DE69413902T2

DE69413902T2 - Polymerfilm

Info

Publication number: DE69413902T2
Application number: DE69413902T
Authority: DE
Inventors: Junaid Ahmed Richmond Virginia 23237 Siddiqui
Original assignee: ICI Americas Inc
Current assignee: DuPont Teijin Films US LP
Priority date: 1993-08-05
Filing date: 1994-08-01
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2014-08-02
Also published as: EP0637603B1; JPH07149933A; EP0637603A1; DK0637603T3; US5453326A; DE69413902D1; JP3462269B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Polymerfilm, der auf mindestens einer Seite mit einer Grundierbeschichtungszusammensetzung aus amido-modifiziertem Polyethylenimin auf Wasserbasis (nachstehend als Polyamidopolyethylenimin bezeichnet) beschichtet ist. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen ausgerichteten Polymerfilm, der mit einem Polyamidopolyethylenimin auf Wasserbasis beschichtet ist (d. h. als einem der Schritte beim Filmbildungsverfahren vor der Heißhärtung des Films), was den Film für eine direkte Extrusionsbeschichtung mit anderen Polymerschichten sowie für eine Anhaftung von. Tinte empfänglicher macht.
Ein ausgerichteter Polymerfilm und insbesondere ein biaxial ausgerichteter Polyethylenterephthalatfilm (PET) findet breite Verwendung bei Verpackungsmaterialien, Magnetbandanwendungen, Satinieranwendungen sowie Reprographiefilmanwendungen. Er besitzt eine gute optische Klarheit, Festigkeit sowie statische Eigenschaften, welche den Film für diese Anwendungen außerordentlich geeignet machen.
Eine Hauptverwendung des Polymerfilms besteht in der Laminierung mit anderen Polymeren. Ein Polyesterfilm wird oft mit beispielsweise Polyethylen extrusionsbeschichtet, um eine Hitzeversiegelung oder andere Eigenschaften bereitzustellen, die mit Polyester allein nicht erhältlich sind. Leider ist ein nicht grundierter Polymerfilm für die Extrusionsbeschichtung mit anderen Polymeren nicht sehr empfänglich. Die meisten Polymerfilme sind im wesentlichen inert, und die Haftung zwischen dem nicht grundierten Polymerfilm und anderen extrusionsbeschichteten Polymeren ist schlecht.
Im Stand der Technik sind zahlreiche Grundierbeschichtungen für die Auftragung auf einen Polymerfilm zur Verbesserung der Haftung des Films an verschiedenen Polymermaterialien bekannt. Beispiele für derartige Beschichtungen schließen Zusammensetzungen ein, die auf Vinylidenchlorid-Polymeren (US- Patentschrift Nr. 2 698 240), heißgehärteten Acryl- oder Methacryl-Polymeren (US-Patentschrift Nr. 4 571 363), Polyethylenimin (US-Patentschrift Nr. 5 156 904) und ähnlichen Materialien beruhen. Bestimmte in Wasser dispergierbare Copolyester sind ebenfalls als Haftmittel für die Laminierung von Blättern aus einem Polyesterfilm aneinander oder an Blätter aus einem Nylonfilm offenbart, wie in den US-Patentschriften Nr. 3 563 942 und 3 779 993 gelehrt wird. Um eine Haftung zwischen dem Polymerfilm und der extrudierten Polymerschicht zu erreichen, wird auch eine Koronaentladungsbehandlung mit und ohne derartige Grundierbeschichtungen verwendet.
Gewöhnlich wird Polyethylenimin als Haftbeschichtung zwischen verschiedenen Polymerfilmen wie einem Polypropylenfilm und anderen Polymeren verwendet, wie in der US-Patentschrift Nr. 4 139 643 von Hix et al. gelehrt wird. Die Verwendung von Polyethylenimin als Haftmittel zwischen Cellophan und Polyethylen ist aus der an Curler et al. erneut erteilten US-Patentschrift Nr. 28 554 bekannt. Die Beschichtung eines Polyesterfilms mit Polyethylenimin für die Haftung an extrudiertem Polyethylen durch einen Verarbeitenden ist allgemein bekannt. Allerdings ist auch bekannt, daß die Bindung des Polyethylenimins unter feuchten Bedingungen schnell auf ein nicht akzeptables Niveau herabgesetzt wird. Deshalb wird von einem Verarbeitenden Polyethylenimin als Grundierbeschichtung nur eingesetzt, wenn das Laminat nicht für längere Zeit feuchten Bedingungen ausgesetzt wird. Diese und andere Anwendungen aus dem Stand der Technik für die Beschichtung verschiedener Polymerfilme werden alle eher von einem Verarbeitenden als von einem Filmhersteller durchgeführt.
Gewöhnlich wird ein Verarbeitender den vom Filmhersteller erhaltenen Polymerfilm für die Extrusionsbeschichtung einer Koronabehandlung unterziehen, den einer Koronabehandlung unterzogenen Film mit einer Grundierbeschichtung überziehen und anschließend ein anderes Polymer auf den Film extrusionsbeschichten, um ein Laminat auszubilden. Dieser Vorgang des Auftragens einer Grundierung durch einen Verarbeitenden wird als "Off-line"-Beschichtung bezeichnet. Ein Verarbeitender benötigt für die Off-line-Beschichtung eines Polymerfilms mit einer Grundierbeschichtung eine teure Ausrüstung. Beispielsweise würde ein Verarbeitender eine Ausrüstung für das Abwickeln des Films, die Koronabehandlung des Films, die Grundierbeschichtung des Films, das Trocknen der Grundierbeschichtung, die Extrusionsbeschichtung des grundierten Films, das Abkühlen des gebildeten Laminats sowie das Aufwickeln auf eine Walze benötigen. Zusätzlich zu den Erfordernissen hinsichtlich der Ausrüstung ist ein Off-line-Beschichtungsvorgang zeitintensiv und kostspielig.
Aufgrund der vorstehenden Schwierigkeiten wäre es für einen Verarbeitenden vorteilhaft, einen derart einsatzbereiten behandelten und grundierten Film zu erhalten, daß der grundierte Film direkt ohne zusätzliche Grundierbeschichtung oder Koronabehandlung extrusionsbeschichtbar wäre. Mit anderen Worten wäre es für den Verarbeitenden vorteilhaft, vom Hersteller einen Film zu erhalten, der vom Verarbeitenden lediglich die direkte Extrusionsbeschichtung des gewünschten Polymermaterials darauf zur Bildung eines polymeren Laminats verlangen würde.
Ein direkt extrusionsbeschichtbarer Polyesterfilm ist in der US-Patentschrift Nr. 5 156 904 offenbart. Es ist ein mit Polyethylenimin "In-line"-beschichteter Polymerfilm offenbart. Diese Grundierbeschichtung aus Polyethylenimin weist jedoch dahingehende Problem auf, daß sie bei der In-line-Auftragung auf das Polymerfilmsubstrat aufgrund ihres geringen statischen Reibungskoeffizienten an der nicht grundierten Oberfläche des Films haftet. Nach dem Aufrollen des Films auf die Aufnahmewalzen wird durch dieses Anhaften ein Zerreißen und Zerbrechen des Films während jeder nachfolgenden Verarbeitung des Films hervorgerufen.
Keines der Dokumente aus dem Stand der Technik ist auf das Problem gerichtet, einen akzeptablen direkt in-line grundierbeschichteten Polymerfilm herzustellen, der anschließend für eine weitere Verarbeitung ohne das Auftreten eines Zerreißens und Zerbrechens des Films an seinen Kanten aufgewickelt und abgewickelt werden kann. Darüber hinaus wird durch kein Dokument aus dem Stand der Technik die derartige Beschichtung eines Polymerfilms mit einer Grundierbeschichtung aus Polyamidopolyethylenimin, daß ein für die Aufnahme einer Beschichtung geeigneter Film gebildet wird, gelehrt oder vorgeschlagen.
Entsprechend ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Polymerfilm mit einer darauf befindlichen Grundierbeschichtung aus Polyamidopolyethylenimin bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen ausgerichteten Polymerfilm bereitzustellen, der ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen Grundierbeschichtung oder Koronabehandlung mit anderen Polymeren direkt extrusionsbeschichtbar ist und feuchten Bedingungen für längere Zeit widerstehen kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Polymerfilm mit einer chemisch gebundenen Grundierbeschichtung aus Polyamidopolyethylenimin bereitzustellen, die vor dem Härten des Polymerfilms auf den Film aufgetragen wird.
Zusätzlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen mit einer für die Verbesserung des Anhaftens von Tinte effektiven Menge Polyamidopolyethylenimin beschichteten Polymerfilm bereitzustellen.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines mit einer für die Verbesserung der statischen Eigenschaften des Films effektiven Menge Polyamidopolyethylenimin beschichteten Polymerfilms.
Diese und andere Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gelöst.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen mit einer effektiven Menge Polyamidopolyethylenimin beschichteten Polymerfilm, um den Film für die Beschichtung mit anderen Polymeren oder für das Anhaften von Tinte empfänglich zu machen, sowie auf ein Verfahren zu seiner Herstellung. Zusätzlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen ausgerichteten Polymerfilm, der mit Polyamidopolyethylenimin in-line beschichtet wurde, so daß er antistatische Eigenschaften für andere Verpackungsanwendungen aufweist.
Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung ist auf ein Verfahren zur Beschichtung eines Polymerfilms mit einer effektiven Menge Polyamidopolyethylenimin gerichtet, um den Film für die Extrusionsbeschichtung mit einem oder mehreren Polymeren oder Tinten empfänglich oder den Film antistatischer zu machen, umfassend die Schritte der Bildung eines Polymerfilms und der für die Verbesserung der Haftung zwischen dem Polymerfilm und anderen Polymeren ausreichenden Beschichtung des Polymerfilms mit Polyamidopolyethylenimin, wobei das Beschichten vor dem Strecken, während des Streckens oder nach dem Strecken, aber vor dem Heißhärten des Films erfolgt.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung ist auf einen beschichteten Polymerfilm gerichtet, der zur Verbindung mit darauf aufgebrachten Polymeren oder Tinten befähigt ist und einen ausgerichteten Polymerfilm mit einer während der Herstellung des Films aufgebrachten, für die direkte Bindung von Tinten oder extrusionsbeschichteten Polymeren effektiven Menge einer Polyamidopolyethylenimin-Beschichtung umfaßt.
Entsprechend wird erfindungsgemäß ein Polymerfilm bereitgestellt, umfassend ein Polymerfilmsubstrat, das auf mindestens einer seiner Oberflächen eine amido-modifizierte Polyethylenimin-Beschichtung mit einem Trockenbeschichtungsgewicht von gleich oder mehr als 4,88 · 10&supmin;&sup8; kgm&supmin;² (1 · 10&supmin;&sup8; pounds per square foot) an amido-modifiziertem Polyethylenimin auf der Filmoberfläche besitzt.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Polymerfilms bereitgestellt, umfassend die Bildung eines Polymerfilmsubstrats und das Auftragen einer amidomodifizierten Polyethylenimin-Beschichtung mit einem Trockenbeschichtungsgewicht von gleich oder mehr als 4,88 · 10&supmin;&sup8; kgm&supmin;² (1 · 10&supmin;&sup8; pounds per square foot) an amido-modifiziertem Polyethylenimin auf mindestens eine seiner Oberflächen vor dem Heißhärten des Polymerfilms.
Das erfindungsgemäße Polymerfilmsubstrat kann irgendein thermoplastischer Film aus Polyester, Polyamid, Polyolefin, Polycarbonat oder dergleichen sein. Vorzugsweise basieren die erfindungsgemäßen Filme auf kristallisierbarem Polyester, der durch die Polykondensation eines Glykols oder Diols wie Ethylenglykol oder Butandiol sowie Gemischen davon mit Terepthalsäure oder Dimethylterephthalat oder Gemischen aus Terephthalsäure und anderen Dicarbonsäuren wie Isophthalsäure, Diphensäure und Sebacinsäure oder deren polyesterbildenden Äquivalenten entsteht, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Erfindungsgemäß nützliche Polyesterfilme können aus Polyethylenterephthalat, Polypropylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Polyethylennaphthalat sowie Gemischen aus diesen oder aus Copolyesterfilmen bestehen, in denen einer der vorstehend genannten Polyester vorhanden ist. Beispielsweise ist ein Copolyesterfilm aus Polyethylenterephthalat und Isophthalat (PETIP) im Stand der Technik wohlbekannt und im Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen. Ein für die Zwecke der vorliegenden Erfindung typischer Polyesterfilm ist Polyethylenterephtalat (PET).
Obwohl die vorliegende Erfindung typischerweise auf ausgerichtete Polymerfilme gerichtet ist, wird zur Veranschaulichung bekannter herkömmlicher Verfahren eine allgemeine Beschreibung von Polyesterfilmen herangezogen. Bei diesem Verfahren wird ein Polyesterharz geschmolzen und zur Bildung einer Gußschicht des Polymers als amorphe Schicht auf eine polierte sich drehende Gußtrommel extrudiert. Danach wird der Film gerade über seine Glasübergangstemperatur, 80ºC bis 100ºC, erhitzt und allgemein in eine oder mehrere Richtungen gestreckt oder gezogen. Beispielsweise kann der Film in Extrusionsrichtung (Längsrichtung), senkrecht zur Extrusionsrichtung (Querrichtung) oder in beide Richtungen gestreckt oder gezogen werden, wobei im letzteren Fall ein biaxial ausgerichteter Film erzeugt wird. Der erste Streckvorgang, der dem Film Stärke und Festigkeit verleiht, liegt herkömmlich im Bereich des etwa 2,0- bis etwa 4,0-fachen der ursprünglichen Filmlänge. Wenn nachfolgende Streckvorgänge eingesetzt werden, können diese ebenfalls im Bereich des etwa 2,0- bis etwa 4,0-fachen der ursprünglichen Filmgröße liegen. Der Film wird anschließend in einem Temperaturbereich von im allgemeinen zwischen 190ºC und 240ºC heißgehärtet, um die Stärke, Festigkeit und die anderen physikalischen Eigenschaften "einzufrieren".
Die Dicke des als für die vorliegende Erfindung als geeignet betrachteten Polymerfilms beträgt im allgemeinen weniger als etwa 250 um (Mikron), typischerweise weniger als 175 um (Mikron), vorzugsweise weniger als 50 um (Mikron)und liegt am meisten bevorzugt in einem Bereich von 12 bis 25 um (Mikron).
Für die erfindungsgemäßen Zwecke bedeutet "in-line-Beschichtung" eine Beschichtung während des Filmherstellungsvorgangs vor dem Heißhärten des Films. Für die erfindungsgemäßen Zwecke bedeutet "off-line-Beschichtung" eine Beschichtung nach dem Heißhärtungsschritt bei der Filmherstellung.
Die erfindungsgemäße Polyamidopolyethylenimin-Beschichtung ist ein Polymer auf Wasserbasis wie das von BASF unter dem Warenzeichen POLYMIN SK verkaufte (vgl. die schematische Darstellung auf der nächsten Seite). Dieses modifizierte Polyethylenimin-Polymer unterscheidet sich von dem nicht modifizierten Polyethylenimin wie nachstehend gezeigt dahingehend, daß die primären Aminogruppen typischerweise mit 20-25%, vorzugsweise 100% N-Acetyl-Gruppen (NHCOCH&sub3;) substituiert sind.
POLYETHYLENIMIN ALS VERZWEIGTES POLYMER: SCHEMATISCHE DARSTELLUNG EINES ABSCHNITTS AUS VIER KETTENEINHEITEN
POLYAMIDOPOLYETHYLENIMIN ALS VERZWEIGTES POLYMER: SCHEMATISCHE DARSTELLUNG EINES ABSCHNITTS AUS VIER KETTENEINHEITEN
Eine NMR-Analyse von Polyethylenimin (PEI) und Polyamidopolyethylenimin (PA-PEI) ergab die folgenden Ergebnisse:
Das Polyamidopolyethylenimin kann leicht als wäßrige Lösung gebildet werden, die in-line während einer der drei Stufen des Filmherstellungsvorgangs, nämlich der Stufe vor dem Ziehen zwischen dem Gießen der amorphen Schicht und dem ersten Streckvorgang, wie beispielsweise in der britischen Patentschrift Nr. 1 411 564 offenbart; der Stufe während des Ziehens im Anschluß an das uniaxiale Ziehen, aber vor dem biaxialen Ziehen, wie in der US-Patentschrift Nr. 4 571 363 offenbart, oder der Stufe nach dem Ziehen im Anschluß an alle Streckvorgänge, aber vor dem Heißhärten des Films, wie in der US-Patentschrift Nr. 3 322 553 offenbart, aufgetragen werden kann. Normalerweise ist die vor dem Strecken und den Heißhärtungsstufen an den Film angelegte Wärme zur Verdampfung von Wasser und anderen flüchtigen Stoffen in der wäßrigen Be schichtung ausreichend, wodurch eine trockene Beschichtung auf dem Film vor dem Aufwickeln des Films zurückbleibt.
Bei einem uniaxial gezogenen Film ist es bevorzugt, den Film während einer Stufe vor dem Ziehen zu beschichten. Für einen biaxial ausgerichteten Film ist es bevorzugt, den Film nach dem Strecken in eine Richtung, aber vor dem Strecken in die dazu senkrechte Richtung zu beschichten.
Die Polyamidopolyethylenimin-Beschichtung kann durch irgendein herkömmliches Verfahren wie Sprühbeschichtung, Walzenbeschichtung, Spaltbeschichtung, Meniskusbeschichtung, Eintauchbeschichtung und Umkehrtiefdruckbeschichtung auf den Polymerfilm aufgetragen werden. Ist die Polyamidopolyethylenimin-Grundierbeschichtung einmal getrocknet, ist der grundierte Polymerfilm ohne weitere Behandlung für die direkte Extrusionsbeschichtung mit einem oder mehreren Polymeren oder für das Anhaften von Tinte empfänglich. Die Polyamidopolyethylenimin-Beschichtung dient zur Bindung des Polymerfilms an das Polymerextrudat, wodurch ein Laminat für Verpackungsanwendungen gebildet wird.
Die erfindungsgemäße Polyamidopolyethylenimin-Beschichtung wird als Lösung auf Wasserbasis in einer Konzentration und Menge aufgetragen, die für die effektive Haftung einer nachfolgend aufgetragenen Polymerbeschichtung ausreichend ist. Derartige Polymerbeschichtungen können durch direkte Extrusion, als Laminat oder durch irgendein anderes herkömmliches Verfahren aufgetragen werden. Die wäßrige Polyamidopolyethylenimin-Beschichtungszusammensetzung wird typischerweise in einer Konzentration von etwa 0,1 bis etwa 6,0 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,2 bis etwa 3,0 Gew.-% und bevorzugter von etwa 0,2 bis etwa 0,9 Gew.-% Polyamidopolyethylenimin aufgetragen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung. Die Polyamidopolyethylenimin-Grundierung wird typischerweise derart aufgetragen, daß sich letztendlich ein Trockenbeschichtungsgewicht von etwa 4,88 · 10&supmin;&sup8; bis 9,76 · 10&supmin;&sup5; kg m&supmin;² (1 · 10&supmin;&sup8; bis 2 · 10&supmin;&sup5; pounds per square foot) Polyamidopolyethylenimin auf der Polymerfilmoberfläche ergibt.
Der Oberflächenwiderstand dieses mit Polyamidopolyethylenimin beschichteten Films übersteigt typischerweise nicht 1,2 · 10&sup9; Ω und bevorzugter nicht 1,0 · 10¹¹ Ω, gemessen mit einem Keithley-Oberflächenwiderstandsmeßgerät Modell 617, ausgerüstet mit einem Keithley-Widerstandsadapter Modell 6105.
Die Beschichtungszusammensetzung kann auch andere Bestandteile einschließlich Additiven zur weiteren Steigerung der Verwendbarkeit des mit Polyamidopolyethylenimin beschichteten Films umfassen. Derartige andere Bestandteile würden geringe Mengen an kolloidalem Siliciumoxid, Farbstoffen, pH-Einstellmitteln, Benetzungsmitteln und dergleichen einschließen. Zusätzlich kann, es vorteilhaft sein, mit Wasser verträgliche Lösungsmittel wie Methanol als Hilfsmittel zum Trocknen oder als Verdünnungsmittel usw. zur Beschichtungslösung zu geben. Die Beschichtung wird typischerweise als kontinuierliche Beschichtung auf den Film aufgetragen, wobei mit diesem Begriff auch die Situation umfaßt sein soll, in des die Beschichtung einen kontinuierlichen Film oder mehrere Inseln oder isolierte Beschichtungsbereiche ausbilden kann.
Die erfindungsgemäße Polyamidopolyethylenimin-Beschichtung kann auf eine oder beide Seiten des Films in ein oder zwei Schritten aufgetragen werden, oder sie kann auf eine Seite und eine andere Beschichtung wie eine heißhärtbare Acryl- oder Methacrylbeschichtung auf die entgegengesetzte Seite aufgetragen werden, wie in der US-Patentschrift Nr. 4 571 363 gelehrt wird.
Laminate können durch irgendein wohlbekanntes Verfahren und insbesondere durch direkte Extrusionsbeschichtung gebildet werden, wobei eine geschmolzene Schicht des Polymers kontinuierlich auf ein sich bewegendes Gewebe des erfindungsgemäßen beschichteten Polymerfilms abgeschieden wird. Laminate aus einem Polyester mit Polyethylen, Ethylenvinylacetat-Copolymeren, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat und anderen Polymeren können durch das Extrusionsbeschichtungsverfahren leicht hergestellt werden. Ein Film aus beschichtetem Polyester, der mit Polyethylen extrusionsbeschichtet ist, hat besonders nützliche Eigenschaften wie gutes Heißschweißbarkeitsvermögen oder Haftung an anderen Materialien wie einer Aluminiumfolie. Der erfindungsgemäße beschichtete Film kann auch derart schwierige Polymere wie ionomere Harze und insbesondere Surlyn 1702, ein Zinksalz eines Copolymers aus Ethylen und einer organischen Säure, das von E. I. Du Pont De Nemours & Co vertrieben wird, angemessen binden.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele veranschaulicht.
In den Beispielen bezieht sich PA-PEI auf ein von BASF unter dem Warenzeichen POLYMIN SK erhältliches Polyamidopolyethylenimin.

Filmherstellung

Ein Polyethylenterephthalat-Polymer (PET) wurde geschmolzen und durch eine Schlitzdüse auf eine bei einer Temperatur von etwa 20ºC gehaltene gekühlte Gußtrommel extrudiert. Das geschmolzene PET-Polymer erstarrte ausreichend zur Bildung einer Gußschicht. Die Gußschicht wurde mit einem Zugverhältnis Von etwa 3,2 bis 1 bei einer Temperatur von etwa 80ºC in Längsrichtung gestreckt. Der in Längsrichtung gestreckte Film wurde danach durch eine rotierende Tiefdruckwalze mit der wie nachstehend beschrieben hergestellten Polyamidopolyethylenimin-Beschichtungszusammensetzung in-line beschichtet.
Der in Längsrichtung gezogene beschichtete Film wurde danach mit einem Zugverhältnis von etwa 3,6 bis 1 bei einer Temperatur von etwa 120ºC in Querrichtung gestreckt, um einen biaxial gezogenen Film mit einer getrockneten PA-PEI-Beschichtung zu erzeugen. Die Dicke des biaxial gezogenen Films betrug etwa 12 um (Mikron). Der biaxial ausgerichtete gezogene Film wurde anschließend bei einer maximalen Temperatur von etwa 220ºC heißgehärtet. Die Aussetzung der Beschichtung diesen erhöhten Temperaturen während des Ziehens in Querrichtung und der Heißhärtungsvorgänge führt zu einem effektiven Trocknen des wäßrigen Mediums, wodurch die Beschichtung veranlaßt wird, eine kontinuierliche gleichförmige Beschichtung auszubilden.

Herstellung der PA-PEI-Beschichtungszusammensetzung

Eine Polyamidopolyethylenimin-Beschichtungszusammensetzung wurde durch Bildung einer wäßrigen Lösung aus gewöhnlichem Leitungswasser mit bestimmten, in den Beispielen ausgeführten Gewichtsprozenten an Polyamidopolyethylenimin hergestellt.

Herstellung des Laminats

Um ein Extrusionsbeschichtungspolymer direkt auf den mit Polyamidopolyethylenimin beschichteten PET-Film aufzutragen, wurde das Polymer geschmolzen und durch eine Schlitzdüse auf den über eine bei einer Temperatur von etwa 20ºC gehaltene gekühlte Gußtrommel bewegten PET-Film extrudiert. Im allgemeinen wird die Schlitzdüse senkrecht zur Gußtrommel und vom oberen toten Punkt waagrecht zur Einführrichtung des PET- Films zurück bewegt. Für einige Polymere wie LDPE wird die Festigkeit des Laminats durch die Position des Düsenschlitzes nicht sonderlich beeinflußt. Für andere Polymere ist die Position wichtig. Nach der Erstarrung des extrudierten Polymers wurde das Laminat auf seine Bindungsfestigkeit geprüft.
Das Laminat wurde in fünfzehn etwa 25 mm (1 inch) breite und etwa 150 mm (6 inch) lange Teststreifen geschnitten, und jede Seite der Streifen wurde mit einem 25 mm (1 inch) breiten Permacel-Band verstärkt, um die Probe vor einer Streckung und der Erzeugung falscher Bindungsfestigkeiten zu bewahren. Ein auf die folgenden Testbedingungen eingestelltes Instron-Zugtestgerät wurde zur Messung der Bindungsfestigkeit verwendet:
Kreuzkopfgeschwindigkeit 127 mm/min (5,0 inches/min)
Vorschubgeschwindigkeit 254 mm/min (10 inches/min)
Klemmbackenabstand 25,4 mm (1 inch)
Last 2,27 kg (5 pounds)

Beispiel 1

Ein Polyesterfilm (Melinex 800, hergestellt von ICI Americas Inc.) wurde mit einer 0,6 Gew.-% Polyamidopolyethylenimin (PA-PEI) enthaltenden wäßrigen Lösung beschichtet. Die Beschichtung erfolgte in-line während des Filmherstellungsverfahrens auf der Stufe des Ziehens. Nach der Herstellung des beschichteten Films wurde ein Polyethylen geringer Dichte (LDPE) auf die beschichtete Seite des Polyesterfilms durch Schmelzen des LDPE bei 125ºC und direkte Extrusion desselben auf ein bewegtes Band des beschichteten Polyesterfilms unter Bildung einer kontinuierlichen LDPE-Schicht aufgetragen.
Der mit LDPE beschichtete Polyesterfilm wurde dann auf seine Bindungsfestigkeit in kg/m (g/inch) getestet. Die Bindungsfestigkeiten wurden mit dem Instron-Zugtestgerät unter den gleichen Testbedingungen wie vorstehend gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 ausgeführt.
Zusätzlich wurde das Laminat zur Bestimmung der Delaminierung einem Rückflußtest unterworfen. Der Rückflußtest wurde über etwa 4 Stunden bei etwa 100ºC und unter Atmosphärenbedingungen durchgeführt. Die Größe der eingesetzten Filmprobe betrug etwa 180 · 250 mm (7 · 10 inches) und die Menge an Wasser im Rückflußbehälter etwa 2,25 dm³ (2 quarts). Die Ergebnisse dieser Tests sind in der nachstehenden Tabelle 1 ausgeführt. Tabelle 1

Beispiel 2

Der beschichtete Polyesterfilm wurde wie vorstehend in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Anstatt Polyethylen als Extrusionspolymer zu verwenden, wurde ein ionomeres Harz (Surlyn 1702, vertrieben von E. I. Du Pont de Nemours & Co) eingesetzt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 ausgeführt. Tabelle 2
Bemerkung: Die in Tabelle 1 und 2 angegebenen Ergebnisse stellen einen Durchschnitt aus fünfzehn Tests dar.

Claims

1. Polymerfilm, umfassend ein Polymerfilmsubstrat, das auf mindestens einer seiner Oberflächen eine amido-modifizierte Polyethylenimin-Beschichtung mit einem Trockenbeschichtungsgewicht von gleich oder mehr als 4,88 · 10&supmin;&sup8; kgm&supmin;² (1 · 10&supmin;&sup8; pounds per square foot) an amido-modifiziertem Polyethylenimin auf der Filmoberfläche besitzt.

2. Film nach Anspruch 1, wobei die amido-modifizierte Polyethylenimin-Beschichtung ein Trockenbeschichtungsgewicht von 4,88 · 10&supmin;&sup8; bis 9,76 · 10&supmin;&sup5; kgm&supmin;² (1 · 10&supmin;&sup8; bis 2 · 10&supmin;&sup5; pounds per square foot) an amido-modifiziertem Polyethylenimin auf der Filmoberfläche besitzt.

3. Film nach einem der Ansprüche 1 und 2, der eine zusätzliche Schicht aus einem extrusionsbeschichteten Polymer besitzt, die an der mit dem amido-modifiziertem Polyethylenimin beschichteten Oberfläche haftet.

4. Film nach Anspruch 3, wobei das extrusionsbeschichtete Polymer Polyethylen ist.

5. Film nach Anspruch 3, wobei das extrusionsbeschichtete Polymer ein ionomeres Polymerharz ist.

6. Film nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die amido-modifizierte Polyethylenimin-Beschichtung in-line auf das Polymerfilmsubstrat aufgetragen ist.

7. Film nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polymerfilmsubstrat ein Polyesterfilm ist.

8. Film nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polymerfilmsubstrat ausgerichtet ist.

9. Verfahren zur Herstellung eines Polymerfilms, umfassend die Bildung eines Polymerfilmsubstrats und das Auftragen einer amidomodifizierten Polyethylenimin-Beschichtung mit einem Trockenbeschichtungsgewicht von gleich oder mehr als 4,88 · 10&supmin;&sup8; kgm&supmin;² (1 · 10&supmin;&sup8; pounds per square foot) an amidomodifiziertem Polyethylenimin auf mindestens eine seiner Oberflächen vor dem Heißhärten des Polymerfilms.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das amido-modifizierte Polyethylenimin durch Beschichtung während des Ziehens auf das Polymerfilmsubstrat aufgetragen wird.