DE69231146T2

DE69231146T2 - Kunststoffolien

Info

Publication number: DE69231146T2
Application number: DE69231146T
Authority: DE
Inventors: Jonathan Paul Foulkes; David Williamson
Original assignee: Hoechst Trespaphan GmbH
Current assignee: Treofan Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1991-12-03
Filing date: 1992-11-30
Publication date: 2001-02-15
Anticipated expiration: 2012-12-01
Also published as: AU662369B2; DE69231146D1; EP0545650A1; GB2262062A; AU2983492A; US5318834A; EP0545650B1; GB2262062B; GB9125641D0

Description

Vorliegende Erfindung betrifft Polymerfolien, insbesondere Polypropylenfolien mit Sticheinreißfestigkeit. Bislang wurde in Research Disclosure 226030A vorgeschlagen, durch Einbeziehung einer aus einem Blend von Polypropylen mit einem Polyethylen niederer Dichte bestehenden Schicht Polymerfolien Sticheinreißfestigkeit zu verleihen. Obgleich derartige Schichten je nach ihrer jeweiligen Dicke im Vergleich zur Einreißfestigkeit der Folie selbst einen bestimmten Grad Sticheinreißfestigkeit verleihen, weisen sie jedoch den Nachteil einer Verringerung des Glanzes der Folien auf.
EP 0 0180087-A beschreibt biaxial ausgerichtete Folien mit einer Kernschicht aus einem Vakuolen aufweisenden Propylenhomopolymeren in Nachbarschaft zu zwei vakuolenfreien Schichten aus einem Propylenhomopolymeren und zwei Deckschichten, die heißsiegelbar sind. Die beiden vakuolenfreien Schichten besitzen eine Dicke von 10 um gemäß den Beispielen.
EP 0312226-A beschreibt biaxial ausgerichtete Folien mit einer Kernschicht aus einem Vakuolen aufweisenden Polypropylenhomopolymeren in Nachbarschaft zu einer Schicht aus einem vakuolenfreien Polypropylenhomopolymeren und zwei heißsiegelbaren Schichten aus Ethylen/Propylen-Copolymeren.
EP 0221690-A beschreibt biaxial ausgerichtete Folien mit einer Kernschicht aus einem Vakuolen aufweisenden Propylenhomopolymeren in Nachbarschaft zu zwei vakuolenfreien Schichten aus einem Propylenhomopolymeren, wobei eine der vakuolenfreien Schichten durch einen heißsiegelbaren Überzug bedeckt ist. Der Vorteil dieser Folien soll sich auf deren Heißsiegelbarkeit und Oberflächeneigenschaften, wie z. B. Gleitfähigkeit und niederer Reibungskoeffizient in Kombination mit einer geringen Licht- und Sauerstoffdurchlässigkeit beziehen.
Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Polymerfolie zur Verfügung gestellt, welche fünf coextrudierte Schichten umfasst, die zusammen biaxial ausgerichtet wurden, wobei die Folie eine Kernschicht aus einem Vakuolen aufweisenden Polypropylenhomopolymeren mit einer Schicht aus im wesentlichen vakuolen freien Polypropylenhomopolymeren auf deren beiden Seiten sowie auf den Schichten aus im wesentlichen vakuolenfreien Polypropylenhomopolymeren eine Außenschicht aus heißsiegelbarem Polymeren aufweist, so dass die Folie heißsiegelbar ist, wobei die Schichten aus dem im wesentlichen vakuolenfreien Polypropylenhomopolymeren jeweils eine Dicke von 1 bis 5 um aufweisen.
Folien gemäß vorliegender Erfindung zeigten eine gute Sticheinreißfestigkeit, kombiniert mit einem guten Glanz der heißsiegelbaren Schichten. Die Kernschicht kann mit einem der bislang vorgeschlagenen Vakuolen bildenden Mittel, die organisch oder anorganisch sein können, mit Vakuolen versehen werden. Beispiele für organische Vakuolen bildende Mittel, die benutzt werden können, umfassen Polyamide, beispielsweise Nylons, und Polyester, beispielsweise Polyethylenterephthalat und Polybutylenterephthalat. Beispiele für anorganische Vakuolen bildende Mittel, die verwendet werden können, umfassen Kreide. Die Verwendung von Vakuolen bildenden Mittel mit Polypropylen ist gut bekannt, ebenso wie die Mengen der Vakuolen bildenden Mittel, die angewandt werden können, und die zur Bewirkung einer Vakuolenbildung, wenn die Ausrichtung bewirkt wird, erforderliche Teilchengröße. Die Menge des Vakuolen bildenden Mittels macht üblicherweise 5- 15 Gew.-% der Kernschicht aus.
Gegebenenfalls kann die Kernschicht andere Materialien enthalten, welche keine Vakuolenbildung bewirken, beispielsweise Pigmente wie Titandioxid und/oder Substanzen, welche der Außenfläche der Folien Oberflächeneigenschaften verleihen, wie z. B. Gleitmittel. Die Menge derartiger anderer Materialien, falls sie vorhanden sind, beträgt in der Regel bis zu 5% der Kernschicht, und sie liegen üblicherweise in einer Menge von mindestens 1 Gew.-% der Kernschicht vor.
Auf jeder Oberfläche der Kernschicht von erfindungsgemäßen Folien befindet sich eine im wesentlichen vakuolenfreie Schicht aus einem Propylenhomopolymeren. Derartige Schichten können Substanzen umfassen, welche den Außenflächen der Folien Oberflächeneigenschaften verleihen. Jedoch sollte das Pigment in einer dieser Schichten in einer solchen Menge vorliegen, dass sie nicht eine Vakuolenbildung in irgend einem Grad bewirkt, der sich von einem minimalen Grad unterscheidet. Um einen guten Glanz zu erhalten, ist es in der Regel notwendig, dass die Schicht aus vakuolenfreie Polypropylenhomopolymeren keine anderen Polyolefinmaterialien enthält.
Die Außenschichten von erfindungsgemäßen Folien sollten heißsiegelbar sein. Die siegel-baren Schichten bestehen vorzugsweise aus einem Copolymeren mit einem Gehalt an Einheiten, die von Propylen und mindestens einem anderen α- Olefin, wie z. B. Ethylen und/oder But-1-en, abgeleitet sind, jedoch können auch andere heißsiegelbare Polymerschichten angewandt werden, beispielsweise Schichten aus Polypropylenhomopolymeren. Copolymere von Propylen mit Ethylen, wie z. B. solche mit einem Gehalt an etwa 4% von Ethylen abgeleiteten Einheiten, können zweckmäßigerweise verwendet werden. Gegebenenfalls können die heißsiegelbaren Schichten andere Materialien, wie z. B. ein Pigment, beispielsweise in Mengen bis zu 20 Gew.-% der heißsiegelbaren Schicht, umfassen.
Eine der beiden Außenflächen der erfindungsgemäßen Folien oder beide werden vorzugsweise behandelt, um ihre Oberflächenenergie zu verbessern, beispielsweise durch Flamm- oder Koronaentladungsbehandlung, beispielsweise zur Verbesserung der Haftung der Folien an Metallschichten und/oder Druckfarben und/oder anderen Überzugsmaterialien, wie z. B. anderen Folien, die hierauf geschichtet werden können.
Erfindungsgemäße Folien werden durch Coextrusion der jeweiligen Schichten hergestellt, woran sich ein biaxiales Recken anschließt. Das biaxiale Recken wird vorzugsweise nacheinander bewirkt.
Verschiedene Foliendicken können hergestellt werden, jedoch beträgt herkömmlicherweise die Dicke für Verpackungsanwendungen 30 bis 60 um. Die Dicke der verschiedenen Schichten, welche sich von den Zwischenschichten aus vakuolenfreiem Polypropylenhomopolymeren unterscheiden, die 1-5 um dick sind, können ebenfalls innerhalb breiter Grenzen ausgewählt werden; in der Regel wird es bevorzugt, dass die Kernschicht eine Dicke von 15 bis 35 um aufweist. Die heißsiegelbaren Außenschichten besitzen in der Regel eine für das Heißsiegeln herkömmliche Dicke von z. B. 1 bis 2 um.
Folgende Beispiele werden lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung gegeben.

BEISPIEL 1

Durch Coextrusion einer Kernschicht aus einem Polypropylenhomopolymeren mit einem Gehalt an 9 Gew.-% Kreide eines mittleren Teilchendurchmessers von 5 um und 3 Gew.-% Titandioxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von weniger als 0,2 um, mit einer Schicht aus einem Polypropylenhomopolymeren auf jeder Oberfläche und einer Schicht aus einem Propylen/Ethylen-Copolymeren (4 Gew.-% an von Ethylen abgeleiteten Einheiten) auf jeder Homopolymerschicht wurde eine fünfschichtige Polymerbahn hergestellt. Die Bahn wurde sodann erwärmt, indem man sie über auf 120ºC erwärmte Walzen führte und auf das 4,5 fache in Extrusionsrichtung reckte. Sodann wurde sie bei einer Temperatur von 156ºC auf das 10 fache in Querrichtung gereckt. Die gereckte Bahn hatte eine Dicke der Kernschicht von 30 Mikron, mit einer 5 Mikron dicken Schicht aus Polypropylenhomopolymerem auf jeder Oberfläche, die keine Kreide enthielt, wobei die gereckten heißsiegelbaren Schichten jeweils ein Mikron dick waren.
Die Folie hatte eine Dichte von 0,66 g/cm², eine optische Dichte von 0,61, gemessen durch einen Tobias TCX Dichtemesser, und einen gemäß ASTM D523(85) gemessenen Glanz von 50 bei 20º. Die Folie hatte ferner eine Steifheit von 0,82 in Maschinenrichtung und von 1,96 in Querrichtung. Die unter Verwendung einer Instron-Zugtestvorrichtung mit einer 1 mm Sonde gemessene Sticheinreißfestigkeit der Folie betrug 0,99, während diejenige mit einer 3 mm Sonde gemessene 5,05 betrug. Dies vergleicht sich mit einer 3-Schichtfolie günstig, welche auf eine im wesentlichen gleiche Weise, jedoch ohne die vakuolen freien Homopolymerschichten hergestellt worden war, die eine Sticheinreißfestigkeit mit einer 1 mm Sonde von 0,50 und eine Sticheinreißfestigkeit mit einer 3 mm Sonde von 2,00 aufwies. Der gemäß ASTM D523(85) gemessene Glanzwert für diese 3- Schichtfolie betrug 10 bei 20ºC.

BEISPIEL 2 (Vergleich)

Unter Anwendung des Verfahrens des Beispiels 1 wurde eine 3-schichtige Polymerbahn hergestellt, wobei jedoch die beiden Schichten aus Polypropylenhomopolymerem auf jeder Oberfläche des Kerns weggelassen wurden. Die Gesamtdicke der biaxial gereckten Folie betrug 40 Mikron, wobei die heißsiegelbaren Schichten jeweils eine Dicke von 1,5 Mikron aufwiesen. Mit einer 1 mm Sonde hatte die Folie eine Sticheinreißfestigkeit von 0,43, und mit einer 3 mm Sonde von 1,75 bei Anwendung der in Beispiel 1 angegebenen Messtechnik.

BEISPIEL 3 (Vergleich)

Unter Anwendung der in Beispiel 2 benutzten Verfahren wurde mit der Ausnahme eine 3-Schichtfolie hergestellt, dass eine heißsiegelbare Schicht eine Dicke von 2,5 Mikron aufwies. Die andere heißsiegelbare Schicht besaß eine Dicke von 1,5 Mikron, während die Gesamtdicke der Folie 40 Mikron betrug. Ferner wurde auf die Folie nach ihrem Recken in Längsrichtung, jedoch vor ihrem Recken in Querrichtung, eine wässerige acrylische Überzugszusammensetzung aufgebracht. Der acrylische Überzug war etwa 1 Mikron dick, nachdem die Folie in Querrichtung gereckt worden war.
Die Sticheinreißfestigkeit der Folie war bei Verwendung einer 1 mm Sonde 0,47 und mit einer 3 mm Sonde 1,77 bei Anwendung der in Beispiel 1 angegebenen Messtechnik.

Claims

1. Polymerfolie, die fünf koextrudierte, gemeinsam biaxial ausgerichtete Schichten besitzt und eine Kernschicht aus mit Vakuolen versehenem Polypropylen-Homopolymer mit beidseitig von ihr angeordneten Schichten aus im wesentlichen vakuolenfreiem Polypropylen-Homopolymer sowie jeweils eine Außenschicht aus heißsiegelbarem Polymer auf den Schichten aus im wesentlichen vakuolenfreiem Polypropylen-Homopolymer aufweist, so daß die Folie heißsiegelbar ist, wobei die Schichten aus im wesentlichen vakuolenfreiem Polypropylen-Homopolymer jeweils eine Dicke von 1 bis 5 um haben.

2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht ein Pigment enthält, das keine Vakuolenbildung erzeugt.

3. Folie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment Titandioxid enthält.

4. Folie nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment in der Kernschicht in einer Menge von bis zu 5% des Gewichts der Kernschicht vorliegt.

5. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Außenschicht der Folie ein Pigment enthält.

6. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die heißsiegelbaren Schichten aus einem Propylen/Ethylen-Copolymer, das nicht mehr 10 Gew.-% an von Ethylen abgeleiteten Einheiten enthält, oder aus Propylen-Homopolymer bestehen.

7. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Außenfläche der Folie einer Behandlung zur Steigerung ihrer Oberflächenenergie unterzogen worden ist.

8. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine ihrer Außenflächen eine auf ihr aufgebrachte Metallbeschichtung besitzt.