-
Diese
Erfindung betrifft metallisierte mehrschichtige Verpackungsfolien,
die zum Verpacken von Nahrungsmittel- oder Nicht-Nahrungsmittel-(non-food)-Produkten
oder zur Fertigung von Beuteln, Kartons oder beutelartigen Behältern verwendet
werden, die solche Produkte enthalten sollen.
-
US-A-4
345 005 offenbart orientierte Polypropylenfolie mit verbesserter
Adhäsion
an metallisierten Beschichtungen, die durch Coextrudieren eines
Foliensubstrats mit einer Polypropylenhomopolymerkernschicht und
einer äußeren Schicht
aus Propylen/Ethylen-Copolymer, biaxiales Orientieren der Folie
und Koronaentladungsbehandlung der äußeren Schicht hergestellt ist.
Dann kann eine Metallbeschichtung auf der mit Koronaentladung behandelten
Schicht abgeschieden werden.
-
US-A-4
692 380 offenbart metallisierte, biaxial orientierte Polypropylenfolien,
die durch Coextrudieren von Polypropylenhomopolymer, das ein Fettsäureamid-Gleitmittel
enthält,
als Kernschicht mit einem Propylen/Ethylen-Copolymer, das eine dünne Schicht
auf einer Oberfläche
der Polypropylenkernschicht bildet, Einwirken einer Koronaentladungsbehandlung
auf die Propylen/Ethylen-Schicht und Metallisieren der koronaentladungsbehandelten
Oberfläche
hergestellt ist.
-
US-A-5
126 198 offenbart wärmelaminierbare
Mehrschichtfolien, die eine Polypropylenbasisschicht und mindestens
eine zusätzliche
Schicht enthalten, die eine Mischung aus einem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer
und einem Ethylen/Acrylsäure-Copolymer
enthält.
-
Bereitgestellt
wird eine metallisierte Mehrschichtfolie, die für Verpackungsanwendungen geeignet
ist, die ein Foliensubstrat mit im Querschnitt einer Polymerkernschicht
aufweist, auf deren mindestens einer Oberfläche sich eine Hautschicht aus
einem Polymer mit einer niedrigeren Schmelztemperatur als diejenige
des Polymers der Kernschicht befindet, wobei die freiliegende Oberfläche der
Hautschicht vor dem Beschichten behandelt, z. B. flammen- oder koronaentladungsbehandelt
worden ist, um ihr Haftvermögen
an anderen Materialien weiter zu erhöhen, wobei das Foliensubstrat
eine Metallschicht, z. B. aus Aluminium enthält, die auf der behandelten
Hautschichtoberfläche
abgeschieden ist, und eine bei niedriger Temperatur siegelbare Beschichtung
(LTSC) enthält,
die ein Copolymer aus 10 bis 35 Gew.-% von mindestens einer α,β-ethylenisch
ungesättigten
Carbonsäure
mit 65 bis 90 Gew.-% Ethylen, einem Alkylacrylat oder -methacrylat,
Acrylnitril oder einer Mischung davon aufweist, und die direkt,
d. h. ohne Grundierung, auf der freiliegenden Oberfläche der
Metallschicht abgeschieden ist.
-
Es
hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Folie für Verpackungsanwendungen geeignet ist,
bei denen die Metallschicht durch eine siegelbare Beschichtung mit
guter Metalladhäsion
und hoher Siegelfestigkeit vor Schäden geschützt wird.
-
Das
Polymer der Kernschicht der erfindungsgemäßen Folie hat im Allgemeinen
mechanische Eigenschaften, die als notwendig oder erwünscht in
der Folie angesehen werden. In vielen Fällen ist dieses Polymer ein
Polyolefin mit einem Schmelzpunkt von beispielsweise mindestens
125°C und
beispielsweise bis zu 190°C und
einem relativ hohen Kristallinitätsgrad.
Ein besonders erwünschtes
Polyolefin zur Herstellung der Kernschicht ist ein isotaktisches
Polypropylenhomopolymer, das beispielsweise 93 bis 99% isotaktisch
ist und eine Kristallinität
von 70 bis 80% und einen Schmelzpunkt von beispielsweise 145°C oder höher hat,
z. B. bis zu 167°C.
-
Ein
weiteres gewünschtes
Polymer, das für
die Kernschicht der erfindungsgemäßen Folie geeignet ist, ist
ein Polyethylen hoher Dichte, das ein im Wesentlichen lineares Polymer
mit einer Dichte von beispielsweise 0,952 bis 0,962 g/cm3, einem Schmelzpunkt von beispielsweise
130°C bis
148°C und
einem wesentlichen Kristallinitätsgrad
ist.
-
Falls
eine Folie produziert werden soll, die opak ist, nachdem sie wie
nachfolgend beschrieben uniaxialer oder biaxialer Orientierung unterzogen
worden ist, können
gegebenenfalls vor der Extrusion und Orientierung der Folie Mikrokugeln
in dem Kernschichtpolymer dispergiert werden. Solche Mikrokugeln
sind aus einem Material zusammengesetzt, das höher schmilzt als das Kernschichtpolymer
und mit diesem unmischbar ist, und kann irgendeines von jenen sein,
die beispielsweise in US-A-4 377 616 und US-A-4 632 869 offenbart sind.
Die Mikrokugeln können
aus einem Polymer, z. B. einem Polyester wie einem Polybutylenterephthalat (PBT)
oder Polyethylenterephthalat (PET), einem Nylon, einem Acrylharz
oder Polystyrol, oder einem anorganischen Material wie Glas, Metall
oder Keramik zusammengesetzt sein. Das bevorzugte Material für die Mikrokugeln
ist PBT. Die Teilchengröße der Mikrokugeln
kann beispielsweise 0,1 bis 10 μm,
vorzugsweise 0,75 bis 2 μm
betragen. Die Mikrokugeln können
in der Kernschicht in einer Menge von bis zu 20 Gew.-%, vorzugsweise
6 bis 12 Gew.-% vorhanden sein, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Kernschicht. Zum Erhalt der strukturellen Integrität der Mikrokugeln
enthaltenden Kernschicht kann eine dünne Schicht Kernschichtpolymer ohne
Mikrokugeln auf eine oder beide Seiten des Mikrokugeln enthaltenden
Kernschichtpolymers coextrudiert werden. In diesem Fall kann die
Summe aus der Mikrokugeln enthaltenden Polymerschicht und der keine
Mikrokugeln enthaltenden Polymerschichten als die gesamte Kernschicht
der Folie angesehen werden, wobei sich auf jeder Seite derselben
eine angrenzende Hautschicht mit einem größeren Adhäsionsvermögen an anderen Materialien
als dasjenige der Kernschicht befindet. Wenn ein derartiges Polymersubstrat
uniaxialer oder biaxialer Orientierung unterzogen wird, bildet sich
ein Hohlraum um jede Mikrokugel, was der orientierten Folie ein
opakes Aussehen verleiht.
-
Das
Polymer der Hautschicht, die an eine oder beide Oberflächen der
Kernschicht angrenzt ist vorzugsweise ein extrudierbares Kohlenwasserstoffpolymer
wie ein Polyolefin mit einem niedrigeren Schmelzpunkt, z. B. mindestens
5°C niedriger
als und bis zu 50°C
niedriger als derjenige des Polymers der Kernschicht. Geeignete
Polymere schließen
isotaktisches Polypropylenhomopolymer, isotaktische Copolymere von
Propylen und einer geringen Menge, z. B. 1 bis 10 Gew.-% von einem
oder mehreren unterschiedlichen 1-Olefinen, z. B. Ethylen oder einem
höheren
1-Olefin mit beispielsweise 4 bis 8 Kohlenstoffatomen ein. Besonders
geeignet sind isotaktische Copolymere von Monomeren, die aus Propylen,
Ethylen in einer Menge von beispielsweise 1 bis 5 Gew.-% des Copolymers
und gegebenenfalls Butylen in einer Menge von beispielsweise 0,5
bis 5 Gew.-% des Copolymers bestehen. Andere Polymere, die für die Hautschichten
des Foliensubstrats verwendet werden können, wenn das Kernschichtpolymer
ein isotaktisches Polypropylenhomopolymer ist, sind beispielsweise
Polyethylen hoher Dichte (HDPE) und lineares Polyethylen niedriger
Dichte (LLDPE). Falls das Kernschichtpolymer ein HDPE ist, kann
das Polymer der Hautschichten, die an die Kernschicht angrenzen,
jedes der zuvor offenbarten Polymere außer HDPE selbst sein, solange
das Polymer einen niedrigeren Schmelzpunkt als das HDPE hat, das
die Kernschicht bildet. Die Polymere der Hautschicht können gleich
oder unterschiedlich sein.
-
Die
Folie wird üblicherweise
hergestellt, indem die Polymere dieser Schichten coextrudiert werden. Nach
dieser Extrusion des Basisfoliensubstrats unter Verwendung konventioneller
Extrusionstechniken wird die Folie erwärmt und molekular in der Längsrichtung,
d. h. Maschinenrichtung, und gegebenenfalls in der Querrichtung
orientiert. Diese uniaxiale oder biaxiale Orientierung, die die
Steifheit und Zugfestigkeitseigenschaften der Folie wesentlich verbessert,
wird durch Verwendung konventioneller Techniken zum sequentiellen Recken
der Folie bewirkt, beispielsweise auf das drei- bis achtfache in
Maschinenrichtung und gegebenenfalls das fünf- bis zwölffache in der Querrichtung
bei einer Ziehtemperatur von 100° bis
200°C. In
den meisten Fällen
wird eine coextrudierte Folie mit einer Kernschicht aus Polypropylenhomopolymer
biaxial orientiert, während
eine Folie mit einer Kernschicht aus LDPE uniaxial orientiert wird,
d. h. nur in der Maschinenrichtung.
-
Es
kann für
einige Zwecke vorteilhaft sein, das Polymersubstrat, das den Kern
und eine oder zwei angrenzende Hautschichten umfasst, nach einem
Gießfolien-
und Kühlwalzenextrusionsverfahren
statt einem Coextrusions- und Orientierungsverfahren zu produzieren.
In diesem Fall ist das fertige Polymersubstrat im Wesentlichen nicht
orientiert, und die fertige metallisierte Folie ist im Allgemeinen
viel weniger steif als Folien, bei denen das Substrat nach einem
Coextrusions- und Orientierungsverfahren hergestellt worden ist.
-
Bevor
das Metall, die Grundierung oder polymere, folienbildende Beschichtungen
auf die Oberflächen des
Foliensubstrats aufgebracht werden, werden die Oberflächen, die
die Metallbeschichtung aufnehmen soll, und gegebenenfalls die gegenüberliegende
Oberfläche
behandelt, um zu gewährleisten,
dass die Beschichtungen an dem Foliensubstrat stark haften, wodurch
die Möglichkeit
ausgeräumt
wird, dass die Beschichtungen von der Folie abgeschält oder
abgestreift werden. Diese Behandlung kann unter Verwendung von Techniken
erfolgen, die im Stand der Technik bekannt sind, beispielsweise
Folienchlorierung, d. h. Einwirkung von gasförmigem Chlor auf die Folie,
Behandlung mit Oxidationsmitteln wie Chromsäure, Heißluft oder Wasserdampfbehandlung,
Flammenbehandlung, Koronaentladungsbehandlung und dergleichen. Flammen-
oder Koronaentladungsbehandlung der Oberfläche ist bei der Produktion
der erfindungsgemäßen Folien
typisch.
-
Die
Aufbringung einer Metallschicht auf eine behandelte Oberfläche des
Foliensubstrats wird üblicherweise
durch konventionelles Aufdampfen im Vakuum bewirkt, obwohl andere
im Stand der Technik bekannte Verfahren, wie Elektroplattieren oder
Zerstäuben,
ebenfalls verwendet werden können.
Aluminium ist als für diesen
Zweck eingesetztes Metall bevorzugt, obwohl andere Metalle in ähnlicher
Weise abgeschieden werden können,
wie Gold, Zink, Kupfer, Silber und andere, die im Stand der Technik
bekannt sind und auch für
bestimmte Zwecke verwendet werden können.
-
Bei
der bei niedriger Temperatur siegelbaren Beschichtung (LTSC) kann
die ungesättigte
Carbonsäure beispielsweise
Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Maleinsäure,
Crotonsäure,
Itaconsäure,
Citraconsäure
oder Mischungen davon sein. Das Copolymer ist üblicherweise ein Copolymer
von 65 bis 90 Gew.-%, üblicherweise 75
bis 85 Gew.-% Ethylen und 10 bis 35 Gew.-%, üblicherweise 15 bis 25 Gew.-%
Acrylsäure
(ein EAA-Copolymer) oder Methacrylsäure (ein EMA-Copolymer). Das
Copolymer kann ein durchschnittliches Molekulargewicht (Zahlenmittel)
(Mn) von beispielsweise 2000 bis 50000,
vorzugsweise 4000 bis 10000 haben.
-
Das
Carbonsäurecopolymer
in der bei niedriger Temperatur siegelbaren Beschichtung, das auf
die metallisierte Oberfläche
aufgebracht wird, wird oft als Lösung
oder feine Dispersion eines Ammoniumsalzes des Copolymers in einer
ammoniakalischen Wasserlösung
erhalten. Wenn das Copolymer getrocknet wird, wird Ammoniak abgegeben
und die ionisierten und wasserempfindlichen Carboxylatgruppen werden
in größtenteils
nicht ionisierte und weniger wasserempfindliche freie Carboxylgruppen
umgewandelt. Sie können
der Lösung
oder Dispersion des Ethylencopolymers in einer Menge von Ionen von
mindestens einem Metall der Gruppe Ia, IIa oder IIb des Periodensystems,
vorzugsweise Natrium-, Kalium-, Lithium-, Calcium- oder Zinkionen
und am meisten bevorzugt Natriumionen zugegeben werden, z. B. in
Form ihrer Hydroxide. Die Menge dieser metallischen Ionen kann in
einem Bereich liegen, der zur Neutralisierung von beispielsweise
2 bis 80%, vorzugsweise 10 bis 50% der gesamten Carboxylatgruppen
in dem Copolymer ausreicht. Es ist in vielen Fällen gefunden worden, dass
die Anwesenheit dieser metallischen Ionen zu einer Verbesserung
bestimmter Eigenschaften führt,
z. B. Reibungskoeffizient (COF), Heißklebrigkeit und Blockierung,
ohne andere Eigenschaften in inakzeptabler Weise zu opfern, z. B.
niedrige Mindestsiegelungstemperaturen (MST).
-
Wenn
das Copolymer in der auf die metallisierte Oberfläche aufgebrachten
siegelbaren Beschichtung ein EAA-Copolymer aus 80 Gew.-% Ethylen
und 20 Gew.-% Acrylsäure
ist, und die neutralisierenden Metallionen Natriumionen sind, die
als Natriumhydroxid zugefügt
werden, dann kann die entsprechend den genannten Prozentsätzen neutralisierter
Carboxylatgruppen zugefügte
Menge an Natriumhydroxid beispielsweise 0,33 bis 8,8 phr, vorzugsweise
1,1 bis 5,5 phr sein, wobei "phr" für Gewichtsteile
auf hundert Teile Gesamtharz steht, was das gleiche wie bei dem
EAA-Copolymer ist, wenn kein anderes Harz vorhanden ist. Um den
phr verschiedener Additive zu ermitteln, die in der Beschichtung
vorhanden sind, wird angenommen, dass alle Carboxy latgruppen in
dem Ethylencopolymer in ihrer freien Carboxylform (-COOH) vorliegen.
-
Zusätzlich zu
dem Carbonsäure
enthaltenden Basiscopolymer kann die auf die metallisierte Oberfläche aufgebrachte
siegelbare Beschichtung auch ein dispergiertes Wachs enthalten,
z. B. Carnaubawachs mit relativ großer Teilchengröße oder
mikrokristallines Wachs als Antiblockiermittel. Andere verwendbare
Wachse sind beispielsweise natürliche
Wachse wie Paraffinwachs, Bienenwachs, Japanwachs, Montanwachs,
usw. und synthetische Wachse wie hydriertes Castoröl, chlorierte
Kohlenwasserstoffwachse, langkettige Fettsäureamide, usw. Das Wachs kann
in der Beschichtung in einer Menge von beispielsweise 2 bis 12 phr,
vorzugsweise 3 bis 5 phr vorhanden sein.
-
Zusätzlich zu
der Wirkung als Antiblockiermaterial wirkt das Wachs bei Einbringung
in die erfindungsgemäßen Beschichtungen
auch zur Verbesserung der "Kaltgleit"-Eigenschaften der
damit beschichteten Folien, d. h. der Fähigkeit einer Folie, in befriedigender
Weise bei Raumtemperatur über
Oberflächen
zu gleiten.
-
Die
auf die metallisierte Oberfläche
der Folie aufgebrachte siegelbare Beschichtung kann auch ein teilchenförmiges Material,
z. B. ein amorphes Siliciumdioxid enthalten, um die Klebrigkeit
der Beschichtung bei Raumtemperatur weiter herabzusetzen. Amorphes
Siliciumdioxid ist aus Teilchen zusammengesetzt, die Agglomerationen
kleinerer Teilchen sind und eine durchschnittliche Teilchengröße von beispielsweise
2 bis 9 μm, vorzugsweise
3 bis 5 μm
haben und in der siegelbaren Beschichtung in einer Menge von beispielsweise
0,1 bis 2,0 phr, vorzugsweise 0,2 bis 0,4 phr vorhanden sein können.
-
Andere
optionale Additive, die der auf die metallisierte Oberfläche der
Folie aufgebrachte siegelbare Beschichtung beigefügt werden
können,
schließen
andere teilchenförmige
Mate rialien, wie Talkum, das in einer Menge von beispielsweise 0
bis 2 phr vorhanden sein kann, Vernetzungsmittel wie Melamin/Formaldehyd-Harze,
die in einer Menge von beispielsweise 0 bis 20 phr vorhanden sein
können,
und Antistatikmittel wie Poly(oxyethylen)sorbitanmonooleat ein,
die in einer Menge von beispielsweise 0 bis 6 phr vorhanden sein
können.
Es kann auch ein antibakterielles Mittel vorhanden sein.
-
Zusätzlich zu
der bei niedriger Temperatur siegelbaren Beschichtung auf der metallisierten
Oberfläche der
Folie wie zuvor beschrieben kann eine polymere folienbildende Beschichtung
gegebenenfalls auf die Oberfläche
der Folie gegenüber
der metallisierten Oberfläche
aufgebracht werden. Um das Haften dieser Beschichtung an dieser
gegenüberliegenden
Oberfläche
des Foliensubstrats zu gewährleisten,
wird jedoch zuerst eine Beschichtung aus Grundierung auf diese Oberfläche aufgebracht,
entweder nachdem die Hautschicht auf dieser Oberfläche behandelt
worden ist, um ihr Haftvermögen
an anderen Materialien weiter zu erhöhen, oder ohne derartige Behandlung.
Geeignete Grundierungsmaterialien sind in der Technik wohl bekannt
und schließen
beispielsweise Titanate, Poly(ethylenimin) und Reaktionsprodukte
von Epoxyharz und einem aminoethylierten Vinylpolymer ein. Die Grundierung
wird durch konventionelle Lösungsbeschichtungsverfahren
auf die behandelte Oberfläche
der Folie aufgebracht. Eine besonders wirksame Grundierung ist hier
Poly(ethylenimin), aufgebracht entweder in einem wässrigen
oder organischen Lösungsmittel,
z. B. Ethanollösung,
oder als Lösung
in einer Mischung von Wasser und organischem Lösungsmittel, die 0,5 Gew.-%
des Imins enthält.
-
Die
auf die Grundierung enthaltende Oberfläche der Folie gegenüber der
metallisierten Oberfläche aufgebrachte
Beschichtung kann eine siegelbare Beschichtung desselben Typs sein,
wie auf die metallisierte Oberfläche
aufgebracht wird, oder kann jeder beliebige der anderen Typen von
polymeren folienbildenden Beschichtungen sein, die in der Technik
bekannt sind. Eine besonders geeignete Beschichtung ist eine, die
als folienbildende Komponente ein Interpolymer von 1) 18 bis 80
Gew.-% von mindestens einem C1- bis C4-Alkylmethacrylat, 2) 18 bis 80 Gew.-% von
mindestens einem C1- bis C4-Alkylacrylat
und 3) 1 bis 15 Gew.-% von mindestens einer α,β-ethylenisch ungesättigten
Carbonsäure,
bezogen auf das Gewicht des Polymers (ein "Acrylterpolymer") und kolloidales Siliciumdioxid als
Heißgleitmittel
in einer Menge von beispielsweise 30 bis 60 phr und mit einer Teilchengröße von beispielsweise
10 bis 200 Millimikrometer enthält.
Die ungesättigte Säure des
Acrylterpolymers kann jede der zuvor als für das Copolymer in der bei
niedriger Temperatur siegelbaren Beschichtung geeignet offenbarten
sein, das auf die metallisierte Oberfläche der Folie aufgebracht wird, obwohl
Acryl- und/oder Methacrylsäure
bevorzugt sind. Das Copolymer kann in der Beschichtungszusammensetzung
als teilweise neutralisierte wässrige
Lösung
oder als Dispersion verwendet werden, d. h. als ein Latex. In den
Beschichtungszusammensetzungen können
Additive vorhanden sein, die die gleichen oder von ähnlicher
Beschaffenheit und Menge wie jene sind, die zuvor als geeignet in
der bei niedriger Temperatur siegelbaren Beschichtung offenbart
worden sind, die auf die metallisierte Oberfläche der Folie aufgebracht wird,
insbesondere ein Wachs wie Carnaubawachs, das als Antiblockier-
und Kaltgleitmittel wirkt, und Talkum, das als Schmiermittel wirkt.
Dieser Typ von Zusammensetzung ist beispielsweise in US-A-3 753
769 und US-A-4 749 616 offenbart.
-
Ein
weiterer Typ von Polymerbeschichtung, der auf die Oberfläche der
Folie gegenüber
der metallisierten Oberfläche
in Kombination mit einer Grundierung aufgebracht werden kann, ist
eine Beschichtung, bei der die folienbildende Komponente ein Polymer
aus mindestens 50 Gew.-% Vinylidinchlorid (1,1-Dichlorethen), vorzugsweise
75 bis 92 Gew.-% Vinylidinchlorid, 2 bis 6 Gew.-% einer α,β-ethylenisch
ungesättigten
Säure, wie
beliebigen von jenen, die zuvor als geeignet für die Copolymere in siegelbaren
Beschichtungen offenbart wurden, und als Rest ein C1-
bis C4-Alkylacrylat oder -methacrylat oder
Acrylnitril ist. In diesen Beschichtungen können auch Additive vorhanden
sein, die die gleichen oder ähnlich
denjenigen sind, die zuvor für
andere Beschichtungen offenbart wurden. Das Vinylidinchloridcopolymer
kann als teilweise neutralisierte wässrige Lösung oder als wässrige Dispersion,
d. h. als Latex, verwendet werden. Dieser Beschichtungstyp ist beispielsweise
in US-A-4 44 990
offenbart.
-
Die
in Frage kommende, bei niedriger Temperatur siegelbare Beschichtungs-(LTSC)-Zusammensetzung
wird auf die metallisierte Oberfläche der Polymerfolie und, falls
verwendet, die Grundierung und Polymerbeschichtungen auf der gegenüberliegenden
Oberfläche
in jeder geeigneten Weise aufgebracht, wie durch Gravurstreichverfahren,
Walzbeschichten, Tauchen, Sprühen,
usw. Die überschüssige wässrige Lösung kann durch
Quetschwalzen, Rakel, usw. entfernt werden. Die Beschichtungszusammensetzungen
werden üblicherweise
in einer solchen Menge aufgebracht, dass nach dem Trocknen eine
glatte, einheitlich verteilte Schicht von 0,031 bis 0,155 g/1000
cm2 (0,2 bis 1 g/1000 Zoll2)
Folienoberfläche
abgeschieden ist. Im Allgemeinen ist die Dicke des aufgetragenen
LTSC so, dass sie ausreicht, um der Substratpolymerfolie die gewünschte Siegelbarkeit,
den gewünschten
Reibungskoeffizienten (COF) und die gewünschten Heißgleitcharakteristika zu verleihen.
-
Die
Beschichtung wird, nachdem sie erst einmal auf die Folie aufgebracht
worden ist, nachfolgend durch Heißluft, Strahlungswärme oder
jedes andere geeignete Mittel getrocknet, wo durch ein nicht wasserlösliches,
haftendes, glänzend
beschichtetes Folienprodukt geliefert wird, das beispielsweise als
Verpackungsfolie brauchbar ist.
-
Auf
die Beschichtung kann auf jeder Oberfläche der Folie oder auf die
nicht beschichtete Oberfläche gegenüber der
metallisierten Oberfläche,
falls auf diese gegenüberliegende
Oberfläche
keine Beschichtung aufgebracht wurde, unter Verwendung von beispielsweise
einer konventionellen Tintenzusammensetzung auf Lösungsmittelbasis
ein gedrucktes Tintenmuster aufgebracht werden. Das bedruckte Muster
kann mit einem Decklack bedeckt werden, um das Muster vor Schäden zu bewahren.
Der Decklack kann die gesamte Oberfläche bedecken, die das gedruckte
Muster enthält,
wobei in diesem Fall die Siegelung lediglich durch die Erweichung
der Beschichtung oder einer Polymerhautschicht auf der gegenüberliegenden
Oberfläche
der Folie auf dem Anteil der Folie erfolgt, der die äußere Folie
der Siegelung darstellt. Wenn jedoch auch eine "innen-an-außen"-Siegelung
erwünscht
ist, bei der die Siegelung auch durch die Erweichung der Beschichtung oder
Polymerhautschicht auf der Oberfläche bewirkt wird, die das gedruckte
Tintenmuster enthält,
von dem ein Teil die innere Folie der Siegelung bildet, dann erfolgt
das Bedrucken und Decklackieren in einem Muster, durch das die Beschichtung
oder Polymerhautschicht in dem Siegelbereich frei liegen kann.
-
Eine
andere Folie (die "Laminierungsfolie") kann gegebenenfalls
an eine Oberfläche
der erfindungsgemäßen metallisierten
Folie laminiert werden, auf die kein Decklack aufgebracht worden
ist, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, z. B. Reißfestigkeit
und Maschinenbearbeitbarkeit, die Steifheit zu erhöhen, das
gedruckte Muster zu schützen
und/oder hermetische Siegelungen der metallisierten Folie zu liefern.
Die laminierte Folie kann an eine siegelbare Beschichtung auf entweder
der metallisierten Oberfläche oder
der gegenüberliegenden
Oberfläche
der erfindungsgemäßen Folie
entweder nach Aufbringen eines gedruckten Musters auf die siegelbare
Beschichtung oder ohne ein derartiges gedrucktes Muster gebunden
werden, oder die Bindung der laminierten Folie kann auf die gegenüberliegende
Oberfläche
in Abwesenheit von jeglicher siegelbarer Beschichtung erfolgen.
Die Laminierungsfolie kann beispielsweise ein Polymer mit hervorragenden
mechanischen Eigenschaften enthalten, z. B. isotaktisches Polypropylenhomopolymer,
das unter Verwendung von geschmolzenem Polymer mit einem niedrigeren
Schmelzpunkt als das Laminierungspolymer, z. B. Polyethylen niedriger
Dichte (LDPE), als Kleber an die erfindungsgemäße Folie gebunden ist, oder
die Laminierungsfolie kann eine Hauptschicht aus solchem Polymer
mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und eine Nebenschicht
aus einem Polymer mit einer niedrigeren Schmelztemperatur als das
Polymer der Hautschicht enthalten, wobei die Laminierung durch Pressen
der Oberfläche
der Laminierungsfolie, die eine solche Nebenschicht enthält, gegen
die gewünschte
Oberfläche
der metallisierten Folie der Erfindung bei einer ausreichend hohen
Temperatur erfolgt, um das Polymer der Nebenschicht klebrig zu machen.
Die erforderlichen Verfahren und Geräte, um die beschriebene Bindung
zu bewirken, sind in der Technik wohl bekannt.
-
BEISPIEL
-
Eine
dreischichtige Folie wurde extrudiert mit einer Kernschicht aus
einem isotaktischen Polypropylenhomopolymer, das als Fina 3371 angeboten
wird, einer coextrudierten Hautschicht aus HDPE auf einer Oberfläche der
Kernschicht und einer coextrudierten Hautschicht aus einem isotaktischen
Terpolymer aus über
90 Gew.-% Propylen und je 1 bis 5 Gew.-% Ethylen und Buten- 1, angeboten als
Chisso 7780, auf der anderen Oberfläche der Kernschicht. Die HDPE-Hautschicht
war aus 97,5 Gew.-% reinem HDPE, das als Exxon HX0353.67 angeboten
wird, 0,5 Gew.-% eines Fluorpolymers zur Verhinderung von Düsenablagerungen,
angeboten als Huntsman Polcomm A27527, und 2,0 Gew.-% eines Grundansatzes
(Masterbatch) aus HDPE mit hohem Stabilisatorgehalt zur Verhinderung
von Gelen zusammengesetzt.
-
Das
Coextrudat wurde auf 30° bis –50°C abgeschreckt,
erneut auf 115°C
erwärmt
und in Maschinenrichtung unter Verwendung von Transportwalzen, die
mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben wurden, 5-fach
gereckt. Nach der gewünschten
Maschinenrichtung wurde die Folie bei einem geeigneten Temperaturprofil
im Bereich von 155° bis
180°C in
Querrichtung 8-fach reckorientiert.
-
Das
resultierende Foliensubstrat hatte eine gesamte optische Stärkendicke
von 70 ga (gauge; Folienstärke,
1/100 mil) mit einer Kernschicht von 62 ga. (Schicht B), einer HDPE-Hautschicht von 2
ga. (Schicht A), und einer Propylen/Ethylen/Buten-1-Terpolymer-Hautschicht
von 6 ga. (Schicht C). Nachfolgend wurde die HDPE-Hautschicht flammenbehandelt
und durch Vakuumaufdampfen von Aluminium unter Standardbedingungen
für Aluminiummetallisierung
mit hoher Barrierewirkung auf eine optische Dichte von 2,3 metallisiert.
-
Eine
siegelbare Beschichtungszusammensetzung zur Aufbringung auf die
metallisierte Oberfläche
der Folie wurde hergestellt, indem einer wässrigen Lösung oder feinen Dispersion
von 25 Gew.-% eines Ammoniumsalzes eines Copolymers aus 80 Gew.-%
Ethylen und 20 Gew.-% Acrylsäure,
angeboten von Michelman als MichemPrime 4983 EAA, 1,5 phr (Gewichtsteile
auf hundert Teile des Copolymers) Natriumhydroxid (NaOH), 4 phr
Carnaubawachs, angeboten von Michelman als MichemLube 215, 0,4 phr
Talkum und 0,3 phr amorphes Siliciumdioxid, angeboten als Sy loid
42, zugefügt
wurden. Alle Komponenten wurden als wässrige Dispersion oder Lösung zugegeben.
Dann wurde Wasser zugegeben, um die fertige Beschichtungszusammensetzung
auf einen Feststoffgehalt von 12 Gew.-% zu bringen.
-
Die
Beschichtungszusammensetzung wurde in Abwesenheit einer Grundierung
unter Verwendung von Standard-Gravurstreich- und Beschichtungsvorrichtungen und
-Techniken auf die metallisierte Oberfläche der Folie aufgebracht,
und die Beschichtung wurde bei 115,6°C (240°F) getrocknet. Das gesamte Beschichtungsgewicht
der Folie nach dem Trocknen betrug 0,93 g/1000 cm2 (0,65
g/1000 Zoll2) Folie.
-
Die
unbehandelte Oberfläche
des Foliensubstrats, die der metallisierten Oberfläche gegenüberliegt und
eine Hautschicht aus Propylen/Ethylen/Buten-1-Terpolymer enthält, wurde
zuerst mit einer 0,5 Gew.-% Lösung
von Poly(ethylenimin) in einer Mischung aus 85% Wasser und 15% Ethanol
grundiert. Die grundierte Oberfläche
wurde dann mit einer Zusammensetzung, die eine wässrige Dispersion oder Lösung eines
Terpolymers von Methylmethacrylat, Ethylacrylat und Methacrylsäure, kolloidales
Siliciumdioxid und Carnaubawachs enthielt, mit einem Gesamtfeststoffgehalt
von 13 Gew.-%, wie in US-A-753 769 beschrieben, auf ein Beschichtungsgewicht
von 0,93 g/1000 cm2 (0,6 g/1000 Zoll2) Folie unter Verwendung einer Standard-Streichvorrichtung
und Standardstreichtechniken und einer Trocknungstemperatur von
115,6°C
(240°F)
beschichtet.
-
Die
Wasserdampfdurchlässigkeit
(WVTR in g/645,2 cm2/Tag (g/100 Zoll2/Tag)), gemessen bei 37,8°C (100°F) und 90%
R. H., Sauerstoffdurchlässigkeit
(OTR) in cm3/645,2 cm2/Tag
(cm3/100 Zoll2/Tag),
gemessen bei 22,8°C
(73°F) und
0% R. H., Mindestsiegelungstemperatur (MST) in °C (°F), um 39,4 g/cm (100 g/Zoll) Flachsiegelung
mit metallisierter HDPE-(A)-Schicht zu erhalten, und die Kräuselsiegelfestigkeit
(CRIMP) der metalli sierten HDPE (A)-Schicht bei 137,8 kPa (20 psi),
0,75 Sekunden und 126,7°C
(260°F)
der beschichteten Folie dieses Beispiels wurden gemessen. Die Werte
dieser Eigenschaften wie erhalten wurden mit Werten verglichen,
die mit einer identischen, jedoch nicht beschichteten Folienkontrollprobe
auf beiden Oberflächen
erhalten wurden, und sind in der Tabelle gezeigt.
-
-
Wie
aus der vorhergehenden Tabelle hervorgeht, wurden in einer einzigen
Folie hervorragende Wasserdampfbarrierewirkung und mäßige Sauerstoffbarrierewirkung
und Siegelbarkeit erhalten. Diese Struktur kann als solche oder
in Form von Laminat, um steifere Folie mit umschlossenem Druck oder
einer dickeren Siegelschicht zu liefern, verwendet werden, um die
Papier/Polymer/Metallfolie/Polymer-Struktur zu ersetzen (jedoch
mit metallisiertem Aussehen, weil die Basisfolie klar ist).
