RO118941B1

RO118941B1 - Folie multistrat din poliolefine orientate, cu proprietăţi de sigilare pe ambele părţi, procedeu de obţinere şi utilizarea acesteia

Info

Publication number: RO118941B1
Application number: RO97-02350A
Authority: RO
Inventors: Angela Speith-Herfurth; Wolfgang Rasp; Robert Hansohn
Original assignee: Trespaphan Gmbh
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 2004-01-30
Also published as: HU224631B1; EP0849073A3; US5945225A; CZ406597A3; MX9710295A; PL323811A1; HUP9702478A3; CN1077035C; HUP9702478A2; AU4838197A; EP0849073A2; AU727361B2; BG102116A; CA2224922A1; DE19652734A1; RU2202474C2; CN1186018A; HU9702478D0; ZA9711318B

Abstract

Invenţia se referă la o folie multistrat, din poliolefină orientată, cu proprietăţi de sigilare şi de imprimare pe ambele părţi, constituită din cel puţin un strat de bază şi straturi de acoperire pe ambele părţi, conţinând o răşină de hidrocarbură în stratul de bază şi ambele straturi de acoperire conţinând ulei siliconic, la care cel puţin o suprafaţă a foliei este tratată superficial. Invenţia se mai referă şi la un procedeu de obţinere a acestei folii prin coextrudare şi la utilizarea acesteia ca ambalaj.

Description

Invenția se referă la o folie multistrat, din poliolefine orientate, cu proprietăți de sigilare și imprimare pe ambele părți, compusă din cel puțin un strat de bază și straturi de acoperire pe ambele părți, conținând o rășină de hidrocarbură în stratul de bază și ambele straturi de acoperire conținând ulei siliconic. Foliile se remarcă printr-un coeficient de frecare scăzut, în combinație cu o excelentă capacitate de sigilare pe ambele părți ale foliei și imprimabilitate remarcabilă.

Sunt cunoscute folii cu un coeficient scăzut de frecare. Exigențele referitoare la capacitatea de prelucrare a foliilor pe mașinile automate au crescut continuu, de-a lungul anilor. Din acest motiv, se impun coeficienți de frecare tot mai scăzuți, în legătură cu care noțiunea actuală de valori de frecare „scăzute se înscrie într-un ordin de mărime de la 0,3 la 0,1, în timp ce, în urmă cu câțiva ani, o frecare caracterizată între 0,4 până la 0,5 era desemnată ca excepțional de scăzută.

Se cunoaște, din stadiul tehnicii, faptul că în poliolefine se adaugă o amidă de acid carboxilic, pentru îmbunătățirea proprietăților de alunecare. Foliile descrise conțin amide în straturile acoperitoare sau în straturile de bază și în cele care le acoperă.

Mai este cunoscut, ca agent de alunecare, adaosul de ulei siliconic la foliile poliolefinice, ca fiind un mijloc excepțional pentru realizarea unor valori de frecare mai scăzute de 0,3. Unele documente recomandă utilizarea uleiului siliconic, în combinație cu alți agenți de creștere a proprietăților de alunecare.

Documentul EP-A-0 182 463 descrie o folie multistrat care conține o amină alifatică terțiară de la 0,05 până la 0,2% greutate în stratul de bază și o combinație de ulei siliconic și SiO₂ în stratul acoperitor sigilabil. Conform acestei descrieri, se obțin, printr-o acțiune reciprocă, surprinzătoare, dintre SiO₂, uleiul siliconic și amină, în combinație cu o grosime selectată a stratului acoperitor sub 0,8 pm, folii cu coeficienți de frecare de 0, și chiar mai scăzuți. Deși au coeficienți de frecare remarcabili, proprietățile de prelucrare ale foliei sunt defectuoase. Aceasta nu are, în special, proprietăți de imprimare și, în consecință, nu se poate recomanda pentru utilizări multiple.

Documentul EP-A-0 143 130 descrie folii ce conțin în stratul de bază o amidă a acidului carboxilic și, de asemenea, o combinație de ulei siliconic și SiO₂ în stratul acoperitor, în documentul menționat, EP-A-0 182 463, se descrie acțiunea sinergetică a trei componente selecționate, asupra coeficienților de frecare. în ciuda proprietăților de alunecare, avantajoase, aceste folii sunt defectuoase ca prelucrabilitate și le lipsește calitatea foarte importantă de a fi ușor impriinabile.

Documentele EP-A-0194 588 și EP-A-0 217 598 descriu o altă folie mai perfecționată, care, deși prezintă bune calități de alunecare, este, în același timp, și imprimabilă, datorită unui adaos de ulei siliconic. La aceste folii, se introduce ulei siliconic numai într-un strat acoperitor, în combinație, dacă este cazul, cu SiO₂. Al doilea strat acoperitor, lipsit de ulei siliconic, se tratează prin efect corona, în vederea îmbunătățirii capacității de tipărire. în continuare, are loc transmiterea uleiului siliconic pe suprafața celui de al doilea strat tratat, prin contactul cu primul strat care conține ulei siliconic. Prin această manevră artificială, se obține o folie îmbogățită cu ulei siliconic, cu bune proprietăți de alunecare și care prezintă, concomitent, pe partea expusă efectului corona, calități bune de tipărire, dar și de sigilare. Această folie prezintă dezavantajul că este imprimabilă numai pe o singură parte, ceea ce reprezintă un impediment, în special, când se urmărește utilizarea foliei în domeniul ambalajelor, respectiv, acolo unde există necesitatea de folii imprimabile pe ambele părți, cu bune proprietăți de alunecare.

Procedeul redat mai sus a prezentat, ca singură posibilitate cunoscută, utilizarea acțiunii favorabile a uleiului siliconic, chiar și pe un strat acoperitor sigilabil cu suprafața tratată. Există în lumea specialiștilor convingerea că un strat acoperitor care conține ulei siliconic nu

RO 118941 Β poate fi tratat prin efect corona, deoarece acest tratament al suprafeței conduce la o struc- 50 tură reticulară a uleiului siliconic, prin care capacitatea de sigilare a stratului dotat inițial cu aceste caracteristici de sigilare este distrusă.

Totuși, documentul EP-0618070 prezintă filme poliolefinice sigilabile, orientate biaxial constând dintr-un strat de bază și straturi de acoperire, în care straturile de acoperire conțin un adaos de rășină hidrocarbonată și sunt tratate prin efect corona. Aceste filme sunt utiliza- 55 bile pentru mașini de ambalare cu viteză mare, deoarece glisarea a fost îmbunătățită cu ajutorul unui amestec de agenți de antiblocare, care poate conține ulei siliconic, însă nu se utilizează, combinat, tratamentul corona pe stratul care conține acest ulei. De asemenea, nu există nici o indicație a faptului că un film care conține o rășină dură și ulei siliconic poate fi tratat superficial prin efect corona. 60

Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția, constă în realizarea unei folii multistrat din polipropilenă cu proprietăți de glisare îmbunătățite, conferite de uleiul siliconic, concomitent cu capacitatea de imprimare și sigilare, realizată prin tratament corona.

Conform invenției, această problemă se rezolvă printr-o folie de tipul menționat, care se distinge prin aceea că cel puțin o suprafață a foliei este tratată superficial. 65

Invenția se referă și la un procedeu de obținere a foliei multistrat din poliolefine prin coextrudare cunoscută, prin duză plată, a topiturii corespunzătoare, alungire biaxială și tratare superficială prin termofixare sau efect corona, în care folia coextrudată este trasă peste un valț de netezire, cu temperatura cuprinsă între 80 și 110°C, folia este alungită biaxial cu un raport de alungire longitudinală de 4:1 până la 7:1 și un raport de alungire pe transversală 70 de 8:1 până la 10:1, după care folia întinsă biaxial este tratată superficial prin termofixare și, în continuare, înfășurată.

Folia poliolefinică, astfel obținută, este utilizată ca folie de ambalaj.

Invenția prezintă avantajul că permite realizarea unor folii din poliolefine, cu proprietăți bune atât de sigilare, cât și de alunecare și imprimare, ceea ce le face apte de a fi utili- 75 zate ca ambalaje de înaltă calitate.

S-a constatat că interacțiunea nedorită dintre uleiul siliconic și tratamentul prin efect corona, care conduce la distrugerea capacității de sigilare, poate fi înlăturată prin adaosul unei rășini de hidrocarbură în stratul de bază. Prin aceasta se poate realiza, surprinzător, tratamentul superficial al unei folii cu proprietăți de sigilare, care conține ulei siliconic în stra- 80 tul său de acoperire sigilabil.

„Tratamentul superficial se referă, în sensul invenției, la procedeul care se recomandă pentru îmbunătățirea tensiunii superficiale a suprafeței foliei, respectiv, pentru îmbunătățirea aderenței foliei la cernelurile de tipar, la aplicările de straturi, la laminări etc. Procedee de tratare a suprafeței sunt, de preferință, tratamentul prin efect corona sau tratarea prin 85 flacără.

„Uleiurile siliconice cuprind, în sensul invenției, uleiuri siliconice cu o viscozitate în intervalul de la 350 până la 500 000 Centistokes (est), cum ar fi, de exemplu, polidialchilsiloxani cu radicali alchil - C₄, polialchil - fenil - siloxani, uleiuri siliconice modificate cu polieter, uleiuri siliconice modificate cu olefine. Dintre cele sus-menționate se preferă, în spe- 90 cial, polidimetilsiloxanii. în general, straturile de acoperire conțin 0,1 până la 2,0% greutate, ulei siliconic, de preferință 0,3 până la 1,0% greutate, raportat la greutatea stratului de acoperire.

„Stratul de bază, în sensul invenției, este acel strat care reprezintă cel puțin 50%, de preferință până la 90% din grosimea totală a foliei. 95 „Straturile de acoperire, în sensul invenției, sunt straturile exterioare ale foliei.

„Rășinile de hidrocarbură reprezintă, în sensul invenției, polimeri cu masă moleculară joasă, a căror greutate moleculară medie (medie masică Mw) este cuprinsă, în general, în intervalul 300-8000, și care sunt diferite de polipropilene.

RO 118941 B

Stratul de bază al foliei multistrat, conform invenției, conține în principal o poliolefină, de preferință, un polimer propilenic și o rășină de hidrocarbură și, eventual, alțî aditivi adăugați în anumite cantități eficiente. în general, stratul de bază conține polimeri propilenici cel puțin 50% în greutate, de preferință 75 până la 98% greutate (de fiecare dată raportat la greutatea stratului de bază).

Polimerul polipropilenic conține propilenă în proporție de cel puțin 90 până la 100% în greutate, de preferință 98-100% în greutate și are un punct de topire de 140°C sau mai ridicat, de preferință 150 până la 170°C. Homopolipropilena isostatică cu o parte solubilă în n-heptan de 6% greutate și mai puțin, raportată la homopropilenă isostatică, copolimeri de etilenă și propilenă cu un conținut de etilenă de 5% sau mai scăzut, copolimeri ai propilenei cu α-olefine C₄ - C₈ cu un conținut de a-olefine de 5% în greutate sau mai scăzut, constituie polimerii propileinici preferați pentru stratul de bază, la care se preferă îndeosebi polipropilena isostatică. Polimerul propilenic al stratului de bază are, în general, un indice de curgere la topire de 0,5g /10 min până la 10 g /10 min, de preferință de la 1,5 g /10 min până la 4 g /10 min, la o temperatură de 230°C și o forță de 21,6 N (DIN 53 735). Procentele în greutate, indicate, se referă la respectivul copolimer.

Conform invenției, stratul de bază conține o rășină de hidrocarbură într-o cantitate de la 2 până la 20 % greutate, de preferință, 3 până la mai puțin de 10%, în special, de la 3 la 9% în greutate, raportat la strat. Rășinile de hidrocarburi sunt polimeri cu greutate moleculară scăzută, a căror greutate moleculară medie (masă medie Mw) se află, în general, în intervalul de la 300 până la 8000, de preferință de la 400 până la 5000 sau de la 500 până la 2000. Prin aceasta, greutatea moleculară medie a rășinii este mult mai scăzută decât a polimerilor propilenici, care constituie componenta pricipală a stratului de bază și care are o greutate moleculară medie de peste 100 000.

Ca rășini recomandate, cu greutăți moleculare joase, se menționează rășinile naturale sau sintetice cu un punct de înmuiere de la 60 până la 180°C, de preferință de la 80 la 150°C, în conformitate cu ASTM E-28. Dintre numeroasele rășini cu mase moleculare joase, se preferă rășinile de hidrocarburi și anume cele sub formă de rășini de petrol, rășini stirenice, rășini ciclopentadienice și rășini terpenice (aceste rășini sunt descrise în Enciclopedia de chimie tehnică, Ullmann, ediția a 4-a, volumul 12, pag. 525-555). Rășinile de petrol recomandate sunt descrise în numeroase publicații, cum ar fi de exemplu EP-A-0180 087, la care se va face referire.

Rășinile de petrol sunt acele rășini de hidrocarburi care se produc prin polîmerizarea materialelor petroliere puternic descompuse (deep - decomposed) în prezența unui catalizator. Aceste materiale petroliere conțin, de obicei, un amestec de substanțe generatoare de rășini precum stiren, metiistiren, viniltoluen, inden, metilinden, butadienă, izopren, piperilen și pentilen. Rășinile stirenice sunt homopolimeri cu greutate moleculară joasă de stiren sau copolimeri de stiren cu alți monomeri cum ar fi metiistiren, viniltoluen sau butadienă. Rășinile ciclopentadienice sunt homopolimeri de ciclopentadienă sau copolimeri de ciclopentadienă, care se obțin din distilate de gudron și gaz de petrol descompus. Aceste rășini sunt obținute prin menținerea materialelor care conțin ciclopentadienă pentru o lungă perioadă de timp, la o temperatură înaltă. Funcție de temperatura de reacție, se pot obține dimeri, trimeri sau oligomeri.

Rășinile terpenice sunt produse de polimerizare, ale terpenelor, adică hidrocarburi cu formula C_l0H₁₆, care sunt conținute în aproape toate uleiurile eterice sau în rășinile cu componentă uleioasă, ale plantelor, și rășini terpenice modificate fenolic. Ca exemple speciale de terpene sunt pinena, α-pinena, dipentena, limonena, mircena, camfena și alte terpene asemănătoare. Dintre rășinile de hidrocarburi se pot menționa și așa-numitele rășini

RO 118941 Β de hidrocarburi modificate. Modificarea se desfășoară, în general, prin reacționarea materiei prime înainte de polimerizare, prin introducera monomerilor speciali sau prin reacția produsului polimerizat, în care a avut loc, în special, hidrogenarea sau hidrogenarea parțială. 150 Ca rășini de hidrocarburi se mai utilizează homopolimeri de stiren, copolimeri ai stirenului, homopolimeri de ciclopentadienă, copolimeri de ciclopentadienă și/sau produși de polimerizare ai terpenelorcu un punct de înmuiere superior temperaturii de 135°C (la produși de polimerizare nesaturați se preferă produsul hidrogenat). Se preferă, în mod deosebit, produșii de polimerizare cu un punct de înmuiere de 140° C, care se introduc în straturile 155 intermediare.

Stratul de bază al foliei prezintă, de regulă, un modul E inferior valorii de 3000N/mm², de preferință de la 1800 la 2800 N/mm², pentru utilizări normale ca folie de ambalare sigilabilă, care nu impune proprietăți mecanice sau de răsucire deosebite.

Folia polilefinică, conform invenției, conține în continuare cel puțin un strat de acope- 160 rire, de preferință pe ambele părți, straturi de acoperire cu proprietăți de sigilare. Acest/ aceste straturi de acoperire conțin în principal polimeri sigilabili din a - olefine cu 2 până la 10 atomi de carbon și ulei siliconic, precum și eventual alți aditivi, în anumite cantități eficiente. în general, stratul/straturile de acoperire conțin între 75 până la aproape 100 % în greutate, în special de la 90 la 99,5 % greutate, polimer a - olefinic sigilabil. 165

Exemple de astfel de polimeri a - olefinici cu proprietăți de sigilare sunt:

- un copolimer de etilenă și propilenă sau etilena și 1 -butilenă sau propilenă și 1-butilenă sau

- un terpolimer al etilenei cu propilenă și 1-butilenă sau

- un amestec din doi sau mai mulți homo-, co- și terpolimeri menționați, eventual 170 amestecați cu unul sau mai mulți homo-, co- și terpolimeri menționați, la care se preferă, în special, copolimeri statistici etilen-propilenici cu un conținut etilenic de la 1 la 10% în greutate, de preferință 2,5 până la 8% greutate, sau copolimeri statistici propilenă-butilenă-1 cu un conținut de butilenă de la 2 la 25% în greutate, de preferință de la 4 la 20 % greutate, raportat la greutatea totală a copolimerului, sau terpolimeri statistici de etilenă-propilenă-bu- 175 tilenă-1 cu un conținut de etilenă de la 1 la 10% în greutate, de preferință 2 până la 6 % în greutate, și un conținut de butilenă-1 de la 2 la 20% în greutate, de preferință de la 4 la 20% greutate, raportat la greutatea totală a terpolimerilor, sau un amestec dintr-un terpolimer etilenă-propilenă-butilenă-1 și un copolimer propilenă-butilenă-1 cu un conținut de etilenă de la 0,1 până la 7% în greutate și un conținut de propilenă de la 50 până la 90 % în greutate 180 șî un conținut de butilenă-1 de la 10 până la 40 % în greutate, raportat de fiecare dată la greutatea totală a amestecului polimeric.

Copolimerii și terpolimerii descriși anterior se caracterizează, în general, printr-un indice de curgere în topitură cuprins între 1,5 până la 30 g /10 min, de preferință de la 3 la 15 g/10 min și un punct de topire, în domeniul de la 120 la 140° C. Amestecul de copolimeri 185 și terpolimeri prezentat anterior are, în general, un indice de curgere în topitură, cuprins între 5 până la 9 g/10min șî un punct de topire de la 120 la 150° C. Toți indicii de curgere menționați mai sus sunt măsurați la 230°C și la o forță de 21,6 N (DIN 53 735).

în cazul de față, se pot utiliza toți polimerii din straturile de acoperire menționate anterior, în mod identic ca pentru stratul de bază, descompuși peroxidic, folosindu-se, în prin- 190 cipiu, aceiași peroxizi. Factorul de descompunere pentru polimerii straturilor de acoperire este cuprins, în general, în domeniul de la 3 până la 15, de preferință de la 6 la 10.

Folia multistrat, în conformitate cu prezenta invenție, conține cel puțin stratul de bază descris anterior și straturile de acoperire sigilabile pe ambele fețe, care sunt alcătuite din polimerii propilenici sigilabili descriși mai înainte, sau din amestecuri ale acestora. Funcție 195 de scopul utilizării prevăzute, folia multistrat poate avea un strat/straturi intermediare pe suprafața stratului de bază.

RO 118941 B într-o variantă preferată, folia multistrat este cu trei straturi, la care straturile de acoperire pot avea, dar nu în mod necesar, compoziții identice.

Grosimea stratului/straturilor este mai mare de 0,4 pm și este cuprinsă, de preferință între 0,6 și 4 pm, în special între 0,8 până la 2 pm, la care straturile de acoperire bilaterale pot prezenta grosimi egale sau diferite.

Grosimea totală a foliei poliolefinice multistrat, poate varia în limite largi și este ajustată în conformitate cu utilizarea dorită. Ea prezintă, de preferință, între 5 până la 70 pm, în special 10 până la 50 pm, stratul de bază constituind circa 50 până la 90% din grosimea totală a foliei.

După cum s-a menționat anterior, stratul de bază și straturile de acoperire pot conține, suplimentar, și alți aditivi uzuali, în cantități importante. Astfel de aditivi obișnuiți sunt, de preferință, stabilizatori, agenți de neutralizare, agenți antistatici și de antiblocare.

Ca stabilizatori pot fi introduse combinații care acționează, în mod uzual, cu efect de stabilizare pentru polimerii etilenici, propilenici și din alte α-olefine. Cantitățile de adaos din aceștia se situează la 0,05 până la 2 % în greutate. Se recomandă îndeosebi stabilizatori fenolici, stearați alcalini/aîcalino-pământoși și/sau carbonați alcalini/alcalino-pământoși. Stabilizatorii fenolici se preferă într-o cantitate de la 0,1 până la 0,6 % în greutate, în special de la 0,15 până la 0,3% în greutate și cu o masă molară mai mare decât 500 g/mol. Deosebit de avantajoși sunt pentaeritril-tetrakis-3-(3,5-c//-terțbutil-4-hidroxifenil)-propionatul sau 1,3,5-trimetil-2,4,6-tr/s(3,5-d/'-tertbutil-4-hidroxibenzil)benzen.

Agenții de neutralizare folosiți sunt, de preferință, dihidrotalcit, stearat de calciu și/sau carbonat de calciu cu o dimensiune medie a particulelor de cel mult 0,7 pm, cu o dimensiune absolută a particulelor aflată sub 10 pm și o suprafață specifică de minimum 40 m²/g. în general, agenții de neutralizare se adaugă într-o cantitate de la 0,02 până la 0,1 % în greutate.

Agenții antistatici preferați sunt sulfonați alcali-alcanici și/sau amine terțiare, alifatice în esență cu catene liniare și saturate. Aminele alifatice terțiare cuprind combinații cu formula generală R₃N, în care R reprezintă un radical de acid gras sau un radical aichil C₁₂-C_1B sau un radical aichil hidroxi substituit, în care radicalii R pot fi identici sau diferiți. Radicalii aichil hîdroxi-substituiți sunt, de preferință, radicali hidroxietil, hidroxipropil sau hidroxibutil. Se preferă îndeosebi N,N-b/s(2-hidroxietil)-alchil aminele. Aminele alifatice terțiare se introduc în condiții deosebit de avantajoase, într-o cantitate cuprinsă între 0,05 până la 1,0% în greutate, de preferință între 0,1 la 0,3% greutate. Se recomandă, în continuare, ca agent antistatic, monostearatul de glicerină.

Ca amide de acid carboxilic, se utilizează amidele unui acid carboxilic solubil în apă cu 8 până la 24 de atomi de carbon sau amestecuri ale acestor amide. Se preferă, cu deosebire, amida acizilor Eruca, amida acizilor oleici, amida acidului stearic și altele asemănătoare. S-a găsit ca fiind foarte avantajoasă introducerea amidei doar în stratul de bază al foliei multistrat, de preferință, într-o cantitate de la 0,1 la 0,3 % în greutate, deosebit de favorabile fiind cantitățile de la 0,15 la 0,25 % în greutate (raportate la stratul de bază).

în cadrul procedeului de obținere a foliei se procedează astfel, încât topiturile corespunzătoare straturilor separate ale foliei să fie coextrudate printr-o duză plană, apoi folia astfel obținută să fie trasă pe unul sau mai multe valțuri pentru solidificare, să fie apoi întinsă (orientată) biaxial. Folia întinsă biaxial este termofixată pentru tratarea stratului superficial și este supusă unui procedeu de mărire a tensiunii superficiale, de preferință, tratament prin efect corona sau flacără.

întinderea (orientarea) biaxială se poate efectua simultan sau succesiv, astfel încât întinderea biaxială succesivă să se producă, de preferință, pentru început, pe lungime (în direcția de acțiune a mașinii) și apoi, transversal (perpendicular pe direcția mașinii).

RO 118941 Β

Pentru început, așa cum este caracteristic procesului de coextrudare, se comprimă și se fluidizează într-un extruder polimerul, respectiv amestecul de polimeri, în straturi singulare. Dacă este cazul, aditivii conținuți în rețetă trebuie să fie deja adăugați în polimer, respectiv în amestecul de polimeri. Topiturile se presează apoi, concomitent, printr-o duză plană (duză cu fantă largă) și folia multistrat evacuată este trasă pe unul sau mai multe valțuri de 250 netezire, pe care se produce răcirea și solidificarea. S-a dovedit ca fiind deosebit de indicat să se mențină temperatura valțului sau a vailțurilor de netezire, pe care folia evacuată este răcită și întărită, între 50 până la 110°C.

Folia astfel obținută este apoi întinsă în lungul și perpendicular pe direcția de extrudare, ceea ce duce la o orientare a catenelor moleculare. Alungirea pe direcție longitudinală 255 este, de preferință, de la 4:1 ia 7:1, și pe direcție transversală de preferință de la 8:1 la 10:1. Alungirea pe direcție longitudinală, în raportul dorit, se realizează cu ajutorul a două valțuri cu viteze diferite de rotație și alungirea transversală cu ajutorul unei rame corespunzătoare de întindere.

Temperaturile la care se desfășoară alungirile pe direcție longitudinală și transversală 260 pot varia. în general, alungirea longitudinală se efectuează, de preferință, ia 120 până la 150° C și alungirea pe transversală, între 155 și 190° C.

întinderea biaxială a foliei este urmată de termofixare (tratament termic), în care folia este menținută circa 0,5 la 10s la o temperatură de 140...160°C. în continuare, folia se înfășoară în mod cunoscut cu un dispozitiv de înfășurare. 265

După cum s-a menționat deja, folia este tratată în urma alungirii biaxiale, pe cel puțin una dintre suprafețe, printr-una dintre metodele cunoscute, de preferință, efect corona sau în flacără. La tratamentul corona, se procedează practic astfel ca folia să fie introdusă între doi elemenți conductori, care servesc ca electrozi, între care se stabilește o tensiune, de regulă, tensiune alternativă (de circa 10 până la 20 kV și 20 până la 40 kHz), atât de înaltă 270 încât are loc o descărcare radiantă sau corona. Prin descărcarea radiantă sau corona se produce ionizarea aerului de deasupra suprafeței foliei și reacția cu moleculele de pe suprafața foliei, astfel încât iau naștere centre polare în matricea, de regulă, nepolară a polimerului.

în vederea tratamentului cu flacără cu o flamă polarizantă (a se vedea documentul 275 US-A - 4.622.237) se stabilește o tensiune electrică continuă între un arzător (polul negativ) și un valț de răcire. Mărimea tensiunii stabilite se află între 500 și 3000 V, de preferință în intervalul de la 1500 până la 2000 V. Prin tensiunea stabilită, atomilor ionizați li se impregnează o accelerație mărită, ceea ce duce la o energie cinetică, mai mare, la impactul cu suprafața polimerică. Legăturile chimice în interiorul moleculei polimerului sunt destrămate mai 280 ușor și are loc o formare mai rapidă a radicalilor. Sarcina termică a polimerului este mult mai redusă la tratamentul standard cu flacără și se pot obține folii ale căror proprietăți de sigilare, pe partea tratată, sunt chiar mai bune decât pe partea netratată.

în continuare, invenția este descrisă mai în detaliu, pe baza exemplelor de realizare.

Exemplul 1. S-a obținut prin metoda coextrudării, urmată de orientarea treptată în 285 direcție longitudinală și transversală, o folie în trei straturi, cu o grosime totală de 20 pm și o structură a stratului tip ABA, adică stratul de bază este acoperit cu două straturi A identice. Straturile de acoperire au avut o grosime de câte 0,7 pm. Folia a fost supusă unui tratament corona pe o singură parte, înainte de înfășurare.Tensiunea superficială a foliei se cifrează, ca urmare a acestui tratament, pe partea tratată la circa 36 mN/m. 290

Tuturor straturilor li s-a adăugat pentru stabilizare 0,13% în greutate pentaeritritiltetrakis-4-(3,5 ditertiarbutil-4-hidroxifenil)-propionat (©Irganox 1010) și, ca agent de neutralizare, stearat de calciu 0,06 % în greutate.

RO 118941 Β

Stratul de bază B constă, în principal, dintr-un homopolimer polipropilenic cu o parte solubilă în n - heptan de 4 % în greutate și un punct de topire de la 160 la 162°C. Indicele de curgere la topire a homopolimerului polipropilenic se ridică la 3,2 g /10 min, până la 230° C și o încărcare de 21,6 N (din 53 735). Stratul de bază conține 10% în greutate o rășină de hidrocarbură, raportat la greutatea stratului de bază, cu un punct de topire de circa 140°C (obținută ca rășina-Masterbatch Exxelor PA 609 de firma Exxon Chemicals Germania).

Straturile de acoperire poiiolefinice sigilabile constau, în principal, dintr-un terpolimer etilenă-propilenă-butilen 1 cu un conținut de 3% greutate etilenă, 88,5 % în greutate propilenă și 8% în greutate butilenă-1.

Straturile de acoperire conțin 0,33% în greutate un oxid de siliciu cu un diametru mediu al particulei de 4 pm, respectiv 2 pm și 0,8 % în greutate un polidimetilsiloxan cu o viscozitate de 30 000 cenți Stokes (cSt).

în particular, s-au ales următoarele condiții pentru producerea foliei:

Extrudare: temperatura de extrudare 260° C

Alungire longitudinală:

- valț de alungire T=135°C

- alungire pe direcția mașinii cu un factor de circa 6

Alungire transversală:

- zona de încălzire T = 180° C

- zona de alungire T = 177° C

Alungire transversală, cu un factor de cca. 8

Fixare:

- temperatura T = 155° C

Tratament corona:

- tensiune: 10 000 V

- frecvență: 10 000 Hz

Folia astfel obținută a prezentat pe suprafața tratată prin efect corona o tensiune superficială (metoda cernelei) de 36 mN/m. S-au sigilat cele două straturi de sigilare pretratate, unul față de celălalt, la o temperatură de 130° C (timp de sigilare 0,5 s și presiune de contact 10 N/cm²). Rezistența marginii de sigilare a fost de circa 1,1 N/15 mm. Rezistenta sigilării a fost la o temperatură de 140° C (timp de sigilare 0,15 s și presiune de contact 0,35 N/cm²), de 1,2 N/15 mm.

Exemplul comparativ 1. S-a obținut o folie conform descrierii din exemplul 1, cu singura deosebire că în stratul de bază nu s-a adăugat nici o rășină. Rezultatele sunt rezumate în tabelul 1.

Exemplul comparativ 2. S-a obținut o folie, conform descrierii din exemplul 1, cu singura deosebire că în stratul de acoperire pretratat nu s-a adăugat nici un ulei siliconic. Rezultatele sunt cuprinse în tabelul 1.

Exemplul comparativ 3. S-a obținut o folie, conform descrierii din exemplul 1, cu singura deosebire că nu s-a efectuat tratamentul corona al suprafeței. Rezultatele sunt cuprinse în tabelul 1.

Exemplele și exemplele comparative arată că, în mod surprinzător, rășina împiedică reticularea uleiului siliconic la tratamentul corona al stratului de acoperire care conține ulei siliconic. Prin aceasta, se menține capacitatea de sigilare a foliei. Utilizarea rășinii, ca atare, în foliile de polipropilenă aste de mult cunoscută. Se cunoaște, de asemenea, că rășina îmbunătățește proprietățile mecanice ale foliilor și ale barierelor lor. A fost totuși complet surprinzător faptul că rășina a împiedicat reticularea uleiului siliconic la tratamentul corona al foliei. Această constatare deschide noi căi pentru producerea foliilor, care sunt foarte ușor imprimabile, ca urmare a tratamentului suprafețelor, prezintă concomitent foarte bune calități

RO 118941 Β de alunecare, datorită conținutului de ulei siliconic, dar se caracterizează și prin calități excepționale de sigilare. Până acum, singura metodă cunoscută, pentru a realiza o astfel de combinație de proprietăți ale unei folii, a fost cea cunoscută în mediile de specialitate ca „ 345 metoda fasonării

Pentru caracterizarea materiilor prime și a foliilor s-au folosit următoarele metode de măsurare:

indicele de curgere la topire;

indicele de curgere la topire a fost măsurat în conformitate cu DIN 53 735 la o 350 sarcină de 21,6 N și 230°C, respectiv la o sarcină de 50 N și 190°C;

Punct de topire:

Măsurare DSC, punctul maxim al curbei de topire, viteză de încălzire 20°C/min.

Opacitate:

Opacitatea foliei s-a măsurat în conformitate cu ASTM-D 1003-52. 355

Luciu:

Luciul a fost determinat după DIN 67 350. S-a măsurat valoarea reflectată ca mărime optică distinctivă, pentru suprafața unei folii. Pornind de la standardul ASTM-D 523-78 și ISO 2813 s-a stabilit unghiul de iluminare, la 60° sau 85°. O radiație luminoasă întâlnește suprafața de verificare sub unghiul de iluminare, stabilit, și este reflectată, respectiv împrăștiată 360 de aceasta. Radiațiile luminoase care cad pe receptorul fotoelectronic sunt indicate ca mărime electrică proporțională. Valoarea măsurată este adimensională și trebuie indicată o dată cu unghiul de iluminare.

Rezistenta sigilării:

Pentru determinare, s-au suprapus două fâșii de folie cu lățimea de 15 mm și s-a 365 efectuat sigilarea la 130° C, respectiv 140° O, la un timp de sigilare de 0,5 s, respectiv la 0,15 s și o presiune de sigilare de 10 N/cm², respectiv 0,35 N/cm² (Aparat: Brugger Typ NDS, bac de sigilare încălzit unilateral). Rezistența de sigilare s-a determinat după metoda T-Peel.

Frecare: 370

Frecarea s-a determinat, în conformitate cu DIN 53 375.

Tensiune superficială:

Tensiunea superficială s-a determinat prin intermediul așa numitei metode a cernelei (DIN 53 364).

Calități de imprimare: 375

Foliile tratate prin efect corona au fost imprimate după 14 zile de la producerea lor (evaluare pe termen scurt), respectiv 6 luni după producere (evaluare de lungă durată). Aderența canelurilor de tipar a fost apreciată prin intermediul testului cu bandă adezivă. Dacă cu banda adezivă se desprinde puțină cerneală, se apreciază aderența ca fiind moderată și la o desprindere semnificativă, ca fiind slabă. 380

Determinarea temperaturii de desfacere a sigilării:

S-au obținut probe sigilate la temperatură mare (marginea de sigilare 20mmx100mm) cu aparatul de sigilat HSG/ET al firmei Brugger, cu care s-a sigilat o folie la diverse temperaturi cu ajutorul a două bacuri de sigilare încălzite, la o presiune de sigilare de 10 N/cm², respectiv 0,35 N/cm² și o durată a sigilării de 0,5 s, respectiv 0,15s. Din probele sigilate, s-au 385 decupat benzi de probă de 15 mm lățime. Rezistenta de sigilare T, adică forța necesară pentru separarea benzilor de probă, a fost determinată cu o mașină de încercare la tracțiune la o viteză de netezire de 200 mm/min, la care nivelul marginii de sigilare formează un unghi drept cu direcția de tracțiune. Temperatura de desfacere a sigiliului (sau temperatura minimă de sigilare) este temperatura la care rezistența cusăturii la sigilare este de cel puțin 390 0,5 N/15 mm.

RO 118941 Β

Tabelul 1

Exemplu	Compoziție	Sigilare la 130°C, 0,5s și 10 N/m	Sigilare la 140°C, 0,15s și 0.35 N/cm²	Calități de tipărire	Coeficient de frecare
Exemplul 1	Cu rășină și pe ambele fețe cu ulei siliconic	1,2 N/15 mm	1,2 N/15 mm	foarte bune	0,3
Exemplul comparativ 1	Fără rășină dar pe ambele fețe cu ulei siliconic	0,1 N/15 mm	0,1 N/15 mm	foarte bune	0,3
Exemplul comparativ 2	Cu rășină, însă fără ulei siliconic în stratul de acoperire pretratat	1,3 N/15 mm	1,3 N/15 mm	foarte bune	0,7
Exemplul comparativ 3	Cu rășină pe ambele fețe cu ulei siliconic, însă fără tratament prin efect corona	1,5 N/15 mm	1,5 N/15 mm	slabe	0,3

Exemplul 2. La fel ca în exemplul 1, s-a obținut prin metoda coextruderii, continuată prin orientarea treptată în direcția lungimii și pe transversală, o folie în trei straturi, în următoarele condiții specifice:

Tuturor straturilor și s-a adăugat 0,1% agent de antiblocare, iar rășina de hidrocarbură a fost introdusă atât în stratul de bază, cât și în straturile de acoperire.

Straturile de acoperire au conținut 0,33% în greutate oxid de siliciu cu un diametru mediu al particulei de 5 pm, respectiv 2 pm.

Folia astfel obținută a prezentat o tensiune superficială (metoda cernelii) de 34 mN/m și un coeficient de frecare de 0,2, determinat în conformitate cu DIN 53375.

Pentru producerea foliilor, așa cum s-a arătat mai sus, topiturile corespunzătoare straturilor individuale ale foliilor sunt coextrudate printr-o duză plată, folia coextrudată este trasă peste un valț de netezire, cu o temperatură cuprinsă între 80 și 110°C, folia este alungită biaxial cu un raport de alungire longitudinală de 4:1 până la 7:1 și un raport de alungire pe transversală de la 8:1 până la 10:1, după care folia întinsă biaxial este tratată superficial, prin termofixare și în continuare înfășurată.

Claims

1. Folie multistrat, din poliolefine orientate, cu proprietăți de sigilare și imprimare pe ambele părți, compusă din cel puțin un strat de bază și straturi de acoperire pe ambele părți conținând o rășină de hidrocarbură în stratul de bază și ambele straturi de acoperire conținând ulei siliconic, caracterizată prin aceea că cel puțin o suprafață a foliei este tratată superficial.

2, Folie multistrat din poliolefine, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că rășina de hidrocarbură este conținută în stratul/straturile de acoperire și/sau stratul/straturile intermediare dintre suprafața stratului de bază și stratul/straturile de acoperire.

RO 118941 Β

3. Folie multistrat din poliolefine, conform revendicării 1 și/sau 2, caracterizată prin aceea că straturile de acoperire conțin SiO₂ cu un diametru mediu al particulelor de la 2 la 5 pm, de preferință 4 pm. 440

4. Folie multistrat din poliolefine, conform cu una sau mai multe dintre revendicările 1...3, caracterizată prin aceea că stratul de bază conține o amină alifatică terțiară, de la 0,05 până la 0,25% în greutate față de stratul de bază.

5. Folie multistrat din poliolefine, conform cu una sau mai multe dintre revendicările 1 ...4, caracterizată prin aceea că straturile de acoperire conțin de la 0,2 la 0,5% în greutate 445 ulei siliconic, față de stratul de acoperire corespunzător.

6. Folie multistrat din poliolefine, conform cu una sau mai multe dintre revendicările 1...4, caracterizată prin aceea că straturile de acoperire conțin cel puțin 0,1% în greutate agent de antiblocare, raportat la stratul de acoperire corespunzător.

7. Folie multistrat din poliolefine, conform cu una sau mai multe dintre revendicările 450 1 ...5, caracterizată prin aceea că folia prezintă un coeficient de frecare de la 0,2 până la 0,3 după prelucrare și o tensiune superficială de cel puțin 34 mN/m.

8. Folie multistrat din poliolefine, conform revendicării 7, caracterizată prin aceea că prelucrarea cuprinde imprimarea și cașerarea foliei multistrat.

9. Procedeu de obținere a foliei multistrat, din poliolefine definite în revendicarea 1, 455 în care topiturile corespunzătoare straturilor individuale sunt supuse la coextrudare prin duză plată, alungire biaxială și tratare superficială prin termofixare sau efect corona, caracterizată prin aceea că folia coextrudată este trasă peste un valț de netezire cu temperatura cuprinsă între 80 și 110°C, folia este alungită biaxial cu un raport de alungire longitudinală de 4:1 până la 7:1 și un raport de alungire pe transversală de 8:1 până la 10:1, după care folia 460 întinsă este tratată superficial prin termofixare și în continuare, înfășurată.

10. Utilizarea unei folii multistrat poliolefinice, conform uneia din revendicările de la 1 la 7, ca folie de ambalaj.

11. Utilizarea unei folii multistrat poliolefinice, conform uneia din revendicările de la 1 la 7, în prelucrări ulterioare, de preferință, pentru imprimare și/sau cașerare. 465