DK152486B

DK152486B - PACKAGING LAMINATE COMPREHENSIVE AND POLYOLEFIN FILM

Info

Publication number: DK152486B
Application number: DK485577A
Authority: DK
Inventors: Gary Lee Duncan
Original assignee: Mobil Oil Corp
Priority date: 1977-11-01
Filing date: 1977-11-01
Publication date: 1988-03-07
Also published as: DK485577A; DK152486C

Description

Opfindelsen angår et emballeringslaminat, som omfatter en polyalkenfolie, der på en side har et primært yderste overtræk, som er varmeforsegleligt og som på den anden side har et sekundært yderste overtræk, som har dårlige klæbeegenskaber.The invention relates to a packaging laminate comprising a polyalkene foil having on one side a primary outermost coating which is heat sealable and which on the other hand has a secondary outermost coating having poor adhesive properties.

Ved fremstilling af folier, der er anvendelige til emballering, har man i et typisk tilfælde kombineret separate lag af med acrylisk materiale overtrukne polyalkenfolier, f.eks. biaxialt orienterede polypropylenfolier, med et med PVDC (polyvinylidenchlorid) overtrukket cellofan eller et med PVDC overtrukket transparentpapir under anvendelse af konventionel adhæsiv lamineringsteknik eller termisk lamineringsteknik med henblik på påføring i moderne fylde- og forseglingsmaskiner af vandret og lodret form.In the manufacture of films useful for packaging, in a typical case, separate layers of polyalkylene coated with acrylic material, e.g. biaxially oriented polypropylene films, with a cellophane coated with PVDC (polyvinylidene chloride) or a PVDC coated paper using conventional adhesive lamination or thermal lamination techniques for application in modern horizontal and vertical molding and sealing machines.

Det med acrylisk materiale overtrukne folielag, der normalt anvendes som ydersiden af emballagen, udviser fremragende frigørelsesegenskaber i varmen og frigørelsesegenskaber fra en forseglingskæbe, men relativt ringe klæbrigheds-egenskaber i varmen eller smeltestyrkeegenskaber. Det med PVDC overtrukne folielag, der normalt anvendes på indersiden, udviser udmærket varm klæbrighed, men ringe frigørelsesegenskaber fra en kæbe og høj COF (friktionskoefficient) i varmen. Anordning af det med acrylisk materiale overtrukne lag på ydersiden bringer som følge deraf det acryliske overtræk i direkte kontakt med forseglingsoverfladerne, hvor dets gode frigørelsesegenskaber i varmen og frigørelsesegenskaber fra en kæbe i høj grad er væsentlige .The acrylic-coated foil layer, normally used as the outside of the package, exhibits excellent heat release properties and release properties from a sealing jaw, but relatively poor heat or melt strength properties. The PVDC-coated foil layer, usually used on the inside, exhibits excellent hot tackiness, but poor release properties from a jaw and high COF (friction coefficient) in the heat. As a result, the coating of the acrylic-coated outer layer brings the acrylic coating into direct contact with the sealing surfaces, where its good heat release properties and release properties of a jaw are very important.

Overtrækket af PVDC anordnes normalt på indersiden, hvor det tilvejebringer gode klæbrighedsegenskaber i varmen, der, hvor de er mest tiltrængt. Klæbrighed i varmen er en egenskab af overtrækket, der har relation til smelte- styrken af selve overtrækket, og den er specifikt tendensen af folierne til at forblive forseglet, når de udsættes for en skrællespænding, mens de stadig er varme. Desuden tilvejebringer det med PVDC overtrukne lag en barriere for transmission af gasser, såsom oxygen, hvorved lagerstabiliteten af det emballerede produkt forbedres.The PVDC coating is usually provided on the inside, providing good adhesive properties in the heat where they are most needed. Heat stickiness is a property of the coating that is related to the melt strength of the coating itself, and is specifically the tendency of the foils to remain sealed when subjected to a peel stress while still warm. In addition, the PVDC-coated layer provides a barrier to the transmission of gases such as oxygen, thereby improving the storage stability of the packaged product.

Hvad angår sådanne folier med multiple lag foreligger der imidlertid typisk problemer med varm klæbrighed og deraf følgende forseglingsstyrke ved fyldnings- og forseglings-påføringer i vertikal form, hvor man emballerer et relativt tungt produkt. Ved det sædvanlige udstyr, hvor man gør brug af stor hastighed, åbnes bund forseglingen umiddelbart efter, at fyldningen er afsluttet, hvorved bunden af emballagen således udsættes for den fulde vægt af det produkt, der er emballeret, før det delvist smeltede overtræk i forseglingsarealet er hærdet. Dette resulterer i, at der falder varer ud af posens bund.However, for such multiple-layer films, there are typically problems with hot tack and consequent sealing strength for vertical and sealing applications in vertical form, where a relatively heavy product is packaged. With the usual high speed equipment, the bottom seal is opened immediately after the filling is completed, thus exposing the bottom of the package to the full weight of the product packaged before the partially melted coating in the seal area is cured. This results in goods falling out of the bottom of the bag.

Emballeringslaminatet ifølge opfindelsen har udmærket forseglingsstyrke og udmærkede gasbarriereegenskaber, og det er velegnet til at erstatte de laminerede strukturer med to lag, der i typiske tilfælde anvendes på de ovenfor angivne emballeringsområder. Derved elimineres de ovenfor angivne problemer.The packaging laminate of the invention has excellent sealing strength and excellent gas barrier properties, and is well suited to replace the two-layer laminated structures typically used in the above-mentioned packaging ranges. This eliminates the problems mentioned above.

Den foreliggende opfindelse tilvejebringer et emballeringslaminat, der er af den i indledningen til krav 1 angivne art, og som er ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.The present invention provides a packaging laminate which is of the kind specified in the preamble of claim 1 and which is peculiar to that of the characterizing part of claim 1.

Til fremstilling af en overtrukket polyalkenfolie som her beskrevet overtrækkes den ene side af en polyalkenfolie med et varmeforsegleligt præparat, der i det væsentlige består af en acrylisk interpolymer som det foliedannende middel, og den anden side overtrækkes med et varmeforseg- leligt præparat, der i det væsentlige består af en multi-polymer af vinylidenchlorid som det foliedannende middel.For the preparation of a coated polyalkene film as described herein, one side of a polyalkene film is coated with a heat sealable composition consisting essentially of an acrylic interpolymer as the film forming agent and the other side is coated with a heat sealable composition which essentially consists of a multi-polymer of vinylidene chloride as the film forming agent.

Polyalkenfolier, såsom af polyethylen, polypropylen og poly-buten, er velegnet til anvendelse ved opfindelsen. Ikke overtrukne, orienterede, f.eks. biaxialt orienterede foliesubstrater, såsom biaxialt orienteret polypropylen (BOPP) har ofte vist sig at være i høj grad tilfredsstillende, idet de kan tilvejebringe foliesubstrater med et enkelt lag til mange forskellige emballeringsanvendelser.Polyolefin foils such as polyethylene, polypropylene and polybutene are suitable for use in the invention. Not coated, oriented, e.g. biaxially oriented film substrates such as biaxially oriented polypropylene (BOPP) have often been found to be highly satisfactory in that they can provide single layer film substrates for a variety of packaging applications.

Den med acrylisk materiale overtrukne side af folien er i almindelighed ydersiden af banen, den side, der står i direkte kontakt med de varmeforseglende overflader, hvor man kræver gode frigørelsesegenskaber i varmen og gode frigørelsesegenskaber fra en kæbe. Overtrækket af PVDC er sædvanligvis på indersiden af banen og tilvejebringer den høje forseglingsstyrke og de gode egenskaber hvad angår varm klæbrighed og barriereegenskaber, der kræves til en sådan emballering.The acrylic-coated side of the foil is generally the outside of the web, the side that is in direct contact with the heat-sealing surfaces where good heat release properties and good release properties from a jaw are required. The coating of PVDC is usually on the inside of the web and provides the high sealing strength and good properties in terms of the hot tack and barrier properties required for such packaging.

Det acryliske overtræk indeholder som det foliedannende middel en harpiks, der i det væsentlige består af en in-terpolymer, der omfatter (a) fra ca. 2 til ca. 15 vægtdele af en α,α-monoethylenisk umættet carboxylsyre, der er acrylsyre, methacrylsyre eller blandinger deraf, og (b) fra ca. 85 til ca. 98 vægtdele neutrale monomere estere.The acrylic coating contains, as the foil forming agent, a resin consisting essentially of an interpolymer comprising (a) from 2 to approx. 15 parts by weight of an α, α-monoethylenically unsaturated carboxylic acid, which is acrylic acid, methacrylic acid or mixtures thereof, and (b) from ca. 85 to approx. 98 parts by weight of neutral monomeric esters.

Den kemiske sammensætning af overtrækket af PVDC er ikke kritisk for udøvelsen af opfindelsen. For at opnå de ønskede gasbarriereegenskaber bør indholdet af vinyliden-chlorid i den multipolymere i almindelighed mindst være 80¾, og det kan være så højt som 92¾. De resterende 8 -20¾ kan bestå af acrylatestere, såsom methyl-, ethyl-, butyl- og lignende estere, methacrylatestere, især af methyl , umættede nitriler, såsom acrylonitril og methacrylo-nitril, og umættede syrer, såsom acrylsyre, methacrylsyre, itaconsyre og lignende.The chemical composition of the PVDC coating is not critical to the practice of the invention. In order to achieve the desired gas barrier properties, the vinylidene chloride content of the multipolymer generally should be at least 80¾ and may be as high as 92¾. The remaining 8-20¾ may consist of acrylate esters such as methyl, ethyl, butyl and the like esters, methacrylate esters, especially of methyl, unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile, and unsaturated acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid and similar.

De acryliske overtrækspræparater, der foretrækkes anvendt ifølge opfindelsen, og fremstillingen deraf er fuldstændigt beskrevet i US patentskrift nr. 3 753 769. Imidlertid kan man anvende ethvert passende acrylisk baseret overtræk. Blandinger af den acryliske interpolymer i henhold til US patentskrift nr. 3 753 769 indeholder en harpiks, der 1 det væsentlige består af en interpolymer af (a) fra ca.The acrylic coatings preferred for use in accordance with the invention and their preparation are fully described in U.S. Patent No. 3,753,769. However, any suitable acrylic based coating may be used. Mixtures of the acrylic interpolymer according to U.S. Patent No. 3,753,769 contain a resin consisting essentially of an interpolymer of (a) from ca.

2 til ca. 15 dele, og fortrinsvis fra 2,5 til ca. 6 dele på vægtbasis af en a,β-monoethylenisk umættet carboxylsyre, der er acrylsyre, methacrylsyre eller blandinger deraf, og (b) fra ca. 85 til ca. 98 og fortrinsvis fra ca. 94 til ca. 97,5 vægtdele neutrale monomere estere, hvorved disse neutrale monomere estere fortrinsvis omfatter (1) et alkylacrylat, der er methylacrylat eller ethylacrylat, og (2) methylmethacrylat. De interpolymere blandinger er yderligere ejendommelige ved, at de fortrinsvis omfatter fra ca. 30 vægt-% til ca. 55 vægt-?i methylmethacrylat, når alkylacrylatet er methacrylat, og fra ca. 52,5 vægt-S til ca. 69 vægt-% methylmethacrylat, når alkylacrylatet er ethylacrylat.2 to approx. 15 parts, and preferably from 2.5 to approx. 6 parts by weight of an α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid, which is acrylic acid, methacrylic acid or mixtures thereof, and (b) from ca. 85 to approx. 98 and preferably from ca. 94 to approx. 97.5 parts by weight of neutral monomeric esters, these neutral monomeric esters preferably comprising (1) an alkyl acrylate which is methyl acrylate or ethyl acrylate, and (2) methyl methacrylate. The interpolymeric mixtures are further characterized in that they preferably comprise from ca. 30% by weight to approx. About 55% by weight of methyl methacrylate when the alkyl acrylate is methacrylate, and from ca. 52.5 weight-S to approx. 69% by weight of methyl methacrylate when the alkyl acrylate is ethyl acrylate.

Det har vist sig, at de før angivne, ønskværdige egenskaber af en varmeforseglelig, acrylisk overtrækspolymer kan opnås ved kontrolleret syntese af de multipolymere.It has been found that the desirable properties of a heat-sealable, acrylic coating polymer previously stated can be obtained by controlled synthesis of the multipolymers.

De acrylisk baserede polymere, der udviser de ønskede egenskaber hvad angår (glasovergangstemperatur), syre-indhold og molekylvægt, kan fremstilles ved passende udvælgelse og interpolymerisation af de følgende typer af forbindelser i nærværelse af et passende kædeoverføringsmiddel, såsom f.eks. mercaptaner eller halogenerede car-bonhydrider:The acrylic based polymers exhibiting the desired properties (glass transition temperature), acid content and molecular weight can be prepared by appropriate selection and interpolymerization of the following types of compounds in the presence of a suitable chain transfer agent such as e.g. mercaptans or halogenated hydrocarbons:

A. En monomer med høit TA. A monomer with high T

99

B. En monomer med lavt TB. A low T monomer

g C. Syreholdige monomere.g C. Acidic monomers.

Eksempler på monomere med højt T , som kan anvendes, omfatter ethylmethacrylat, methylmethacrylat og andre.Examples of high T monomers which may be used include ethyl methacrylate, methyl methacrylate and others.

Eksempler på monomere med lavt T , som kan anvendes, omfatter f.eks. lavere alkylacrylater, såsom methyl-, ethyl-eller butylacrylater.Examples of low T monomers which can be used include, for example, lower alkyl acrylates such as methyl, ethyl or butyl acrylates.

Eksempler på sure monomere, der kan anvendes, omfatter f.eks. acrylsyre, methacrylsyre, maleinsyre, crotonsyre og blandinger deraf.Examples of acidic monomers that can be used include, for example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, crotonic acid and mixtures thereof.

Polymerisationsreaktionen kan med fordel gennemføres ved at tilsætte de blandede monomere i portioner under reaktionen for i højere grad at opnå en næsten homogen fordeling af monomere i de mulfcipolymere molekyler.The polymerization reaction can be advantageously carried out by adding the mixed monomers in portions during the reaction to obtain a more homogeneous distribution of monomers in the multipolymer molecules.

Den relative andel af monomere, som kan anvendes til fremstilling af emballeringslaminaterne ifølge opfindelsen, kan variere og omfatter mellem ca. 2% og ca. 15%, og fortrinsvis fra ca. 2,5% til ca. 6% af en α,β umættet carboxylsyre eller blandinger deraf, og fra ca. 85% til ca. 98%, fortrinsvis mellem ca. 94% og ca. 97,5% på vægtbasis af de neutrale estermonomere, hvorved disse monomere er blevet interpolymeriseret under anvendelse af kendt polymerisationsteknik, såsom f.eks. emulsionspolymerisation.The relative proportion of monomers which can be used to prepare the packaging laminates of the invention may vary and comprise between ca. 2% and approx. And preferably from about 15%. 2.5% to approx. 6% of an α, β unsaturated carboxylic acid or mixtures thereof, and from ca. 85% to approx. 98%, preferably between ca. 94% and approx. 97.5% by weight of the neutral ester monomers, whereby these monomers have been interpolymerized using known polymerization techniques such as e.g. emulsion.

Den foreliggende opfindelse omfatter således f.eks. ter-polymere, der kan fremstilles ved at terpolymerisere ethylenisk umættede monomere, herunder fra 2 til 15 vægt-%, fortrinsvis fra 2,5 til 6 vægt-% af en α,β umættet carboxylsyre, fortrinsvis acryl- eller methacrylsyre eller blandinger deraf, 85 til 98 vægt-%, og fortrinsvis 94 til 97,5 vægt-% neutrale monomere estere omfattende (a) en alkylacrylatester, såsom methyl-, ethyl- eller butylacry-lat og (b) alkylmethacrylatestere, såsom methylmethacry-lat eller ethylmethacrylat. De monomere komponenter anvendes i et sådant forhold, at den alkylmethyacrylat-monomere er tilstede i en mængde på mindst 10 vægt-% af den totale terpolymerblanding, og fortrinsvis fra ca. 20 til ca. 80 vægt-%, og at den alkylacrylatmonomere komponent er tilstede i mængder på mindst 10 vægt-% af den totale overtræksblanding, og fortrinsvis mellem ca. 80 og ca. 20 vægt-%.Thus, the present invention comprises e.g. terpolymers which can be prepared by terpolymerizing ethylenically unsaturated monomers, including from 2 to 15% by weight, preferably from 2.5 to 6% by weight of an α, β unsaturated carboxylic acid, preferably acrylic or methacrylic acid or mixtures thereof, 85 to 98 wt%, and preferably 94 to 97.5 wt% neutral monomeric esters comprising (a) an alkyl acrylate ester such as methyl, ethyl or butyl acrylate and (b) alkyl methacrylate esters such as methyl methacrylate or ethyl methacrylate. The monomeric components are used in such a ratio that the alkyl methyl acrylate monomer is present in an amount of at least 10% by weight of the total terpolymer mixture, and preferably from ca. 20 to approx. And that the alkyl acrylate monomer component is present in amounts of at least 10% by weight of the total coating mixture, and preferably between about 10% by weight. 80 and approx. 20% by weight.

En passende komponent kan inkorporeres i overtræksblandingen til frembringelse af varm frigørelse, dvs. tilfredsstillende frigørelsesegenskaber, når emballerings-materialet eller den delvist emballerede pakning passerer i kontakt med de varmeforseglende dele af emballe-ringsapparatet, såsom opvarmede presseplader.A suitable component can be incorporated into the coating mixture to produce hot release, i.e. satisfactory release properties when the packaging material or partially packaged package passes into contact with the heat-sealing portions of the packaging apparatus such as heated press plates.

Passende midler til frembringelse af varm frigørelse, som består af findelte, vanduopløselige, uorganiske tørstoffer, udvælges fortrinsvis blandt kolloidal kiselsyre, kiselgur, calciumsilicat, bentonit og findelt ler, hvorved disse uorganiske tørstoffer normalt har en partikel-størrelse på ca. 10 - 200^um. Varm frigørelse defineres kvantitativt som friktionskoefficienten i kontakt med en glat plade af rustfrit stål anvendt ved varmeforseglin-gen af den overtrukne folie.Suitable hot release generating agents consisting of finely divided, water-insoluble, inorganic solids are preferably selected from colloidal silica, diatomaceous earth, calcium silicate, bentonite and finely divided clays, these inorganic solids usually having a particle size of approx. 10 - 200 µm. Hot release is quantitatively defined as the coefficient of friction in contact with a stainless steel smooth plate used in the heat sealing of the coated film.

Blokering er tendensen af folien til at adhærere til sig selv, når to eller flere overflader af folien holdes presset mod hinanden. Passende antiblokeringsmaterialer til inkorporering i emballeringslaminaterne ifølge opfindelsen omfatter findelte voksarter og vokslignende materialer med smeltepunkter over de maximalt tilstræbte opbevaringstemperaturer, og hvilke ikke er opløselige i den interpolymere ved sådanne temperaturer. Specifikke eksempler omfatter de naturlige voksarter, såsom bivoks, carnaubavoks, Japan-voks og syntetiske voksarter, såsom hydrogeneret ricinusolie og chloreret carbonhydridvoks, nogle antiblokerende materialer, såsom carnaubavoks, udviser også frigørelsesegenskaber i kulden. Et kvantitativt mål for frigørelse i kulden er friktionskoefficienten ved stuetemperatur, dvs. evnen af en folie til på tilfredsstillende måde at glide langs overflader ved stuetemperatur.Blocking is the tendency of the foil to adhere to itself when two or more surfaces of the foil are held pressed against each other. Suitable antiblocking materials for incorporation into the packaging laminates of the invention include finely divided waxes and wax-like materials having melting points above the maximum desired storage temperatures and which are not soluble in the interpolymer at such temperatures. Specific examples include the natural waxes such as beeswax, carnauba wax, Japan waxes and synthetic waxes such as hydrogenated castor oil and chlorinated hydrocarbon wax, some antiblocking materials such as carnauba wax also exhibit release properties in the cold. A quantitative measure of release in the cold is the coefficient of friction at room temperature, ie. the ability of a foil to slip satisfactorily along surfaces at room temperature.

PVDC-overtræk, der er velegnet til anvendelse i henhold til opfindelsen, kan fremskaffes kommercielt eller kan fremstilles under anvendelse af enhver af adskillige kendte teknikker. Et sådant passende PVDC-overtræk består af en varmeforseglelig vinylidenchlorid-emulsions-copolymer fremstillet i henhold til US patentskrift nr.PVDC coatings suitable for use in accordance with the invention can be commercially obtained or can be made using any of several known techniques. Such a suitable PVDC coating consists of a heat-sealable vinylidene chloride emulsion copolymer made in accordance with U.S. Pat.

3 714 106 omfattende (A) op til ca. 95 vægt-% vinyliden-chlorid, fortrinsvis 70 til 95 vægt-%, (B) 0 til ca. 30 vægt-% hydroxy-alkylester af en a, β-ethylenisk umættet carboxylsyre, fortrinsvis 0,5 til 30 vægt-%, især 0,5 til 18 vægt-%, (C) 0 til ca. 3 vægt-% sulfoalkylester af en a,β-ethylenisk umættet carboxylsyre, fortrinsvis 0,3 til 3 vægt-%, og især 0,3 til 1,5 vægt-%, (D) 0 til 5 vægt-% ethylenisk umættet carboxylsyre, fortrinsvis 0 til 2 vægt-%, (E) op til ca. 29,5 vægt-% ethylenisk u-mættet monomer, fortrinsvis 0 til 29,5 vægt-%, der ikke indeholder nogen fri syre eller andre hydroxyalkylgrup-per end (A), (B), (C) eller (D), hvorved monomer (E) er tilstede sammen med de andre af de angivne monomere for at forhindre præmatur krystallisation af den copolymere før påføringen og for at meddele den tørrede multipoly-mere flexibilitet og varmeforseglingsegenskaber, hvorved den polymere indeholder et minimum på totalt 2 til 4 vægt-% af de monomere (B) og (E) tilsammen.3,714,106 comprising (A) up to approx. 95% by weight vinylidene chloride, preferably 70 to 95% by weight, (B) 0 to about 30% by weight hydroxyalkyl ester of an α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, preferably 0.5 to 30% by weight, especially 0.5 to 18% by weight, (C) 0 to about 3 wt% sulfoalkyl ester of an α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, preferably 0.3 to 3 wt%, and most preferably 0.3 to 1.5 wt%, (D) 0 to 5 wt% ethylenically unsaturated carboxylic acid , preferably 0 to 2% by weight, (E) up to approx. 29.5 wt.% Ethylenically unsaturated monomer, preferably 0 to 29.5 wt., Containing no free acid or hydroxyalkyl groups other than (A), (B), (C) or (D), whereby monomer (E) is present with the other of the indicated monomers to prevent premature crystallization of the copolymer prior to application and to impart the dried multipolymer flexibility and heat sealing properties whereby the polymer contains a minimum of 2 to 4 wt. -% of the monomers (B) and (E) together.

Et andet i høj grad velegnet PVDC-overtræk består af en polymer omfattende (A) 50 - 90% vinylidenchlorid, fortrinsvis 75 - 87,5%, (B) 2 - 45% lavere alkylacrylatgr, fortrinsvis 7 - 20% methylacrylat, og (C) 5 - 15% af en umættet carboxylsyremonomer, hvoraf mindst 50% er meth-acrylsyre, fortrinsvis 5 - 10% methacrylsyre. Den syre-monomere anvendes til at meddele den polymere en grad af ammoniakfølsomhed, hvilket resulterer i forbedrede foliedannende egenskaber.Another highly suitable PVDC coating consists of a polymer comprising (A) 50 - 90% vinylidene chloride, preferably 75 - 87.5%, (B) 2-45% lower alkyl acrylate, preferably 7 - 20% methyl acrylate, and ( C) 5-15% of an unsaturated carboxylic acid monomer of which at least 50% is methacrylic acid, preferably 5-10% methacrylic acid. The acid monomer is used to impart a degree of ammonia sensitivity to the polymer, resulting in improved film forming properties.

Det bør understreges, at mange andre forskellige multi-polymere latexer af vinylidenchloridtypen, der foreligger på markedet, også kan anvendes.It should be emphasized that many other various vinylidene chloride multi-polymer latexes available on the market can also be used.

Det er ønskværdigt, at dispersionerne af de polymere, der har været diskuteret i det foregående, formuleres med specifikke additiver til opnåelse af en balance mellem egenskaber, der er nødvendige til tilvejebringelse af en anvendelig emballagefolie.It is desirable that the dispersions of the polymers discussed above be formulated with specific additives to achieve a balance of properties necessary to provide a useful packaging film.

Som bekendt kan voksarter anvendes i folieovertrækspræparater. Man foretrækker især voksarter, der har smeltepunkter fra ca. 55 til 100 °C. Det har vist sig, at mange forskellige sådanne voksarter er velegnet, såsom f. eks. candellilavoks, bivoks , carnaubavoks, Japan-voks, montanvoks, etc., og syntetiske voksarter, såsom hydrogeneret ricinusolie, chlorerede carbonhydridvoksarter, langkædede fedtsyreamider osv. Når carnaubavoks anvendes i sådanne overtræksblandinger, har det vist sig, at fra ca. 2 til 10 vægtdele baseret på den totale vægt af den multipolymere med fordel kan anvendes i form af en vandig dispersion med en gennemsnitlig partikelstørrelse på ca. 0,1^-um. En særlig foretrukken vokskoncentration har vist sig at være ca. 5 dele pr. 100 dele polymer.As is well known, waxes can be used in foil coating compositions. Especially preferred are waxes having melting points of ca. 55 to 100 ° C. It has been found that many such waxes are suitable, such as candella wax, beeswax, carnauba wax, Japan wax, montan wax, etc., and synthetic waxes such as hydrogenated castor oil, chlorinated hydrocarbon waxes, long chain fatty acid amides, etc. used in such coating compositions, it has been found that from ca. 2 to 10 parts by weight based on the total weight of the multipolymer can advantageously be used in the form of an aqueous dispersion having an average particle size of about 10 0.1 ^ -um. A particularly preferred wax concentration has been found to be approx. 5 parts per 100 parts polymer.

Emballeringslaminaterne ifølge opfindelsen, der indeholder relativt store mængder vinylidenchlorid, nemlig af størrelsesordenen fra ca. 75 op til ca. 90 vægt-%, resulterer i overtrukne folier, der udviser gode friktionsegenskaber, nemlig folier, hvor friktionskoefficienten ikke er så høj, at folierne er ubrugelige på automatisk emballeringsudstyr. Det har dog i visse tilfælde vist sig ønskeligt at tilsætte små mængder findelte, u-opløselige materialer for yderligere at sænke friktionskoefficienten af sådanne overtrukne folier til de værdier, som er nødvendige til emballeringsudstyr, der arbejder med høj hastighed. Man kan anvende fra ca. 0,1 til ca. 1,0 dele pr. 100 dele polymer af findelt materiale, såsom talk, ler, polyvinylchloridharpiks, silica, mica og lignende. Det har vist sig, at en foretrukken formu- · lering indeholder ca. 0,25 dele talk med en gennemsnitlig partikeldiameter på ca. l^um pr. 100 dele polymer.The packaging laminates of the invention containing relatively large amounts of vinylidene chloride, namely of the order of about 75 up to approx. 90 wt%, results in coated foils which exhibit good frictional properties, namely foils where the coefficient of friction is not so high that the foils are useless on automatic packaging equipment. However, in certain cases it has been found desirable to add small amounts of finely divided, insoluble materials to further lower the coefficient of friction of such coated foils to the values necessary for high speed packaging equipment. You can use from approx. 0.1 to approx. 1.0 parts per 100 parts polymer of finely divided material such as talc, clay, polyvinyl chloride resin, silica, mica and the like. It has been found that a preferred formulation contains approx. 0.25 parts talc with an average particle diameter of approx. l ^ um pr. 100 parts polymer.

Overtrækningen af foliesubstratet er typisk en "inline"-operation, hvor begge sider af banen overtrækkes i separate overtrækningsstationer, som er tilvejebragt i forbindelse med overtrækningsorganets konstruktion. Overtrækningsorganets konstruktion kan tillige tilvejebringe påføring af grundbehandlingsovertræk, der er specifikke for hvert øverste overtræk før påføringen af det øverste overtræk, men inkorporering af grundbehandlingstrinnet er ikke væsentligt for opfindelsen.The coating of the film substrate is typically an "inline" operation in which both sides of the web are coated in separate coating stations provided in connection with the coating member construction. The structure of the coating means may also provide the application of basic treatment coatings specific to each upper coating prior to application of the upper coating, but incorporation of the basic treatment step is not essential to the invention.

Til anvendelser, hvor der foreligger et krav om overlapningsforsegling (typisk ved anvendelser i forbindelse med vertikal form, fyldning og forsegling), må det acry-liske overtræk forsegles godt til PVDC-overtrækket, udover, at det opfylder de andre, ovenfor angivne krav.For applications where there is a requirement for overlap sealing (typically for vertical form, fill and seal applications), the acrylic coating must be well sealed to the PVDC coating, in addition to meeting the other requirements stated above.

De følgende specifikke eksempler skal illustrere opfindelsen .The following specific examples are intended to illustrate the invention.

EKSEMPEL 1EXAMPLE 1

ACRYLISK OVERTRÆKSBLANDINGACRYLIC COATING MIXTURE

Man fremstillede en acrylisk multipolymer ammoniak-vand-opløsning med følgende sammensætning:An acrylic multipolymer ammonia-water solution of the following composition was prepared:

Sammensætning af polymerComposition of polymer

Methylmethacrylafc 54%Methylmethacrylate 54%

Methylacrylat 42%Methyl acrylate 42%

Methacrylsyre 4%Methacrylic acid 4%

Sammensætning af opløsningComposition of solution

Polymer 22,00%Polymer 22.00%

Ammoniak 0,35%Ammonia 0.35%

Vand 77,65%Water 77.65%

Opløsningens egenskaber % ikke-flygtigt 22% pH 9,2Properties of solution% non-volatile 22% pH 9.2

Viskositet 18 centipoiseViscosity 18 centipoise

Til denne opløsning tilsættes (A) 40 dele (tørstof) af en vandig dispersion af kolloidal kiselsyre med gennemsnitlig partikelstørrelse på 20yum pr. 100 dele (tørstof) polymer, og (B) 5 dele (tørstof) af en vandig dispersion af carnaubavoks pr. 100 dele polymer.To this solution is added (A) 40 parts (dry matter) of an aqueous dispersion of colloidal silicic acid having an average particle size of 20 µm per minute. 100 parts (dry matter) polymer, and (B) 5 parts (dry matter) of an aqueous dispersion of carnauba wax per 100 parts polymer.

EKSEMPEL 2 PVDC-OvertræksblandinqEXAMPLE 2 PVDC Coating Mixture

Man anvendte en vandig PVDC-multipolymer latex med følgende sammensætning:An aqueous PVDC multipolymer latex of the following composition was used:

Sammensætning af polymer V inylidenchlorid 87,5%Composition of Polymer V Inylidene Chloride 87.5%

Methylacrylat 5,5%Methyl acrylate 5.5%

Methacrylsyre 7,0%Methacrylic acid 7.0%

Totale tørstoffer 45,8% pH af latexen blev indstillet på 7,0 med fortyndet ammoniakvand, og der tilsattes 5 dele tørstof pr. 100 dele multipolymertørstoffer af en vandig dispersion af car-naubavoks og 0,5 dele tørstof pr. 100 dele multipolymertørstof fer af findelt talk i form af en vandig suspen- u sion. Der tilsattes yderligere vand for at indstille overtrækstørstofferne til en værdi af 40%.Total solids 45.8% pH of the latex was adjusted to 7.0 with dilute ammonia water, and 5 parts of solids were added per day. 100 parts of multipolymer solids of an aqueous dispersion of carnauba wax and 0.5 parts of dry matter per 100 parts of multipolymer solids are made of finely divided talc in the form of an aqueous suspension. Additional water was added to adjust the coating solids to a value of 40%.

EKSEMPEL 3EXAMPLE 3

Et acrylisk interpolymerovertræk ifølge eksempel 1 blev påført på en side af en orienteret bane af polypropylen, og et overtræk af polymert PVDC blev påført på den modsatte side i henhold til eksempel 2. Den anvendte orienterede film af polypropylen var en sammensat film af orienteret polypropylen med et ydre, som overflade tjenende lag af polyethylen med middelstor massefylde. Den totale tykkelse af basislaget var 22^um, mens de ydre lag af polyethylen havde en tykkelse på ca. lO^um.An acrylic interpolymer coating of Example 1 was applied to one side of a polypropylene oriented web and a polymeric PVDC coating was applied to the opposite side of Example 2. The polypropylene oriented film used was a composite oriented polypropylene film with an outer surface-serving layer of medium-density polyethylene. The total thickness of the base layer was 22 µm, while the outer layers of polyethylene had a thickness of approx. LO ^ um.

Den lagdelte, orienterede polypropylenfilm blev først behandlet ved coronaudladning til et niveau for befugtnings-spænding på 46-48 dyn/cm før overtrækningen. Både det acryliske overtræk og PVDC-overtrækket blev påført under anvendelse af en "kysse"-valse, efterfulgt af tildeling af et overskud af overtræk med en meyer-stav og tørring. Typiske egenskaber målt på den overtrukne bane var som følger ί TYPISKE EGENSKABER - EKSEMPEL 3The layered oriented polypropylene film was first treated by corona discharge to a wetting stress level of 46-48 dynes / cm prior to coating. Both the acrylic coating and the PVDC coating were applied using a "kissing" roller, followed by assigning an excess coating with a meyer wand and drying. Typical properties measured on the coated web were as follows: TYPICAL PROPERTIES - EXAMPLE 3

Overtræksvægt (g/1 000 cm2) 0,0822 (acrylisk) 0,349 (PVDC)Coating weight (g / 1000 cm 2) 0.0822 (acrylic) 0.349 (PVDC)

Varmeforseglinger PVDC/ ACRLYISK/ PVDC/Heat Seals PVDC / ACRLYISK / PVDC /

PVDC ACRYLISK ACRYLISKPVDC ACRYLIC ACRYLIC

a) Flade forseglinger (g/cm)(O,33 kg/cmZ-2 sek.) 93 °C 13,8 3,9 53,1 99 78,7 35,4 49,2 104 88,6 47,2 55,1 110 108,3 76,8 65,0 116 128,0 100,4 66,9 121 133,9 118,1 76,8 127 137,8 135,8 70,9 132 133,9 141,7 72,8 138 139,8 165,4 82,7 143 157,5 179,1 82,7 b) Krympeforsegling _ (g/cm)(1,41 kg/cm -3/4 sek.) 93 °C 74,8 70,1 104 96,5 88,6 116 101,6 129,1 - ' 127 96,5 139,0 138 86,6 147,6a) Flat seals (g / cm) (0.33 kg / cmZ-2 sec) 93 ° C 13.8 3.9 53.1 99 78.7 35.4 49.2 104 88.6 47.2 55.1 110 108.3 76.8 65.0 116 128.0 100.4 66.9 121 133.9 118.1 76.8 127 137.8 135.8 70.9 132 133.9 141.7 72.8 138 139.8 165.4 82.7 143 157.5 179.1 82.7 b) Shrink Seal _ (g / cm) (1.41 kg / cm -3/4 sec) 93 ° C 74 , 8 70.1 104 96.5 88.6 116 101.6 129.1 - '127 96.5 139.0 138 86.6 147.6

Blokering (g/cm) (72 h, 7 kg/ctn ) (52 °C) 0,74 1,54 1,38 COF (friktionskoef- 0,56 0,32 0,36 ficient)Blockage (g / cm) (72 h, 7 kg / ctn) (52 ° C) 0.74 1.54 1.38 COF (friction coefficient 0.56 0.32 0.36 ficient)

Turbiditet (%) 3,1Turbidity (%) 3.1

Glans 45° (¾) PVDC yderside 83,9Gloss 45 ° (¾) PVDC exterior 83.9

Acrylisk yderside 88,4Acrylic exterior 88.4

Oxygen-transmission 0,264 (cm /100 crn -24 h-atm.)Oxygen transmission 0.264 (cm / 100 crn -24 h atm.)

Vanddamp-transmission 0,0558 (g/100 c ni -24 h) EKSEMPEL 4 'Water Vapor Transmission 0.0558 (g / 100 c in -24 h) Example 4 '

Et acrylisk interpolymert overtræk af den type, der er beskrevet i eksempel 1, blev påført på en side af en overflade, der tidligere var grundbehandlet, og som bestod af en 31,8^um tyk, biaxialt orienteret polypropylen-folie, og et PVDC-overtræk blev i henhold til opfindelsen påført på den modstående side af banen, der også var grundbehandlet. Den anvendte, orienterede polypropylen-folie er en folie, der udviser et enkelt lag, fremstillet ud fra et polypropylen uden frigørelsesegenskaber og med et højt isotaktisk index, og et smelteindex på 4,5.An acrylic interpolymeric coating of the type described in Example 1 was applied to a side of a previously primed surface consisting of a 31.8 µm thick biaxially oriented polypropylene film and a PVDC In accordance with the invention, coatings were applied to the opposite side of the web which was also primed. The oriented polypropylene film used is a single layer film, made from a release-free polypropylene with a high isotactic index, and a melt index of 4.5.

Før overtrækning blev folien behandlet med coronaudlad-ning til et niveau for befugtningsspændingen på 46 dyn/cm. De overflader, der skal overtrækkes med acrylisk materiale, blev først grundbehandlet, under anvendelse af et sædvanligt gravureovertrækningsapparat og -teknik med en polyethyleniminopløsning bestående af 0,075 vægt-Ki polyethylenimin opløst i en blanding af 85¾ vand og 15¾ ethanol. Efter tørring af grundbehandlingsmidlet påførte man det formulerede øvre overtræk af acryltypen fra eksempel 1.Prior to coating, the film was treated with corona discharge to a level of the wetting stress of 46 dynes / cm. The surfaces to be coated with acrylic material were first primed using a conventional engraving coating apparatus and technique with a polyethyleneimine solution of 0.075 wt Ki polyethyleneimine dissolved in a mixture of 85¾ water and 15¾ ethanol. After drying the primer, the formulated upper acrylic type coating of Example 1 was applied.

Derpå påførte man på den modsatte side af banen et grundbehandlingsovertræk bestående af et urethanklæbemiddel af enkomponenttypen (fremskaffet ad kommerciel vej) opløst i et omfang af 8¾ (på vægtbasis) i methylethylketon under anvendelse af gravure-teknikken. Efter tørring af grundbehandlingsmidlet blev det formulerede, øverst· påførte PVDC-overtræk fra eksempel 2 påført på den med urethan grundbehandlede overflade. Både det acryliske overtræk og PVDC-overtrækket blev påført under anvendelse af en "kysse"-valse, efterfulgt af en fordeling af overskydende overtræk med en meyer-stav. Typiske egenskaber, som blev målt på den overtrukne bane, var følgende : TYPISKE EGENSKABER - EKSEMPEL 4Then, on the opposite side of the web, a primer coating consisting of a one-component urethane adhesive (commercially available) dissolved to an extent of 8¾ (by weight) in methyl ethyl ketone was applied using the engraving technique. After drying the primer, the formulated, top-applied PVDC coating of Example 2 was applied to the urethane primer surface. Both the acrylic coating and the PVDC coating were applied using a "kiss" roll, followed by a distribution of excess coatings with a meyer wand. Typical properties measured on the coated web were the following: TYPICAL PROPERTIES - EXAMPLE 4

Overtræksvægt - „ PEI grundbehandlingsmiddel = 0,002 g/MSI (g/pr. 1000 cm ) Acrylisk overtræk = 0>62Coating weight - "PEI primer = 0.002 g / MSI (g / per 1000 cm) Acrylic coating = 0> 62

Urethan grundbehandlings-middel = 0,12 PVDC-overtræk = 1,41Urethane Primer = 0.12 PVDC Coatings = 1.41

Varmeforseglinger PVDC/ ACRYLISK/ PVDC/Heat Seals PVDC / ACRYLIC / PVDC /

PVDC ACRYLISK ACRYLISKPVDC ACRYLIC ACRYLIC

a) Flade forseglinger (g/cm) 0,35 kg/cm -2 sek.a) Flat seals (g / cm) 0.35 kg / cm -2 sec.

93 °C 47,2 3,9 61,0 99 106,3 15,7 70,9 104 100,4 25,6 70,9 110 96,5 49,2 61,0 116 88,6 37,4 76,8 121 110,2 80,7 49,2 127 116,1 84,6 51,2 131 118,1 102,4 66,9 138 108,3 76,8 49,2 143 129,9 96,5 80,7 b) Krympeforsegling „ (g/cm) 1,41 kg/cm -2 sek.93 ° C 47.2 3.9 61.0 99 106.3 15.7 70.9 104 100.4 25.6 70.9 110 96.5 49.2 61.0 116 88.6 37.4 76 , 8 121 110.2 80.7 49.2 127 116.1 84.6 51.2 131 118.1 102.4 66.9 138 108.3 76.8 49.2 143 129.9 96.5 80 , 7 b) Shrink Seal "(g / cm) 1.41 kg / cm -2 sec.

93 °C 118,1 39,4 72,8 104 122,0 66,9 63,0 116 129,1 76,8 60,2 127 154,7 81,9 79,9 138 190,9 100,4 101,693 ° C 118.1 39.4 72.8 104 122.0 66.9 63.0 116 129.1 76.8 60.2 127 154.7 81.9 79.9 138 190.9 100.4 101 , 6

Blokering (g/cm 72 h, 7 kg/cm -52 °C) 0,98 1,50 C0F (friktionskoefficient) 0,36 0,17 0,29Blocking (g / cm 72 h, 7 kg / cm -52 ° C) 0.98 1.50 C0F (coefficient of friction) 0.36 0.17 0.29

Turbiditet (%) 0,9Turbidity (%) 0.9

Glans 45° (/¾) 94,1Gloss 45 ° (/ ¾) 94.1

Varmefrigørelse (PVDC) 2,00 (Acrylisk) 0,75 (C0F 132 °C til rustfrit stål)Heat Release (PVDC) 2.00 (Acrylic) 0.75 (COF 132 ° C for Stainless Steel)

Oxygen-transmission 0,907 (cm^/100 cm2-24 h-atm.)Oxygen transmission 0.907 (cm 2/100 cm 2-24 h atm.)

Vanddamp-transmission 0,0388 (g/100 cm2-24 h.) * PolyethyleniminWater vapor transmission 0.0388 (g / 100 cm2-24 h.) * Polyethyleneimine

Undersøgelse af de data, der er repræsenteret sammen med eksemplerne, illustrerer de væsentlige træk ved opfindelsen. En enkeltlagsfolie fremstillet i overensstemmelse med opfindelsen med de tydelige kommercielle og økonomiske fordele i sammenligning med systemer med multiple lag kan med godt resultat erstatte folier med multiple lag, som nu i typiske tilfælde anvendes på de beskrevne emballerings-områder. I overensstemmelse dermed er polyalkenfoliesubstrater, der indeholder et acrylisk overtræk på en side og et PVDC-overtræk på den anden side, som beskrevet i denne beskrivelse, særligt velegnet på mange forskellige emballeringsområder, f.eks. til emballering til lette snacks eller tunge næringsmidler, f.eks. frugter.Examination of the data represented together with the examples illustrates the essential features of the invention. A single-layer film made in accordance with the invention with the obvious commercial and economic advantages in comparison with multiple-layer systems can successfully replace multiple-layer films, which are now typically used in the described packaging areas. Accordingly, polyalkene foil substrates containing an acrylic coating on one side and a PVDC coating on the other, as described in this specification, are particularly suitable in many different packaging areas, e.g. for packaging for light snacks or heavy foods, e.g. fruits.

Claims

Packaging laminate comprising a polyolefin foil having on one side a heat-welded primary primary coating and, on the other hand, having a secondary upper coating having poor adhesive properties, characterized in that the primary upper coating as a foil forming agent comprises an acrylic copolymer and the secondary upper coating as a film forming agent comprises a vinylidene copolymer containing at least 80% by weight vinylidene chloride units and different from the acrylic copolymer.

Packaging laminate according to claim 1, characterized in that the acrylic copolymer consists essentially of an α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid selected from acrylic acid, methacrylic acid and mixtures thereof and neutral monomeric esters selected from methyl acrylate, ethyl acrylate. and methyl methacrylate, and that the vinylidene chloride copolymer consists essentially of vinylidene chloride, an α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid selected from acrylic acid, methacrylic acid and mixtures thereof, and an ethylenically unsaturated monomer selected from methyl acrylate, ethyl acrylate and mixtures thereof.

Packaging laminate according to claim 2, characterized in that the acrylic-based coating contains from 2 to 15 parts by weight based on the acrylic-based coating of α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid and from 85 to 98 parts by weight based on the acrylic-based neutral monomer coating. esters.

Packaging laminate according to claims 1 to 3, characterized in that the acrylic coating contains a heat-acting release agent consisting of a finely divided, water-insoluble, inorganic dry substance and a cold-release release agent which is also an anti-blocking material comprising finely divided wax.

Packaging laminate according to claim 4, characterized in that the inorganic dry substance is colloidal silicic acid.

Packaging laminate according to claims 1 to 5, characterized in that the polyalkene is polypropylene.

Packaging laminate according to claim 6, characterized in that the polypropylene is biaxially oriented.

Packaging laminate according to claims 1 to 7, characterized in that the polyvinylidene chloride-based coating side comprises 80 - 90% by weight vinylidene chloride, 5 to 10% by weight methacrylic acid and 5 to 10% by weight methyl acrylate.

The packaging laminate according to claims 1 to 8, characterized in that the acrylic-based coating comprises from 50 to 60% methyl methacrylate, from 40 to 50% methyl acrylate and from 2.5 to 6% methacrylic acid.