DK161500B

DK161500B - Forseglelig flerlagsfolie af polyolefiner og dens anvendelse til indpakningsfolier

Info

Publication number: DK161500B
Application number: DK438380A
Authority: DK
Inventors: Heinrich Rosenthal; Ingo Schinkel; Guenter Eger
Original assignee: Wolff Walsrode Ag
Priority date: 1979-10-17
Filing date: 1980-10-16
Publication date: 1991-07-15
Also published as: FI68848B; DK438380A; ES8106105A1; PL124695B1; FI803251L; US4348457A; JPS6356864B2; EP0027586A1; CS216943B2; CA1152420A; SU1082325A3; ATE1273T1; NO154788B; DK161500C; DE3060632D1; BR8006632A; ES495981A0; JPS5662152A; AU536579B2; EP0027586B1

Description

DK 161500 B

o

Den foreliggende opfindelse angår forseglélige, strakte polyolefin-flerlagsfolier, som egner sig særligt til indpakningsfolier, især som cigaretæskeomslag.

Anvendelsen af ethylen-homo- eller -copolymerisater 5 til fremstilling af forseglelige, strakte indpakningsfolier har være kendt længe.

Det forsøges også stadigvæk at forbedre egenskaberne af disse flerlagsfolier. Således beskrives i DE-PS 1.161.679 en fremgangsmåde til fremstilling af en flerlagsfolie, op-10 bygget af ethylenhomopolymerisat, med god sammensvejsningsstyrke og god sammenhæng mellem lagene.

I DOS 1.504.352 beskrives der en fremgangsmåde til forbedring af varmsvejseligheden af ved strækning orienterede thermoplastiske film af polypropylen og et polyethylenovertræk, 15 idet emballeringens lukkezone ikke skrumper væsentligt ind ved sammensvejsningen, og udseendet og sømfastheden følgelig ikke skades.

I DOS 1.504.625 beskrives flerlagsfolier bestående af et polypropylenmidterlag og et polyethylenlag som yderlag.

20 Alle disse kendte flerlagsfolier frembyder imidlertid vanskeligheder ved deres anvendelse på hurtigtløbende indpakningsmaskiner, især på hurtigtløbende cigaretæskeomslags-maskiner. Især optræder der ved de høje indpakningshastigheder mangelfulde forseglingssømme, fejlomslag, der har afbrydelser 25 til følge, og belægninger på maskindelene som følge af af-gnidning.

I de kendte folier anvendes i vid udstrækning fedtsyreamider eller amider af fede syrer til forbedring af glide-evnen, hvilke folier dog ikke udviser god maskinel hurtighed 30 på hurtigtløbende maskiner. Heller ikke den i DOS 2.225.703 beskrevne tilsætning .af en uforenelig thermoplastisk harpiks har den ønskede virkning.

Det var derfor ønskeligt at tilvejebringe en flerlagsfolie med særdeles god glideevne og maskinel hur-35 tighed, og som egner sig særligt som cigaretæskeomslag.

DK 161500 B

2 O Ifølge opfindelsen opnås dette gennem en forseglelig, mindst monoaksialt strakt flerlagsfolie, bestående af i det mindste én polypropylenfolie og i det mindste én forseglelig folie af polyethylen eller a,f et ethylencopolymerisat med mindst 4 vægtprocent .ethylen, hvilken flerlagsfolie er 5 ejendommelig ved, at det forseglelige lag indeholder en additivkombination bestående af 1. 0,3 - 1,0 vægtprocent, fortrinsvis 0,4 - 0,7 vægtprocent, beregnet på det forseglelige lag, af en langkædet, aliphatisk amin, 10 2. 0,1 - 0,7 vægtprocent, fortrinsvis 0,15 - 0,50

vægtprocent, beregnet på det forseglelige lag, af en dis-pergeret thermoplastisk polymer, der er uforenelig med polyethylenet, henholdsvis ethylencopolymerisatet, og som har et blødgøringspunkt på maksimalt 50°C under eller over 15 blødgøringspunktet for polyethylenet henholdsvis ethylen- I

copolymerisatet, og j 3. 0,2 - 0,8 vægtprocent, fortrinsvis 0,3 - 0,6 vægt- j procent, beregnet på det forseglelige lag# af et polydial-kylsiloxan.

20. Polypropylenet i kernefolien er fortrinsvis et 3 isotaktisk polypropylen med en massefylde på 0,90 til 0,91 g/cm og et hensmeltningsindeks på 1 til 4 g/10 min. ved 230°C/-2,16 kp/cm2 tryk (ifølge DIN 53.735).

Forseglingslagpolymeren er et ethylenmono- eller 25 -copolymerisat, idet der fortrinsvis anvendes en polyethylen med høj massefylde eller en statistisk ethylen/propylen-co-polymer med mindst 4 vægtprocent ethylen, fortrinsvis 95 vægtprocent propylen og 5 vægtprocent ethylen.

Massefylden af forseglingslagpolymeren bør fortrinsvis 3° ligge i området fra 0,895 til 0,960 g/cm , og forseglingslag- polymeren bør opvise et hensmeltningsindeks fra 1 til 7 g/10 min. ved 190°C/2,16 kp/cm2 tryk og et krystallitsmeltepunkt i området fra 125 til 148 °C (under polarisationsmikroskopet), alt efter type.

35 Som komponent 1 i additivkombinationen anvendes der langkædede, aliphatiske tertiære aminer, der om ønsket er 0

DK 161500 B

3 enkeltumættede, fortrinsvis tertiære aminer, hvis aliphatiske gruppe opviser en C-kædelængde fra C12 til C18, og som er substitueret med to hydroxyalkyl-(C^-C^)-grupper. N,N--bis-(2-hydroxyethyl) - (c^2"c·]^) “alkylaminer f°retrækkes især.

5 Den med forseglingspolymeren uforenelige thermo- plastiske polymer bør opvise et blødgøringspunkt i området fra maksimalt 50°C under eller over blødgøringspunktet for forseglingspolymeren og foreligge dispergeret i forseglingspolymeren, fortrinsvis med en partikelstørrelse på 0,01 - 4:.pm, 10 især fortrinsvis på 0,1 - 2 pm. Dispergeringen af den uforenelige polymer i forseglingsmassen sker ved sædvanlige kendte metoder. Thermoplastiske harpikser såsom ethylen-methacrylsyre-copo-lymere (90 - 99^C), poly.laurinlactamid (180°C), acrylonitril--butadien-methacrylat-copolymere (80°C) og ethylenvinylalko-15 hol-copolymere (185°C) egner sig fortrinsvis. Ganske særligt foretrukne er ethylen-methacrylsyre-copolymere, som om ønsket kan foreligge helt eller delvis som alkalimetalsalté eller:· fortrinsvis som Zn-salt, eller polylaurinlactam.

Den som 3. additivkomponent anvendte polydialkylsiloxan 20 med fortrinsvis i alkylgruppen bør fortrinsvis udvise en viskositet på mindst 1 mill. cST ved 20°C. Det foretrækkes i ganske særlig grad at anvende polydimethylsiloxan.

Ved anvendelsen af additivkombinationen ifølge opfindelsen lykkes det ikke blot at fremstille flerlagsfolier 25 med en særdeles god maskinel hurtighed og en særdeles god glideevne, men også at renoncere på den sædvanlige elektriske forbehandling af folien, der som bekendt forringer glideevnen af folien. Heller ingen itukradsning eller afmatning af folien kan iagttages, således som det forekommer ved afstands-30 holdere på basis af uorganiske pulvere. Overraskende nok optræder der heller ingen forstyrrelser i foliens påklæbe-lighed, f.eks. sammen med en afrivningsstrimmel, selvom dette var at frygte ved anvendelsen af polyalkylsiloxaner.

Det var derfor ikke at forvente, at den ønskede for-35 bedring af de kendte flerlagsfolier kunne opnås med additivkombinationen ifølge opfindelsen, navnlig ikke, at anvendelsen af kendte glidemidler, f.eks. mættede eller umættede 4 0

DK 16150 GB

fedtsyreamider samt højmolekulære substituerede fedtsyre-amider med smeltepunkter mellem 70 og 150°C, f.eks. eruca-syreamid, oliesyreamid, alkyldifedtsyreamider og N,N--polyethoxylerede fedtsyreamider, giver tilstrækkelig glide-5 evne på de hurtigtløbende indpakningsmaskiner.

Opfindelsen angår således også anvendelsen af flerlagsfolierne ifølge opfindelsen, især en flerlagsfolie af ét polypropylenlag og 2 forseglelige lag, som indpakningsfolier, især som cigaretomsla^.

10 Fremstillingen og forarbejdningen af forseglingslag- formmassen, dvs. doseringen og indarbejdningen af additivet i forseglingslagpolymeren og endvidere sammenføringen af denne formmasse med polypropylenkernefolien, kan ske ifølge sædvanlige fremgangsmåder såsom laminering eller smelte-15 extrusion.

Fordelagtig er den direkte tilsætning af additiverne, således at en besværlig additiv-masterbatch-teknik undgås.

Yderligere er det fordelagtigt at påføre kernefolien formmassen, adskilt fra polypropylenfilmextrusionen, i et 20 senere trin af strækningsprocessen.

Med fordel er kernefolien biaksialt og forseglingsfolierne i det mindste monoaksialt strakte.

Til den biaksiale strækning kan der anvendes de sædvanlige strækningsfremgangsmåder. I flerlagsfolien ifølge 25 opfindelsen bør polypropylenkernefolien fortrinsvis opvise en tykkelse på 10 - 50 pm og forseglingslaget en tykkelse på 0,8 - 2 pm, særlig foretrukkent 1 yum.

Til den biaksiale strækning kan der anvendes de sædvanlige strækningsfremgangsmåder. I flerlagsfolien ifølge 30 opfindelsen bør polypropylenkernefolien fortrinsvis opvise en tykkelse på 10 - 50 um og forseglingslaget en tykkelse på 0,8 - 2 pm, særlig foretrukket 1 pm.

Flerlagsfolierne ifølge opfindelsen kan også påtrykkes og forsynes med afrivningsstrimler.

35

DK 161500 B

0 5

Afprøvningsmetoder♦

Indpakningsforløbet vurderes efter de af maskin-personalet opstillede kriterier, såsom fremføring, om-hylning og frihed for afgnidning. Optræder der ingen for-5 styrrelser med hensyn til disse kendetegn ved indpakning ved det højere hastighedstrin, opfylder folien kravene. Selv en lejlighedsvis forstyrrelse betyder, at folien er uegnet.

Det forudsættes, at forstyrrelser inden forsøgsforløbet udelukket gennem god indstilling af pakkeautomaten.

10 Forseglingsstyrken af en søm bedømmes manuelt. Den er tilstrækkelig, når, ved forskydningsbelastning af forseglingssømmen, en betydelig kraftanvendelse er nødvendig for at sømmen ødelægges. Forseglingssømstyrken er også god, når indpakningsfolien brister ved samme belastning uden for for-15 seglingssømmen.

Gennemsigtigheden vurderes visuelt på de færdige pakker. En tilfredsstillende gennemsigtighed af en pakke opnås, når påtrykningen kan skelnes uden forstyrrelse. Tabet af gennemsigtighede.n bliver særlig tydeligt ved mørke på-20 trykninger.

Askeprøven foretages efter en vis opladning af folien -gennem tre ganges gnidning med en uldklud i én retning. Askeprøven er negativ, når cigaretaske tiltrækkes fra ca. 3 cm's afstand fra en opladet folie.

25

Eksempel 1.

I 98,7 vægtprocent af et polyethylen med massefylden 0,954 g/cm^, med smelteindekset 3 g/10 min. ved 190°C/-2,16 kg/cm2 og krystallitsmelteområdet 128 - 133°C ind-30 arbejdes der ved blandingsextrusion og ved en massetemperatur på ca. 225°C, 0,5 vægtprocent N-bis-(2-hydroxyethyl)-amin, 0,5 vægtprocent af en ethylen-methaerylsyre-coDolymer, hvori carboxylgrupperne delvis foreligger som Zn-salte, 3 35 med massefylden 0,936 g/cm , med et smelteindex på 5 g/10 min. ved 190°C/1 kp/cm2 og smeltepunkt uå 99°C, og 0,3 vægt- procent af en polydimethylsiloxan med massefylden 0,985 g/cm ved 20°C og en viskositet på 1 mill. cST ved 20°C.

3 0 6

DK 161500 B

Den formmasse påføres en polypropylenkernefolie på begge sider efter en sædvanlig fremgangsmåde og strækkes med den. Kernefolien består af 3 polypropylen med massefylden 0,905 g/cm , med smelte-5 indeks 2 g/10 min. ved 230°C/2,16 kp/cm^ og blødgøringsom- rådet 160 - 166UC.

Den deraf dannede flerlagsfolie har følgende opbygning: 1 pm forseglingslag /19 pm kernefolie/1 ^im forseglingslag.

Fremføringen, af foliestykkerne til pakkestilling 10' på en med 265 pakninger/minut hnrtigtløbende omslagsmaskine forløber uden forstyrrelser.

Forseglingen ved temperaturer mellem 138 og 143°C fører til faste forseglingssømme„

Omslaget er upåklageligt. Ved variation af maskin-15 folderen bevares den gode foldning.

Maskinforløbet sker uden forstyrrelser gennem flere timer. Afgnidninger på forseglingsværktøj, formatplader eller svingvalser forekommer ikke.

Gennemsigtigheden af pakningen er god, dvs. at 20 påtrykningen, der ligger under indpakningsfolien, kan skelnes uden forstyrrelse.

Den antistatiske indvirkning kan eftervises ved. askeprøven.

Resultaterne er sammenfattet i tabel I.

25

Eksempel la (sammenligningseksempel).

Forseglingsformmassen er opbygget som i eksempel 1. Også fremstillingen og lagopbygningen svarer til den i eksempel 1.

30 Flerlagsfolien behandles imidlertid elektrisk ved corona-afladning, således at den antistatiske indvirkning ikke blot kan fastslås ved askeprøven, men også tydeligt ved målemetoden efter Shishido (halveringstid for afladningen) .

35 Denne således behandlede folie inddrages ikke uden forstyrrelser på indpakningsmaskinen, idet foliens glidning er vanskeligere. Det samme gælder for pakkens omslag. Foliens forbedrede antistatiske egenskaber får ingen indvirkning.

0

DK 161500 B

7

Eksempel 2.

For forseglingslaget ændres sammensætningen som følger: 98,5 vægtprocent af et ethylen-propylen-copolymerisat 3 5 med 4,5 vægtprocent ethylen, med massefylden 0,901 g/cm , smelteindeks 2 g/10 min. ved 190°C/2,16 kp/cin og blødgørings- området 142 til 148^C, blandes med 0,5 vægtprocent af en amin som i eksempel 1 samt 0,5 vægtprocent af en thermoplastisk polymer som i 10 eksempel 1 og 0,5 vægtprocent af en polydimethylsiloxan som i eksempel 1.

Denne formmasse påføres en polypropylenkernefolie efter sædvanlige fremgangsmåder og strækkes med den.

15 Flerlagsfolien har med hensyn til tykkelsen den samme opbygning som i eksempel 1.

Folien forholder sig særdeles godt på hurtigtløbende indpakningsmaskiner ved 265 indpakninger/minut, jfr. tabel I.

20 Eksempel 3.

Af 99,0 vægtprocent ethylenhomopolymerisat ifølge eksempel 1 og 0,5 vægtprocent amin som i eksempel 1 0,2 vægtprocent polylaurinlactam med smelteområdet 25 176 - 180°C og 0,3 vægtprocent polydimethylsiloxan som i eksempel 1 fremstilles forseglingsmassen.

Denne formmasse påføres ligesom i de foregående eksempler en polypropylenkernefolie efter sædvanlige fremgangs-30 måder og strækkes med den.

Flerlagsfolien har samme tykkelsesfordeling som i eksempel 1.

Folien forholder sig særdeles godt på hurtigtløbende indpakningsmaskiner ved 265 indpakninger/minut. Forseg-35 lingstemperaturen ligger ved 146°C. Resultaterne af af prøvningen af flerlagsfolien er sammenfattet i tabel I.

8

DK 1615 O O B

tn

H

i—I

Φ

M

fB

ρ -p w

r—I

Ό -H Ti

O -P O

tn G tn ω m -P Φ -Ρ Φ

dl H d i—I

(d <U Φ Φ 0\0 i—1 ti HT) rd i ^ (UP o) p Ό

Η -P r- in in m ti fB Ό S O

tn - - - - τ&ω s. ω tn

Dl 00 o o o !> σι τ3 Ό t) Ό Ό ! 0 0 0 0 0 1 j

d tn d θ’ d (U

1¾ w w μ m ω χ '

(U (U <D φ Φ fB

o\0 iH iH rH rH rH P

I φ Φ Φ Φ Φ -P

m-Po m cn ro Τ)τίτ5 ti Ti tø tn- - -- PPP Ρ Ρ H d fB σι o oo fB fB fB (S ffi ·Η ·Η > σι m ω ω ω ω -Ρ h M3 Ό Ό Ό t) 0 0 0 0 0 1 d tn d di tn <u x tø tø tø tø tø x

ύΡ Φ Φ Φ Φ Φ fB

Μ I rH rH rH rH i—1 p

•P in in in m <U<U<U φ φ -P

tn - - - - tJ Ό Ό ti O tø g oo o o o PPP PPHtn

> o fB fB fB fB fB -Η H

ω tø m m tø -P H

TJ m3 m3 Ό Ό 0 0 0 0 0 1 d t n d> d t n Φ o\o x hi ω ω m ω ω ,¾

-Pr- mmro φφφ φ Φ fB

di- - - - Η Η Η H r-H p fB 00 O O O ΦΦΦ ΦΦ-Ρ

> O Tft)T)t(Titø-P

PPP PPHtn Φ fB fB fB fB IB Ή ·Η Η ωωω ωω-ΡΗ τ3

G

Φ Λ ι Φ Φ I Λ I P G Ti Ρ CN >ι Φ Η Ο U tø G g 0 Η 1 Η id ΛΙΙ 0) g Λ G >ι g X «II ,±4 Φ Ρ ^ Φ G Ρ φοηιι ρωτίο ω tnl Η Ή Ο -Ρ Η Pil £η Φ ΜΗ ·η Φ >1 Ρ g Φ Ο Η 011 -Ρ - ,G Ρ Η ft Φ ιΰ £ϊ Φ Μ ΜΗΙ! tø S) d Φ -Ρ tøGOg -P HH mil tø ·©. Η Λ Λί tn Φ Ρ >ι Λ!Φ G >ι dl tn tn η -Ρω Φ G Η Ο* Η mgP-HftiGIISS Ρ d-H Η • Η ·ιΗ ΐ>ι I 0 ·Η 1 φ Ρ Η ·Η|| ·Η ·Η 0 Η -Ρ φ Η 0 HFGGa<>-PGg3mGII PH ΜΗ tørt

α tn +J φ 0 Η Φ Φ >1 Φ Η ^|| Ο; tn tn G -Ρ g -Ρ G

Η g φ φ Η ϋ PÆHHH'd φ|| ΜΗΦΦ-Ηφφω Φ φ φ tø >ι Η ft >ι 0 >ι >ι Pli g W Η Λ -Ρ G -Η Η Λ 11 Ρ Η ίΙ # Η ΐ ft Η Η ΐΐ Φ ρ m W -Ρ G -Ρ Η φ ^O O-P^TiHH-iOOOGII Ρ 0 g Φ Φ Φ G Ο Β Η Pn Οι Η 1 c < Η ϋ Οι ft 1—III En En Ο S Μη Ο t< ΜΗ

Claims

0 DK 161500 B PATENTKRAV.

1. Forseglelig flerlagsfolie, bestående af mindst én polypropylenfolie og mindst én forseglelig folie af polyethylen eller et ethylencopolymerisat med mindst 4-vægt- 5 procent ethylen, kendetegnet ved, at det forseglelige lag indeholder en additivkombination, bestående af 1) 0,3 - 1 vægtprocent, beregnet på det forseglelige lag, af en langkædet aliphatisk amin, 2) 0,1 - 0,7 vægtprocent beregnet på det forsegle- 10 lige lag, af en dispergeret thermoplastisk polymer, der er uforenelig med polyethylenet henholdsvis ethylencopolymerisatet, med et blødgøringspunkt i området fra .maksimalt 50 C under eller over blødgøringspunktet for polyethylenét henholdsvis ethylencopolymerisatet, og 15 3) 0,2 - 0,8 vægtprocent,beregnet på det forseglelige lag, af en polydialkylsiloxan.

2. Flerlagsfolie ifølge krav 1, kendetegnet ved, at additivkombinationen består af 0,4 - 0,7 vægtprocent komponent 1, 20 0,15 ^ 0,5 vægtprocent komponent 2 og 0,3 - Q,6 vægtprocent komponent 3.

3. Flerlagsfolie ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at der anvendes en N,N-bis- (hydrc&yalkyl) - (C-^--Cig)-alkylamin som komponent 1.

4. Flerlagsfolie ifølge krav 1- 3, kendeteg net ved/at der anvendes N,N-bis- (2-hydroxyethyl) - (C-j_2-ci6^ ~ -alkylamin som komponent 1.

5. Flerlagsfolie ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at der anvendes en ethylen-methacrylsyre-, 30 en acrylonitril-butadien-methacrylat-, eller en ethylen- -vinylalkohol-copolymer eller en polylaurinlactam som komponent 2.

6. Flerlagsfolie ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, at der anvendes en polydialkylsiloxan med en 35 viskositet på mindst 1 mill. cST ved 20°C som komponent 3. DK 161500 B o

7. Flerlagsfolie ifølge krav 1-6, kendetegnet ved, at der anvendes polydimethylsiloxan som komponent 3.

8. Flerlagsfolie ifølge krav 1-7, kendetegnet ved, at kernefolien er biaksialt og forseglings- 5 laget mindst monoaksialt strakt.

9. Anvendelse af flerlagsfolien ifølge krav 1-8 som indpakningsfolie.

10. Anvendelse af flerlagsfolien ifølge krav 1-8 som cigaretæskeomslag. 15 20 25 30 35