NO864707L - Forseglbare flersjiktfolier. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører flersjiktfolier som ergner seg spesielt

som forpakningsfolier idet de oppviser en tilstrekkelig forseglingsfasteht ved relativt lave forseglingstemperaturer.

Det er kjent at flersjiktfolier på basis av en polypropylenfolie og forseglingssjikt av polymerer som ionomerharpikser (f.eks. "Surlyn") forsegles med tilstrekkelig fasthet ved relativt lave temperaturer. Dette gjelder også for flersjiktfolier som oppviser forseglingssjikt av etylen/- vinylacetat-kopolymerisater.

Begge de kjente flersjiktfoliene har imidlertid den ulempen at de etter

en elektrisk forbehandling som er påkrevet for trykking på foliene ikke lenger forsegles med tilstrekkelig fasthet. Selv når bare ett forseglings-

sjikt av en to-sidig forseglbar flersjiktfolie forbehandles elektrisk, så kan den forbehandlede flersjiktfolien ikke lenger, anvendes for en rekke innpakningsformål; dvs. ved forpakninger hvor en forsegling må finne sted mellom en forbehandlet mot en forbehandlet eller ikke-forbehandlet folie-overflate.

Overraskende lyktes det ved tilveiebringelse av flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen med asymmetrisk oppbygning å overvinne disse ulempene og å tilveiebringe forseglbare flersjiktfolier som uten problem lar seg påføre trykk.

Foreliggende oppfinnelse vedrører følgelig varmeforseglbare, i det minste mono-aksialt orienterte flersjiktfolier, som eventuelt kan påføres trykk,

med asymmetrisk oppbygning av en folie av en propylenpolymer som basissjikt og to utenforliggende forseglingssjikt hvorav det ene forseglingssjiktet (1) inneholder, henholdsvis består av, en ionomerharpiks eller en etyl en/vinylacetat-kopolymer og eventuelt akrylsyrederivater., og det andre forseglingssjiktet (2) inneholder, henholdsvis består av, et kopolymerisat av etylen/akrylsyre og eventuelt akrylsyrederivater,

hvorved disse forseglingssjiktene eventuelt kan betrykkes.

Med asymmetrisk oppbygning menes at den kjemiske sammensetningen av

de to ytterstliggende forseglingssjiktene er forskjellig. På grunn av denne asymmetriske oppbygningen gir disse flersjiktfoliene ifølge

oppfinnelsen også forseglingssømmer med tilstrekkelig forseglingsfasthet ved relativt lave temperaturer når de inneholder et trykk på den ene overflaten.

Basissjiktet av de forseglbare flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen består i

det vesnetlige av en propylenpolymer som inneholder inntil 10 vekt-% av en yttelrigere a-olefin med høyst 8 karbonatomer, fortrinnsvis etylen.

Fortrinnsvis anvendes en isotaktisk polypropylen med en tetthet på 0,9-

0,91 g/cm^ og en smelteindeks på 1-4 g/10 min. ved 230°C/21,6 N (ifølge DIN 53735). Basissjiktet kan inneholde 3-15 vekt-%, fortrinnsvis 8-12 vekt-%, av et additiv som er inkompatibelt med propylenpolymeren, fortrinnsvis et uorganisk additiv, som kalsiumkarbonat, silisiumdioksyd, natriumaluminiumsilikat og/eller titandioksyd, hvorved det oppnås en opalisering av folien.

Som ionomerharpikser til fremstilling av forseglingssjiktet (1) kan de

kjente kopolymerisatene av oc-olefiner, a,p-umettede monokarboksylsyrer og eventuelt derivater av disse a,p-umettede monokarboksylsyrene, fortrinnsvis anhydrider, amider eller ester av lavere alifatiske alkoholer anvendes, hvorved karboksylgruppene minst i et omfang på 10 mol-% er nøytralisert med metallioner. Til saltdannelse egner seg sepsielt en-, to-

og tre-verdige ioner av metaller fra gruppe I til III, IVa og VIIII fra der Periodiske system over elementene (se "Handbook of Chemistry and Physics", Chemical Rubber Publishing Co., 37. opplag, side 392).

Egnede en-verdige metallioner er natrium, kalium, litium, cesium, sølv, kvikksølv og kobber. Egnede to-verdige metallioner er beryllium, magnesium, kalsium, strontium, barium, kobber, kadmium, kvikksølv, tinn,

bly, jern, kobolt, nikkel og sik. Egnede tre-verdige metallioner er aluminium og jern. Fortrinnsvis anvendes til nøytralisasjon sikioner og/eller natriumioner. Ionomerharpiksen bør inneholde minst 50 mol-% av en a-olefin, fortrinnsvis etylen. Foretrukne ionomerharpikser inneholder 1 til 25 mol-% av den a,p-umettede monokarboksylsyren, hvorved minst 10%, fortrinnsvis 30% av karboksylgruppene er nøytralisert av metall-

ionene. Spesielt velegnet til fremstilling av flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen er kopolymerisater av mer enn 80 mol-% etylen og mindre

enn 20 mol-% akrylsyre og eventuelt akrylsyrederivater, som i et omfang på minst 10%, fortrinnsvis minst 30%, er nøytralisert med sinkioner ("Surlyn 1705").

Som forseglingssjiktmateriale for forseglingssjiktet (1) kan det også anvendes etylen-vinylacetat-kopolymerisater hvis vinylacetatinnhold utgjør 2-10ekt-%, fortrinnsvis 6-9 vekt-%, og hvis smelteindeks ligger i området 0,5-3 g/10 min. ved 190°C/21,6 N (DIN 53725), fortrinnsvis i området 1-

2 g/10 min.

Til fremstilling av forseglingssjiktet (2), som også kan forbehandles elektrisk uten at det mister sin forseglingsevne, anvendes kopolymerisater av etylen/akrylsyre og eventuelt akrylsyrederivgater, som akrylnitril eller akrylsyreestere av lavere alifatiske alkoholer (C1-C4).

Ved kopolymerisatene i dette forseglingssjiktet . dreier det seg ikke om, henholdsvis ikke i vesentlig grad om, ionomerharpikser. Karboksylgruppene er altså i det vesentlige ikke, henholdsvis ikke, nøytraliserte.

Kopolymerisatene inneholder fortrinnsvis 1-20 vekt-% akrylsyre og eventuelt akrylsyrederivater, spesielt 3-10 vekt-% akrylsyre og eventuelt akrylsyrederivater. Spesielt foretrukket er anvendelse av kopolymerisater med 6-9 vekt-% akrylsyre. Smelteindeksen for forseglingssjiktmaterialene bør ligge i området 1-20, fortrinnvis 3-15, spesielt foretrukket 5-

10 g/10 min. ved 190° C/21,6 N, målt ifølge DIN 53735.

Flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen kan ved siden av basissjiktet og de

ytre forseglingssjiktene også inneholde ytterligere sjikt, som et gass-sperresjikt og eventuelt grunningsmiddelsjikt. Til fremstilling av gass-sperresjiktet kan de kjente polymerisatene anvendes, fortrinnsvis etylen/vinylacetat-kopolymerisater som består av 40 til 85 mol-%, fortrinnsvis 60 til 75 mol-%, vinylacetatenheter, som er forsåpet i et omfang på minst 90%, fortrinnsvis mer enn 95 mol-%. Grenseviskositets-tallene [n] for polymerene, målt i en oppløsningsmiddelblanding av 85 vekt-% toluen og 15 vekt-% vann, bør fortrinnsvis ligge mellom 0,07

og 0,17 l/g, spesielt foretrukket mellom 0,09 Og 0,15 l/g.

Til fremstilling av gass-sperresjiktet, spesielt et oksygen- og/eller aroma-barrieresjikt, kan ikke bare de ovenfor angitt etylen/vinylalkohol-kopolymerene anvendes, men også andre polymerer med gass-sperreeg-enskaper, som f.eks. polyvinylalkohol og polyamider. Spesielt velegnet er blandinger av etylen/vinylalkohol-kopolymerer som beskrevet ovenfor og 10-60 vekt-% av de nevnte polymerene. Som polyamider egner seg spesielt polyamid-6, -12.

Egnede blandinger er også slike blandinger som er beskrevet i EP 00 64 330 A 1 og EP 00 63 006 A 1, hvor det til fremstilling av gass-sperresjikt anvendes blandinger av etylen/vinylalkohol-kopolymerer og polyamider som i tillegg inneholder egnede myknere.

Dersom flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen oppviser gass-sperresjikt så oppnås som regel en tilstrekkelig sammenhengstyrke bare ved anvendelse av grunningsmiddelsjikt. Til fremstilling av slike grunningsmiddelsjikt anvendes fortrinnsvis modifiserte polyolefiner. Dette er spesielt homo-eller kopolyolefiner med karboksylgrupper som f.eks. polypropylen eller polyetylen, som inneholder påpodet minst en monomer fra gruppen av oc,3-enkeltumettede dikarboksylsyrer, som f.eks. maleinsyre, fumarsyre, itakonsyre eller deres syreanhydrider, syreestere, syreamider eller syreimider. Egnet er videre kopolymerisater av etylen med oc,p-umettede karboksylsyrer som akrylsyre, metakrylsyre og/eller deres metallsalter (sink, natrium) og/eller deres alkyl-(Ci~C4) estere eller tilsvarende podepolymerer av de nevnte monomerene på polyolefiner som polyetylen eller polypropylen eller delvis forsåpede etylen/vinylacetat-blandpolymeri-sater, som eventuelt er podepolymerisert med en monomer av de ovenfor nevnte syrene og oppviser en lav forsåpningsgrad, eller blandinger derav.

Spesielt foretrukket anvendes til fremstilling av grunningsmiddelsjikt polyolefiner som polypropylen eller kopolymerisater av propylen og etylen med maksimalt 1 vekt-% påpodet oc.p-enkeltumettede dikatboksylsyre-anhydrider, som maleinsyreanhydrid, eller deres forsåpede blandpolymeri-sater, eventuelt blandet med polyolefiner.

Grunningsmiddelpolymerene kan også være innarbeidet i det forseglbare sjiktet eller i gass-sperresjiktet. Sjiktene av flersjiktfolien ifølge oppfinnelsen kan også være utstyrt med vanlige additiver og hjelpemidler som f.eks. glidemidler, anti-blokkingsmidler og antistatika i vanlige mengder.

Følgelig kan det anvendes polydiorganosiloksaner eller blandinger derav som ved 25°C oppviser en kinematisk viskositet på minst 100 mm^/sek. Egnede polydiorganosiloksaner er polydialkylsiloksaner, polyalkylvinyl-siloksaner, olefin-modifiserte siloksanoljer, polyeter-modifiserte siloksanoljer og olefin/polyeter-modifiserte silikonoljer, etoksy-modifiserte silikonoljer og alkohol-modifiserte silikonoljer, polydialkylsiloksaner med fortrinnsvis 1-4 C-atomer i alkylgruppen.

Polydimetylsiloksan er spesielt velegnet. Fortrinnsvis bør polydiorgano-siloksanen oppvise en kinematisk viskositet på minst 10^ mm^/sek. ved 25°C, spesielt foretrukket minst 10° mm^/sek.. Videre kan det anvendes kjente, umettede fettsyreamider, mettede fettsyreamider, som f.eks. stearinsyreamid, erukasyreamid, videre de med polymerene i sjikt-materialene inkompatible termoplastiske polymerene, som f.eks. polyamid-12 eller uorganiske avstandsgivere som SiO^, CaC03og/eller antistatiske forbindelser som langkjedede, alifatiske, tertiære aminer som eventuelt kan være enkelt-umettede, som etoksylerte tertiære aminer, spesielt foretrukket N,N-bis(hydroksyetyl)-(<C>i2<-C>i6)-alkylamid i sjiktene.

Flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen kan fremstilles ved vanlige frem-gangmsåter som laminering, besjiktning og/eller smelte-(ko)-ekstrudering.

Flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen er i det minste monoaksialt orienterte; fortrinnsvis underkastes en biaksiell strekking. Herved utføres lengde-strekkingen fortrinnsvis i forhold 5:1 til 7:1, og tverrstrekkingen i forhold 7:1 til 10:1.

Flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen oppviser fortrinnsvis en samlet tykkelse på 10-100 pm, spesielt foretrukket på 20-50 pm, hvorved basissjiktet oppviser en tykkelse på 20-50 pm og de varmeforseglbare sjiktene fortrinnsvis en tykkelse på 0,8-2 pm, spesielt foretrukket på 1,2-1,5 pm.

Flersjiktfoliene ifølge oppfinnelsen egner seg spesielt som forpaknings-materiale, spesielt som innpakningsfolier, eksempelvis for næringsmidler, og kan for dette formålet påtrykkes og utstyres med opprivningsbånd.

I de følgende eksemplene anvendes følgende undersøkelsesmetoder for bestemmelse verdiene: Uklarheten ble bestemt ifølge ASTM D 1003 - 52. Til bestemmelse av glansen for folien ble det anvendt en glansmåler ifølge dr. B. Lange, Berlin, bestående av en lavspenningsglødelampe og en kondensor, som belyser prøven under 45°og en andre arm under en vinkel på 45°med måleplanet med hullblende og fotocelle. Tilboblet er et fint regulerbart viserinstrument (mikroamperemeter) som dessuten inneholder strømtilførselen og en innretning for å holde spenningen tilglødelampen konstant. Glansen er definert som den under 45°regulært reflekterte lysandelen i prosent, beregnet på basis av en overflate forsølvet speile som 100% standard. Ved bestemmelse av glansen anvendes som mellomstandard på glassmåleren en polert svart glassplate , fordi sølvspeilet-standarden ikke er bestandig overfor anløpning forårsaket av luftforurensning. Denne oppviser nøyaktig 5% av glansen for en overflateforsølvet speilglassplate.

Galvanometeravlesningen av fotocellen på glansmåleren innstilles ved hjelp av svartglass-mellomstandarden for å oppnå en forøkning av avlesningsnøyaktigheten av skalainndelingen ved hjelp av det regulerbare potentiometeret. Folien som skal undersøkers legges på tvers av løperetningen, på basis av den optiske aksen for glansmåleren, over matt-svart fotopapir plant under glansmåleren og måles på fem feilfrie steder. Galvanometeret lagedeles på 10 og middelverdien angis.

For bestemmelse av fastheten av forseglingssømmene undersøkes først forseglingsfastheten ved et forseglingstrykk på 50 N/cm^. Med for-seglings fasthet forstås den kraften som er påkrevet for under definerte betingelser (50 N/cm^ trykk og en forseglingsvarighet på 0,5 sekunder) å adskille de ved de i tabell 1 angitte temperaturene fremstilte for-seglingssømmene. Forseglingsfastheten angis i N og refererer til et 15 mm bredt prøvebånd.

For bestemmelse av ripefastheten fastlegges den under anvendelse av den Ulbrichtske kulen bestemte uklarheten. Herunder måles uklarheten av en folie før og etter riping. Ripingen foregår ved hjelp av 40 g støvfritt silisiumkarbid som i løpet av et definert tidsrom påføres under en vinkel på 45°mot den horisontalt rettede folien.

Eksempel 1<-1>Ved vanlige fremgangsmåter påføres på en basisfolie av polypropylen med

tetthet 0,905 g/cm<3>, smelteindeks 3,3 g/10 min. ved 230 • C/21,6 N og smelteområde på 160-166° C på en overflate (A) et forseglingssjikt av et etylen/akrylsyre-kopolymerisat hvis karboksylgrupper er nøytralisert med sinkioner, og på den andre overflaten (B) påføres et etylen/akrylsyre-kopolymerisat med 3 mol-% akrylsyre, og det sammensatte materialet strekkes slik at det oppnås en sammensatt folie med en lengdestrekning i forhold 5:1 og en tverrstrekking i forhold 10:1.

Herved har basisfolien en tykkelse på 17,4 pm, og forseglingssjiktene

begge en tykkelse på 1,3 pm.

Før bestemmelsen av forseglingsfastheten, glansen og ripefastheten forbehandles forseglingssjiktet, som består av etylen/akrylsyre-kopolymerisat, elektrisk (Corona-behandling). Måleresultatene er angitt i tabell 1.

Eksempel 2 ( sammenligning)

Det fremstilles en flersjiktfolie som angitt i eksempel 1, men begge overflatene av basisfolien av polypropylen utstyres med et etylen/akrylsyre-kopolymerisat hvis karboksylgrupper er nøytralisert med sinkioner. Tilsvarende eksempel 1 forbehandles igjen et forseglingssjikt elektrisk. Måleresultatene er angitt i tabell 1.

Claims (7)

1. Varmeforseglbare, i det minste monoaksialt orienterte, eventuelt trykkbare flersjiktfolier med asymmetrisk oppbygning, karakterisert ved at de består av en folie av en propylenpolymer som basissjikt og to utenforliggende forseglingssjikt, hvorav

1) det ene forseglingssjiktet (1) inneholder en ionomerharpiks eller en etylen/vinylacetat-kopolymer, og

2) det andre forseglingssjiktet (2) inneholder et kopolymerisat av etylen/akrylsyre og eventuelt akrylsyrederivater.

2. Flersjiktfolie ifølge krav 1, karakterisert ved at forseglingssjiktet (2) kan påføres et trykk.

3. Flersjiktfolie ifølge minst ett av de foregående krav, karakterisert ved at basissjiktet i det vensentlige består av en propylenpolymer som inneholder inntil høyst 10 vekt-% av en ytterligere oc-olefin med høyst 8 karbonatomer.

4. Flersjiktfolie ifølge minst ett av de foregående krav, karakterisert ved at den oppviser et forseglingssjikt (1) av et etylen/- akrylsyre-kopolymerisat hvis karboksylgrupper i det minste delvis er nøytralisert med Zn-ioner, og et forseglingssjikt (2) av et etylen/akrylsyre-kopolymerisat.

5. Flersjiktfolie ifølge minst ett av de foregående krav, karakterisert ved at den inneholder yttterligere sjikt.

6. Flersjiktfolie ifølge minst ett av de foregående krav, karakterisert ved at den er strukket biakseielt.

7. Fremgangsmåte til innpakning av næringsmidler med en folie, karakterisert ved . at minst én folie ifølge minst ett av de foregående kravene anvendes.