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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mehrlagiges Laminat,
welches eine auf einem Polyester basierende Lage umfasst sowie eine
Lage, die ein Copolymer von Ethylen und Methylacrylat aufweist,
Laminat das mit Hilfe eines Rohrbildungsverfahrens hergestellt wird.
Dieses Laminat kann zusätzliche
Lagen aufweisen und es kann zur Verpackung von Waren verwendet werden.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Polyester
ist in der Verpackungsindustrie gut bekannt und es wird dort in
einem großen
Umfang verwendet, besonders in der Fertigung von Verpackungsfilmen.
Polyesterfilme sind insbesondere thermisch stabil, sie sind leicht
zu bedrucken und sie sind widerstandsfähig. Diese Filme sind besonders
nützlich
zum Verpacken von Nahrungsmitteln.
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Dennoch
kann in einigen Fällen,
zum Beispiel dann, wenn eine Abdichtung erforderlich ist, ein einlagiger
Polyesterfilm nicht ausreichend sein, und es wird dann ein zusätzlicher
Film benötigt.
Es ist bekannt, dass die Adhäsion
an einem Polyesterfilm schwierig ist. Gewöhnlich wird ein Primer benötigt, um
die Adhäsion
eines zweiten Films an einem Polyesterfilm zu erreichen. Ein Primer
ist ein Klebstoff, mit dem der Polyesterfilm beschichtet wird. Diese
Primer bestehen gewöhnlich
aus Polyurethan, das in Lösungsmitteln
aufgelöst
ist, oder aus Polyethylenimin, das in Wasser dispergiert ist. Solche
Lösungsmittel
enthalten Methylethylketone, Ethylacetat oder Alkohol. Die Verwendung
von Primern bei der Fertigung mehrlagiger Filme bringt mehrere Nachteile mit
sich: die Station für
das Aufbringen des Primers erfordert zusätzliche Arbeitkräfte für das Zubereiten
und das Zuführen
der Flüssigkeiten,
die Lösungsmittel
müssen
verdampft werden, um irgendwelche Rückstände zu vermeiden, die in die
Nahrungsmittel eindringen könnten,
und die Emission dieser Lösungsmittel
an die Luft kann sich nachteilig auf die Umwelt auswirken. Darüber hinaus
ist ein Härten
während
einer Zeitdauer von einer Woche erforderlich, bevor eine vollständige Adhäsion erzielt
wird.
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Es
besteht deshalb in der Industrie ein starker Bedarf an coextrudierbaren
Klebstoffen, welche die Primer in denjenigen mehrlagigen Filmen
oder Laminaten ersetzen können,
welche mindestens eine auf Polyester basierende Lage aufweisen.
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Bis
vor kurzem sind Ethylenallcylacrylatcopolymere von solchen mehrlagigen
Filmen oder Laminaten ausgeschlossen gewesen, weil sie dafür bekannt
gewesen sind, keine ausreichende Adhäsionskraft aufzuweisen, um
ein Abblättern
bzw. Delaminieren zu verhindern.
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US 5532066 offenbart Ethylenalkylacrylatcopolymere,
welche durch ein spezifisches Verfahren unter Verwendung eines Vielzonenautoklavenreaktors
hergestellt werden und die eine hohe Schmelzpunkttemperatur und
eine verbesserte Adhäsionskraft
aufweisen. Dennoch ist bei einigen Anwendungen, etwa bei abziehbaren
Deckeln, wobei das Laminat eine abdichtende Lage umfasst und wobei
das Verpackungsprodukt eine Flüssigkeit
sein kann, eine höhere
Adhäsionskraft
erforderlich. Insbesondere ist es bei diesen Anwendungen wichtig,
dass die Adhäsionskraft
zwischen der auf Polyester basierenden Lage und dem Klebstoff stärker ist als
die Abdichtungskraft der Abdichtungslage.
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US 2953551 offenbart eine
Zusammensetzung, die durch Copolymerisieren von Ethylen und Methylacrylatmonomeren
in einem rohrförmigen
Reaktor erzielt wird, die aber nicht homogen ist.
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Deshalb
gibt es noch einen Bedarf an einem coextrudierbaren Klebstoff, welcher
eine ausgezeichnete Adhäsionskraft
gegenüber
Polyesterfilmen aufweisen würde
und welcher weiter als ein wirksamer Klebstoff im Rahmen eines Laminats
verwendet werden könnte,
welches eine auf einem Polyester beruhende Lage und eine Abdichtungslage
umfasst.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist jetzt überraschenderweise
herausgefunden worden, dass die Verwendung eines Copolymers von
Ethylen und Methylacrylat, das durch Copolymerisieren von Ethylenmonomeren
und Methylacrylatmonomeren in einem kontinuierlichen rohrförmigen Reaktor
bzw. Rohrreaktor hergestellt wird, es ermöglicht solche auf Polyester
basierende Laminate herzustellen, die eine sehr gute Adhäsionskraft
zwischen der Polyesterlage und der Copolymerlage zeigen. Dort, wo
das Laminat weiterhin eine Abdichtungslage enthält, kann diese Adhäsionskraft
auch höher
sein als die Abdichtungskraft der Abdichtungslage.
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Ein
erster Aspekt der Erfindung besteht in einem mehrlagigen Laminat,
welches aufweist:
- a) eine erste Lage, welche
mindestens einen Polyester umfasst, und
- b) eine zweite Lage, welche mindestens ein Copolymer von Ethylen
und Methylacrylat umfasst, welches durch Copolymerisieren von Ethylenmonomeren
und Methylacrylatmonomeren in einem kontinuierlichen rohrförmigen Reaktor
gewonnen wird.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen des
obigen Laminats, das eine Extrusionsbeschichtung der zweiten Lage
auf die erste Lage bei einer Temperatur von mindestens 300°C aufweist.
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Die
Laminate gemäß der Erfindung
zeigen eine verbesserte Adhäsionskraft
zwischen den zwei Lagen im Vergleich zu den Laminaten nach dem bisherigen
Stand der Technik. Die Adhäsion
zwischen den zwei Lagen des Laminats widersteht dem Eintauchen in
Wasser während
einer Zeitdauer von sechs Wochen.
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Die
Laminate der Erfindung können
insbesondere in Verpackungen von Nahrungsmitteln wie Snacktaschen,
Polyesterdeckelfolien Verwendung finden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein schematisches Diagramm des Verfahrenes gemäß der Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
erste Lage des Laminats gemäß der Erfindung
besteht mindestens aus einem Polyester. Diese Lage kann aus einem
Film, einer Folie, einem gewebten oder gestrickten Stoff oder aus
einem nicht gewebten Material bestehen. Bei einer bevorzugten Ausführung der
Erfindung besteht diese Lage aus einem Film oder aus einem nicht
gewebten Material. Stärker
bevorzugt besteht sie aus einem Film. Vorzugsweise besteht dieser
Film aus Polyester. Dieser Polyesterfilm kann nicht orientiert,
orientiert oder biaxial orientiert sein. Vorzugsweise ist der Film
biaxial orientiert.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung wird der Polyesterfilm einer Koronabehandlung unterzogen.
Er kann auch einer Flammbehandlung unterzogen werden.
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Polyesterfilme,
welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet sind, kann
man im Handel unter dem Handelsnamen "Mylar®" von DuPont Teijin
Films beziehen.
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Die
zweite Lage des Laminats gemäß der Erfindung
umfasst mindestens ein Copolymer von Ethylen und Methylacrylat,
welches durch Copolymerisieren von Ethylenmonomeren und Methylacrylatmonomeren
in einem kontinuierlichen Rohrbildungsverfahren gewonnen wird. Ein
geeigneter Rohrreaktor zur Herstellung des Copolymers von Ethylen
und Methylacrylat, welcher für
das Laminat gemäß der Erfindung
nützlich
ist, wird in der 1 gezeigt. Unter Bezugnahme
auf diese Zeichnung wird Ethylengas aus der Leitung 1 zu
einer primären
Verdichtungsstufe 2 geführt
und es tritt aus dem Kompressor in die Leitung 3 aus. Das
Ethylen in der Leitung 3 wird dann mit den gewünschten
Comonomeren kombiniert und ergibt die Leitung 4. Ein zweiseitiger
Hyperkompressor 5 arbeitet bei einem konstanten Durchsatz
mit gleichmäßigen Zuführungsgeschwindigkeiten auf
einer jeden Seite. Als ein Ergebnis wird eine kleine Menge an zurückgeführtem Gas
aus 16 mit der frischen Zufuhr aus 4 kombiniert, um als Zuführung für die eine
Seite des Hyperkompressors zu dienen. Die andere Seite des Hyperkompressors
komprimiert typischerweise 100% zurückgeführtes Gas. Die Seite des Hyperkompressors,
welche die frische Ethylenzufuhr enthält, komprimiert den Strom zu
der Leitung, 6 (die fortan als die "Seitenzufuhr" bezeichnet wird), wohingegen der andere
Strom komprimiert wird, um die Leitung 7 zu bilden (die
als die "Vorderzufuhr" bezeichnet wird).
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Die
Vorderzufuhr 7 tritt dann in einen ummantelten Rohrreaktor
ein. Der erste Teil des Reaktors besitzt einen Heißdampfmantel 8 und
erhitzt die Ethylen-/Comonomermischung auf eine Temperatur, bei
der die Polymerisation bei 9 gestartet werden kann, indem
man Peroxidinitiatoren an dem mit der Nummer 10 markierten Punkt
einspritzt. Mehrfache Initiatoren werden an der Stelle 10 verwendet,
um es so zu ermöglichen,
dass die Reaktion über
den größtmöglichen
Temperaturbereich stattfindet, wobei die Reaktion mit dem aktivsten
Initiator beginnt, der die nachfolgende Reaktion durch die zweitaktivsten
Initiatoren auslöst;
die Reaktion durch den zweitaktivsten Initiator löst die Reaktion
durch den drittaktivsten Initiator aus, und so weiter. Mindestens
zwei verschiedene Initiatoren werden an einem jeden Einspritzungspunkt
verwendet. Das Polymerisationsverfahren erzeugt Hitze, die teilweise,
aber nicht vollständig
von dem Wassermantelsystem des Reaktors 9 abgezogen wird.
Als ein Ergebnis davon erhöht
sich die Temperatur in dem Reaktor als eine Funktion von dessen
Länge, solange
die Polymerisationsreaktion läuft.
Vorzugsweise liegt die Anfangstemperatur, bei der die Reaktion gestartet
werden soll, in dem Bereich von etwa 150 °C bis etwa 220 °C. Vorzugsweise
liegt die höchste
Temperatur, welche die Reaktion erreichen darf, in dem Bereich von
etwa 225 °C
bis etwa 325 °C.
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Initiatoren
mit einem freien Radikal werden verwendet, um die Polymerisation
zu katalysieren. Die Initiatoren werden an den Punkten 10 und 11 eingespritzt
und wahlweise an dem Punkt 12. Typischerweise werden die
Initiatoren in einem organischen Lösungsmittel wie etwa in Isododecan
oder 2-Propanol aufgelöst.
Einige Beispiele von Initiatoren, die in der Praxis dieser Erfindung
nützlich
sind, sind t-Butylperoxypivalat,
t-Butylperoxy(2-ethylhexanoat), t-Butylperoxyacetat, t-Butylperbenzoat
und di-t-Butylhyperoxid.
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Der "Seitenstrom" 6 wird
in den Reaktor an einem Punkt injiziert, der sich annähernd bei
einem Drittel der Gesamtlänge
des Reaktors befindet. Weil der Strom 6 keine Polymerisation
begonnen hat und daher kühler
ist als der teilweise reagierte Strom, der an der Vorderseite des
Reaktors zugeführt
wird, wird der Gesamtstrom durch die direkte Mischungswirkung des
Stroms 6 abgekühlt.
Die Temperatur, auf welche die Mischung herabgekühlt wird, steuert man so, dass
sie auf demselben Punkt liegt, auf welchem der aktivste Initiator,
der in der Polymerisation verwendet wird, anfangen wird zu reagieren.
Am Punkt 11 werden zusätzliche
Initiatoren eingespritzt, um das Polymerisationsverfahren erneut
zu starten.
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Die
Polymerisationsreaktion setzt sich so lange fort, bis die verfügbaren Comonomere
und die Initiatoren mit einem freien Radikal verbraucht sind. Vorzugsweise
kann ein zusätzlicher
Peroxidinitiator an dem Punkt 12 eingespritzt werden, wenn
die Reaktortemperaturen niedrig genug sind (durch Entzug von Hitze über die
Ummantelung). Zusätzlich
lässt die
Verwendung einer zusätzlichen
Initiatoreinspritzung an der Stelle 12 höhere Umwandlungen
zu als jene, die erzielt werden wenn nur 10 und 11 zum
Einsatz kommen.
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Die
Mischung aus Polymer und Gas tritt an der Stelle 13 aus
dem Reaktor aus und tritt in einen Abtrennungsbehälter 14 ein,
welcher bewirkt, dass sich eine große Menge des restlichen Ethylengases
und der nicht reagierten Monomere von dem in dem Reaktor hergestellten
Polymer abscheidet. Das nicht reagierte Ethylen und die Monomere
treten in einen direkten Zurückführungsstrom 15 ein,
wo sie von 22 gekühlt
werden, um Oligomere mit einem niedrigen Molekulargewicht zu entfernen
("Wachs"), welche dazu neigen,
sich in dem Reaktor zu bilden. Die sich aus dieser Abtrennung ergebende,
an Polymer reiche Phase 19 wird zu einer zweiten Abtrennungsstufe 20 geleitet,
wo eine große
Menge des Ethylens, das im Polymer zurückgeblieben ist, schnell verdampft
wird.
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Die
nach der Abtrennung in dem Behälter übrig gebliebene
Polymerphase (21) kann dann entweder zu einem Standardextruder
oder zu einer Zahnradpumpe für
eine eventuelle Pelletierung geleitet werden. Die Copolymere gemäß der Erfindung
können
in Form von Pellets hergestellt werden.
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Das
Methylacrylatcomonomer wird entweder über die Leitung 17 zu
dem Zurückführungsstrom
eingespeist, welcher überwiegend
zu der Vorderseite des Reaktors geführt wird, oder über die
Leitung 18 zu dem Strom, der überwiegend frisches Ethylen
enthält.
Die Menge an Comonomer, welche in die Leitungen 17 und 18 eingespeist
wird, steuert den Comonomergehalt des endgültigen Polymers, das von der
Einheit hergestellt wird. Obwohl die Leitung 18 im Prinzip
irgendeine Menge im Bereich von 0 bis 100% der gesamten Comonomerzufuhrmenge
enthalten kann, liegt für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung das bevorzugte Verhältnis von MA,
das von der "Vorderzufuhr" und von der "Seitenzufuhr" eingeführt wird,
in dem Bereich von etwa 40 bis 60% der gesamten MA-Zufuhr. Mit anderen
Worten werden vorzugsweise 40 bis 60% des gesamten Acrylats, das
dem Reaktor zugeführt
wird, an der Vorderseite zugeführt
(mit dem Rest an der Seite). Dies stellt ein Polymer her, das eine
deutliche Heterogenität
aufweist, ohne dass es eine überwältigende
Anzahl von Polyethylenketten enthält, wie dies von den Schmelzpunktdaten
reflektiert wird, welche das Ethylenmethylacrylatcopolymer kennzeichnen.
Zum Zweck dieser Erfindung besteht der relative Grad an Heterogenität, auf den
hierin Bezug genommen wird, auffassungsgemäß in der Proportionierung oder
erneuten Verteilung der Comonomere auf der Basis der Molekulargewichtsverteilung,
die inhärent
in einem Rohrreaktor oder dergleichen stattfindet (insbesondere
in Bezug auf einen einstufigen Autoklavreaktor mit hohem Mischungsgrad).
Die Einspeisung eines höheren
Anteils des Gesamtmethylacrylats in die "Vorderzufuhr" des Reaktors wird zu einem früheren Aufbrauchen
des Methylacrylats in dem System führen (d.h. zu einer günstigeren
Reaktionskinetik), was zu stärker
dem Polyethylen ähnelnden
Ketten führt,
die nahe an dem Ende des Rohrreaktors hergestellt werden. Umgekehrt stellt
die Einspeisung eines höheren
Bruchteils des Gesamtmethylacrylats in die "Seitenzufuhr" nichts her außer Polyethylen in dem ersten
Drittel des Reaktors, wie dies in der Skizze illustriert worden
ist. Andererseits neigt ein Autoklav mit einer einzelnen Rührstufe
dazu, einen im Wesentlichen einheitlichen Anteil an Comonomeren
quer über
die Molekulargewichtsverteilung hinweg herzustellen, besonders bei
einer engen Polydispersität.
Vorzugsweise wird die Methylacrylatzuführ fast gleichmäßig zwischen
den zwei Strömen
aufgeteilt, so dass das Endprodukt einen bestimmten Grad an Heterogenität aufweist,
ohne dass dabei eine übermäßige Menge
an Polyethylen ähnlichen
Ketten erzeugt wird. Vorzugsweise variiert die Reaktortemperatur über die
Länge des
Rohrreaktors. Somit werden bei dem in der 1 illustrierten
Rohrreaktor vorzugsweise 40 bis 55% des gesamten Methylacrylatcomonomers
durch die "Vorderzufuhr" zugeführt, während die
restlichen 60 bis 45%, wenn sie durch die "Seitenzufuhr" zugeführt werden, der "Seitenzufuhr" zugerechnet werden: welche
ein Drittel der Weglänge
entlang der Länge
des Rohrreaktors ausmacht. Auf diese Art und Weise kann ein heterogenes
Copolymer bei einem angestrebten Gesamtmethylacrylatgehalt hergestellt
werden ohne eine übermäßige Menge
an Polyethylen ähnlichen
Ketten und ohne eine damit verbundene Schmelzindexerniedrigung,
dennoch wird Copolymer mit einem erhöhten DSC Schmelzpunkt erzielt,
im Vergleich zu einem Material, das aus einem Rührautoklaven abgeleitet wird.
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Das
durch die Rohrreaktion hergestellte Copolymer von Ethylen und Methylacrylat
stellt ein hohes Maß an
Heterogenität
im Vergleich zu einem solchen Copolymer dar, das durch ein gut gemischtes
Verfahren (auf der Basis eines Autoklaven) hergestellt wird.
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Die
resultierenden, heterogenen Copolymere von Ethylen und Ethyl- und
Methylacrylat, die durch diese Reaktion hergestellt werden, weisen
eine bessere Adhäsion
gegenüber
Polyestersubstraten auf als ein entsprechendes Copolymer aus einem
Rührreaktor.
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Das
Methylacrylatmonomer liegt in dem Copolymer vorzugsweise in einem
Verhältnis
vor, das einen Bereich von 8–25% überdeckt,
und stärker
bevorzugt von 12–21%
in Bezug auf das Gewicht des Copolymers.
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Die
Copolymere von Ethylen und Methylacrylat gemäß der Erfindung zeigen einen
DSC Schmelzpunkt, der gemäß ASTM D-3418
gemessen wird, in Abhängigkeit
von dem Gewichtsprozentsatz an Methylacrylatmonomer in dem Copolymer,
so wie er in der nachfolgenden TABELLE I angegeben wird: TABELLE
1
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Dieselben
weisen einen Schmelzflussindex (MFI) in dem Bereich von etwa 0,3
bis etwa 50 auf, vorzugsweise von etwa 5 bis zu etwa 10, wobei gemäß Bedingung
E aus ASTM D-1238 gemessen wird, und zwar bei 190°C und 2160
Gramm.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung besteht die zweite Lage aus dem oben beschriebenen
Copolymer von Ethylen und Methylacrylat.
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Das
Laminat der Erfindung weist vorzugsweise eine Gesamtdicke auf, die
von etwa 3 Mikrometer bis zu etwa 2000 Mikrometer reicht. Wenn die
erste Lage des Laminats aus einem Gewebe besteht, einem nicht gewebten
Stoff oder einer Folie, dann reicht diese Gesamtdicke vorzugsweise
von etwa 50 Mikrometer bis zu etwa 2000 Mikrometer. Wenn die erste
Lage des Laminats aus einem polymeren Film besteht, dann reicht
diese Gesamtdicke vorzugsweise von etwa 3 Mikrometer bis zu etwa
50 Mikrometer.
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In
einer Ausführung
der Erfindung umfasst das Laminat weiterhin mindestens eine zusätzliche
Lage, die an die zweite Lage angrenzt. Diese zusätzliche Lage kann aus nicht
gewebtem Stoff, Gewebe, Papier, Pappe oder aus einem polymeren Film
bestehen. Polymere Filme enthalten Filme aus Polyethylen, Ethylensäurecopolymer,
Ionomer, Copolymer von Ethylen und Alkylacrylat, Polyester und/oder
Mischungen derselben.
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In
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung kann die zusätzliche
Lage aus einer abdichtungsfähigen
Lage bestehen. Abdichtungsfähige
Lagen, die für
die Erfindung geeignet sind, umfassen Filme aus Polyethylen, Polypropylen,
Ethylensäwecopolymer,
Ionomer, Copolymer von Ethylen und Alkylacrylat, nicht orientiertem
Polyester und/oder Mischungen derselben. Die Abdichtungskraft der
abdichtungsfähigen
Lage ist vorzugsweise kleiner als die Adhäsionskraft der zweiten Lage
gegenüber
der ersten Lage.
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Jede
der oben erwähnten
Lagen kann die gewöhnlichen
Zusatzstoffe aufweisen einschließlich von Weichmachern, Stabilisatoren,
Antioxidantien, Absorptionsmitteln für ultraviolette Strahlung,
hydrolytischen Stabilisatoren, antistatischen Färbungsmitteln oder Pigmenten,
Füllmitteln,
feuerfesten Stoffen, Schmiermitteln, Gleitzusatzstoffen, Antiblockierzusatzstoffen,
Verstärkungsmitteln
wie etwa Glasfaser und Glasflocken, Verarbeitungshilfsmitteln, zum
Beispiel Trennmittel, und/oder Mischungen derselben.
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Das
Laminat der Erfindung kann hergestellt werden durch eine Extrusionsbeschichtung
der zweiten Lage, die wahlweise mit den zusätzlichen Lagen coextrudiert
wird, auf die erste Lage. In einer anderen Ausführung der Erfindung kann das
Laminat durch eine Coextrusion der ersten und der zweiten Lage und
wahlweise der zusätzlichen
Lagen hergestellt werden. Dasselbe wird vorzugsweise durch eine
Extrusionsbeschichtung hergestellt.
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Das
Verfahren der Extrusionsbeschichtung ermöglicht es, ein Substrat mit
Polymerlagen in einem geschmolzenen Zustand zu beschichten. Die
Polymere in der Form von Pellets werden in den Zuführungsbehälter des
Extruders transportiert. Der Extruder schmilzt das Polymer und entwickelt
einen bestimmten Druck, um es durch eine Düse zu zwingen. Die Schmelze
der verschiedenen Polymere gelangt in den Zuführungsblock oder direkt in
die Flachdüse.
Produktionslinien der Coextrusionsbeschichtung bestehen gewöhnlich aus
2 oder 3 Extrudern, die Polymerschmelzen in die gleiche Düse liefern.
Der Schmelzvorhang, der die Düse
verlässt, wird
von zwei Walzen gezogen, die den Spalt bilden: eine Kühlwalze
und eine mit Gummi beschichtete Walze. Die Gesamtdicke der Polymere
in dem Spalt liegt typischerweise zwischen 15 Mikrometer und 50
Mikrometer. Das Polymer wird auf das Substrat in dem Spalt gedrückt, um
eine Adhäsion
zu entwickeln, durch die Kühlwalze
gekühlt
und verfestigt. Das Substrat, das von einer Walze abgerollt wird,
kann einer Flamm-, Korona- oder einer Primerbehandlung unterzogen werden,
bevor es in den Spalt eintritt, in dem es von dem Schmelzvorhang beschichtet
wird. Die typischen Geschwindigkeiten der Produktionslinie liegen
zwischen 100 und 300 m/min.
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Wenn
das Laminat der Erfindung durch eine Extrusionsbeschichtung hergestellt
wird, dann beträgt
die Schmelztemperatur des Copolymers von Ethylen und Methylacrylat
vorzugsweise mindestens 300°C,
stärker bevorzugt
mindestens 310°C
und sogar noch stärker
bevorzugt mindestens 320°C.
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Die
Erfindung wird in den folgenden Beispielen weiter beschrieben. In
den folgenden Beispielen ist die Substratlage immer an erster Stelle
angegeben und von den coextrudierten Lagen durch//getrennt.
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BEISPIELE
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BEISPIEL 1
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Ein
Copolymer von Ethylen und Methylacrylat wird hergestellt, indem
man Ethylenmonomere und Methylacrylatmonomere in dem in der 1 beschriebenen
Rohrreaktor polymerisiert. Es werden zwischen 40 Gewichtsprozent
und 55 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes des zugeführten Methylacrylats
zur Vorderseite des Reaktors zugeführt. Die Spitzentemperatur
wird zwischen 250°C
und 300°C
geregelt. Das erhaltene Copolymer weist etwa 20 Gewichtsprozent
an Methylacrylatmonomer relativ zu dem Gesamtgewicht des Copolymers
auf. Das Copolymer, das so wie in diesem Beispiel hergestellt wird,
wird im Folgenden weiter als EMA1 bezeichnet.
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BEISPIEL 2
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Eine
aus 3 Lagen bestehende Probe wird durch eine Extrusionsbeschichtung
auf einer Pilotherstellungslinie hergestellt.
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Mylar®12A,
ein 12 Mikrometer (0,48-mil) großer biaxial orientierter Polyesterfilm
(PET), welcher von DuPont Teijin Films erhältlich ist, wird einer Koronabehandlung
unterzogen und bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 100 Metern/min
(300 ft/min) mit einer 10 Mikrometer großen (0,4-mil) Lage von EMA1
und einer 18 Mikrometer großen
(0,7-mil) Lage eines Polyethylens von geringer Dichte (Stamylan®2404,
erhältlich von
DSM, Niederlande) gleichzeitig bei einer Schmelztemperatur von 315°C (600F.)
beschichtet, so dass die EMA1 Lage sandwichartig zwischen der PET-Lage
und der Polyethylen-Lage
angeordnet ist.
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Die
Adhäsionskraft
von EMA1 gegenüber
dem orientierten Polyester wird bestimmt unter Verwendung des Tappi
Testverfahrens T540 wd-00 (Determination of Polyethylen adhesion
to Non-Porous Substrates = Bestimmung der Polyethylenadhäsion gegenüber porenfreien
Substraten) und danach findet man als Ergebnis der Adhäsionskraft
heraus: 600 g/Zoll(240 N/m).
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BEISPIEL 3
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EINFLUSS DER EXTRUSIONS-BESCHICHTUNGSPARAMETER
AUF DIE ADHÄSION
GEGENÜBER
EINEM ORIENTIERTEN POLYESTERFILM
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EMA1
wird coextrudiert mit Polyethylen geringer Dichte (Stamylan®2404,
erhältlich
von DSM) auf einen biaxial orientierten Polyesterfilm mit einer
Dicke von 23 Mikrometern (Mylar® 23A,
erhältlich
von DuPont Teijin Films) auf einer Pilotproduktionslinie.
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EMA1
wird in einen Extruder mit 2,5 Zoll im Durchmesser und das Polyethylen
in einen Extruder mit 3,5 Zoll im Durchmesser eingeführt. Beide
Extruder weisen ein Verhältnis
von der Länge über den
Durchmesser von 30 auf. Der Schlitz der Düse ist 800 mm breit und die
Entfernung zwischen den Lippen beträgt 0,7 mm. Der Luftspalt wird
bei 150 mm gehalten.
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Für eine eingestellte
Produktionsgeschwindigkeit von 100 m/min, für die Einstellung einer Koronabehandlung
bei 4,5 kW des 55 cm breiten Polyesterfilms und für eine Lagendicke
von 10 Mikrometer für
EMA1 und 40 Mikrometer für
das Polyethylen wird der Einfluss der Schmelztemperatur in der Tabelle
2 angegeben.
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Die
Adhäsionskräfte werden
so gemessen wie es in dem Tappi Testverfahren T540 wd-00 (Determination
of Polyethylen adhesion to Non-Porous Substrates = Bestimmung der
Polyethylenadhäsion
gegenüber nicht
porösen
Substraten) beschrieben worden ist. TABELLE
2
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Für eine auf
320 °C eingestellte
Schmelztemperatur, für
eine Produktionsgeschwindigkeit von 100 m/min und für eine Lagendicke
von 10 Mikrometer für
EMA1 und 40 Mikrometer für
das Polyethylen wird die Adhäsionskraft
mit und ohne eine Koronabehandlung des Polyesterfilms in der Tabelle
3 angegeben. TABELLE
3
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Für eine auf
320 °C eingestellte
Schmelztemperatur, für
eine Koronabehandlung bei 4,5 kW des 55 cm breiten Polyesterfilms
und für
eine Lagendicke von 10 Mikrometer für EMA1 und 40 Mikrometer für das Polyethylen
wird die Adhäsionskraft
in der Tabelle 4 für
zwei verschiedene Produktionsgeschwindigkeiten angegeben. TABELLE
4
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Schließlich wird
für eine
auf 4,5 kW eingestellte Koronabehandlung des 55 cm breiten Polyesterfilms, der
bei 100 m/min läuft,
die Adhäsionskraft
einer dünneren,
coextrudierten Lage aus Polyethylen (PE) von 10 Mikrometer in der
Tabelle 5 für
verschiedene Schmelztemperaturen angegeben. TABELLE
5
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Die
dünnere
Probe Maylar®12A//EMA1/PE
mit einer Lagendicke von jeweils 12//10/10 Mikrometer, die nicht
getrennt werden kann, wird während
einer Zeitdauer von 6 Wochen in Wasser eingetaucht. Nach dieser Behandlung
beträgt
die Adhäsionskraft
270 N/m.
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BEISPIEL 4
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EMA1
wird bei einer Schmelztemperatur von 320°C extrudiert und bei einer Produktionsgeschwindigkeit
von 50 m/min auf beide Seiten eines 400 Mikrometer dicken, einer
Koronabehandlung unterzogenen PET Webstoffes drauf beschichtet.
Die Enddicke des EMA1/PET-Gewebes/EMA1
beträgt
600 Mikrometer.
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Die
Adhäsionskraft,
die mit dem Tappi Testverfahren T540 wd-00 (Bestimmung der Polyethylenadhäsion gegenüber nicht
porösen
Substraten) gemessen wird, beträgt
670 N/m.
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BEISPIEL 5
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AUF EINEM PET-FILM BASIERENDE ABZIEHBARE
LIPPE
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EMA1
mit einer Lagedicke von 10 Mikrometer wird bei einer Schmelztemperatur
von 320°C
coextrudiert sowohl mit einer Mischung aus 98% eines modifizierten
Ethylen/Methylacrylatcopolymers (Appeel® 20D745,
welches von E.I. du Pont de Nemours and Company erhältlich ist)
und aus 2% eines Gleitzusatzstoffes (Conpol® 2052,
welches von E.I. du Pont de Nemours and Company erhältlich ist)
als auch mit einer Lagendicke von 20 Mikrometer auf Mylar®12A
mit einer Lagendicke von 12 Mikrometer. Diese Struktur eines abziehbaren
Deckels wird bei einer Versiegelungstemperatur von 140°C auf Polystyrolstreifen
drauf abgedichtet im Kontakt mit Mylar®12A
während
einer Zeitdauer von 1 Sekunde und mit einem Druck von 0,3 Mpa.
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Die
Abdichtungs-/Abziehkraft gegenüber
Polystyrol, die entsprechend dem Tappi Testverfahren T540 wd-00
(Bestimmung der Polyethylenadhäsion
gegenüber
nicht porösen
Substraten) gemessen wird, ist gleich 240 N/m. Die Abblätterung
tritt an der Trennfläche
von Appeel®20D745/Polystyrol
auf, welche die Integrität
der aus 3 Lagen bestehenden abziehbaren Lippe bestehen lässt.
