DK152749B

DK152749B - Lamineret polyolefinfolie til emballering bestaaende af to polyolefinfolier, hvoraf mindst en er metalliseret under vakuum

Info

Publication number: DK152749B
Application number: DK559477AA
Authority: DK
Inventors: Fosco Bordini; Luigi Mauri
Original assignee: Moplefan Spa
Priority date: 1976-12-20
Filing date: 1977-12-15
Publication date: 1988-05-09
Also published as: NO149655C; DK559477A; GB1566925A; SE443949C; BE861981A; ATA901777A; DE2756497A1; NO774316L; CA1111752A; AT368537B; SE7714313L; FR2374161B1; NO149655B; US4211811A; FR2374161A1; ES465218A1; IT1067253B; JPS53102343A; SE443949B; CH630290A5

Description

Opfindelsen angår en laminatfolie til emballering, af den i indledningen til krav 1 angivne art, hvilken laminatfolie udviser forbedrede egenskaber og er anvendelig til fremstilling af beholdere, omhyllinger, sække, dåser og fremstillede genstande i almindelighed, hovedsageligt tiltænkt til emballeringsindustrien.

Som bekendt må de materialer, der er tiltænkt til emballage, besidde et komplex af mekaniske og æstetiske egenskaber, samt egenskaber som impermeabilitet, termosvejsningsevne og yderligere andre egenskaber, der sjældent samtidigt foreligger i de folier, der udelukkende fremstilles ud fra én polymertype: af denne grund gør man ofte brug af laminatfolier, der er fremkommet ved at sammenbinde flere folier af forskellige materialer.

Laminatfolier fremstillet ud fra polyolefiniske folier med folier fremstillet ud fra andre termoplastiske polymere eller metalfolier, såsom aluminiumfolier, er allerede kendt, jvf. GB patentskrift nr. 1.011.608 og 1.042.724, DE offentliggørelsesskrift nr. 2.104.898 og 2.529.651.

Laminatfolier fremstillet ud fra orienterede polypropylenfolier fremkommet ved folieblandinger af polypropylen med polyethylen eller krystallinske copolymere af ethylen og propylén er også kendt.

Det har nu ifølge opfindelsen vist sig, at det er muligt at opnå laminatfolier, der er karakteristiske ved en høj modstand mod diffusion af gasser og dampe, med gode antistatiske egenskaber, ved siden af de gode værdier for termosvejsbarhed, modstand mod svejsning og mod perforering, sammen med udmærkéde mekaniske og æstetiske egenskaber, når man med eller uden noget mellemliggende klæbemiddel sammenbinder to folier fremstillet af i det væsentlige krystallinske polyolefinpolymere eller af blandinger deraf, hvoraf a) mindst én er en folie, der er orienteret ved at strække polypropylen, der i det væsentlige består af isotaktiske makromo-lekyler, som har smelteindices i intervallet mellem 0,5 og 5 g/10 minutter, og hvorved b) mindst én af folierne er metalliseret under vakuum på den overflade deraf, som er i kontakt med den anden folie, og hvorved den metalliserede folie har en overflademodstand mellem 1 og 5 Ohm.

I det tilfælde, hvor der anvendes to orienterede folier, er det tilrådeligt at overtrække en af de to folier med et termosvejsbart lag.

Metallisering gennemføres under vakuum under anvendelse af metaller, såsom aluminium, zink, guld, palladium, cadmium, fortrinsvis på folier, der eventuelt tidligere er udsat for en behandling med kontinuerlige, ikke perforerende, elektriske udladninger.

Metallisering med aluminium er den mest økonomiske metode og velegnet til emballering.

Hver folie, der er en del af laminatfolien ifølge opfindelsen, har en tykkelse, der fortrinsvis ligger inden for intervallet mellem 10 og lOOyUm.

Polypropylenet af en af de to folier har et smelteindex, der fortrinsvis ligger mellem 5 og 20 g/10 minutter, polyethylenets smelteindex ligger mellem 0,5 og 15 g/10 minutter, og ethylen-propylen-copolymerens smelteindex ligger mellem 3 og 20 g/10 minutter.

Ethylenindholdet af de copolymere ligger fortrinsvis mellem 0,1 og 15 %.

I blandingerne anvendes polyethylen og de copolymere i et omfang svarende til 1 til 50 vægt-%, beregnet i forhold til den totale mængde.

Låminatfolien fremstilles i almindelighed ved laminering af de to folier til hinanden, enten med eller uden mellemliggende klæbemidler, ved at bringe dem til at passere mellem valser, der er opvarmet til 30 - 90 °C.

Både sammenbindingen af de to folier uden mellemliggende additiv og overtrækningen af en af folierne med et termosvejsbart lag, der også kan bestå af polyethylen, af krystallinske ethylen-propylen-copolymere og af blandinger af polyethylen-copolymere, kan også gennemføres i henhold til den såkaldte extruderingsovertræknings-metode.

Når man gør brug af klæbemidler, påføres de på en folieoverflade, i henhold til kendte metoder, især ved spredning, idet man går ud fra opløsninger eller dispersioner deraf i vand eller organiske opløsningsmidler.

I almindelighed anvender man opløsninger med en klæbemiddelkoncen- tration mellem 5 og 40 vægt-%, for at have en klæbemiddelmængde på 2 folien mellem 1 og 10 g/m overflade.

De klæbémidler, der har vist sig særligt velegnet, er de syntetiske, der består af termoplastiske harpikser, såsom celluloseestere og -ethere, alkyl- og acrylestere, polyamider, polyurethaner, polyestere, eller af thermohærdende resiner, såsom epoxy-resiner, urinstof/formaldehyd-, phenol/formaldehyd-, melamin/formaldehyd-resiner, eller af syntetiske gummiarter.

Som opløsningsmidler for klæbemidlet gør man især brug af carbon-hydrider, såsom ligroin og toluen, af estere, såsom ethylenacetat, eller af ketoner, såsom acetone og methyl-ethyl-keton.

De polyolefinfolier, der skal lamineres ifølge opfindelsen, fremstilles ud fra olefiniske polymere, hvortil der før foliedannelsen kan tilsættes konventionelle additiver, såsom f.eks. uklarhedsfrem bringende midler, stabiliseringsmidler, smøremidler, fyldstoffer, organiske og uorganiske pigmenter.

De polyolefinfolier, som skal lamineres, kan eventuelt udsættes for en overfladisk forbehandling med kontinuerlige, ikke perforerende elektriske udladninger, eller for kemiske midler, for at forøge deres klæbende receptivitet, og de kan eventuelt lakeres i henhold til kendt teknik for at forbedre deres egenskaber, hvad angår termosvejsbarhed.

De folier, der fremstilles ud fra propylenpolymere med smelteindex på 0,5 - 5, orienteres ved strækning i en eller to retninger i henhold til kendte metoder.

Laminatfolierne ifølge opfindelsen anvendes på sådanne områder som emballering af næringsmidler, herunder af produkter under vacuum.

Transmissionsmålingerne er blevet gennemført ved spektrofotometri.

Permeabiliteten over for vanddampe er blevet evalueret i henhold til standard ASTM-E-96, og overfor de andre gasser i henhold til standard ASTM-D-1434, begge ved 25 C.

Smelteindex er blevet bestemt i henhold til standard ASTM-D-1238-65T.

Resistensen mod svejsning af laminatfolien er blevet målt i over ensstemmelse med den prøvemetode, der måler skrællestyrken, idet man evaluerer svejsningens brudstyrke ved hjælp af et dynamometer (f.eks. et Instron dynamometer).

Resistensen af laminatfolien mod perforering er blevet målt ved hjælp af et dynamometer af Instron-typen, idet man anvender et stempel med en diameter på 1,4 mm og en union på 0,7 mm.

Man kan variere og ændre meget ved detaljerne i forbindelse med opfindelsen uden dog at gå ud over opfindelsens omfang. Opfindelsen skal illustreres ved de følgende eksempler.

Eksempel 1

Man fremstillede et folielaminat ved, at man transporterede følgende mellem valser, der var opvarmet til 70 °C: a) en polypropylenfolie, der er biorienteret med strækning i Ion gitudinal og transversal retning, udsat for en behandling med kontinuerlige, ikke perforerende elektriske udladninger og metallise-ret under vakuum på en flade med aluminium (overflademodstand — 3 Ohm), med følgende egenskaber:

- tykkelse - longitudinal brudstyrke - transversal brudstyrke - longitudinal forlængelse - transversal forlængelse - modstand mod sønderrivning (Elmendorf)

Det polypropylen, der anvendes til foliedannelse, var en polymer med overvejende isotaktiske makromolekyler, fremstillet ved hjælp af stereospecifikke katalysatorer, med et smelteindex lig 4 g/10 minutter, en remanens efter extraktion med heptan på 96,5 %, og et askeindhold på 75 ppm. Den metalliserede flade af folien blev overtrukket med et klæbemiddel på basis af polyurethan i en mængde af 1,5 g/m overflade; b) en uorienteret folie, med tykkelse 25^,um, behandlet med kontinuerlige, ikke perforerende elektriske udladninger, fremstillet ved foliedannelse af polypropylen med et smelteindex lig 10 g/10 minutter, en remanens efter extraktion med heptan på 96,5 % og et askeindhold på 75 ppm. Den resulterende laminatfolie udviste følgende egenskaber:

- tykkelse - transmission - permeabilitet: over for oxygen over for carbondioxid over for vanddamp - svejsbarhedsinterval - resistens over for svejsning - resistens over for perforering

Eksempel 2

Man fremstillede en laminatfolie ved nøjagtigt at følge de i eksempel 1 angivne betingelser, med undtagelse af, at folie b) var erstattet med en uorienteret, 25yum tyk folie, som før binding var udsat for en behandling med kontinuerlige, ikke perforerende elektriske udladninger, og fremstillet ved foliedannelse af en krystallinsk ethy-len-propylen-blok-copolymer med et ethylenindhold lig 2,5 % og et smelteindex på 12 g/10 minutter. Den fremkomne laminatfolie udviste følgende egenskaber.

- tykkelse - transmission - permeabilitet: over for oxygen over for carbondioxid over for vanddamp - sve jsebarhedsinterval - resistens over for svejsning - resistens over for perforering

Eksempel 3

Man fremstillede en laminatfolie ved at gentage eksempel 1 nøjagtigt, med undtagelse af, at folie b) blev substitueret med en uorien-teret, 25/,um tyk folie, som før binding blev udsat for behandling med kontinuerlige, ikke perforerende, elektriske udladninger, og fremstillet ved foliedannelse af en blanding indeholdende 90 vægt-% polypropylen med et smelteindex på 10 g/10 minutter, en remanens efter extraktion med heptan på 96,5 %, et askeindhold på 75 ppm og 10 vægt-% lavvægtfyldigt polyethylen.

Den resulterende laminatfolie udviste følgende egenskaber:

- tykkelse - transmission - permeabilitet: over for oxygen over for carbondioxid over for vanddamp - svejsbarhedsinterval - resistens med svejsning - resistens mod perforering

Eksempel 4

En laminatfolie fremstilledes nøjagtigt i henhold til de i eksempel 1 angivne betingelser, med undtagelse af, at folie b) blev substitueret med en uorienteret, 25^um tyk folie, der før binding blev udsat for en behandling med kontinuerlige, ikke perforerende, elektriske udladninger, fremstillet ved foliedannelse af en biånding, der indeholder 5 vægt-% polyethylen med et smelteindex på 2 g/10 minutter, og 95 vægt-% af en randomiseret, krystallinsk ethylen-propylen—copolymer med 2 % ethylen og smelteindex lig 10 g/10 mi nutter.

Den således fremstillede laminatfolie havde følgende egenskaber: - tykkelse

- transmission - permeabilitet: over for oxygen over for carbondioxid over for vanddamp - s ve jsbarheds interval - resistens over for svejsning - resistens over for perforering

Eksempel 5

Man fremstillede en laminatfolie ved nøjagtigt at gentage eksempel 1, med undtagelse af, at bindingsvalserne blev opvarmet til 30 °C i stedet for 70 °C, og at folie b) blev erstattet med en ikke orienteret, 25^um tyk folie, der før binding blev udsat for en behandling med kontinuerlige, ikke perforerende, elektriske udladninger, fremstillet ved foliedannelse af et lavvægtfyldigt polyethylen, der havde et smelteindex lig 2 g/10 minutter.

Den resulterende laminatfolie udviste følgende egenskaber:

- tykkelse - transmission - permeabilitet: over for oxygen over for carbondioxid over for vanddamp - svejsbarhedsinterval - resistens ved svejsning - resistens med perforering

Eksempel 6

Man fremstillede en laminatfolie ved nøjagtigt at gentage eksempel 1, med den undtagelse, at folie b) blev erstattet af en polypropy-lenfolie, der var biorienteret ved strækning i to retninger, den Ion- gitudinale og transversale, med en tykkelse på 25yum, fremstillet ved foliedannelse af polypropylen med et smelteindex på 4 g/10 minutter, overtrukket med et svejselag, der uden at gøre brug af noget grundbehandlingsmiddel blev påført i henhold til extruderingsover-trasksmetoden. Svejselaget bestod af en randomiseret krystallinsk ethylen-propylen-copolymer, der indeholder 5 % ethylen, der har et smelteindex på 10 g/10 minutter. Før binding blev folie b) udsat for en behandling med kontinuerlige, ikke perforerende elektriske udladninger. Den således fremkomne laminatfolie udviste følgende egehskaber:

- tykkelse - transmission - permeabilitet: over for oxygen over for carbondioxid over for vanddamp - svejsbarhedsinterval - resistens mod svejsning - resistens mod perforering

Eksempel 7

Man fremstillede en laminatfolie på nøjagtig samme måde som i eksempel 6, med undtagelse af, at svejselaget, der er et overtræk på folie b), blev erstattet af en blanding, der indeholder 95 vægt-% polypropylen med et smelteindex lig 12 g/10 minutter, en remanens efter ex-traktion med heptan på 96,5 %, et askeindhold på 75 ppm og 5 vægt-% lavvægtfyldigt polyethylen.

Den resulterende laminatfolie udviste følgende egenskaber:

- tykkelse - transmission - permeabilitet: over for oxygen over for carbondioxid over for vanddamp

- svejsbarhedsinterval 135 - 155 °C

- resistens over for svejsning 400 g/cm - resistens over for perforering 1500 g

Eksempel 8

Man fremstillede en laminatfolie ved at gentage eksempel 6 nøjagtigt, med undtagelse af, at svejselagsovertrækket på folie b) blev erstattet af en blanding, der indeholder 5 vægt-% lavvægtfyldigt polyethylen med et smelteindex = 5 g/10 minutter og 95 vægt-% ran-domiseret krystallinsk ethylen-propylen-copolymer med 2 % ethylen og et smelteindex lig 10 g/10 minutter.

Den resulterende laminatfolie udviste følgende egenskaber.

- tykkelse - transmission - permeabilitet: over for oxygen over for carbobdioxid over for vanddamp - svejsbarhedsinterval - resistens mod svejsning - resistens mod perforering

Eksempel 9

Man fremstillede en laminatfolie ved at gentage eksempel 1, med den undtagelse, at folie b) blev erstattet med en folie, der var orienteret ved strækning i de to retninger, nemlig den længdegående og tværgående, som havde en tykkelse på 25^um, og som var fremstillet ved foliedannelse af polypropylen med et smelteindex = 3 g/10 minutter, en remanens efter extraktion med heptan lig 96 %, et askeindhold på 80 ppm, udsætning for behandling med kontinuerlige, ikke perforerende elektriske udladninger, hvorved en flade af en sådan folie er overtrukket med en vinyllak fremstillet ud fra en opløsning af en vinylchlorid/vinylacetat (87/13) copolymer i methylethylketon, efter overtrækning med polyethylenimin.

Den resulterende laminatfolie udviste følgende egenskaber:

- tykkelse - transmission - permeabilitet: over for oxygen over for carbondioxid, over for vanddamp - svejsbarhedsinterval - resistens mod svejsning - resistens mod perforering

Eksempel 10

Man fremstillede en laminatfolie ved mellem valser, der er opvarmet til 90 °C, at transportere: a) en polypropylenfolie, der er biorienteret ved strækning i den longitudinale og transversale retning, og som før bindingen blev udsat for kontinuerlige, ikke perforerende, elektriske udladninger, metalliseret under vakuum med aluminium (overflademodstand = 3 Ohm), udviste følgende egenskaber:

- tykkelse - longitudinal brudstyrke - transversal brudstyrke - longitudinal forlængelse - transversal forlængelse - resistens mod sønderrivning (Elmendorf)

Den polypropylen, der anvendes til foliedannelsen, var en polymer, der fortrinsvis har isotaktiske makromolekyler, fremstillet ved hjælp af stereospecifikke katalysatorer, med et smelteindex lig 4 g/10 minutter, en remanens efter extraktion med heptan lig -96,5 % og et askeindhold på 75 ppm. Folien blev overtrukket på sin^metalliserede flade med et klæbemiddel på basis af polyurethan i en .-mængde af 1,5 g/m overflade? b) en 30yUm tyk, ikke orienteret folie, der er fremstillet ved foliedannelse a£ en blanding, der indeholder 90 vægt-% polypropylen med et smelteindex på 10 g/10 minutter, en remanens efter extraktion med heptan på 96,5 %, et askeindhold på 75 ppm og 10 vægt-% lavvægtfyldigt polyethylen.

Den resulterende laminatfolie udviste følgende egenskaber:

Eksempel 11

Der fremstilledes en laminatfolie ved passage mellem valser, der er opvarmet til 70 °C, af a) en polypropylenfolie, der er biorienteret ved strækning i de to retninger, den longitudinale og den transversale, og som før binding blev udsat for en behandling med kontinuerlige, ikke perforerende, elektriske ladninger, og som udviste følgende egenskaber:

Det polypropylen, der anvendtes til foliedannelsen, var. en polymer, der fortrinsvis udviser isotaktiske makromolekyler, fremstillet ved hjælp af stereospecifikke katalysatorer med et smélteindex = 4 g/10 minutter, en remanens efter extraktion med heptan = 96,5 % og et askeindhold = 75 ppm. En flade af folien blev overtrukket med en mængde af et klæbemiddel på basis af polyurethan, som 2 svarede til 1,5 g/m overflade; b) en polypropylenfolie biorienteret ved strækning i :den longitu-dinale og transversale retning, med en tykkelse på 25^um, fremstillet ud fra polypropylen med et smelteindex = 4 g/10 minutter, hvorved en af dens flader er overtrukket med et svejselag (tykkelse 2yum), der er påført uden anvendelse af noget grundbehandlingsmiddel , i henhold til co-extruderingsmetoden. Svejselaget bestod af en krystallinsk ethylen-propylen-blok-copolymer indeholdende 5 % ethylen, smelteindex = 10 g/10 minutter. Før binding blev den anden flade af folie b) underkastet en behandling med kontinuerlige, ikke perforerende, elektriske udladninger og en påfølgende metallisering under vakuum med aluminium (overflademodstand = 3 Ohm).

Den resulterende laminatfolie udviste følgende egenskaber:

- tykkelse - transmission - permeabilitet; over for oxygen over for carbondioxid over for vanddamp - svejsbarhedsinterval - resistens over for svejsning - resistens over for perfor-rering

Eksempel 12

Man fremstillede en laminatfolie ved nøjagtigt at følge eksempel 11, med undtagelse af, at svejselaget fra folie b) blev erstattet med en blanding af 95 vægt-% polypropylen med smelteindex — 12 g/10 minutter, en remanens efter extraktion med heptan = 96 %, et askeindhold =80 ppm og 5 vægt-% lavvægtfyldig polyethylen.

Den således fremkomne laminatfolie udviste følgende egenskaber:

Eksempel 13

Man fremstillede en laminatfolie ved nøjagtigt at gentage eksempel 11, med undtagelse af, at svejselaget af folie b) blev erstattet med en blanding bestående af 5 vægt-% polyethylen med 2 % ethylen, smelteindex =10 g/10 minutter.

Den resulterende laminatfilm udviste følgende egenskaber:

Eksempel 14

Man fremstillede en laminatfolie ved at gentage eksempel 11, med undtagelse af, at folie b) blev erstattet med en folie, der var orienteret ved strækning i den longitudinale og transversale retning, som havde' en tykkelse af 25^um, som var fremstillet ved foliedannelse af polypropylen med et smelteindex = 3 g/10 minutter, en remanens efter extraktion med heptan = 96 %, et askeindhold = 80 ppm, og som var udsat for behandling med kontinuerlige, ikke perforerende elektriske udladninger, hvorved en flade af en sådan folie var overtrukket med en vinyllak fremstillet af en opløsning af en vinylchlorid/vinylacetat (87/13) copolymer i methyl-ethyl-keton, efter overtrækning med polyethylenimin, mens den anden flade ved metallisering under vakuum blev overtrukket med et aluminiumlag med en overfladisk resistens på 3 Ohm.

Den resulterende laminatfolie udviste følgende egenskaber:

Claims

1. Laminatfolie til emballering, og med ringe lysgennem-trængelighed, lille permeabilitet for luftarter og dampe, stor resistens mod perforering og gode antistatiske egenskaber, bestående af to polyolefinfolier, hvoraf mindst én er metalli seret under vakuum på den overflade deraf, der er i kontakt med den anden folie, kendetegnet ved, at mindst én af de to folier er en folie, der er orienteret ved strækning af polypropylen, der i det væsentlige består af isotaktiske makromole-kyler og har et smelteindex mellem 0,5 og 5 g/10 minutter, og hvorved den metalliserede folie har en overflademodstand mellem 1 og 5 Ohm.

2. Laminatfolie ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en af de to folier er en folie, der eventuelt er orienteret ved strækning, fremstillet ud fra en polymer valgt blandt poly-ethylen med et smelteindex på 0,5 til 15 g/10 minutter, polypropylen med et smelteindex på 5 til 20 g/10 minutter, krystallinske ethylen-propylen copolymere indeholdende fra 0,1 til 15 vægt—% ethylen og med et smelteindex pa 3 til 20 g/10 minutter eller ud fra blandinger deraf.

3. Laminatfolie ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at metallaget på den metalliserede folie består af aluminium.

4. Laminatfolie ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at i det mindste én af de to folier er overtrukket med et termosvejsende lag.