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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine orientierte Mehrschichtfolie, die mindestens
eine Schicht von ethylenbasiertem Polymer umfasst. Insbesondere
betrifft die Erfindung eine hergestellte Mehrschichtfolie, wobei
mindestens eine Schicht ethylenbasiertes statistisches Copolymer
ist, und wobei die Folie coextrudiert wurde, bevor sie zur Orientierung
gestreckt wurde.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Orientierte
Mehrschichtfolien sind eine wichtige Klasse von industriellen Produkten,
die vornehmlich beim Einwickeln oder Verpacken von verschiedenen
Produkten im Handel brauchbar sind. Insbesondere ist orientierte
Folie mit isotaktischem Polypropylen wegen ihrer hohen Barriereeigenschaften,
Klarheit und Steifheit als brauchbar bekannt. Polypropylen für orientierte
Folien ist typischerweise isotaktisches Homopolymer, oder sind modifizierte
Polypropylengemische von isotaktischem Polypropylen mit anderem
isotaktischen Polypropylen, das sich z.B. durch andere Schmelzfließraten (MFRs)
oder Taktizität
unterscheidet, ataktischem Polypropylen, syndiotaktischem Polypropylen,
statistischen Polypropylen-Copolymeren mit geringen Mengen von Ethylen-
oder höheren α-Olefinen,
und Ethylen-Copolymeren,
siehe z.B. die US-A-4 950 720 und die WO 96/02386. Wie in der US-A-4
921 749 und dem verwandten Stand der Technik angegeben ist, können auch andere
Komponenten wie Erdölharze
zugesetzt werden, um Eigenschaften wie Heißsiegelleistung, Gasdurchlässigkeit
und Steifheit zu modifizieren. Derart orientiertes Polypropylen,
insbesondere biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP), besitzt viele
gewünschte
Eigenschaften. Ausgezeichnetes Heißkleben und Heißsiegeln zählen jedoch
nicht dazu, weil es solchen Folien bei Betriebstemperaturen, die
für die
effiziente gewerbliche Praxis geeignet sind, an wesentlicher Heißsiegel-
und Heißklebeleistung
mangelt.
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Die
nicht vorveröffentlichte
WO 97/44178 offenbart eine coextrudierte Blasfolie, die eine Innenseitenschicht,
eine Mittelschicht und eine Außenseitenschicht
aufweist. Gemäß den Beispielen
1 und 2 ist die Mittelschicht ein Polypropylen und die Innenseiten-
und Außenseitenschichten
umfassen ein LLDPE, während
gemäß den Beispielen
3 und 4 die Mittelschicht ein Polypropylen ist, die Außenseitenschicht
ein Gemisch von LLDPE und LDPE ist und die Innenseitenschicht LLDPE.
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Die
nicht vorveröffentlichte
EP-A-0 802 046 offenbart eine Dreischichtfolie mit einer ersten äußeren Schicht
von Polypropylen-Homopolymer oder Propylen-Copolymer, einer zweiten
Innenschicht, die LLDPE umfasst, und einer dritten heißsiegelbaren
Schicht, wobei die heißsiegelbare
Schicht ein Polyethylen-Homopolymer oder -Copolymer oder ein Gemisch
von Polyethylen-Homopolymer oder -Copolymer und Propylen-Homopolymer
oder -Copolymer umfasst.
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Die
nichtvorveröffentlichte
WO 98/37141 offenbart eine Dreischicht-ABC-Folie, wobei Schicht
A LLDPE umfasst. Schicht B kann ausgewählt sein aus einer großen Gruppe
von Materialien einschließlich
Propylenpolymeren. Schicht C ist statistisches Copolymer von Propylen
mit bis zu 20 Gew.-% Ethylen.
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Die
WO 92/14784 schlägt
heißsiegelbare
Gemischzusammensetzungen vor, die für Folien und Folienstrukturen
geeignet sein sollen, die 30 bis 70 Gew.-% Polymer mit niedrigem
Schmelzpunkt, das ethylenbasiertes Copolymer mit einer Dichte von
0,88 g/cm3 bis 0,915 g/cm3 (a),
einer MWD von nicht mehr als 3,5 und einem Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung
von größer als
70% und (b) verschieden von (a) und 70 bis 30 Gew.-% propylenbasiertes
Polymer mit 88 Mol.% bis 100 Mol.% Propylen und 12 Mol.% bis 0 Mol.%
von Propylen verschiedenes α-Olefin
einschließen.
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Die
WO 95/13321 schlägt
heißgesiegelte
Artikel und heißsiegelbare
Folien, die ein Polymergemisch von erstem Polymer mit enger Molekulargewichts-
und Zusammensetzungsverteilung und zweitem Polymer mit breiter Molekulargewichtsverteilung
und Zusammensetzungsverteilung umfasst, vor.
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Es
sind dementsprechend verschiedene Polymerschichten als Heißsiegelschichten
für biaxial
orientierte Polypropylenfolie verwendet oder vorgeschlagen worden.
Unter den gewerblich verwendeten und in der Patentliteratur gelehrten
sind ethylenbasierte und propylenbasierte Polyolefine. Bevorzugte
Heißsiegelschichten
für BOPP
sind in der Vergangenheit typischerweise Polyolefine mit einem hohen
Propylengehalt gewesen, z.B. Propylen-Ethylen-Copolymere mit 1 bis
20 Gew.-% Ethylen und Propylen-Ethylen-Buten-Terpolymere mit bis
zu 10 Gew.-% jeweils von Ethylen und Buten und Gemische von diesen
mit anderen Olefinpolymeren, siehe z.B. die US-A-4 643 954 (LLDPE
mit Propylenterpolymer) und die US-A-4 921 749 (Propylen-Ethylen-Copolymere) und die
anderen oben Aufgelisteten. Diese Polymerauswahl reduziert die chemische
Verschiedenheit der Siegelschicht und Kernschichten und erlaubt
so eine gute Adhäsion
zwischen ihnen, führt
jedoch dazu, dass das nachfolgende Heißsiegeln bei Temperaturen bei
oder oberhalb von 120°C
durchgeführt
werden muss, was eine lange Kontaktzeit mit Heizelementen oder eine
hohe Wärmezufuhr
erfordert, um die notwendigen Temperaturbereiche zu erreichen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung besteht in einer orientierten Mehrschichtfolie, die (a)
mindestens eine Außenschicht
mit 50 bis 100 Gew.-% Ethylen-Copolymer mit einer Dichte von 0,900
bis 0,935 g/cm3 und einem Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung
(composition distribution breadth index, CDBI) von 50 bis 95%, (b)
eine Polypropylenkernschicht, wobei sich die mindestens eine Außenschicht
in Kontakt mit der Polypropylenkernschicht befindet, und (c) eine
zweite Außenschicht
umfasst, wobei sich die zweite Außenschicht in Kontakt mit der
Propylenkernschicht befindet, wobei die Folie durch Co-Extrusion
der mindestens einen Außenschicht,
der Kernschicht und der zweiten Außenschicht und nachfolgende
Orientierung hergestellt ist, ausgenommen statistisches Copolymer
von Propylen und höchstens
20 Gew.-% Ethylen oder Terpolymer von Propylen, Ethylen und Buten
als die zweite Außenschicht.
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Vorzugsweise
besitzt die Ethylen-Copolymeraußen-
oder -hautschicht, oder besitzen die Ethylen-Copolymeraußen- oder
-hautschichten, eine Molekulargewichtsverteilung (MWD, Mw/Mn) von 1,8 bis
3,5 und einen Schmelzindex (MI) von 0,5 bis 10 g/10 min (ASTM D
1238, 190°C,
2,16 kg). Die coextrudierten Schichten können auf Spannrahmenausrüstungen
ohne Schwierigkeiten biaxial orientiert werden, die durch die Anwesenheit
von amorphen Polymerfraktionen mit geringem Molekulargewicht hervorgerufen
werden, die in traditionellem linearem Ziegler-Natta-Polyethylen
mit geringer Dichte inhärent
vorhanden sind. Probleme mit unerwünschter Adhäsion an Trommeln und Backen
beim Verarbeiten und die Anwesenheit von extrahierbaren Materialien
werden bei den somit hergestellten Folien im Wesentlichen ausgeschlossen.
Die optischen Eigenschaften von biaxial orientierten Polypropylenfolien
(BOPP) werden beibehalten, wobei die Siegeltemperatur gesenkt wird
und die Heißsiegelfestigkeit
und die Heißklebeeigenschaften
verbessert werden. Die Ethylen-Copolymer-Heißsiegelschicht bietet somit
eine praktische, ökonomische
Lösung
für die
Herstellung von Heißsiegel-BOPPs
für steife,
flexible als auch heißschrumpfbare
Verpackungen.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1 ist
ein Graph der Heißsiegel
(1a)- und Heißklebe
(1b)-Leistung der Folie der Beispiele. Die Figuren sind das Heißklebe-
und -siegelverhalten von 10% mLLDPE und 90% Polypropylen von biaxial
orientierten co-extrudierten Folien.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Erfindungsgemäß geeignete
Copolymere sind kommerziell erhältlich
und können
mit Katalysatoren mit im Wesentlichen singulär aktiver Stelle, wie Metallocenkatalysatoren,
hergestellt werden. Die Verwendung des Begriffs "Katalysator mit im Wesentlichen singulär aktiver
Stelle" bezieht
sich auf jedweden Polymerisationskatalysator, der eine enge Molekulargewichtsverteilung
(MWD, Mw/Mn) und
enge Zusammensetzungsverteilung bereitstellt, bestimmt durch den
Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung (CDBI). Kommerziell erhältliche
Produkte schließen
genauer gesagt die Metallocen-LLDPE-Harze (m-LLDPE) ein, die von
Exxon Chemical Co., Houston, Texas, USA, als EXCEED® 350D60
(Ethylen-Hexen-Copolymer, MI = 1,0, Dichte 0,917 g/cm3)
und 377L60 (Ethylen-Hexen-Copolymer, MI = 1,0, Dichte 0,922) vermarktet
werden, und die Metallocen-Plastomer-Ethylen-Copolymere ein, die unter den
Handelsnamen EXACT®, erhältlich von Exxon Chemical Co.,
und AFFINITY®,
erhältlich
von Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA, vermarktet werden,
wobei solche Plastomere Dichten von oder unterhalb von etwa 0,900
besitzen. Typischerweise umfassen die Ethylen-Copolymere als Comonomere jedwedes C3- bis C12-α-Olefin,
vorzugsweise ein oder mehrere C4- bis C8-α-Olefin(e).
Der Comono mergehalt wird durch die gemessene Dichte bestimmt, wobei
die Dichte vorzugsweise im Bereich von 0,910 bis 0,925 g/cm3 liegt, am meisten bevorzugt von 0,915 bis
0,925 g/cm3. Vorzugsweise liegt das Molekulargewicht
der erfindungsgemäßen Ethylen-Copolymere, gemessen
als MI (Polyethylen-Schmelzindex, ASTM D 1238) im Bereich von etwa
0,7 bis 8,0 und am meisten bevorzugt 0,7 bis 5,0. Die MWD beträgt typischerweise
2,0 bis 3,5, vorzugsweise 2,0 bis 2,7. Der CDBI liegt vorzugsweise
oberhalb von 55%, am meisten bevorzugt oberhalb von 65 Gew.-%. Die
Schmelzindexverhältnisse
(melt Index ratios, MIR, I21/I2)
der geeigneten Ethylen-Copolymere liegen typischerweise im Bereich
von 16 bis 50.
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Zusätzliche
Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen, die erfindungsgemäß als Siegelschichten
geeignet sind, schließen
Polyethylengemischzusammensetzungen ein, wobei das oben definierte
Ethylen-Copolymer mindestens 50 Gew.-% ausmacht und darüber hinaus
geringere Mengen von im Wesentlichen kompatiblen ethylenbasierten
Homopolymeren oder Copolymeren vorhanden sind, die Ethylen und ein
oder mehrere C3- bis C12-α-Olefine,
cyclische Olefine, Vinylaromaten- und polare Vinylmonomere umfassen,
wie Norbornen, Alkyl-substituierte Norbornene, Styrol, Alkyl-substituierte
Styrole, Vinylacetat, Acrylsäure,
Methylacrylat, Butylacrylat usw. Die Ethylen-α-Olefin-Copolymere umfassenden
Gemischzusammensetzungen sind vorzugsweise solche mit einer Gesamtdichte
von 0,910 bis 0,925 und einem MI von 0,7 bis 5,0 g/10 min. Bei Gemischen,
die die anderen Ethylen-Copolymere
umfassen, sind die Copolymere vorzugsweise solche mit 2 bis 5 Mol.%
Comonomer und äquivalentem
MI. Spezielle Gemischpolyethylene schließen jedwedes von LDPE, Plastomeren, LLDPE,
MLDPE oder HDPE ein, wobei diese Begriffe wie im Stand der Technik
verwendet werden, hergestellt durch Ziegler-Natta-Polymerisation, Koordinationspolymerisation
an im Wesentlichen singulär
aktiver Stelle, und freiradikalische Hochdruckpolymerisation. Vinylmonomere
umfassende Polymere schließen
Ethy len/Vinylacetat (EVA), Ethylen/Vinylalkohol (EVOH), Ethylen/Acrylsäure (EAA)
und Ethylen/Methylacrylat (EMA) ein. Für Gemische geeignete Ethylen-Copolymere
sind solche mit einem Ethylengehalt, der ausreicht, um eine solche
Ethylen-Kristallinität bereitzustellen,
die sicherstellt, dass die Gemischzusammensetzungen beim Kühlen keiner
starken Phasentrennung innerhalb der Gemischzusammensetzungen unterliegen.
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Copolymere
mit geringer Kristallinität
und somit einer Dichte von oder unterhalb von 0,915 ("VLDPE"), einschließlich bestimmter
Plastomer-Ethylen-Copolymere mit C4- bis
C8-α-Olefinen
mit Dichten von 0,870 bis 0,915 g/cm3, sind
als Gemischkomponenten besonders bevorzugt, wenn sie in ausreichenden
Mengen vorhanden sind, um wegen des Vorhandenseins von Copolymeren
mit geringerem Schmelzpunkt und niedriger Dichte höhere Straßengeschwindigkeiten
ermöglichen.
Die VLDPE-Copolymere
sind vorzugsweise in einer Menge bis 30 Gew.-% vorhanden, vorzugsweise
15 bis 20 Gew.-%. Eine weitere Beschreibung der VLDPEs und deren
Verwendungen bei Folienanwendungen findet sich in der US-A-5 206
075 und der US-A-5 359 792.
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Eine
geeignete Polypropylen-Kern- oder -Außenschicht, oder geeignete
Polypropylen-Kern- oder -Außenschichten,
umfasst oder umfassen jedwede der isotaktischen Polypropylenzusammensetzungen
oder -gemische, die zur Verwendung als uniaxial oder biaxial orientierte
Folien geeignet bekannt sind. Sowohl traditionelle Ziegler-Natta-Polypropylen-Harze
als auch solche der neueren von den Katalysatoren mit im Wesentlich singulär aktiver
Stelle sind geeignet, wenn sie ausreichende Molekulargewichte besitzen,
um ein Anpassen der Schmelzviskosität sicherzustellen, die für Co-Extrusion
geeignet ist. Es sind solche Propylenpolymere mit einer Schmelzfließrate "MFR" (ASTM D 1238, 230°C, 2,16 kg)
von etwa 1,0 bis etwa 40 geeignet, vorzugsweise bis 10, am meisten
bevorzugt 6,0. Die Polypropylenprodukte mit Folienqualität ESCORENE® PP4592
E7, PP4372 und PP4252 E1 von Exxon Chemical Co. sind besonders geeignet.
Außerdem
sind statistische Polypropylen-Copolymere mit bis zu etwa 15 Mol.%
von mindestens einem von Propylen verschiedenen C2-
bis C8-α-Olefin
als co-extrudierbare Polypropylenschicht geeignet, als Kern-, Außen- oder
Zwischenschicht.
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Verfahren
zur Herstellung von co-extrudierten Folien sind in der Technik gut
bekannt. Für
die vorliegende Erfindung werden die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen,
die als Siegelschichten geeignet sind, und die Polypropylen-Zusammensetzungen
vor der Orientierung separat, jedoch gleichzeitig, extrudiert und zur
Co-Extrusion verbunden. Weil die Schmelzviskosität der bevorzugten Ethylen-Copolymere,
oder der diese umfassenden Gemische, bei Verarbeitungstemperaturen,
die notwendig sind, um die Polypropylenfolie zu extrudieren, hoch
genug ist, um eine ausreichende Dimensionsstabilität zu erhalten,
können
sowohl dicke als auch dünne
Folien mit gleichmäßiger Dicke über die
Folienoberfläche
erhalten werden. Der Mangel an amorphen Fraktionen mit niedrigem
Molekulargewicht und die ausreichend hohen Schmelzpunkte der Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen
erlauben eine ausgezeichnete Verarbeitung ohne Kleben an der Verarbeitungsausrüstung, während jedoch
die besonders geeignete Dimensionsstabilität beibehalten wird.
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Ein
bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folien
umfasst ein Co-Extrusionsverfahren mit nachfolgender Orientierung
des Co-Extrudats.
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Obwohl
bereits in der Industrie bekannt war, dass Polymere mit niedrigerem
Schmelzpunkt durch ein Beschichtungsverfahren aufgebracht werden
können,
bei dem das Polymer im geschmolzenen oder erweichten Zustand auf
die vorgeformte Polymerfolie mit höherem Erweichungspunkt extrudiert
werden kann, ist gleichfalls bekannt, dass die Verwendung von chemisch
unähnlichen
Polymeren zu unzureichender Haftung (Adhäsion) zwischen den Schichten
führen
kann. Deshalb wird häufig
die Verwendung von zusätzlichen
Bindeschichten (oder Klebeschichten) empfohlen, die in der Lage
sind, an beiden Schichten zu haften, wenn zwei verschiedene Polymere
miteinander kombiniert werden sollen, siehe z.B. J. Stepek et al.,
Polymers As Materials For Packaging, Kapitel 5, Seiten 346–349 (Ellis
Horwood Ltd., 1987, Englisch-sprachige Ausgabe).
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Die
vorliegende Erfindung beruht darauf, dass gefunden wurde, dass die
Verwendung von Mehrfach-Co-Extrusionsextrudern mit zwei oder mehr
Strömen,
von denen mindestens einer die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen
bereitstellt und ein weiterer davon die Polypropylenzusammensetzungen
bereitstellt, und gleichzeitiges Einspeisen in einer Mehrkanaldüse, so dass
sich die zwei Schichten in Kontakt miteinander zur Schlitzdüsenextrusion
und nachfolgenden Orientierung befinden, zur Herstellung von Folien
verwendet werden kann, die eine ausgezeichnete Haftung zwischen
den Schichten und ausgezeichnete Verbundfolieneigenschaften beibehalten,
ohne die Notwendigkeit von zusätzlichen
Binde- oder Klebeschichten. Die ausgezeichnete Klarheit von BOPP
wird beibehalten, während
die Siegelanfangstemperatur gesenkt wird und die Siegeleigenschaften
der Folie verbessert werden, sowohl bei Gesamtfestigkeit als auch
ohne dass ausreichend Wärme
zugeführt
werden muss, um die Polypropylenschicht aufzuweichen. Weil die Siegelschichtpolymere
erfindungsgemäß Erweichungspunkte
von 80 bis 100°C,
und Schmelzpunkte von 100 bis 120°C,
besitzen, ist die effektive Heißsiegeltemperatur
niedriger als die von typischen Siegelschichten mit Propylen-Copolymeren,
sie kann bei der Verarbeitung schneller erreicht werden und führt bei
der Verwendung bei der Herstellung zu höheren Straßengeschwindigkeiten.
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Erfindungsgemäße Folien
schließen
insbesondere orientierte Zweischicht-A/B-Folien mit der Siegelschicht
A und einer Außenschicht
B von Polypropylen ein, oder Dreischicht-A/B/A- Folien mit zwei Siegelschichten A auf
jeder Seite der Polypropylenkernschicht B. Zusätzliche Schichten oder Behandlungen
der Folien in der Schicht B sind ebenfalls geeignet, wie Metallierung
oder Koronaentladungsbehandlung, wobei die Zugabe von anderen Barriereschichten
oder Bindeschichten ebenfalls in der Technik gut als in jedweder
Kombination für
spezielle Handelsartikel anwendbar bekannt ist.
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Die
Heißsiegelschicht
A kann auf einer Seite einer Mehrschichtfolie sein und kann als
weitere Kernschicht verwendet werden, oder auf beiden Seiten, um
eine zusätzliche
Heißsiegelschicht
zu bilden. Solche Verbundfolien genießen alle die Vorteile der verbesserten
Haftung der Schichten A und B und der Verträglichkeit der Folie mit kombinierten
Schichten zur Orientierung, insbesondere zur uniaxialen Orientierung
und biannualen Orientierung, wie beispielsweise bei der Verwendung
von Orientierungsverfahren mit Spannrahmen. Außerdem liefern die breiten
Plateausiegeltemperaturen, d.h. 110°C bis 140°C, einen signifikanten Vorteil
für industrielle
Verfahren, bei denen eine genaue Temperatursteuerung unökonomisch
oder sonst irgendwie nicht verfügbar
ist. Die durch Pressen und gemeinsames Erhitzen von zwei solchen
Schichten gebildeten Heißsiegelungen
versagen üblicherweise
durch Schälen
in dem angegebenen Plateaubereich, wenn sie einer Bruchkraft von
1,32 bis 6,6 kg (0,6 bis 3,0 lbs) unterworfen werden. Dieser Ausfallmechanismus
liefert ausgezeichnete Charakteristika für abschälbare Siegelungen, die in der
Verpackungsindustrie brauchbar sind, insbesondere für flexible
Verpackungen. Höhere
Schälfestigkeiten
(> 6,6 kg (3.0 lb)),
z.B. 6,6 bis 13,2 kg (3.0 bis 6.0 lb) können erreicht werden, indem
die Dicke der hier beispielhaft beschriebenen Heißsiegelschicht
erhöht
wird, und/oder indem ein oder mehrere zusätzliche co-extrudierte Binde-
oder Klebeschichten eingebracht werden, wie solche, die Ethylen-
oder Propylen-Copolymere umfassen.
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Die
in dieser Anmeldung dargestellten Polymercharakterisierungen wurden
unter den folgenden Bedingungen und Verfahren durchgeführt. Der
MI wurde wie in der ASTM D 1238 beschrieben bestimmt. Mw,
Mn als auch Mw/Mn (MWD) wurden durch Gelpermeationschromatographie
(GPC) unter Verwendung eines Differentialbrechungsindex (differential
refraction index, DRI)-Detektors
bestimmt, d.h. eines GPC-Instruments Waters 150C mit DRI-Detektoren.
Der CDBI wurde gemäß der Methode
bestimmt, die in den Spalten 7 und 8 der WO 93/03093 beschrieben
ist. Die Dichte sowohl für
das Polyethylen als auch für
Polypropylen wurde gemäß der ASTM
D792 bestimmt.
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Beispiele
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- I. TM-Long-Experimente: Auf einer Labor-Killion-Straße wurden
co-extrudierte Strukturen gegossen und dann auf einer TM-Long-Straße biaxial
orientiert (6 × 6),
um eine Zweischichtfolie A/B und eine Dreischichtfolie ABA herzustellen,
die eine bzw. zwei Heißsiegelschichten
von jeweils 5,08 μm
(0,2 mil) Enddicke und eine Polypropylenkernschicht mit 10,16 μm (0,4 mil)
Dicke aufwiesen. Die Ethylen-Copolymer-Heißsiegelschichten wurden aus
EXCEED® 350D60
(Ethylen/Hexen-Copolymer, MI = 1,0, Dichte = 0,917 g/cm3)-
oder 377L60 (Ethylen-Hexen-Copolymer, MI = 1,0, Dichte = 0,922 g/cm3)-Harzen extrudiert und die Polypropylenschicht
wurde aus PD4252E1 extrudiert, alle erhältlich von Exxon Chemical Co.
- II. Pilotanlagen-Straße-Experimente:
Die Folien der nachfolgenden Tabellen 1 bis 4 wurden auf einem Black Clawson-Straße hergestellt
und auf einem Spannrahmen wie in den nachfolgenden Tabellen 1 bis
3 beschrieben biaxial orientiert. Die Folieneigenschaften sind in
Tabelle 4 dargestellt. Tabelle
1
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Schneckengeschwindigkeit
und spezifischer Ausstoß waren
für alle
Folien gleich. 8,89 cm (3,5'') 30/1 L/D, 1,06
m (42'') weite Düse. Luftmesser-Pinning.
Die erste Abkühlwalze
war bei (87°F)
31°C und
die zweite Abkühlwalze
war bei (75°F)
24°C. Die
Straßengeschwindigkeit
wurde so eingestellt, dass die gewünschte Stärke erreicht wurde. Alle anderen
Verarbeitungsbedingungen waren konstant. Tabelle
2
- * Streckspalt mit 0,081 cm (0,032''). Die Ziehgeschwindigkeit wurde so
eingestellt, um das gewünschte MD-Ziehverhältnis zu
erreichen.
Tabelle
3 Tabelle
4 Folieneigenschaften
von biaxial orientierter co-extrudierter Folie - *
Planungsziehverhältnisse
wurden bei dem Versuch bestimmt. Die tatsächlichen Ziehverhältnisse
wurden aus den hergestellten Folien bestimmt.
- ** Reißwerte
basieren auf der Verwendung eines 200 g-Pendels. Die ASTM sagt,
dass Reißwerte
durch Ablesen zwischen 20 und 60% des Pendelgewichts erhalten werden
sollen. Die Reißwerte
waren derart niedrig, dass dies unmöglich war.
- *** Unter Verwendung von 2 Einschussbögen aus HDPE.
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- III. Die Folien der folgenden Beispiele 1 bis
4 wurden durch Co-extrudieren und Gießen eines Zweischichtbands
und dann biaxiales Orientieren hergestellt. Das Gießen erfolgte
auf einer Black Clawson-Straße
und die Orientierung auf einer Pilot-Spannstraße. Die erhaltenen Folien sind
in Tabelle 5 beschrieben und die zum Orientieren der Folien auf
der Pilot-Spannstraße verwendeten
Bedingungen sind in Tabelle 6 zusammengefasst.
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Die
Eigenschaften der co-extrudierten Folie waren denen von biaxial
orientierter Polypropylenfolie ohne die Heißsiegelschicht ähnlich.
Zum Beispiel behielten die Produkte ausgezeichnete optische Eigenschaften
(Trübung
und Glanz), und die Elmendorf-Reißfestigkeit war im Wesentlichen
gleich, 0,0039 g/μm
(0,10 g/mil). Die Ethylen-Copolymer-Heißsiegelschicht war nur 0,7
bis 3,0 μm
(0,03 bis 0,12 mil) dick, eine mikroskopische Untersuchung zeigte
aber, dass sich die Heißsiegelschicht
gleichförmig
mit dem Polypropylen ziehen ließ.
Heißklebe
(1a)- und Siegel (1b)-Leistung wurden entlang sowohl Maschinenrichtung
(MD) als auch Querrichtung (TD) gemessen, siehe
1.
Obwohl sie hochorientiert sind, zeigten die eingebrachten Siegelungen ein
ausgezeichnetes Aussehen ohne beobachtbaren Schrumpf. Bei diesen
Beispielen erfolgte das Siegelversagen bei mäßigen Kraftniveaus, die in
der Industrie völlig
akzeptiert werden, und der Mechanismus des Versagens beruhte größtenteils
auf Schälen
statt auf Reißen
oder Brechen. Der Modus des Versagens bei den beispielhaften mäßigen Kraftniveaus
veranschaulicht die Anwendbarkeit für schälbare Siegelungen, die für viele
Verpackungsanwendungen gewünscht
sind. Die Heißklebemessung,
siehe ebenfalls
1, veranschaulicht für die Heißsiegelung
bei 110 bis 120°C
geeignete Werte, ein signifikanter Vorteil gegenüber solchen Temperaturen, die
für Heißsiegelschichten
notwendig sind, die Polypropylen-Copolymere umfassen. Tabelle
5 Beispiele
von co-extrudierten Strukturen A/B Biaxial auf einem Pilot-Spannrahmen
orientiert
Tabelle
6 b.
MD-Orientierung
b.
TD-Orientierung