NL8601412A

NL8601412A - Folie met lasbare laag.

Info

Publication number: NL8601412A
Application number: NL8601412A
Authority: NL
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1986-06-02
Filing date: 1986-06-02
Publication date: 1988-01-04
Also published as: DE3763906D1; DK282487A; NO872298L; EP0248481B1; NO872298D0; ATE54877T1; GR3000975T3; FI872440A; EP0248481A1; DK282487D0; ES2017703B3; FI872440A0

Description

>:> --4 f

BtL/WP/mhd STAMICARBON B.V.

Uitvinders Johannes Carolus Augustinus ENGELS te SITTARD

-1- PN 5537

FOLIE HET LASBARE LAAG

De uitvinding heeft betrekking op een folie voorzien van ten minste een lasbare laag, welke lasbare laag een copolymeer van etheen en een of meer 1-alkenen omvat.

In de verpakkingsindustrie wordt veelvuldig gebruik gemaakt 5 van folies, en in het bijzonder van (thermoplastische) kunststof- folies, die bij het vervaardigen en sluiten van de verpakkingen plaatselijk aan elkaar gelast worden door de folies daar boven de verwekingstemperatuur te verwarmen en tegen elkaar te drukken. Daarbij maakt men veelal gebruik van meerlaagsfolies, waarbij een speciaal 10 voor dat doel op de eigenlijke verpakkingslaag aangebrachte lasbare laag voor de hechting van de las zorgt.

Als materiaal voor de lasbare laag zijn verschillende kunststoffen voorgesteld, zoals Lagedichtheidspolyetheen, random- copolymeer van etheen en propeen, en een copolymeer van etheen en een 15 1-alkeen met ten minste vier koolstofatomen in het molecuul, zoals bekend is uit EP-A 2606.

Bij het aan elkaar lassen van folies dient alleen de lasbare laag gelast te worden en de eigenlijke verpakkingslaag onbeinvloed te blijven door het lasproces teneinde de gewenste eigenschappen van de 20 verpakkingslaag niet in ongunstige zin te beïnvloeden. Daarom streeft men naar een ze groot mogelijk verschil tussen de lastemperatuur en de verwekingstemperatuur van de verpakkingslaag. Dit komt in feite neer op het streven naar een zo laag mogelijke lastemperatuur. Een zo laag mogelijke lastemperatuur is eveneens gewenst uit ekonomisch oogpunt, 25 omdat daarbij de cyclustijd aanmerkelijk korter is dan bij hoge lastemperaturen. Dit levert weer produktieverhoging op.

Bij het aan elkaar lassen van folies die bekleed zijn met lagedichtheidspolyetheen of met het randomcopolymeer van etheen en propeen bedraagt de lastemperatuur ongeveer 125-145 «C. Het verschil 30 tussen de lastemperatuur en de verwekingstemperatuur van de verpak- 860 1 * 1 2

V

-2- kingslaag ligt dan in de orde van grootte van slechts 15-25 hc, waardoor de instelling van de lasapparatuur zeer kritisch is. Bij folies die met het in EP-A 2606 beschreven copolymeer zijn bekleed, is dit verschil volgens de uitvoeringsvoorbeelden iets groter, ongeveer 5 25-30 hC. Deze voorbeelden beschrijven nl. geen hogere inbouw van het comonomeer dan ongeveer 10 gew.%, hoewel met een hogere inbouw een verdere verlaging van de lastemperatuur kan worden verkregen. Het bezwaar tegen de toepassing van een hogere inbouw is echter, dat de met een dergelijk copolymeer beklede folies reeds bij omgevingstemperatuur 10 op elkaar plakken, hetgeen moeilijkheden bij het verwerken van de folies en de hiervan vervaardigde produkten oplevert.

Het is bekend, dat dit euvel kan worden bestreden door toevoeging van een zg. antiblockmiddel (b.v. in poedervorm) aan de kunststof. Het probleem bij meerlaagsfolies is echter, dat door de 15 geringe laagdikte van de ats lasbare laag dienende bekleding de lastemperatuur door de in verhouding tot deze dikte betrekkelijk grote korrel van de gebruikelijke antiblockmiddelen wordt verhoogd. Hieraan kan men tegemoet komen door de dikte van de lasbare Laag groter te kiezen, doch dit betekent een verhoging van de kostprijs en een 20 verslechtering van de verwerkingseigenschappen zonder dat hier een noemenswaardige verlaging van de lastemperatuur tegenover staat.

Men kan hier eveneens aan tegemoetkomen door een antiblockmiddel met een kleinere korrelgrootte te kiezen. De gebruikelijke, in de handel zijnde, antiblockmiddelen hebben echter een gemid-25 delde korrelgrootte Cong. 4 l^m) die groter is dan de gebruikelijke lasbare laag (ong. 3 l±m). Zou men erin slagen deze in fijnere vorm te verkrijgen, dan zou men voor een effektieve antiblockwerking grotere hoeveelheden moeten toevoegen aan de kunststof waaruit de lasbare laag gevormd wordt. Door deze grotere hoeveelheden worden de optische 30 eigenschappen van de folie slechter, d.w.z. de glans lager en vooral de opaciteit hoger.

De uitvinding voorziet nu in een folie van de in de aanhef genoemde soort, waarbij door toepassing van een hogere inbouw van het comonomeer een aanzienlijke verlaging van de lastemperatuur wordt 35 verkregen, terwijl de neiging tot plakken van de folie wordt aso1412 -3- onderdrukt zonder de lastemperatuur en optiek in ongunstige zin te beïnvloeden, en waarbij zeer dunne tasbare lagen kunnen worden toegepast. Dit is verkregen doordat volgens de uitvinding het etheen-copolymeer ten minste E,5 mol % 1-alkeen bevat en aan het copolymeer 5 0,1-10 gew.%, betrokken op het copolymeer, hydrotalciet met de empirische formule Mgi-X Alx(0H)2 Ax/nn” . mHjO/· waarin 0 < x < 0,5, An” een anion met valentie n, en m > 0 is, en met een gemiddelde deeltjesgrootte x van ten hoogste de dikte van de laslaag en een spreiding van de gemiddelde deeltjesgrootte σ < 0,5 Uc, is 10 toegevoegd. Een gewichtspercentage van 0,5-5 hydrotalciet ten opzichte van het totale copolymeer, verdient de voorkeur.

Dit type hydrotalciet is bekend uit DE-A 2950489, waarin de toepassing ervan als halogeenbindend middel wordt beschreven. Verrassenderwijs is gebleken, dat hydrotalciet met een formule en een 15 deeltjesgrootte als hiervoor beschreven, toegevoegd aan een copolymeer van etheen en ten minste 2,5 mol.% van een 1-alkeen met ten minste vier koolstofatomen in hoeveelheden van 0,1-10 gew.% betrokken op het totale copolymeer, een samenstelling oplevert die als lasbare laag met sterk verminderde plakneiging en met geringe dikte (bijvoorbeeld 20 kleiner dan 3 Pm) kan worden aangebracht op substraten, met behoud van een lage lastemperatuur en optische eigenschappen.

Het in de uitvinding toegepaste hydrotalciet heeft bij voorkeur als anion een carbonaat. Verder dient de gemiddelde deeltjesgrootte de dikte van de laslaag niet te overschrijden en is bij 25 voorkeur kleiner dan 2,5 Pm, in het bijzonder kleiner dan 2 Pm, meer in het bijzonder kleiner dan 1 Pm. Daarbij verdient het aanbeveling het specifieke BET-oppervlak niet groter te kiezen dan 100m2/g/ bij voorkeur kleiner dan 80 m2/g en in het bijzonder kleiner dan 60 m^/g. Teneinde een zo gunstig mogelijke lastemperatuur te bereiken, verdient 30 een etheen/1-alkeen copolymeer met ten minste 3 en in het bijzonder 3,5 mol.% comonomeerinbouw de voorkeur. Als 1-alkeen kan men zeer goed 1-okteen toepassen.

Een Lasbare laag volgens de uitvinding is geschikt voor toepassing op diverse verpakkingslagen, b.v. papier, aluminium of, bij 35 voorkeur, kunststoffen. Een bijzonder geschikte toepassing is die 2601412 'V· -4- waarbij een biaxiaal georiënteerde polypropeenfolie als eigenlijke verpakkingslaag voorzien is van een of meer tasbare lagen volgens de uitvinding.

De tasbare laag kan, indien gewenst, ook toeslagstoffen zoals 5 glijmiddelen e.d. bevatten.

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van enige voorbeelden zonder daartoe echter beperkt te zijn.

Voorbeelden

Een meerlaagsvlakfolie werd door middel van koëxtrusie ver-10 vaardigd uit propeenhomopolymeer met een smeltindex van 2,0 (bij 230 nc en 2,16 kg), laagdikte 20 Pm, aan beide zijden voorzien van een 2 Pm dikke laag etheen-okteen copolymeer met een inbouwpercentage zoals aangegeven in de figuur en de tabel.

De las werd vervaardigd door gedurende 6 sec. een druk van 15 30 N/crn^ uit te oefenen bij een zodanige temperatuur dat de lassterkte 2,5 N/cm bedroeg. Om. te voorkomen dat de (aan 2 zijden van een tasbare laag voorziene) folie aan de lasbalk zou vastptakken, werd het kontaktoppervlak van de lasbalk voorzien van een 25 μπι dikke laag cellofaanfolie.

20 Als hydrotalciet werd gebruikt een verbinding met de formule

Mg4,5Al2(0H)i3C03 . 3,51^0 van de firma Kyowa Chemical Industry Co., Ltd, met een gemiddelde deeltjesgrootte kleiner dan 1 Pm en een specifiek BET-oppervlak van 15 m^/g. Als gebruikelijk anti-blockmiddel werd toegepast Syloblock 45, struktuurformule Si02, van de firma Grace 25 GmbH, met een gemiddelde deeltjesgrootte van 4 Pm en een specifiek BET-oppervlak van 500 m^/g.

De figuur geeft het verband weer tussen de lastemperatuur (vertikale as) en het mol.% inbouw okteen in het etheen/okteen-copolymeer (horizontale as).

30 In de tabel worden het mol. percentage inbouw en ook de soorten en hoeveelheid (gew.%) antiblockmiddel aangegeven.

De weergegeven getallen zijn gemiddelde van meerdere experimenten. De glans werd bepaald volgens ASTM D 2457 (45*0, de opa- citeit volgens ASTM D 1003.

8501412 -5-

Ter bepaling van de plakneiging werd de kracht gemeten, die nodig is om twee op elkaar gelegde folies in een richting loodrecht het contactvlak van elkaar te trekken. Deze dient laag te zijn.

Tabel 1 5 voor- mol.% hydro- Sylo- lastem- glans opaci- blocking beeld okteen talciet block 45 peratuur teit

in gew.% gew.% ας % % cN

las- laag 10 verg.1 ~ 1 - - TÖÖ C^3 3 verg.2 3,8 0 0 89 97 0,3 148 I 3,8 2,0 0 89 89 1,7 40 verg.3 4,3 0 0 87 92 1,3 109 II 4,3 1,0 0 86 91 1,5 11 15 III 4,3 2,0 0 90 88 1,7 3 verg.4 4,3 0 0,2 110 91 2,3 1 IV 4,8 1,0 0 75 -

In vergelijkend voorbeeld 1 zijn de optische en plakeigen-schappen (’blocking1) van een polymeerfolie gemeten, die niet was 20 voorzien van enige lasbare laag, maar die verder identiek was aan de polypropeenlaag in de meerlaagsfolie, voorzien van lasbare lagen, in de overige voorbeelden.

Vergelijkend voorbeeld 2 en voorbeeld I laten zien dat de lastemperatuur niet beïnvloed wordt door het hydrotalciet, terwijl de 25 antiblockwerking effektief is en de optische eigenschappen, vooral de opaciteit, niet noemenswaard beïnvloed worden.

Dit blijkt ook uit vergelijkend voorbeeld 3 en voorbeeld II

en lil. vvl ' -6-

Vergelijkend voorbeeld 4 maakt duidelijk, dat een normaliter toegepaste hoeveelheid gebruikelijk antiblockmiddel, die slechts een tiende is van de hoeveelheid hydrotalciet in voorbeeld III, de lastem-peratuur aanzienlijk doet toenemen, terwijl de optische eigenschappen, 5 vooral de opaciteit, verslechteren.

Deze voorbeelden maken duidelijk, dat de uitvinding een las-bare laag oplevert met lage lastemperatuur, die geen ongewenste plak-eigenschappen heeft en die de optiek van de folie niet in negatieve zin beïnvloedt.

5501412

Claims

1. Folie voorzien van tenminste een tasbare laag, welke tasbare laag een copolymeer van etheen en een 1-alkeen met tenminste vier koolstofatomen omvat, met het kenmerk dat het copolymeer ten minste 2,5 mol.X van het 1-alkeen bevat en dat aan het copolymeer 5 0,1-10 gew.%, betrokken op het copolymeer, hydrotalciet met de empirische formule Mgi-xAlx<0H)2 Ax/nn" . nrt^O, waarin 0<x<0,5, An“ een anion met een valentie n, en m > 0 is, en met een gemiddelde deeltjes-grootte x van ten hoogste de dikte van de las- bare laag en een standaardafwijking van de gemiddelde deeltjes-10 grootte < 0,5 x, is toegevoegd.

2. Folie volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het 1-alkeen okteen is.

3. Folie volgens een der conclusies 1-2, met het kenmerk dat het copolymeer ten minste 3 mol.X van het 1-alkeen bevat.

4. Folie volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk dat het copolymeer 0,5-5 gew.X hydrotalciet bevat.

5. Folie volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk dat het anion A uit het hydrotalciet een carbonaat is.

6. Folie volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk dat de 20 gemiddelde deeltjesgrootte van het hydrotalciet ten hoogste 2,5 Pm is.

7. Folie volgens conclusie 6, met het kenmerk dat de gemiddelde deeltjesgrootte van het hydrotalciet ten hoogste 2*m is.

8. Folie volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk dat het spe- 25 cifieke BET-oppervlak van het hydrotalciet ten hoogstelOO m2/g bedraagt.

9. Folie volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk dat de folie een kunststoffolie is.

10. Folie omvattende een biaxiaal georiënteerde polypropeenfolie 30 waarop aan één of beide zijden een lasbare laag is aangebracht volgens een der conclusies 1-8. β % .Λ 1 Λ 1 2