer langkettigen Verzweigung, PF-814, hergestellt von Montell (Schmelzpunkt 159,0°C, Kristallinisierungstemperatur 130,1°C, MI 2,2g/10 Minuten) verwendet.
Ein verseiftes Produkt eines Ethylen/Vinylacetat-Copolymers mit einem Ethylengehalt von 44 Mol% und einem Verseifungsgrad von nicht weniger aus 98% (EP-E105A, hergestellt von Kuraray Co., Ltd., MFR = 3,1) für die Gasbarriere-Harzschicht, ein Polypropylen (Polypropylen FL8115, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd., MFR = 7) für die äußerste Schicht und ein säure-modifiziertes Polypropylen (Admer QF551, hergestellt von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., MFR = 5,7) als Haftvermittler wurden in einen Film mit einer Dickeverteilung von [Haftvermittler/Barriereschicht/Haftvermittler/äußerste Schicht = 10/30/10/50 (Einheit: μm)] coextrudiert, was eine Gasbarriere-Harzschicht, deren Dickeverteilung, Tmax/Tmin, gemessen in einer Fläche von 25 cm², 1,0 betrug, herstellte.
Diese Gasbarriere-Harzschicht wurde in der Herstellung der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie verwendet.
(Vergleichsbeispiel 5)
Als Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und als Material zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht wurde dasselbe wie im Beispiel 5 verwendet.
Das Material zum Bilden der Gasbarriere-Harzschicht war ebenso dasselbe wie das, das im Beispiel 5 verwendet wurde, aber die Gasbarriere-Harzfolie hatte eine Dickeverteilung gemessen in einer Fläche von 25 cm², Tmax/Tmin = 1,3.
(Extrusions-Schäumungs-Test)
Eine Vorrichtung, an der eine kreisförmige Düse 7 mit 90 mm Durchmesser sowohl an einem Einschneckenextruder 3 mit 50 mm Durchmesser als auch an einem Einschneckenextruder 5 mit 32 mm Durchmesser befestigt war, wurde verwendet. Ein Rohmaterial, das durch Mischen von einem Gewichtsanteil eines Nukleierungsmittels (Hydrocerol, hergestellt von Boehringer Ingelheim Chemicals, Inc.) mit 100 Gewichtsanteilen des Polymers auf Polypropylenbasis, das für die geschäumte Schicht verwendet wurde, hergestellt wurde, wurde in einen Trichter gegeben, der am Extruder 3 bereitgestellt war, und ein Gewichtsanteil Kohlendioxid wurde an einer Position des Extruders 3 zugeführt, an der das Rohmaterial ausreichend geschmolzen war. Das Rohmaterial und das Kohlendioxid wurden ausreichend schmelzegeknetet und dann in die Düse 7 gepumpt. Die geschmolzene Mischung zum Bilden der geschäumten Schicht und das geschmolzene Harz zum Bilden der nicht-geschäumten Schicht, das vom Extruder 5 zugeführt wurde, wurden in der Düse laminiert und dann extrudiert. Das Extrudat wurde gekühlt und entlang eines Dorns 9, der direkt hinter der Düse angebracht war, aufgeblasen. Zwei Schlitze wurden mit einer Schneidevorrichtung in die resultierende, zylindrische, geschäumte Folie geschnitten, um zwei flache Folien mit derselben Breite zu bilden. Eine Gasbarriere-Harzfolie wurde zwischen den Folien zugeführt. Sie wurden gepresst und zusammenlaminiert und mit einer Abzugsvorrichtung 11 aufgewickelt.
(Vakuumformen)
Die resultierende, mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie wurde mit einem entfernten Infrarot-Heizgerät erwärmt, so dass die Oberflächentemperatur ihres Schaums bei 130°C bis 160°C lag und wurde unter Verwendung einer zylindrischen Matrize vakuumgeformt.
(Bestimmung des Erscheinungsbildes)
Das Verhältnis eines Gebiets, in dem Fehler des Erscheinungsbildes, wie Furchen und uneinheitliche Dicke gefunden wurden, zu dem Oberflächengebiet des vakuumgeformten Produkts (ein Gebiet mit Fehlern im Erscheinungsbild im Produkt/Oberflächengebiet des Produkts) wurde berechnet. Je höher dieses Verhältnis ist, desto schlechter ist das Erscheinungsbild. Je niedriger dieses Verhältnis ist, desto besser ist das Erscheinungsbild. Die Ergebnisse von Beispiel 5 und Vergleichsbeispiel 5 werden in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
(Beispiel 6: Der Behälterkörper)
Der Behälterkörper wurde durch das unten beschriebene Verfahren hergestellt und seine physikalischen Eigenschaften für den Vergleich mit Behälterkörpern der Vergleichsbeispiele gemessen. Die folgenden Messverfahren wurden eingesetzt.
(1) Oberflächenrauheit
Die Messung der Oberflächenrauheit des Behälterkörpers wurde unter Verwendung eines Rauheitsmessers vom Tracing-Typ, Surfcom 570A, hergestellt von Tokyo Seimitsu Co., Ltd., durchgeführt. Ein folienähnliches Muster mit einer vorherbestimmten Form wurde zuerst bestimmt und seine Oberflächenrauheit (Ra) wurde über eine Länge von 1 cm von einem optionalen Punkt des Musters bei einer Abtastgeschwindigkeit von 0,3mm/Sekunde gemessen. Die Messung der Oberflächenrauheit (Ra) wurde entsprechend dem Verfahren zum Messen der Abweichung des arithmetischen Mittels vom Profil (Ra), das in JIS B0601 bereitgestellt wird, durchgeführt. Diese Messung wurde an drei optionalen Punkten in dem Muster durchgeführt. Die Rauheit des Behälterkörpers wurde durch Ermittlung des Mittelwerts der Messungen seiner Ra bestimmt.
(2) Bestimmung des Erscheinungsbildes
Das Erscheinungsbild des geschäumten Behälterkörpers wurde visuell bestimmt. Eine große Oberflächenglätte wird durch einen 0 angezeigt, und eine geringe Oberflächenglätte durch ein ×.
Die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie mit einer Dicke von 1,8 mm und einer Dehnungsrate von 3,9fach wurde mit einem entfernten Infrarot-Heizgerät erwärmt, so dass ihre Oberflächentemperatur 150°C erreichte, und wurde durch Vakuumformen in einen Behälterkörper 1, mit einem inneren Durchmesser von 150 mm und einer Tiefe von 39 mm, wie in 16 gezeigt, geformt. Die Oberflächenrauheit wurde an drei Punkten am oberen Rand 2 des Behälterkörpers 1 gemessen. Der durchschnittliche Ra der drei Punkte am oberen Rand 2 betrug 4,7 μm (gemessene Werte: 4,5 μm, 5,3 μm, 4,2 μm).
Die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie, die hier verwendet wurde, war eine Folie mit einer zwei-Arten-drei-Lagen-Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht. Für die geschäumte Schicht und die nicht-geschäumte Schicht wurden die folgenden Harze verwendet.
(1) Geschäumte Schicht
Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht: Das Polymer, das in der ersten Stufe hergestellt wurde, hat eine intrinsische Viskosität von 7,7 dl/g. Ein Polypropylen-Polymer mit einer intrinsischen Viskosität von 1,9 dl/g wurde in einer zweiten Stufe synthetisiert, die nachfolgend auf die erste Stufe durchgeführt wurde. Zu 100 Gewichtsanteilen eines Pulvers dieses Polymers wurden 0,1 Gewichtsanteil Calciumstearat, 0,05 Gewichtsanteile von Irganox 1010 (Handelsname, hergestellt von Ciba Geigy Ltd.) und 0,2 Gewichtsanteile Sumilizer BHT (Handelsname, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) zugegeben, gemischt und bei 230°C schmelzegeknetet, was eine Ausbeute an Pellets mit einem MFR von 12 ergab, die als Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht verwendet wurden.
(2) Nicht-geschäumte Schicht
Ein Polypropylen mit einer langkettigen Verzweigung (Schmelzpunkt 159,0, Kristallinisierungstemperatur 130,1°C, MI 2,2g/10 Minuten) wurde verwendet. Unter Verwendung dieser Harze wurde eine geschäumte Schicht mit Hilfe eines Extruders, der in 2 gezeigt ist, hergestellt.
<Extrusions-Formtest>
Eine Vorrichtung, an der eine kreisförmige Düse 7 mit 120 mm Durchmesser mit sowohl einem Einschneckenextruder 3 mit 50 mm Durchmesser als auch mit einem Einschneckenextruder 5 mit 32 mm Durchmesser verbunden war, wurde verwendet. Ein Rohmaterial, das durch Mischen von 1 PHR eines Nukleierungsmittels (Hydrocerol, hergestellt von Boehringer Ingelheim Chemicals, Inc.) mit dem Polymer auf Polypropylenbasis, das für die geschäumte Schicht verwendet wurde, hergestellt wurde, wurde in einen Trichter gegeben, der am Einschneckenextruder 3 bereitgestellt war, und 1 PHR Kohlendioxid wurde mit hohem Druck an einer Position des Einschneckenextruder 3 zugeführt, an der das Rohmaterial ausreichend geschmolzen war. Das Rohmaterial und das Kohlendioxid wurden ausreichend schmelzegeknetet und dann in die Düse 7 gepumpt. Die geschmolzene Mischung zum Bilden der geschäumten Schicht und das geschmolzene Harz zum Bilden der nicht-geschäumten Schicht, das vom Einschneckenextruder 5 zugeführt wurde, wurden in der Düse laminiert und dann extrudiert. Das Extrudat wurde gekühlt und entlang eines Dorns 9, der direkt hinter der Düse angebracht war, aufgeblasen. Ein Schlitz wurde mit einer Schneidevorrichtung 30 in die resultierende, zylindrische, geschäumte Folie geschnitten. Der Zylinder wurde geöffnet und in flache Folien 15 mit Walzen 32 geformt. Diese Folien wurden mit einer Abzugsvorrichtung 11 aufgewickelt. In 2 zeigt die Nr. „6" eine Zuleitungspumpe für das Zuleiten des Schaumbildners, Kohlendioxid. Hier wurden Einschneckenextruder als Extruder verwendet. Dennoch ist ein Extruder nicht auf einen Einschneckenextruder beschränkt, es kann ein Doppelschneckenextruder verwendet werden.
2 ist ein Querschnitt einer kreisförmigen Düse, die geeignet ist, die vorliegende Erfindung auszuführen und die in der Herstellungsvorrichtung, die in 17 gezeigt ist, verwendet wurde. Die verwendete Düse in diesem Beispiel war eine kreisförmige Düse. In der Düse 7 sind die Kanäle 23a und 23b für ein Harz zum Bilden der geschäumten Schichten und die Kanäle 24, 24a, 24b, 24c und 24d für ein Harz zum Bilden der nicht-geschäumten Schichten gebildet.
Der Kopf 21 des ersten Extruders 3 ist mit dem Ende der Düse 7 an ihrer Ursprungsseite in Richtung der Harzkanäle verbunden und der Kopf 22 des zweiten Extruders 5 ist mit der Seite der Düse an ihrer Ursprungsseite in Harzkanalrichtung verbunden. Das geschmolzene Harz zum Bilden der geschäumten Schicht, das vom Kopf 21 zugeführt wird, gelangt zunächst in den Kanal 23a und wird dann zum Auslass der Düse geführt. Das geschmolzene Harz wird auf diesem Weg mit Hilfe eines Durchgangs P geteilt und in den Kanal 23b geführt.
Andererseits wird das geschmolzene Harz zum Bilden der nicht-geschäumten Schicht durch den Kopf 22 des zweiten Extruders 5 zugeführt und durch den Kanal 24 auf die Kanäle 24a und 24b aufgeteilt. Dieses Harz wird so zugeführt, dass es die beiden Oberflächen einer geschäumten Schicht bedeckt und dass es den beiden Seiten der geschäumten Schicht in dem Kanal 23b anhaftet und wird in Schichten in Kanal 25a vereinigt. Die geschmolzenen Harze, die durch die Kanäle 24a und 24b zugeführt werden, fließen durch Teilungskanäle (nicht gezeigt) ähnlich zu dem Durchgang P und werden entsprechend den Kanälen 24c und 24d zugeführt, um die beiden Oberflächen der geschäumten Schicht in Kanal 23a zu bedecken und werden in Schichten im Kanal 25b vereinigt.
Das geschmolzene Harz, das in eine zylindrische Form mit einer dreischichtigen Struktur in den Kanälen 25a und 25b vereinigt wurde, wird durch den Auslass 26 der Düse extrudiert. Durch die Freisetzung des geschmolzenen Harzes unter Atmosphärendruck expandiert das Kohlendioxid, das im Harz zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht enthalten ist, um Zellen zu bilden, wobei eine geschäumte Schicht gebildet wird.
(Vergleichsbeispiel 6)
Ein Behälterkörper wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 6 geformt, außer dass eine mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie unter Verwendung des Polypropylens, das für die nicht-geschäumten Schichten in Beispiel 6 verwendet wurde, hergestellt (Schmelzpunkt 159,0°C, Kristallinisierungstemperatur 130,1°C, MI 2,2g/10 Minuten) und für sowohl die geschäumte Schicht als auch die nicht-geschäumten Schichten verwendet wurde.
Die Oberflächenrauheit wurde an drei Punkten des oberen Randes des Behälterkörpers auf dieselbe Weise wie in Beispiel 6 gemessen. Der Durchschnitt, Ra, der drei Punkte an der oberen Kante betrug 7,1 μm (Messwerte: 5,7 μm, 7,1 μm, 8,6 μm).
Die Ergebnisse der Bestimmung in Beispiel 6 und dem Vergleichsbeispiel 6 werden in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
Aus Tabelle 4 wird offensichtlich, dass der Behälterkörper des Beispiels 6 eine sehr gute Oberflächenglätte aufweist, wohingegen der Behälterkörper des Vergleichsbeispiels 6 im Erscheinungsbild nicht so gut war. Der Behälterkörper der vorliegenden Erfindung vermittelte ein außergewöhnlich gutes Gefühl, wenn er in den Händen getragen wurde.
(Beispiel 7)
Obwohl in Beispiel 6 ein Beispiel gezeigt wurde, worin die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie die eine zwei-Arten-drei-Lagen-Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht aufwies, verwendet wurde, ist der Behälterkörper des Beispiels 6 nicht darauf beschränkt und kann eine andere mehrere Arten-mehrere Schichten, mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie darstellen. Zum Beispiel kann er eine fünfschichtige Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Gasbarriere-Harzschicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht und eine siebenschichtige Struktur von nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Gasbarriere-Harzschicht/nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht aufweisen. Diese mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolien können durch Verfahren, die den oben beschriebenen ähnlich sind, hergestellt werden.
Die Gasbarriere-Harzschicht, die eine nicht-geschäumte Schicht ist, ist nicht besonders beschränkt und kann aus Schichten von Harz, das als Gasbarriere-Harzfolien in dem Herstellungsverfahren 2 verwendet wird, bestehen.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, die wenigstens eine geschäumte Polyolefinschicht und wenigstens eine nicht-geschäumte Polyolefinschicht umfasst, wobei in dem Verfahren eine Herstellungsvorrichtung verwendet wird, die wenigstens einen ersten Extruder zum Extrudieren eines Materials zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht umfasst, wobei der erste Extruder mit einer Anordnung für die Zuleitung des Schaumbildners ausgerüstet ist, um den Schaumbildner einem Zylinder zuzuleiten, und wenigstens einem zweiten Extruder zum Extrudieren eines Materials zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht und wenigstens eine kreisförmige Extrusionsdüse zum Coextrudieren des Materials zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und des Materials zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht wodurch die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie gebildet wird, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt des Schmelzeknetens, in dem im ersten Extruder ein Harzmaterial zum Bilden einer geschäumten Polyolefinschicht geschmolzen wird und das geschmolzene Harzmaterial zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und ein Schaumbildner, der durch die Anordnung für die Zuleitung des Schaumbildners zugeleitet wird, zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht gemischt werden; einen Schmelzschritt, in dem das Material zum Bilden der nichtgeschäumten Polyolefinschicht im zweiten Extruder geschmolzen wird; und einen Coextrusionsschritt, in dem das Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und das Material zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht im geschmolzenen Zustand in eine zylindrische Form unter Atmosphärendruck durch die Extrusionsdüse coextrudiert werden und das extrudierte Material zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht, zum Bilden der mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie geschäumt wird; wobei der Coextrusionsschritt unter Bedingungen durchgeführt wird, die die Beziehung 10 > Q (kg/Std.)/W (mm) ≥ 0,3 erfüllen, wobei Q (kg/Std.) die Menge an Harz bezeichnet, die durch die Extrusionsdüse extrudiert werden soll und W (mm) den Durchmesser der Düsenlippe.
Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie nach Anspruch 1, das ferner einen Laminierschritt zum Laminieren wenigstens einer hergestellten, mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie umfasst.
Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie nach Anspruch 2, wobei die coextrudierte, mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie zusammengefaltet, übereinander gelagert und im Laminierschritt zusammenlaminiert wird.
Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie nach Anspruch 2, wobei die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie laminiert wird wie sie ist oder übereinander gelagert und laminiert wird, nachdem sie an wenigstens einem Punkt entlang ihrer longitudinalen Achse fortgesetzt eingeschnitten wurde.
Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie nach Anspruch 1, das ferner einen Dehnungsschritt zum Dehnen der coextrudierten, mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie senkrecht zur Extrusionsrichtung mittels einer Dehnungsvorrichtung umfasst, wobei der Dehnungsschritt nach dem Coextrusionsschritt durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie nach Anspruch 5, wobei die Dehnungsvorrichtung ein Dorn ist.
Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie nach Anspruch 5, wobei die Dehnungsrate, die im Dehnungsschritt erreicht wird in einem Bereich von 1,5 bis 4,5 fach liegt.
Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie nach Anspruch 2, das ferner einen Aufwärmschritt zum Aufwärmen der extrudierten mehrschichtigen Polyolefinfolie, wobei der Aufwärmschritt vor wenigstens einem der Laminierschritte durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Herstellen einer mehrschichtigen geschäumten Polyolefinfolie, die wenigstens eine geschäumte Polyolefinschicht und wenigstens eine nicht-geschäumte Polyolefinschicht umfasst, wobei die Vorrichtung wenigstens einen ersten Extruder, zum Extrudieren eines Materials zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht, umfasst, wobei der erste Extruder mit einer Anordnung für die Zuleitung des Schaumbildners ausgerüstet ist, um den Schaumbildner einem Zylinder zuzuleiten, und wenigstens einem zweiten Extruder zum Extrudieren eines Materials zum Bilden der nicht-geschäumten Polyolefinschicht und wenigstens eine kreisförmige Extrusionsdüse zum Coextrudieren des Materials zum Bilden der geschäumten Polyolefinschicht und des Materials zum Bilden der nichtgeschäumten Polyolefinschicht wodurch die mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie gebildet wird, wobei die Extrusionsdüse an ihrer Lippe einen Durchmesser W (mm) aufweist, der in einem Bereich von nicht weniger als (1/10) Q (kg/Std.) und nicht größer als (10/3) Q (kg/Std.) liegt, wobei Q (kg/Std.) die Menge des zu extrudierenden Harzes durch die Extrusionsdüse angibt.
Mehrschichtige Polyolefinfolie, die eine geschäumte und eine nicht-geschäumte Schicht umfasst, wobei die geschäumte Schicht aus Polyolefin und die nicht-geschäumte Schicht aus Polypropylen mit einer langkettigen Verzweigung oder einem Harzklebstoff auf Polyolefinbasis mit einer langkettigen Verzweigung besteht.
Mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie nach Anspruch 10, wobei das Polyolefin, dass die nicht geschäumte Schicht bildet, einen Verzweigungsindex [A] aufweist, der 0,20 ≥ [A] ≥ 0,98 erfüllt.
Mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie nach Anspruch 10, wobei die Folie wenigstens zwei nicht-geschäumte Schichten und die Struktur nicht-geschäumte Schicht/geschäumte Schicht/nicht-geschäumte Schicht aufweist.
Mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie nach Anspruch 10, wobei die Folie wenigstens drei nicht-geschäumte Schichten aufweist.
Mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie nach Anspruch 10, wobei die geschäumte Schicht einen Dehnungsrate aufweist, die in einem Bereich von 2,5 bis 40 fach liegt.
Mehrschichtige geschäumte Polyolefinfolie nach Anspruch 10, wobei die geschäumte Schicht Polypropylenschaum umfasst.