DE69730807T2

DE69730807T2 - Polyolefin-zusammensetzung für siegelbare filme mit kontrollierter haftung

Info

Publication number: DE69730807T2
Application number: DE69730807T
Authority: DE
Inventors: Martine Mechelaere; Ralf Nickles
Original assignee: Basell Poliolefine Italia SRL
Current assignee: Basell Poliolefine Italia SRL
Priority date: 1996-05-06
Filing date: 1997-04-29
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: AU2892697A; US20020013415A1; EP0848726B1; DE69730807D1; EP0848726A1; ATE277110T1; WO1997042258A1; US6849313B2; KR20040111719A; TW364915B; JPH11509575A; NO980029D0; TR199800007T1; NO980029L; CN1110514C; RU2185399C2; AU730869B2; ID16877A; KR19990028665A; CN1196742A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Polyolefinzusammensetzungen, die zur Verwendung bei der Herstellung von heißsiegelfähigen Folien mit kontrollierter Schälfestigkeit geeignet sind.
Die Schälfestigkeit, die der zum Ablösen einer mit sich selbst oder mit einem anderen Substrat heißgesiegelten Folie in der Siegelzone erforderlichen Kraft (Schälkraft) entspricht, stellt ein Merkmal dar, mit dem man den Wert der heißsiegelfähigen Folien bei bestimmten Anwendungen bestimmen kann.
Es ist in der Tat gut bekannt, daß die auf dem Verpackungssektor, insbesondere dem Lebensmittelverpackungssektor, verwendeten heißsiegelfähigen Folien in vielen Fällen entlang der Siegelnähte ablösbar sein müssen, damit man sie entfernen oder die Umhüllung öffnen kann. In derartigen Fällen sollte die Schälfestigkeit einer verbraucherfreundlichen Öffnungskraft entsprechen.
Zur Erzielung dieses Effekts sind heißsiegelfähige Folien aus Polyolefinmaterialien vorgeschlagen worden, die im allgemeinen eine Trägerschicht und eine Siegelschicht aufweisen.
Derartige Folien werden in der Regel als „Seal-Peel-Films" bezeichnet.
Die Trägerschicht besteht häufig aus einem Polyolefinharz, wohingegen die Siegelschicht aus Mischungen passend ausgewählter Olefinpolymere besteht.
Die Merkmale der Siegelnaht, insbesondere die Siegelfestigkeit, werden durch die Wahl und die relativen Mengen der Olefinpolymere, aus denen sich die Siegelschicht zusammensetzt, bestimmt.
Insbesondere werden in der japanischen Offenlegungsschrift 63-179741 heißsiegelfähige Folien beschrieben, bei denen die Siegelschicht eine Mischung zwischen:

– einem statistischen Propylen/Ethylen-Copolymer und/oder Propylen/Ethylen/Buten-1-Terpolymer und
– einem Polyethylen niederer Dichte und/oder einem linearen Polyethylen niederer Dichte

Der gleiche Grenzwert von 6 Gew.-% für den Maximalgehalt an copolymerisiertem C₄-C₁₀-α-Olefin findet sich in der US-PS 5,451,468 .
Dort wird eine heißsiegelfähige und leicht abziehbare Folie beschrieben, bei der die Siegelschicht aus einer Mischung aus

(I) einem statistischen Terpolymer von Propylen mit 2 bis 6 Gew.-% Ethylen und 1 bis 6 Gew.-% eines C₄-C₁₀-α-Olefins mit
(II) mindestens einem Ethylenpolymer (wobei hierunter sowohl Homopolymere als auch Copolymere von Ethylen verstanden werden)

Daher gibt es in der Technik die etablierte Lehre, daß die heißsiegelfähigen Zusammensetzungen für nach dem Siegeln abzuziehende Mehrschichtfolien keine statistischen Terpolymere von Propylen mit mehr als 6 Gew.-% an C₄-C₁₀-α-Olefinen in Abmischung mit einem Polyethylen enthalten dürfen, damit sich beim Abschälen der Folien keine Probleme ergeben.
Außerdem wird in der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 556815 gezeigt, daß bei Verwendung von kristallinen Copolymeren von Propylen mit großen Mengen von C₄-C₈-α-Olefinen (in den Beispielen über 6 Gew.-%) in Abmischung mit LLDPE als Heißsiegelmaterial in Mehrschichtfolien die Siegelanspringtemperatur (S. A. T.) ungewöhnlich niedrig ist.
Mit anderen Worten geht aus der genannten europäischen Patentanmeldung hervor, daß bei Verwendung von kristallinen Propylencopolymeren mit hohem Gehalt an C₄-C₈-α-Olefinen in Abmischung mit LLDPE auch bei sehr niedrigen Siegeltemperaturen die Schälfestigkeit erhöht wird.
Ein derartiger Effekt ist offensichtlich vorteilhaft, wenn ein leichtes Abziehen nicht gewünscht ist, da man so auch bei sehr niedrigen Siegeltemperaturen eine ausreichend hohe Schälfestigkeit erhalten kann, aber andererseits wird es dadurch schwieriger, nach dem Siegeln leicht abziehbare Folien zu erhalten.
Bei eigenen Versuchen hat sich in der Tat herausgestellt, daß die Verwendung von LLDPE in Abmischung mit einem statistischen Terpolymer von Propylen mit Ethylen und 1-Buten mit etwa 5% 1-Buten bei den in der Technik üblichen Siegeltemperaturen zu Schälfestigkeitswerten von weit über 20 N/15 mm (gemessen mit der nachstehend beschriebenen Testmethode) führt, wobei es sich um den höchsten Wert handelt, der für nach dem Siegeln abzuziehende Folien normalerweise noch akzeptiert wird.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß durch Verwendung von polymeren Materialien, insbesondere Polyolefinmaterialien, LDPE, HDPE oder EVA in Abmischung mit einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymer und einem elastomeren oder elastomeren thermoplastischen Olefinpolymer für die Siegelschicht von Mehrschichtfolien Schälfestigkeitswerte von etwa 1 bis 20 N/15 mm, wobei es sich um den Bereich handelt, der in der technischen Praxis für abzuziehende Folien normalerweise akzeptiert wird, über ein ungewöhnlich breites Intervall von Siegeltemperaturen erhalten werden.
Unter „kontrollierter Schälfestigkeit" ist die Eigenschaft zu verstehen, den genannten Schälfestigkeitsbereich über ein breites Intervall von Siegeltemperaturen einzuhalten.
Mit dieser Eigenschaft kann in der Tat die Schälfestigkeit unter Kontrolle gehalten werden.
In Abwesenheit des elastomeren oder elastomeren thermoplastischen Polymers liegen die Schälfestigkeitswerte im Fall von Folien mit einer für biorientierte Folien (BOPP-Folien) typischen Gesamtdicke von etwa 50 μm oder weniger im Bereich von etwa 1 bis 4 N/15 mm bzw. im Fall von dickeren Folien im Bereich von etwa 4 bis 20 N/15 mm. In Anwesenheit des elastomeren oder elastomeren thermoplastischen Polymers werden die Schälfestigkeitswerte erhöht, so daß sie im Fall von Folien mit einer Gesamtdicke von etwa 50 μm oder weniger auch über 4 N/15 mm liegen können.
Gegenstand der Erfindung sind daher mehrschichtige Verpackungsfolien mit mindestens einer Siegelschicht, die zumindest teilweise aus einer Polyolefinzusammensetzung (I) besteht, die (in Gewichtsprozent):

A) 20 bis 50% LDPE, HDPE oder EVA mit einer Schmelzflußrate (MFR) von mehr als 0,3/10 min,
B) 30 bis 79% und insbesondere 30 bis 78% eines statistischen Copolymers (Copolymer B1)) von Propylen mit Ethylen und gegebenenfalls einem C₄-C₈-α-Olefin mit bis zu 10% Ethylen und, sofern vorhanden, 1 bis 6% des C₄-C₈-α-Olefins oder die gleiche Menge (d. h. 30 bis 79% und insbesondere 30 bis 78%) einer ein Copolymer B1) und ein Propylenhomopolymer enthaltenden Zusammensetzung, in der die relative Menge des Copolymers B1), bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung B), mindestens 20% und vorzugsweise 25 bis 80% beträgt, und
C) 1 bis 30% und vorzugsweise 1 bis 20% eines elastomeren oder elastomeren thermoplastischen Olefinpolymers, mit der Maßgabe, daß es für den Fall, daß es sich um ein Copolymer von Propylen mit einem C₄-C₈-α-Olefin, das gegebenenfalls 0,5 bis 6% Ethylen als zusätzliches Comonomer enthält, handelt, mehr als 40% und vorzugsweise 45 bis 60% C₄-C₈-α-Olefin enthält,

Wie aus den obigen Definitionen hervorgeht, soll der Begriff „Copolymer" hier ganz allgemein Polymere mit zwei oder mehr Arten von Monomeren in der Polymerkette umfassen.
Die MFR für LDPE, HDPE und EVA wird gemäß der ISO-Norm 1133 bei 190°C/2,16 kg gemessen.
Ein zusätzlicher und bemerkenswerter Vorteil der Zusammensetzung (I) besteht darin, daß sie die Erzielung der akzeptierbaren Mindestwerte für die Schälfestigkeit bei erheblich niedrigeren Siegeltemperaturen als für aus dem Stand der Technik bekannte Zusammensetzungen mit Terpolymeren von Propylen mit höchstens 6 Gew.-% C₄-C₁₀-α-Olefinen oder Copolymeren von Propylen mit Ethylen ohne Komponente C) ermöglicht.
Ganz besonders bevorzugt enthält die Polyolefinzusammensetzung (I) 25 bis 35 Gew.-% A).
Die ganz besonders bevorzugte Menge an B) beträgt 50 bis 73%, insbesondere 50 bis 64%.
Die ganz besonders bevorzugte Menge an C) beträgt 2 bis 15%.
Bei dem als Komponente A) zu verwendenden LDPE (Polyethylen niederer Dichte) handelt es sich um ein Ethylenhomopolymer oder ein Ethylencopolymer mit kleineren Mengen anderer Comonomere wie Butylacrylat, das durch Hochdruckpolymerisation unter Verwendung radikalischer Initiatoren hergestellt wird.
Die Dichte des LPDE liegt in der Regel im Bereich von 0,918 bis 0,925 g/cm³, gemessen gemäß ISO-Norm 1183.
Die MFR des LDPE beträgt vorzugsweise 0,5 bis 15 g/10 min, besonders bevorzugt 1 bis 10 g/10 min.
Solche Arten von LDPE sind an sich gut bekannt und auf dem Markt erhältlich. Als Beispiele seien im einzelnen die unter den Handelsnamen Escorene und Lupolen erhältlichen Polymere genannt.
Bei dem als Komponente A) zu verwendenden HDPE (Polyethylen hoher Dichte) handelt es sich um ein Ethylenpolymer, in der Regel ein Homopolymer, mit einer Dichte von 0,94 g/cm³ oder mehr, insbesondere von 0,94 bis 0,96 g/cm³, gemessen gemäß ISO-Norm 1183.
Die MFR des HDPE beträgt vorzugsweise 0,5 bis 15 g/10 min, besonders bevorzugt 1 bis 10 g/10 min.
Solche Arten von HDPE sind an sich gut bekannt und auf dem Markt erhältlich. Als Beispiele seien im einzelnen die unter den Handelsnamen Hostalen und Finathene erhältlichen Polymere genannt.
Die HDPE als Komponente A) enthaltenden Zusammensetzungen sind besonders bevorzugt, da sie hohen Temperaturen widerstehen können und daher für sterilisierbare Verpackungen Anwendung finden können.
Bei dem als Komponente A) zu verwendenden EVA-Copolymer (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer) handelt es sich um ein Copolymer mit 2 bis 20 Gew.-% und vorzugsweise 4 bis 10 Gew.-% Vinylacetat. Solche Arten von EVA sind an sich gut bekannt und auf dem Markt erhältlich. Als Beispiele seien im einzelnen die unter dem Handelsnamen Evatane erhältlichen Polymere genannt.
Die für die Komponente B) zu verwendenden statistischen Copolymere B1) werden durch Polymerisation der Monomere in Gegenwart von stereospezifischen Ziegler-Natta-Katalysatoren, die auf Magnesiumdihalogeniden geträgert sind, hergestellt. Diese Katalysatoren enthalten als wesentliches Element eine feste Katalysatorkomponente, die eine Titanverbindung mit mindestens einer Titan-Halogen-Bindung und eine Elektronendonatorverbindung auf einem Magnesiumdihalogenid geträgert enthält.
Als Cokatalysatoren verwendet man im allgemeinen eine Aluminiumalkylverbindung und gegebenenfalls eine Elektronendonatorverbindung.
Die bevorzugten Katalysatoren sind dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Produktion von Polypropylen mit einem isotaktischen Index von mehr als 90% und vorzugsweise mehr als 95% in der Lage sind.
Katalysatoren mit den obigen Eigenschaften sind in der Patentliteratur gut bekannt.
Besonders gut geeignet sind die Katalysatoren gemäß der US-PS 4,339,054 und der europäischen Patentschrift 45,977.
Andere Beispiele für Katalysatoren werden in den US-Patentschriften 4,472,524 und 4,473,660 beschrieben.
Das C₄-C₈-α-Olefin für das Copolymer B1) ist vorzugsweise unter 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 4-Methyl-1-penten und 1-Octen ausgewählt. Besonders bevorzugt ist 1-Buten.
Die Ethylenmenge in Copolymer B1) beträgt vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-%, wenn kein C₄-C₈-α-Olefin zugegen ist, und 0,5 bis 5 Gew.-% und besonders bevorzugt 1 bis 4 Gew.-%, wenn das C₄-C₈-α-Olefin zugegen ist.
Das statistische Copolymer B1) hat im allgemeinen einen mittels DSC bestimmten Schmelzpunkt von 120°C oder mehr, insbesondere von 125 bis 150°C, und eine unter den obigen Bedingungen gemessene MFR von 0,5 g/10 min oder mehr.
Bei dem Propylenhomopolymer, das in der Polyolefinzusammensetzung (I) vorliegen kann, handelt es sich vorzugsweise um isotaktisches Polypropylen.
Vorzugsweise stammt das elastomere oder erlastomere thermoplastische Olefinpolymer (C) aus der Gruppe bestehend aus:

C1) Copolymeren von Propylen mit einem oder mehreren C₄-C₈-α-Olefinen und gegebenenfalls mit Ethylen als zusätzlichem Comonomer, die mehr als 40 Gew.-% und insbesondere 45 bis 60 Gew.-% C₄-C₈-α-Olefine und, sofern vorhanden, bis zu 6 Gew.-% Ethylen enthalten,
C2) Copolymeren von Ethylen mit einem oder mehreren C₃-C₈-α-Olefinen, die 15 bis 90 Gew.-% und vorzugsweise 20 bis 80 Gew.-% Ethylen und gegebenenfalls 1 bis 10 Gew.-% eines Diens enthalten und einen bei 25°C in Xylol unlöslichen Anteil von 0 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 50 Gew.-% und insbesondere 0 bis 30 Gew.-% (und einen bei 25°C in Xylol vollständig löslichen Anteil von 100 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 100 bis 50 Gew.-% und insbesondere 100 bis 70 Gew.-%) aufweisen, und
C3) gesättigten oder ungesättigten linearen oder verzweigten, Blockcopolymeren mit mindestens einem unter Butadien, Butylen, Ethylen und Neopren ausgewählten Comonomer.

Beispiele für C₃-C₈-α-Olefine für die Copolymere C1) und C2) sind Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 4-Methyl-1-penten und 1-Octen.
Copolymere C1) können unter Verwendung der gleichen Katalysatoren wie für die Herstellung der Komponente B1) hergestellt werden.
Copolymere C2) können unter Verwendung von Ziegler-Natta-Katalysatoren (auf Ti- oder V-Basis) oder Metallocenkatalysatoren hergestellt werden.
Bei Herstellung mit Metallocenkatalysatoren sind sie im allgemeinen durch ein Mw/Mn-Verhältnis von weniger als 4 und insbesondere weniger als 3 gekennzeichnet.
Besonders bevorzugt sind die unter Verwendung von Ziegler-Natta-Katalysatoren auf Ti-Basis der gleichen Art, wie sie zur Herstellung der Komponente B) verwendet werden, hergestellten Copolymere C2) mit einem bei 25°C in Xylol unlöslichen Anteil von mindestens 2 Gew.-% und insbesondere 4 bis 50 Gew.-%, beispielsweise 4 bis 30 Gew.-%. Ein derartiger bei 25°C in Xylol unlöslicher Anteil enthält im allgemeinen 50 Gew.-% oder mehr und insbesondere 65 bis 95 Gew.-% Ethylen.
Der Ethylengesamtgehalt in den Copolymeren C2) beträgt vorzugsweise 20 bis 70 Gew.-%.
Bei dem bei 25°C in Xylol unlöslichen Anteil handelt es sich im allgemeinen um ein im wesentlichen lineares Copolymer von Ethylen mit C₃-C₈-α-Olefinen.
Beispiele für mit Metallocenkatalysatoren hergestellte Copolymere C2) sind im einzelnen die Ethylen/1-Octen-Copolymere Engage 8200 und 8150 (Dow Chemical) und das Ethylen/1-Buten-Copolymer Exact 4033 (Exxon Chemical).
Beispiele für Diene, die in Copolymeren C2) vorliegen können, sind Butadien, 1,4-Hexadien, 1,5-Hexadien und Ethyliden-1-norbornen.
Besonders bevorzugt gibt man die C2)-Copolymere in Form von Masterbatchzusammensetzungen zu, die 30 bis 90 Gew.-% und vorzugsweise 40 bis 90 Gew.-% C2) und 10 bis 70 Gew.-% und vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-% eines Propylenhomopolymers oder eines statistischen Copolymers der gleichen Art wie das Propylenhomopolymer oder die statistischen Copolymere der Komponente B) enthalten. Derartige Masterbatchzusammensetzungen haben im allgemeinen eine MFR von 0,1 g/10 min oder mehr. In den Beispielen werden die Masterbatchzusammensetzungen mit C^I) angegeben.
Derartige Masterbatchzusammensetzungen können nach einem Verfahren der sequentiellen Polymerisation in Gegenwart der gleichen Katalysatoren wie für die Herstellung der Komponente B) hergestellt werden, wobei das Verfahren eine Stufe der Polymerisation von Propylen oder Mischungen davon mit Ethylen und gegebenenfalls C₄-C₈-α-Olefinen, in der das Propylenhomopolymer oder statistische Copolymer gebildet wird, und eine oder mehrere Stufen der Polymerisation von Ethylen mit einem oder mehreren C₃-C₈-α-Olefinen und gegebenenfalls einem Dien, in der das Copolymer C2) gebildet wird, umfaßt.
Spezielle Beispiele für die als erfindungsgemäße Masterbatches zu verwendenden Zusammensetzungen und das Verfahren zu ihrer Herstellung werden in den veröffentlichten europäischen Patentanmeldungen 400 333 und 472 946 beschrieben, auf die für Einzelheiten verwiesen wird.
Andere Beispiele für Copolymere C2) sind sogenannte EPR- und EPDM-Kautschuke.
Beispiele für Copolymere C3) sind Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymere (SIS), wie Kraton D-1-112, und Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Blockcopolymere (SEBS), wie Kraton G-1652 (Shell).
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyolefinzusammensetzungen kann man die obigen Komponenten (A), (B) und (C) in schmelzflüssigem oder erweichtem Zustand unter Verwendung von gut bekannten Apparaturen zum Mischen und Extrudieren von Polymeren, wie Ein- oder Doppelschneckenextrudern, zusammenmischen.
Wie oben bereits gesagt, enthalten die heißsiegelfähigen, nach dem Siegeln abzuziehenden Verpackungsfolien mindestens eine Siegelschicht, die zumindest teilweise aus den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besteht, und mindestens eine Trägerschicht, die zumindest teilweise aus einem polymeren Material, insbesondere einem Polyolefinmaterial, besteht.
Insbesondere kann bzw. können die Trägerschicht(en) zumindest teilweise aus einem oder mehreren Polymeren oder Copolymeren von Olefinen R-CH=CH₂, worin R für ein Wasserstoffatom oder einen C₁-C₆-Alkylrest steht, oder Mischungen davon bestehen. Besonders bevorzugt sind die folgenden Polymere:

1) isotaktische oder hauptsächlich isotaktische Propylenhomopolymere;
2) statistische Copolymere von Propylen mit Ethylen und/oder C₄-C₈-α-Olefinen, wie beispielsweise 1-Buten, 1-Hexen, 1-Octen und 4-Methyl-1-penten, mit einem Comonomergesamtgehalt im Bereich von 0,05 bis 20 Gew.-%, oder Mischungen dieser Copolymere mit isotaktischen oder hauptsächlich isotaktischen Propylenhomopolymeren;
3) heterophasige Copolymere, die (a) ein Propylenhomopolymer und/oder eines der Copolymere aus Punkt 2), und eine elastomere Fraktion (b), die Copolymere von Ethylen mit Propylen und/oder einem C₄-C₈-α-Olefin, gegebenenfalls mit kleinen Mengen eines Diens, wie Butadien, 1,4-Hexadien, 1,5-Hexadien und Ethyliden-1-norbornen, enthält, enthalten. Die Dienmenge in b) beträgt vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%.

Die heterophasigen Copolymere (3) werden nach bekannten Verfahren durch Mischen der Komponenten in schmelzflüssigem Zustand oder durch sequentielle Copolymerisation hergestellt und enthalten im allgemeinen die Copolymerfraktion (b) in Mengen im Bereich von 5 bis 80 Gew.-%.
Andere Olefinpolymere, die für die Trägerschichten eingesetzt werden können, sind HDPE-, LDPE- und LLDPE-Polyethylene.
Beispiele für von Polyolefinen verschiedene Polymermaterialien, die für die Trägerschichten eingesetzt werden können, sind Polystyrole, Polyvinylchloride, Polyamide, Polyester und Polycarbonate.
Sowohl die Trägerschichten als auch die Schichten aus den heißsiegelfähigen Zusammensetzungen können in der Technik übliche Additive enthalten, wie Stabilisatoren, Pigmente, Füllstoffe, Nukleierungsmittel, Slipmittel, Gleitmittel und Antistatika, Flammschutzmittel, Weichmacher und Biozide.
Bevorzugte Strukturen für die Folien sind vom A/B- und A/B/A-Typ, wobei A für die erfindungsgemäße Schicht aus heißsiegelfähiger Zusammensetzung steht und B für die Trägerschicht steht.
Unabhängig von der Struktur der Folie beträgt die Dicke der erfindungsgemäßen Schichten aus heißsiegelfähiger Zusammensetzung für die BOPP-Folien vorzugsweise 1 bis 5 μm, besonders bevorzugt 1 bis 3 μm, wohingegen die Dicke der Trägerschichten vorzugsweise 15 bis 45 μm und besonders bevorzugt 15 bis 25 μm beträgt.
Für Folien mit größerer Dicke, wie beispielsweise gegossene Folien, beträgt die Dicke der erfindungsgemäßen Schichten aus heißsiegelfähiger Zusammensetzung vorzugsweise 10 bis 100 μm, besonders bevorzugt 25 bis 50 μm, wohingegen die Dicke der Trägerschichten vorzugsweise 80 bis 500 μm beträgt.
Die Verpackungsfolien können nach an sich gut bekannten Verfahren hergestellt werden.
Insbesondere können Extrusionsverfahren zur Anwendung kommen.
Bei den Extrusionsverfahren werden die für die heißsiegelfähigen Schichten und die für die Trägerschichten zu verwendenden Polymermaterialien in verschiedenen Extrudern aufgeschmolzen und durch einen engen Schlitz extrudiert.
Das extrudierte schmelzflüssige Material wird vom Schlitz abgezogen und vor dem Aufwickeln abgekühlt.
Beispiele für Extrusionsverfahren sind im einzelnen Verfahren zur Herstellung von Blasfolien, gegossenen Folien und BOPP, die nachfolgend erklärt werden.
Blasfolie
Die schmelzflüssigen Polymermaterialien werden durch einen kreisförmigen Schlitz gedrückt.
Das abgezogene Extrudat hat die Form eines Rohrs, das mit Luft zu einer rohrförmigen Blase aufgeblasen wird. Die Blase wird abgekühlt und zusammenfallen gelassen und dann aufgewickelt.
Gegossene Folie
Die schmelzflüssigen Polymermaterialien werden durch einen langen, schmalen, rechteckigen Schlitz gedrückt. Das Extrudat hat die Form einer dünnen Folie. Die Folie wird abgekühlt und dann aufgewickelt.
BOPP
Die schmelzflüssigen Polymermaterialien werden kontinuierlich durch einen engen Schlitz gedrückt. Das extrudierte schmelzflüssige Material wird vom Schlitz abgezogen und abgekühlt, dann erneut erhitzt und sowohl in Maschinenrichtung (MR) als auch in Querrichtung (TD) verstreckt. Danach wird die Folie abgekühlt und dann aufgewickelt.
Andere anwendbare Verfahren sind die nachstehend erklärten Extrusionsbeschichtungs- und Laminierverfahren.
Extrusionsbeschichten
Die heißsiegelfähige Schicht wird auf eine Trägerbahn aufgetragen.
Das Auftragen erfolgt mit einem Schmelzefilm, der in verschiedenen Extrudern erschmolzen und durch eine Schlitzdüse extrudiert wird und aus einer oder mehreren Polymerschichten bestehen kann. Das erhaltene Laminat wird dann abgekühlt und aufgewickelt.
Laminieren
Die heißsiegelfähige Schicht und die Trägerschicht werden mittels Wärme zusammenlaminiert und dann abgekühlt und aufgewickelt. Die Siegelschicht kann auch mit einem Klebstoff auf die Trägerschicht auflaminiert und dann abgekühlt und aufgewickelt werden.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung erläutern, ohne sie einzuschränken.
Beispiel 1
Auf einer Coextrusionsanlage wird nach der Blasfilmmethode eine 50-μm-Dreischichtfolie hergestellt.
Der Hauptextruder wird mit dem für die Trägerschicht zu verwendenden Polymer (Trägerpolymer) beschickt, und die beiden Seitenextruder werden mit der heißsiegelfähigen Polyolefinzusammensetzung beschickt.
Bei dem Trägerpolymer handelt es sich um ein Copolymer von Propylen mit 6,6 Gew.-% Ethylen, einer MFR von 2 g/10 min bei 230°C und 2,16 kg gemäß ISO 1133.
Die heißsiegelfähige Polyolefinzusammensetzung wird durch Mischen der folgenden Komponenten in schmelzflüssigem Zustand in einem Extruder erhalten (Gewichtsprozent, sofern nicht anders vermerkt):

A) 30% eines Ethylenhomopolymers (HDPE) mit einer Dichte von 0,94 g/cm³ gemäß ISO 1183 und einer MFR von 11 g/10 min;
B) 60% eines statistischen Copolymers von Propylen mit Ethylen mit 3,5% Ethylen und einer MFR von 18 g/10 min;
C^I) 10% einer Masterbatchzusammensetzung mit einer MFR von 6 g/10 min und enthaltend:
– 50% eines statistischen Copolymers von Propylen mit Ethylen mit etwa 3,2% Ethylen;
– 50% eines elastomeren Copolymers von Propylen mit Ethylen mit etwa 28% Ethylen.

Das elastomere Copolymer in der Masterbatchzusammensetzung C^I) enthält 6 Gew.-% eines bei 25°C in Xylol unlöslichen Anteils, der aus einem Ethylen-Propylen-Copolymer mit etwa 80% Ethylen und 94 Gew.-% eines Ethylen-Propylen-Copolymers, das bei 25°C in Xylool vollständig löslich ist und etwa 25% Ethylen enthält, besteht.
Es wird unter den folgenden Extrusionsbedingungen gearbeitet:
Hauptextruder: Schneckendurchmesser: 90 mm
Seitenextruder: Schneckendurchmesser: 65 mm
Gesamtausstoß: 215 kg/h
Gesamtfoliendicke: 50 μm
Dickenverteilung: 5/40/5 μm
Düsenöffnung: 1 mm
Aufblasverhältnis: 3
Tempertureinstellungen: Die Temperatur wurde für alle Extruderzonen einschließlich des Düsenkopfs auf 230°C eingestellt.
Die oben angegebene Dickenverteilung bedeutet, daß die Folie eine Trägerschicht mit einer Dicke von 40 μm und zwei außen liegende Siegelschichten aus der heißsiegelfähigen Zusammensetzung mit einer Dicke von jeweils 5 μm enthält.
An der so erhaltenen Folie wird ein Siegel-/Schältest durchgeführt, wobei man folgendermaßen vorgeht.
1. Siegeln
Die zu prüfende Folie wird in Proben mit einer Breite von 150 mm und einer Länge von 200 mm geschnitten (Maschinenrichtung).
Die zu prüfenden Proben werden zwischen die Siegelbacken einer Laborsiegelmaschine KOPP SPGE 20 gebracht, wonach Siegelschicht gegen Siegelschicht gesiegelt wird.
Beide Siegelbacken werden auf gleiche Siegeltemperaturen erhitzt. Die Siegelbacken werden unter einem Druck von 3 bar 0,5 Sekunden geschlossen, und es werden Siegelnähte (100 mm lang, 10 mm Schweißüberlappung) in der TD-Richtung produziert.
Die beim Siegeln der Proben herrschenden Temperaturen sind in Tabelle 1 aufgeführt.
2. Schältest
Nach Konditionierung der gesiegelten Proben bei 23°C über einen Zeitraum von 24 Stunden wird die Schälfestigkeit mit einer Instron-Maschine geprüft.
Die Proben und die Substratstücke, mit denen sie gesiegelt sind, werden zunächst in Prüfkörper mit einer Breite von 15 mm geschnitten und dann zwischen Klemmen mit einem Klemmenabstand von 50 mm eingespannt.
Die zum Aufziehen der Siegelnaht mit einer konstanten Geschwindigkeit von 100 mm/min benötigte Kraft wird aufgezeichnet.
Diese Kraft, ausgedrückt in N/15 mm, entspricht der Schälfestigkeit und ist für jede Probe in Tabelle 1 aufgeführt.
Beispiel 2
Durch Arbeiten unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 wird eine Dreischichtfolie erhalten, aber unter Verwendung einer heißsiegelfähigen Zusammensetzung, die durch Mischen der folgenden Komponenten in schmelzflüssigem Zustand erhalten wird (Gewichtsprozent):

A) 30% des gleichen HDPE wie in Beispiel 1;
B) 60% des gleichen statistischen Copolymers von Propylen mit Ethylen wie in Beispiel 1;
C) 10% einer Masterbatchzusammensetzung mit einer MFR von 0,6 g/10 min und enthaltend:
– 36% eines statistischen Copolymers von Propylen mit Ethylen mit etwa 3,2% Ethylen;
– 64% eines elastomeren Copolymers von Propylen mit Ethylen mit etwa 28% Ethylen.

Das elastomere Copolymer in der Masterbatchzusammensetzung C^I) enthält 6 Gew.-% eines bei 25°C in Xylol unlöslichen Anteils, der aus einem Ethylen-Propylen-Copolymer mit etwa 80% Ethylen und 94 Gew.-% eines Ethylen-Propylen-Copolymers, das bei 25°C in Xylool vollständig löslich ist und etwa 25% Ethylen enthält, besteht.
Die an der so erhaltenen Folie unter den gleichen Testbedingungen wie in Beispiel 1 gemessenen Schälkraftwerte sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 1
Durch Arbeiten unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 wird eine Dreischichtfolie erhalten, aber unter Verwendung einer heißsiegelfähigen Zusammensetzung, die durch Mischen der folgenden Komponenten in schmelzflüssigem Zustand erhalten wird (Gewichtsprozent):

A) 30% des gleichen HDPE wie in Beispiel 1;
B) 70% des gleichen statistischen Copolymers von Propylen mit Ethylen wie in Beispiel 1.

Die an der so erhaltenen Folie unter den gleichen Testbedingungen wie in Beispiel 1 gemessenen Schälkraftwerte sind in Tabelle 1 aufgeführt.
TABELLE 1
Anmerkung 1
Die in den Beispielen verwendeten Masterbatchzusammensetzungen C^I) werden nach einem sequentiellen Polymerisationsverfahren in Gegenwart eines auf Magnesiumdichlorid geträgerten stereospezifischen Ziegler-Natta-Katalysators hergestellt.
Anmerkung 2
BESTIMMUNG DES PROZENTSATZES DES IN XYLOL UNLÖSLICHEN ANTEILS
2,5 g Polymer werden unter Rühren in 250 ml Xylol bei 135°C gelöst. Nach 20 Minuten wird die Lösung unter Rühren auf 25°C abgekühlt und dann 30 Minuten absetzen gelassen.
Der Niederschlag wird mit Filterpapier abfiltriert; die Lösung wird unter einem Stickstoffstrom eingedampft und der Rückstand unter Vakuum bei 80°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Dann wird der Gewichtsprozentsatz des bei 25°C in Xylol unlöslichen Anteils berechnet.

Claims

Mehrschichtige Verpackungsfolie mit mindestens einer Siegelschicht, die zumindest teilweise aus einer Polyolefinzusammensetzung (I) besteht, und mindestens einer Trägerschicht, die zumindest teilweise aus einem polymeren Material besteht, wobei die Polyolefinzusammensetzung (I) (in Gewichtsprozent): A) 20 bis 50% LDPE, HDPE oder EVA mit einer Schmelzflußrate (MFR) von mehr als 0,3/10 min, B) 30 bis 79% eines statistischen Copolymers (Copolymer B1)) von Propylen mit Ethylen und gegebenenfalls einem C₄-C₈-α-Olefin mit bis zu 10% Ethylen und, sofern vorhanden, 1 bis 6% des C₄-C₈-α-Olefins oder einer ein Copolymer B1) und ein Propylenhomopolymer enthaltenden Zusammensetzung, in der die relative Menge des Copolymers B1), bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung B), mindestens 20% beträgt, und C) 1 bis 30% eines elastomeren oder elastomeren thermoplastischen Olefinpolymers, mit der Maßgabe, daß es für den Fall, daß es sich um ein Copolymer von Propylen mit einem C₄-C₈-α-Olefin, das gegebenenfalls 0,5 bis 6% Ethylen als zusätzliches Comonomer enthält, handelt, mehr als 40% C₄-C₈-α-Olefin enthält, enthält.
Folie nach Anspruch 1, bei der das elastomere oder elastomere thermoplastische Olefinpolymer C) aus der Gruppe bestehend aus: C1) Copolymeren von Propylen mit einem oder mehreren C₄-C₈-α-Olefinen und gegebenenfalls mit Ethylen als zusätzlichem Comonomer, die mehr als 40 Gew.-% C₄-C₈-α-Olefine und, sofern vorhanden, bis zu 6 Gew.-% Ethylen enthalten, C2) Copolymeren von Ethylen mit einem oder mehreren C₃-C₈-α-Olefinen, die 15 bis 90 Gew.-% Ethylen und gegebenenfalls 1 bis 10 Gew.-% eines Diens enthalten und einen bei 25°C in Xylol unlöslichen Anteil von 0 bis 60% aufweisen, und C3) linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Blockcopolymeren mit mindestens einem unter Butadien, Butylen, Ethylen und Neopren ausgewählten Comonomer stammt.