FI68643C - Foerfarande foer framstaellning av polypropylenfilm som belagts med en vinylidenkloridkopolymer eller blandningar daerav - Google Patents

Description

\·λ£&”*\ TM KUULUTUSJULKAISU , Q .

LB1 Πν (JTLÄG G N I N G SSKRi FT 6 D 4 3 C (45) Patentti cy-Snr.etty 10 10 1935 ^Jzrräl !Η°Μ,η«, 7/M.

' ; ; B 23 D 9/00, B 32 B 27/08 gUQi^ii^pil^l^^NIQ (21) Patenttihakemus — Patenunsökning 77321 5 (22) Hakemispäivä — Ansökninesdag 27.10.77 (Fh ' ' (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 27.10.77 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 28.0½ 79

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväks ipanon ja kuul.julkaisun pvm. -· 28 06 ftc

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad ’ * ^ (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet (71) Mobil Oil Corporation, 150 East 42nd Street, New York, New York 10017 USA(US) (72) Robert Henry Steiner, Rochester, New York, USA(US) (7½) Berggren Oy Ab (5½) Menetelmä viny 1 ideenik 1 oridikopolymeeriI1 a tai sen seoksi11 a pää 11ys-tetyn polypropeenikalvon valmistamiseksi - Förfarande för framställning av polypropy1enfi1 m, som belagts med en viny 1idenk1 oridkopolymer eller blandningar därav

Esillä oleva keksintö koskee päällystämistä seoksilla, jotka sopivat kerrostettaviksi kalvoalustoilie kuten kestomuovikal-voille, esimerkiksi polyolefiinikalvoilie kuten polyetyleeni-, polypropyleeni-, polybuteeni- ja näiden kopolymeerien kalvoille ja sen tapaisille, jolloin tällaisten päällystettyjen kalvojen eräät ominaisuudet paranevat. Erityisesti päällystämättömillä polyolefiinikalvoilla kuten esimerkiksi orientoiduilla polypropy-leenikalvoilla on äärimmäisen ahdas kuumasaumausalue, niin että tällaisilla päällystämättömillä kalvoilla on taipumus menettää orientointinsa ja kutistua, kun näitä kalvoja yritetään kuumasaumata. Esillä olevassa keksinnössä käytetyt pääl-lystysseokset, tällaiselle alustakalvolle kerrostettuina, parantavat kalvon kuumasaumausominaisuuksia laajentamalla kuuma-saumausaluetta ja alentamalla tyydyttävien saumojen aikaansaamiseen tarpeellista kuumasaumaus-minimilämpötilaa. Lisäksi esillä olevan keksinnön mukaiset päällystysseokset parantavat niillä päällystettyjen kalvojen kaasujen ja höyryjen pitävyyttä. Päällystetyillä kalvoilla on erinomaiset optiset ominaisuudet ja niitä voidaan helposti kuumasaumata muihin kalvoihin kuten polymeeripäällysteisiin sellofaanikalvoihin ja sen tapaisiin.

2 68643

Ennestään on tunnettua, että multipolymeereja, joille tunnusomaista on suuri vinylideenikloridipitoisuus, voidaan edullisesti käyttää kestomuovikalvojen kuten esimerkiksi orientoitujen polypropyleeni-kalvojen päällysteinä. Niin kuin edellä on mainittu, nämä päällysteet vaikuttavat kuumasaumattavuutta parantavasti, antavat erinomaiset optiset ominaisuudet ja parantavat kaasujen ja höyryjen pitävyyttä sekä kuumasaumattavuutta esimerkiksi päällystettyyn sellofaaniin .

Menneisyydessä näitä päällystysseoksia on kerrostettu kalvoalus-toille käyttäen kahta pää-päällystysmenetelmää: (1) kerrostamalla runsaasti vinylideenikloridia sisältävän multipolymeerin liuosta sopivassa orgaanisessa liuottimessa, ja (2) päällystämällä käyttäen dispersiota eli lateksia, jossa on vedessä erillisiä, kooltaan karkeasti 0,01-1 mikronin läpimittaisia polymeerihiukkasia, jotka on stabiloitu pinta-aktiivisilla agensseilla.

Orgaanisella liuottimena päällystämisen, so. liuospäällystyksen pääasiallisena etuna on päällystyskalvon muodostuksen helppous.

Koska polymeerit ovat monomolekylaarisesti dispergoituina sopivaan liuottimeen, muodostuu yhtenäisiä kalvoja, so. päällysteitä, joissa on verraten niukasti aukkoja ("neulanreikiä") molekyylien sekoittuessa toisiinsa liuottimen kuivatuksen aikana haihtuessa. Tämän liuos-päällystysmenetelmän varjopuoletkin ovat kuitenkin monet ja monenlaiset. Sopivat orgaaniset liuotinjärjestelmät runsaasti vinylideenikloridia sisältäviä multipolymeereja varten ovat verraten kalliita ja varsin tulenarkoja. Liuottimen talteenottojärjestelmät ovat välttämättömiä näiden päällystysjärjestelmien käytön taloudellisuuden kannalta. Lisäksi, ellei käytetä hyvin pienimolekyylisiä polymeerejä, voidaan käyttää vain laimeita, so. noin 20 % liuoksia, niiden käsittelyongelmien johdosta, joihin muuten törmätään suurimole-kyylisiä, visköösejä polymeeriliuoksia käytettäessä. Lisäksi runsaasti vinylideenikloridia sisältävillä multipolymeereillä on taipumus pidättää liuottimia sitkeästi, niin että ne vaativat pitkiä kuiva-tusaikoja, paitsi päällysteen ollessa äärimmäisen ohut. US-patentti-julkaisussa n:o 3 397 079 selitetään erään orgaanisen liuotinpääl-lystysmenetelmän käyttö tämän tyyppistä multipolymeerijärjestelmää varten.

Jälkimmäisenä mainittu päällystysjärjestelmätyyppi, so. vesidis- 3 68643 persio- eli lateksipäällystysjärjestelmä, on selitetty US-patentti-julkaisussa n:o 3 459 582. Määritelmän mukaan lateksi on pallomaisten polymeerihiukkasten, joiden läpimitta on noin 0,01 mikronista noin 1,0 mikroniin, vesidispersio. Kalvoalustojen päällystykseen käytetyt lateksi-päällystysjärjestelmät koostuvat yleensä noin 50 -noin 60 %:sta kiintoainetta, jolloin noin 2-3 % kiintoaineesta on kostutus- ja suspendoimisagensseja. Kerrostettua päällystettä kuivatettaessa vesi haihtuu ja hiukkaset sulautuvat yhteen kosketuspinnoistaan. Tämän lateksipäällystysmenetelmän luonteen mukaisesti sillä voidaan saada vain verraten paksuja päällysteitä. Kääntäen, kun lateksijärjestelmästä yritetään kerrostaa verraten ohuita päällysteitä, so. paksuudeltaan suuruusluokkaa 0,0013 mm tai alle, päällysteelle on tavallisesti tunnusomaista se, että siinä on pieniä aukkoja eli neulanreikiä, ja lisäksi on käytettävä taloudellisesti kannattamatonta pitkää kuivatusaikaa. Lisäksi tavallisesti, yhdenmukaisen dispersion saavuttamisen vaikeuden johdosta, ei käy päinsä lisätä lateksi-päällystysjärjestelmään merkitseviä määriä modifioivia ainesosia kuten esimerkiksi kuumaliuku-lisäaineita ym. polymeerejä .

Esillä olevan keksinnön mukaan hakija on pystynyt voittamaan ennestään tunnettujen päällystysjärjestelmien edellä käsitellyt haitat kehittämällä uudenlaista multipolymeerihartsia. Keksintö koskee seoksen päällystysmenetelmää, jossa seos yoidaan kerrostaa kestomuovialustoille käyttämättä orgaanisia liuottimia tai turvautumatta vesipitoisiin lateksidispersioi-hin. Yleisesti sanottuna hakija on todennut, että syntetisoimalla multipolymeeri, joka sisältää: suurimpana ainesosanaan vinylideeni-kloridia; jotakin kopolymeroitavissa olevaa hapanta monomeeria kuten metakryylihappoa tai metakryylihapon ja akryylihapon seosta, joka sisältää enimmäkseen, so. vähintään 50 paino-% metakryylihappoa; ja jotakin sellaista monomeeria kuin esim. jotakin alkyyliakrylaat-tia, -metakrylaattia tai akrylonitriiliä, ennestään tunnettujen päällystysjärjestelmien varjopuolet voidaan poistaa. Multipolymeeri, joka voidaan valmistaa lateksina, emulsiopolymerointime-netelmää käyttäen, voidaan muuttaa polymeerin vesiliuokseksi lisäämällä siihen ammoniakin vesiliuosta. Joskin runsaasti vinylideeni-kloridia sisältävät polymeerit ovat epästabiileja ammoniakin vesi-liuoksen läsnäollessa voimakkaan kloorivedyn luovutustaipumuksensa vuoksi, hakija on todennut, että rajoittamalla ammoniakin määrä noin 75 %:iin multipolymeerin happaman komponentin neutraloimiseen 4 68643 teoreettisesti tarvittavasta määrästä, voidaan kerrostaa erinomaisia päällysteitä kalvoalustoille ja kuivattaa ne olennaisesti ilman värivikojen esiintymistä.

Tarkemmin sanottuna hakijan uudenlaiset päällystysseokset, jotka, niin kuin edellä on selitetty, erityisesti sopivat polyolefiini-alustojen, kuten orientoitujen polypropyleenialustojen päällystykseen, sisältävät kalvon muodostuskomponenttina hartsia, joka koostuu olennaisesti sekapolymeerista, joka sisältää (a) noin 5- noin 15 paino-% jotakin a-3-monoetyleenisesti tyydyttämätöntä happoa, joka on valittu ryhmästä, jonka muodostavat metakryyli-happo ja metakryylihapon ja akryylihapon seokset, joissa metak-ryylihappoa on vähintään noin 50 paino-% seoksen kokonaispainosta; (b) noin 50-85 paino-% vinylideenikloridia; ja (c) noin 5 - noin 45 paino-% jotakin alkyyliakrylaattia kuten esimerkiksi metyyliakry laattia, e tyy liakry laattia, butyyliakrylaat-tia tms., joista alkyyliakry laateista metyyliakrylaatti on ensisijainen .

Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän multipolymeeriseos-ten karakterisoimiseksi selvemmin, seuraavassa selitetään ne monomeerikomponenttien erityistyypit, joita käytetään multipoly-meeriseosten valmistukseen.

1. Vinylideenikloridi-(VCl^)-monomeerikomponentti On todettu, että multipolymeeriseosten vinylideenipitoisuuksia voidaan, niin kuin edelläkin .on jo selitetty, vaihdella noin 50:sta noin 85 paino-%:iin multipolymeerin kokonaispainosta laskettuna. Eri suuria määriä vinylideenikloridia sisältävillä multipolymeereilla päällystettyjen peruskalvojen hapen läpäisyn määrä on kääntäen verrannollinen multipolymeerin vinylideeniklo-ridipitoisuuteen. Pakkaussovellutuksissa, joissa toivotaan verraten hyviä läpäisemättömyysarvoja, vaaditaan päällystys-polymeeri, joka sisältää vähintään noin 80 % vinylideenikloridia. Toisaalta multipolymeerin vinylideenikloridipitoisuus voi olla niinkin alhainen kuin noin 50 %. Tällaisilla päällysteillä saadaan päällystetylle kalvolle hyvä kuumasaumauslujuus, ja vaikka hapen läpäisemättömyys ei olekaan yhtä hyvä kuin enemmän vinylideenikloridia sisältävien multipolymeerien tapauksessa, läpäisemättömyys on silti paljon parempi kuin päällystä- 5 68643 mättömällä alustakalvolla kuten esimerkiksi päällystämättömällä orientoidulla polypropyleenilla.

2. Hapan monomeerikomponentti

On toivottavaa pysyttää happaman monomeerin pitoisuus hakijan multi-polymeeriseoksissa sillä minimitasolla, joka on tarpeen saadun polymeerin saattamiseksi ammoniakin liukoiseksi. On todettu, että jos happopitoisuus on huomattavasti korkeampi kuin tarpeellinen minimi, multipolymeerin ammoniakki-vesiliuoksen viskositeetti tulee liian korkeaksi jotta näitä päällysteitä voitaisiin kerrostaa tavanomaisilla menetelmillä kuten esimerkiksi syväpainopäällystyksellä, ja lisäksi kaivoalustalla olevan kuivan päällysteen kosteusherkkyys kärsii. On todettu, että multipolymeeriseosten optimi happopitoisuus vaihtelee riippuen vinylideenikloridi-monomeerin määrästä multi-polymeerissa ja kolmannen monomeerikomponentin kuten esimerkiksi multipolymeerin alkyyliakrylaattikomponentin luonteesta. Hakija on todennut, että kun kolmantena monomeerikomponenttina käytetään metyyliakrylaattia (MA), seuraavat multipolymeerin happopitoisuuden vaihtelualueet johtavat tyydyttäviin päällystysseoksiin.

Vinylideenikloridi- pitoisuus__ Happopitoisuus 50 % 5 - 9 % 65 % 6 - 12 % 80 % 7 - 15 %

Niin kuin edellä jo on selitettu, multipolymeerin happo-osana voidaan käyttää joko metakryylihappoa tai metakryylihapon ja akryyliha-pon seoksia. Jälkimmäisen tapauksen osalta on todettu, että tällaisia seoksia käytettäessä akryylihapon (AA) pitoisuus painon mukaan ei saa olla suurempi kuin metakryylihapon pitoisuus painon mukaan.

Hakija on todennut, että jos happo-osuus koostuu joko pelkästään akryylihaposta tai akryylihapon ja metakryylihapon (MAA) sellaisista seoksista, joissa akryylihappoa on yli 50 paino-% saatu multipoly-meeri ei ole täysin liukoinen ammoniakkiveteen.

3. Akrylaattimonomeerikomponentti

Keksinnön mukaisen menetelmän multipolymeeriseoksissa akrylaattimonomeeria käytetään parantamaan saadun päällysteen kuumasaumattavuutta. Niinpä hakija on todennut, että multipolymeerilla, joka sisältää 85 paino-% vinylideenikloridia (VC^) ja 15 paino-% metakryylihappoa (MAA), 68643 Γ) kerrostettuna kestomuovikalvoalustaile saavutetaan pienimmät hyväksyttävät kuumasaumausarvot, sen sijaan että multipolymeerilla, joka sisältää 80 & vinylideenikloridia, 10 V. metakryylihappoa ja 10 % metyyliakrylaattia saadaan paremmat kuumasaumausarvot. Useita al-kyyliakrylaattinionomeereja voidaan käyttää multipolymeerin alkyyli-akrylaattikomponentteina, niiden joukossa sellaisia alkyyliakrylaat-teja kuin esimerkiksi metyyli-, etyyli-, butyyli-, isobutyyli- ja oktyyliakrylaatteja. Metyyliakrylaatti (MA) on kuitenkin todettu sopivimmaksi alkyyliakrylaatiksi keksinnön mukaisissa päällystysseok-sissa.

Sopivammiksi alkyyliakrylaattikomponentin pitoisuuksiksi multipoly-meeri-päällystysseoksissa on todettu arvot väliltä noin 5 paino-% -noin 4 5 paino-% ja mieluimmin noin 5-20 paino-% laskettuna multipolymeerin kokonaispainosta.

4. Multipolymeerin molekyylipaino

Verraten paljon kiintoainetta sisältävän edellä selitettyjen multi-polymeerien ammoniakkivesiliuoksen valmistamiseksi, jolla on tyydyttävä viskositeetti päällystystoimia varten, on toivottavaa säätää niiden molekyylipainoa sisällyttämällä polymerointiseokseen ketjun-muuntoagensseja. Vanhastaan tunnettuja ket junmuuntoacjensseja ovat mm. aikyylimerkaptaanit, 2-merkaptoetikkahapon esterit, halogenoidut hiilivedyt ym. aineet, joita on selitetty esimerkiksi teoksessa Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Interscience Publishing Co., N.Y.C., Voi. 3, pp. 575-610 (1965). Etyylimerkapto-asetaatti on todettu erityisen sopivaksi ja sitä voidaan sisällyttää polymerointiseokseen suhteessa 0,05-1,50 % monomeerien määrästä laskettuna. Tarkemmin sanottuna suhteet 0,l:sta 1,0%:iin ovat tehokkaita. Näin saatujen multipolymeerien luontaiset viskositeetit, mitattuina tetrahydrofuraani liuoksessa 25°C:ssa, ovat alle noin 0,50.

n 7 68643 5 . Päällystys] isäaineiden sekoit telminen porus-multi polymeeriin Edellä käsiteltyjen polymeerien ammonia kkivosi1iuoksiin on suotavaa sekoittaa erityisiä lisäaineita käyttökelpoista pakkauskalvoa varten tarpeellisen ominaisuuksien tasapainon saavuttamiseksi .

Niin kuin alalla tunnettua on, kalvojen päällystysseoksissa voidaan käyttää vahoja. Erityisen sopivia ovat vahat, joiden sulamispisteet ovat 55°C:n ja 100°C:n välillä. Laaja valikoima tällaisia vahoja on todettu sopiviksi kuten esimerkiksi mikrokiteiset hiilivetyvahat, kandelillavahat, paraffiinivaha, mehiläisvaha, karnaubavaha, japanin-vaha, montaanivaha yms, ja synteettiset vahat kuten hydrattu risiiniöljy, klooratut hiilivetyvahat, pitkäketjäiset rasvahappoamidit ym. Kun näissä päällystysseoksissa käytetään karnaubavahaa, on todettu, että noin 2 - noin 10 paino-osaa laskettuna multipolymeerin kokonaispainosta voidaan edullisesti käyttää vesidispersion muodossa, jossa keskimääräinen hiukkaskoko on noin 0,1 mikroni. Erityisen sopivaksi vahahiukkasten pitoisuudeksi on todettu 5 osaa 100 polymee-riosaa kohti.

Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän multioolymeeriseokset, jotka sisältävät verraten suuria määriä, so. suuruusluokkaa noin 75 %:sta noin 85 paino-%:iin vinylideenikloridia, johtavat päällystettyihin kalvoihin, joilla on hyvät kitkaominaisuudet, so. kalvoihin, joiden kitkakerroin ei ole niin suuri, että se tekisi kalvot sopimattorniksi automaattiseen pakkauskalustoon. On kuitenkin todettu tietyissä tapauksissa edulliseksi lisätä pieniä määriä hienojakoisia liukenemattomia aineita tällaisten päällystettyjen kalvojen kitkakertoimen edelleen alentamiseksi niihin alhaisiin arvoihin, jotka ovat tarpeen nopeakäyntisissä pakkaustoimissa. Noin 0,1:sta noin 1,0 %:iin polymeeristä laskettuna hienojakoista ainesta kuten talkkia, kaoliinia, polyvinyylikloridihartsia, piihappoa, kiillettä ja sen tapaista voidaan käyttää. Hakija on todennut, että suositeltava on seos, joka 8 68643 sisältää noin 0,25 % polymeeristä laskettuna talkkia, jonka keski määräinen hiukkasläpimitta on noin 2 mikronia.

Seuraava esimerkki havainnollistaa erästä spesifistä emulsio-poly-merointimenetelmää, jota voidaan käyttää keksinnön mukaisen menetelmän uudenlaisten multipolymeeri-päällysteseosten valmistukseen.

Esimerkki 1 2000 ml:n kolvi, joka oli varustettu hämmentimellä, lämpömittarilla, jäähdyttimellä, kaasunsyöttöputkella ja kalibroidulla tiputussuppi-lolla, panostettiin 1200 g:lla demineraloitua vettä ja 3,0 g:lla puhdistettua natriumdodekyylisulfaattia. Kolviin johdettiin hitaasti typpeä, hämmentäen, samalla kun vesiliuos lämmitettiin noin 50°C:een. Seuraavat aineet sekoitettiin ja pantiin tiputussuppiloon.

(a) vinylideenikloridia 480 g (b) metyyliakrylaattia 60 g (c) metakryylihappoa 60 g (d) etyylimerkaptoasetaattia 3,3 g Lämmitystä jatkaen vesipitoiseen järjestelmään lisättiin 1,8 g am-moniumpersulfaattia. Kun tämä oli täysin liuennut, lisättiin 0,9 g natriumbisulfiittia. Kun lämpötila saavutti 55°C, typen syöttö keskeytettiin ja monomeeriseosta alettiin lisätä hitaasti, jatkuvasti. Lämpöä lisättiin niin, että reaktiolämpötila saatiin pysytetyksi noin 55 + l°C:ssa, kohtuullisesti palauttaen. Lisäysnopeus noin 100 g/h todettiin tyydyttäväksi. Kun kaikki monomeeri oli lisätty, hämmennystä ja lämmitystä jatkettiin 1 tunti, jolloin lämmitys keskeytettiin ja seoksen annettiin jäähtyä huoneen lämpötilaan. Lateksi siivilöitiin karkean suotimen läpi isojen esikoaguloituma-hiukkasten poistamiseksi. Tuotteen kiintoainepitoisuus oli noin 32,5 + 0,5 % ja sillä oli opaloiva, juokseva ulkonäkö. Kun pieni määrä lateksia sekoitettiin yhtä suureen tilavuuteen 6 %:sta ammoniakkivettä ja lämmitettiin noin 60°C:een, saatiin kirkas, kellertävä, viskoosi liuos. Huoneen lämpötilassa kuivatetun lateksierän rajaviskositeetti oli noin 0,17, mitattuna tetrahydrofuraani-liuoksessa 25°C:ssa.

Seuraavassa taulukossa I esimerkin 1 mukaan valmistettuun multipoly- , meeriin, so. multipolymeeriin, jossa oli 80 paino-% VC12, 10 paino-% MA ja 10 paino-% MAA ja jonka rajaviskositeetti oli 0,17, 9 68643 sekoitettiin 5 % karnaubavahaa ja 0,25 % talkkia ja se kerrostettiin ammoniakkiliuoksena kaksiakselisesti orientoidun, likimäärin 0,02 mm paksuisen polypropyleenikalvon pinnalle. Orientoidun kalvon pinnalle oli suoritettu tavanomainen koronapurkauskäsittely ja siihen oli imeytetty kaupassa saatavissa olevaa, käsiteltyä polyole-fiinikalvoa varten tarkoitettua vesipohjaista liima-ainetta, josta sen valmistaja käyttää nimeä Accobond 1094 ja joka on ristiliitetty akryyliyhdiste. Liima-ainetta käytettiin n. 0,15 g neliömetriä kohti.

Päällysteen pintapainon vahtelut saatiin aikaan tavanomaisilla pääl-lystysmenetelmillä, esimerkiksi vaihtelemalla päällystysseoksen Kiintoainepitoisuutta 15:sta 25 %:iin ja käyttämällä kennokooltaan erilaisia syväpäino-kerrostusteloja.

Päällystettyjä kalvonäytteitä kuumasaumattiin toisiinsa käyttämällä sekä pienpainekuumasaumausta että ryppykuumasaumausta. Pienpaine-kuumasaumat ja ryppykuumasaumat tehtiin seuraavasti:

Pienpainekuumasaumaustesti

Pienpainekuumasaumaustesti on suunniteltu simuloimaan niitä olosuhteita, joissa kalvot joutuvat saumatuiksi tyypillisessä pakkauskoneessa. Kalvoista leikataan 2,5 x 25 cm:n kokoisia liuskoja niin, että pituussuunta on kalvon konesuunnassa. Kaksi kalvoliuskaa sovitetaan päällekkäin niin, että niiden päällystetyt pinnat tulevat kosketukseen, ja pannaan kuumasaumauskoneeseen, jossa on yksi liikutettava kuumasaumauslaatta. Käyntiin saatettuna kuumennettu laatta nousee, tullen kosketukseen kalvoyhdistelmän alasivun kanssa, ja nostaa sen yläpuolella olevaa painoa vasten säädettäväksi ajanjaksoksi. Käytetty paino on n. 18 g/cm2 ja kosketusaika on 2 sekuntia. Kuhunkin kalvoliuskaan tehdään viisi erillistä saumaa. Neljän tunnin kondi-tionoinnin jälkeen 24°C:ssa ja 50 % relatiivisessa kosteuoessa lujuudet määritetään panemalla kalvon vapaat päät Suter-testauskoneen leukoihin ja kuorimalla saumat auki n. 50 cm:n minuuttivauhdilla. Maksimivoima grammoissa merkitään muistiin kuumasaumalujuutena.

Ryppykuumasaumat

Ryppysaumatesti on tarkoitettu simuloimaan pusseja muodostaessaan ne täyttävissä pussintekokoneissa esiintyviä olosuhteita. Kaksi kuu-

O

mennettua, ryppypintaista laattaa tuodaan vastakkain n. 70 g cm kohti suuruisella ilmanpaineella kalvoliuskojen molemmin puolin, 3/4 sekunnin ajaksi ja viedään sitten erilleen. Saumojen testaus suoritetaan kuten edellä.

10 68643 ε υ \ = = = = = r u cn ο Γ-Η Ο Ο ^ ΙΓ) 00 Γ~· cn ν η η « m σι

ι—I ι—I ι—I ι—I ι—I ι—I ι—I ι—I

σι ^ Ρ X Φ φ S tn Ρ ε nj υ tn \ \ = = = = = = (dn u en

E O

p < o i-i ι—ι « n ί1 σ σ ftd ι—ι OrHtNrHm^uo

Ad Ph '—I ι—li—li—li—li—li—li—I

>iX

&4

OjCTi

>ilO

Λ'-' E

U

\ = = = = = = u cn o tri oo m <r (d n· m σι oo cr o cn o ro

r—I ι—li—I

E

o u \ = = = = = = O Cn I—ι

H (N 00 ΓΟ 00 Γ~ ΓΟ ι—I CO

ιΗ (" CO CO CO (T (Tl O

O r-t « tn

* P

D (ΰ — O EX.

D P Φ <; <0 tn H tn ε fö m o E ui \ = = = = = = P ‘ O I Cn P m o.

Ad Cu Ή m oo o in o r-- ΦΑίι—ι| ui ia (o ui (o in

G

•H Γ" (O -

0-4 i-H

g ^ ε φ υ •h \ = = = = = =

Oi Cn

U

O Γ" ι—ι ι—ι co cn tn

Cn «* ·» ·* ·* ·* s.

<J\ >vD LT) LO ΟΊ CO rH LO

*—H

o c •H G 03 Φ O4 cn ro in ·** t" ro

dl Id 3 00 (N ro ID r-l IO O

4-1 ι—1£> ·>** ^ **·»-·» *· cnno-r-i o·—1 1—ι 1—1 cn cn ro >1 1 tn

f—I (0 H -P CM

:n3 C ε :«β -H \ +->

CU Qi Oi -H

λ: φ ιΗ ΓΜ ro m ΙΟ Γ' -H ι tn ω!

Il 11 68643

Esimerkissä 1 selitetty emulsiopolymerointimenettely toistettiin paitsi että kolmantena monomeerina käytettiin metyyliakrylaatin sijasta etyyliakrylaattia. Tulokset tyypillisistä päällystetyistä kalvoista, joiden päällystepintapainot vaihtelivat, on esitetty taulukossa IA .

68643 12 e υ \ = = =

O tn O

H m ro oo -sr

(N ID VO ID VO

rH i—I i—t i“1 i—1 m ^

cO O) E

e w o 3 \ = = = rO ^ U tn m \ o

ΛΓΟ O H M Ί* CO

g rH 04 ΓΠ ΓΟ (N

P * pH rH i—I f—1 i—I

3 (O X Pj ΪΗ,* O,

iden >1 VD

«— e o \ = = = O tn

O

en en o in en e» o o I—I I—l

^ E

< Ό H U \ = = = O tn

O rH

04 CO OI CN OI

X, i—I LD VO Γ 00

P

P w

P P

< (0

P EX

3 O

(¾ w

U) E

(0 04 U

e u \ = = = 3-0 tn

3 CO O

AIOi rl VD 04 VO O· 04 Ai rH .H cn en 'i* 3

-H O

m -

Cl* rH

C ^

Φ E

-h υ

Pj \ = = = tn

U

O O- LD O- O

en « ' ' ' en (N o (N o

O

3

•H

3 <0 0) di 3 0) rd > •«a· o en +J H H 04 VO r~ o oi id ui ' ' ' ' >1 1 \ rH rH CN Γ0 rH (0 04

rH 4J E

t(Ö 3 \ :(0 -H tn 3* D* 13 68643

Esimerkissä 1 selitetty menettely toistettii n, paitsi että käytettiin seuraavaa monomeeriseosta:

Paino-%

Vinylideenikloridia 480 g 80 n-butyyliakrylaattia 48 g 8 metakryylihappoa 72 g 12

Tulokset tyypillisistä päällystetyistä kalvoista on esitetty seuraa-vassa taulukossa IB.

68643 14 ε υ \ = U tn Ο Γ-Ι ιη ο (N o m

•—I ι—I ι—I

tn .τα χ td cu ε tn ^ ε td ta· υ w \ u \ = α3 n o tn ε ο 3 - γΗ γ~ ΙΟ 3 (Ö ι—I t~~ <Ν Μ CM Ή >1*

CL

Cicn >itD g «— υ \ = U tri

O

o*. in m en m oo

CQ

m ε

U

O U \ = « O tn « Ή p cn ( —ι |3 rH ID 00

D

< tn EH 3 fö

i S

td <u tn tn td g

g CN U

3 U \ = 3 » O tn λ; td o tl) o, rH -^r ro C M iH cn ta·

•rH

td r~ CU - G rH g 0) t- υ •H \ =

Oj tn O en O r~ σ> σι - en o ro O C H C td 0) Ci <D td 3 ιο +J rH > in in tn td -H >· >i ι tn rH cn rH td \

rH -P (N

:td e ε :rd -H \

Dj Ci tn

II

15 68643

Niin kuin edellä olevista taulukoista I, IA ja IB näkyy, lujia kuu-masaumoja voidaan saada käyttämällä esillä olevan keksinnön mukaisen päällystysseoksen erilaisia spesifisiä sovellutusmuotoja verraten alhaisina päällysteen pinta-alapainoina, so. jopa niin alhaisina kuin n. 0,89 g sivun neliömetriä kohti. Koska multipolymeeri oli täysin liukoinen väkevään ammoniakkiveteen, voitiin käyttää la-teksipäällystystekniikan sijasta liuospäällystystekniikkaa, minkä ansiosta saatiin hyvin alhaisilla päällysteen pinta-alapainoilla yhtenäisiä päällysteitä, joilla oli erinomaiset kuumasaumausominai-suudet, niin kuin taulukosta I näkyy.

Seuraavassa taulukossa II kaupasta saatavissa olevaan VCl2-pohjai-seen lateksiin, joka ei sisältänyt mitään hapanta monomeerikompo-nenttia ja josta sen valmistaja käyttää nimitystä lateksi CX2139, sekoitettiin 5 % karnaubavahaa ja 0,5 % natriumoleaattia, ja 0,8 % kostutusagenssia, josta sen valmistaja käyttää nimitystä Igepal CO-630 lisättiin kostutusagenssina. Tätä vesipitoista lateksia, joka ei ollut liukoinen väkevään ammoniakkivesiliuokseen, kerrostettiin kaksiakselisesti orientoidun polypropyleeniperuskalvon pinnalle, joka kalvo oli samaa peruskalvoa kuin taulukossa I käytettiin.

16 68643 e υ \ = = = U tn

O

h i I n oo f'· m (N cm o tn r~

I—I l Il Il Il—I

05 —

3 Ai rt <D

e m ε 3 u rt •'J· \ = = = M \ U tn rt ro o g o i i *a* co ro vr 3 s H O CO <i 3 rt] '—I i—1'—I i—I · M P-ι j rt

>iM\ pH

CX pH

CX<t> rt >iVD e «— ε e υ -h \ = = = ex O tn

O C

o i I r~ (N r~ r~ O

o ^ n o (N >

i—li—I rH

rt a: H 0) H 4-5 ε ω O υ >i W u \ = = = ή

W O tn rH

3) ιΗ I I :rt 31 CM CM VO CM CM :rt

35 pH lii <f Oi O £X

0) r—I

E-· 3 C

rt a> ε p- e

3Λ -H

rt rt :rt

en ui. C

rt g rt ε <n o +>

3 UI \ = = = .C

3 * O tn >i M rt O l I :rt

rt CU; rH en O 00 (X

G Ali >h| i-h ro VO r~ rt

•H

rt r-~ > CX - rt C -h rt rt — ε •h rt CU ε «3 υ

\ = = = G

tn -H

, υ > ,0 CM CM VO rH >1 I en II*·''·* ffi | en ro ro o uo j<

i—H

o e ♦H C rt rt ex kk

rtrt3 cMi'-O'pyvOfH 4-5 i—I > i—li—I CM CM CM rO

enrt-H - ' ' ' ' ' >i i en oooooo ή rt \

rH -P CM

:rt G ε

:rt -H vJ

Cu ex tn] i7 6 8 643

Niin kuin edellä olevassa taulukossa II esitetyistä tuloksista näkyy , yritettäessä muodostaa tyydyttävä päällyste käyttäen vesipitoista lateksia ei pystytty saamaan aikaan yhtenäisiä kirkkaita päällysteitä päällysteen pinta-alapainon ollessa alle noin 2 g sivun neliömetriä kohti, ja kuumasaumalujuudet olivat huonot päällysteen pinta-alapainon ollessa alle noin 2,3 g sivun neliömetriä kohti.

Seuraavassa taulukossa III valmistettiin, käyttäen US-patenttijulkaisussa 3 397 163 selitettyä polymerointimenetelmää multipolymee-ri, joka oli 80 % vinylideenikloridia, 20 % metyyliakrylaattia ja 4 % akryylihappoa sisältävä multipolymeeridispersio. Tähän vesidis-persioon sekoitettiin karnaubavahadispersiota niin paljon, että vahan kiintoaine tuli olemaan 5 % multipolymeerin kiintoaineen kokonaispainosta. Tämä multipolymeeridispersio ei ollut liukoinen väkevään ammoniakkiveteen ja kerrostettiin sen vuoksi vesilateksina kaksiakselisesti orientoidun polypropyleeniperuskalvon pinnalle, joka kalvo oli samaa peruskalvoa kuin taulukossa I käytetty kalvo.

68643 18 e υ \ = = = = = u en o h in cn ro in in o (N o cn o m oo o

i—l i—I (—I H i—I i—I IN

en — 3 λ: (0 o E en g 3 υ rö n> U \= = = = = en \ o en cO ro o g rH id Ν' o n* o cr 3 - h in vo in ro Ν’ in 3 as h h h

Ai di >ιΛ!

Di CU en >ιΟ PS “ e u \ = = = = = U Cn

O

eri Ν' o r~ ro eri r- (Tl (N (N H ID ID 00

H

H

H g D = = = = = O u \ « 0 en <r ►κί H -

ID CN H ID ro CD Ν' ID

lD 1—I i—li—I i—li—I CN

ID H H H

< en

El 3 3 E — 3 Ai CO 0) g en cn υ m \ r = s = =

Ecn U Cn

3 O

3- 0 O CN

a; m h - - OJBi H CN H O CO CO Γ- 3 Ai n* in in

H

co r-Di » C -H CU ~

•H

Oi g υ = = = = = u \ O Cn n ro ro en - «.

CT o o o CT Ν' oo O 3 H 3 (0

CU Di e i—I oo ID CT ID

(UcO 3 <T CN ro vd H cn 4- 1 i—I I> enco-H o h H h cn ro >1 I en H Cfl \

H -P CN

=(0 3 g :c0 -H \ di Di en

II

19 68643

Niin kuin edellä olevassa taulukossa III esitetyistä tuloksista näkyy , yhtenäisiä päällysteitä pystyttiin saamaan aikaan verraten alhaisilla päällysteen pinta-alapainoilla, mutta kuumasaumoja ei pystytty saamaan aikaan kohtuullisilla kuumennuslämpötiloilla kuten noin 12l°C:lla, kun päällysteen pintapainot olivat alle noin 1,5 g sivun neliömetriä kohti. Ilmeistä on, että jotta tällaisia päällysteitä voitaisiin kaupallisesti taloudellisesti sovelluttaa pakkaus-kalvoihin, on toivottavaa käyttää niin alhaista päällysteen pinta-painoa kuin mahdollista ja saavuttaa tyydyttäviä kuumasaumoja niin alhaisilla lämpötiloilla kuin mahdollista.

Näin ollen niistä tuloksista, jotka on esitetty edellä olevissa taulukoissa, käy ilmeiseksi, että hakija on nyt kehittänyt vinyli-deenikloridipohjäisen multipolymeeri-päällystyjärjestelmän, joka voidaan kerrostaa kalvoalustoille ammoniakkivesiliuoksena niin, että kalvoalustoille saadaan erinomaiset alhaislämpotilaiset kuumasaumaus-ominaisuudet päällysteen pinta-alapainon minimiarvoilla.

Niin kuin seuraavasta taulukosta IV näkyy, vc.lmistettiin joukko esillä olevan keksinnön mukaisia uudenlaisia multipolymeeri-pääl-lystysseoksia käyttäen edellä olevassa esimerkissä 1 selitettyä emulsiopolymerointitekniikkaa. Vinylideenikloridin, metyyliakrylaat-ti- ja happokomponenttien paino-%-suhteita tässä multipolymeerissä vaihdeltiin tällaisten vaihteluiden vaikutuksen kuumasaumausominai-suuksiin havainnollistamiseksi. Näitä multi polymeerejä kerrostettiin orientoitujen polyolefiinikalvojen pinnalle, jotka olivat samoja kalvoja kuin edellä olevassa taulukossa I käytettiin. Niin kuin taulukosta IV näkyy, näillä multipolymeeri-päällystysseoksilla saavutettiin erinomaiset kuumasaumausominaisuudet siinäkin tapauksessa että multipolymeerin vinylideenikloridipitoisuutta vaihdeltiin vaihtelu-alueella 50 paino-%:sta noin 85 paino-%:iin.

20 68643 e υ \ = = = tn

U

O 00 O O VD

tn iH vo m o

3 Λί ΓΜ iH rH rH rH

td 03 i—I £ tn s e td u tn \ \ = = = td ro U (71

E O

33 - O r-~ VO ΙΓ) (H

3 td h oj .-H en

,ϊιί (Ti i—I i—li—li—I

o. E

Ducti O

>1 VO \ = = = PS tn O co oo cn ro O iH O O 00

CT» t~~\ r—| r-H

<X»

E

υ \ = = = O tn i—i cn to rr <f I—I *3« ro I—I 00

tn i—! r-H i—I

33 td £ —

33 M

td <u g tn tn υ td x = = = > £m u tn H S3 o S3 * o t-~ ix) ro O y td H !Ί 01 to ^

W 03 Pj -H .H

« G 34

D -H

1-3 (d r·* D Ot ·>

<C CM

£· ω — g •H u

Pt \ r = = O tn O σι en un i-ι oi - cn uo ro r-

O

C

vH

G td

o) a o) td -P i—I <N

tn td g cm i—i uo o

>i I \ ro o· .H

ή td tn| *. ^ * * i—I 4-1 i—li—li—li—i :rd C :td -H O- Cu ro 31 ro ro o o S - o uo SI uo vo >—I i—i tn S3 g <1 o «o uo o 3 SI o* (N i—i 4-> tn

O

O CJ| o tn m in i»S >| tn vo r-~ oo 21 68643

Muita esillä olevan keksinnön menetelmän mukaisten päällystettyjen kalvojen entistä parempia ominaisuuksia on esitetty seuraavassa taulukossa V, jossa päällystettyjä kalvonäytteitä, jotka olivat samanlaisia kuin taulukossa I käytetyt kalvonäytteet, verrataan kaupallisesti saatavissa oleviin, runsaasti vinyylikloridia sisältävällä lateksilla päällystettyihin, orientoituihin polypropyleenikalvoihin, joista niiden valmistaja käyttää nimitystä CD-500. Niin kuin seuraavassa taulukossa V esitetyistä tuloksista näkyy, esillä olevan keksinnön mukaan valmistetun päällystetyn kalvon hapenläpäisemättömyys on yhtä hyvä kuin kaupasta saatavissa olevan tuotteen, mutta huomattavasti alemmilla päällysteen pinta-alapainoilla.

* 22 68643 o o r~~ -«r Tr m ro r~ >h cm I *·

Q ΓΟ VO CM ^ O O O

U rO (Τι CO

co (0 in U) d) — Ό Γ- 3 ^ a>

-P

• r~ co in g O rH rH o •h - - λ; en ro vo <i n co o in W CM ΟΊ 00

H rH -p G

Λ (1)

ro 3 <D

-P mm in — -h O m # e λ: - ΐ3 3 o +j

H · 00 Ό (Tl OI -P

3 g rH ro cm .H O

CO · H * ·> - - -G

-Pinoja vo cm o o o ίο o > ω .n o oo in

-P rH CN in G

o ai ·· <D

«0) u -n « -P 0 0 o -p — oo >

P >· (N ro rH

CO :rd —- G

<C G :rd E-h O · γί oo :r0 > g (MH- CO rH > - rH *H ·* * v " *H m CO in rH CN O rH O O O llO -ro W W CM o (Π 04>,

t—I LO -P

o .H

• ω :d H tvg l·* -P g m ro vo cO co G vo vo vo

-P H I l I

rH }{| t-~ rr ^ \ rij in oi n rG rH ,V H· 00 H· •H OP (N P rl -P H* -p rC CM (0 .2 Q Q p

o \ xS

.* to o 3 O -ro Dj · ·

:cd Ό S S S

•H JZ - 10 · · O G O cd CU E-< E-t En G -P :r0 Λ god · · ·

H O) rH -H CO CO CO

(0 S rH rr :r0 G σ> · · ·

a :0 rH ro -H >-h>vo<<<C

•H G G rH tn G

G <H <D -H :c0 -H -P

(1)<1) G cm cm O>:r0(U · ...

Q)G -H dPdPG a g .H CM ro -q· -P :t0 g G G :c0 :0

in G (0 3 ·. ~ (1) Q) rH -H

> 3 G -P U) O Λ! -n rH

rH>0) G 3-P (OO GO)

rH-HQ) (!) Q) rH PC > d) G

:rd tn -P g g -H -P rH aro :i(5 .C nJ \ tö -H -H G G g atr«>i gtcntn^: «λ; ko

Claims (4)

23 68643

1. Menetelmä päällystetyn kaksiaksiaalisesti orientoituneen polypropeenikalvon valmistamiseksi, jolla on parantuneet kuumasaumausominaisuudet, päällystämällä kalvoa seoksella, joka sisältää kuumasaumattavaa vinylideenikloridikopolymeeriä ja mahdollisesti tavanomaisia lisäaineita, tunnettu siitä, että vinylideenikloridikopolymeeri, joka sisältää: - 5-15 paino-% monoetyleenisesti tyydyttämätöntä metakryyli-happoa tai metakryylihapon ja akryylihapon seoksia, jotka sisältävät ainakin 50 paino-% metakryylihappoa, - 50-85 paino-% vinylideenikloridia ja - 5-45 paino-% metyyli-, etyyli-, butyyli-, isobutyyli- tai oktyyliakrylaattia, liuotetaan ammoniakin vesiliuokseen ja levitetään kalvolle ammoniakin vesiliuoksena.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vinylideenikloridikopolymeeri sisältää lisäaineena noin 0,1-1,0 paino-% kopolymeerin kokonaispainosta jotakin liukuainetta, joka koostuu hienojakoisesta, veteen liukenemattomasta hiukkasaineesta, jonka hiukkaskoko on noin 1-5 yUm.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että vinylideenikloridikopolymeeri sisältää lisäaineena kylmäliukua edistävää, takertumista estävää ainetta, joka koostuu hienojakoisesta vahasta.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu hienojakoinen, veteen liukenematon hiukkas-aine on talkkia, piihappoa, kaoliinia, kiillettä tai polyvi-nyylikloridihartsia.