SE426951B - Forfarande for framstellning av belagda polyolefinfilmer samt en belagd polyolefinfilm enligt framstellningsforfarandet - Google Patents

Description

78109214-6 som nämnda maskiner icke har förmåga att bearbeta eller omvand- la termoplastfilmer såsom de som härledes från polyolefiner, och i synnerhet från polypropen. Detta kan spåras tillbaka till det faktum att de automatiska eller halvautomatiska maskinerna har utformats och byggts med tanke på egenskaperna för det mest spridda av förpackningsmaterialen, nämligen cellofanfil- ITLEI' .

De grundläggande skillnaderna mellan polyolefinfilmerna, i syn- nerhet mellan polypropen och cellofanfilmerna består i det fak- tum att polyolefinfilmerna är termoplastiska material medan cellofan utgör ett material som är okänsligt för värme upp till den punkt där det uppnår sin antändbarhetsgräns. Detta medför som en följd ett annorlunda uppträdande hos de två ty- perna av material med avseende på de automatiska värmesvets- anordningar som hör samman med de traditionella förpacknings- maskinerna. Under det att i själva verket cellofanen som nor- malt är belagd med en termoplastisk lack vilken gör filmen svetsbar genom värme i själva verket svetsas utan svårighet smälter polyolefinfilmerna, i synnerhet av pelypropen, i kon- taktpunkterna med svetselementen och har tendens att klibba till dessa och rivas sönder,vilket sålunda gör det praktiskt omöjligt att upprätthålla en rimlig driftshastighet för för- packningsmaskinen.

Det är känt hur man skall förbättra egenskaperna värmesvets- barhet, ogenomtränglighet och liknande för de syntetiska poly- merfilmerna genom beläggning av nämnda filmer med material som har förmåga att säkerställa ovannämnda egenskaper.

I allmänhet uppnås beläggningen genom strängsprutning av lac- ken på den uppbärande filmen i smält tillstånd (strängsprut- ningsbeläggning). En annan metod består i den s.k. "lamine- ringen" av två filmer till varandra, med eller utan lim. En ytterligare annan metod består i utspridninq av beläggninqs- medlet löst i ett lämpligt lösningsmedel. Till beläggninqs- medlet kan kopplas en primer som tjänar till att underlätta 7810924-6 vidhäftningen av beläggningen till bäraren.

Ofta ersättes eller åtföljes primern av en förbehandling av bärarfilmen med kemiska medel, med elektriska icke-genom- trängande urladdningar, med en låga, eller andra liknande me- del.

Förfaranden är även kända som består i beläggning av polyole- finfilmerna med : (a) ett första skikt bestående av en aminförening, i syn- nerhet polyetylenimin, som tjänar till att främja förankringen av lacken till bäraren och (b) ett andra skikt bestående av en blandning av epoxihart- ser och vinyl- eller vinylidenpolymerer eller -sampolymerer, eller bestående av blandningar av epoxihartser, vinyl- eller vinylidenpolymerer eller -sampolymerer och alkylakrylat eller alkylmetakrylat-polymerer eller sampolymerer.

De sålunda erhållna filmerna visar mycket goda beständighets- värden hos svetsarna men nar en dålig beständighet mot klibb- ningen till svetsstavarna hos förpackningsmaskiner.

Det har nu framkommit att det är möjligt att erhålla belagda polyolefinfilmer av samma typ men som har bättre beständighet mot klibbning till svetsstavar.

Enligt föreliggande uppfinning belägges polyolefinfilmerna med ett första skikt bestående av aminföreningar och med ett andra skikt bestående av blandningar av ~ (a) 50-80 vikt-% vinyl- eller vinylidenpolymerer eller -sampolymerer ; (b) 10-40 vikt-% epoxihartser ; (c) 0,5-5 vikt-I mikrokristallina vaxer.

Belägqninqen kan anbringas till antingen bi-sträckte eller icke-sträckta filmer, behandlade elektriskt eller med en flam- 7~81Û92lv6 ma eller med andra system (exempelvis kemisk oxidation).

Den kan även anbringas på en icke-sträckt film eller på en film sträckt i en enda riktning i vilket fall sträckningen el- ler sträckningarna utföres efter beläggningen.

Beläggningen kan,betydelselöst vilket,anbringas på en eller båda sidor av polypropenfilmen. Éeläggningen enligt förelig- gande uppfinning kan anbringas enligt kända metoder ur lös-U ningar eller dispersioner av beläggningen, i vatten eller i organiska lösningsmedel, med metoder som även är kända i sig, i synnerhet genom utspridning (bestrykning), doppning eller liknande.

Den totala tjockleken för beläggningen kan variera från l till 20 mikron. I Det första skiktet består företrädesvis av alkyleniminpolyme- rer, såsom polyetylenimin, polypropylenimin och liknande, el- ler av aminföreningar med låg molekylvikt, såsom etylendiamin, dietylentriamin, tetraetylenpentaamin och liknande;* Bland vinyl- och vinylidenpolymererna av blandningen i det andra skiktet lämpar sig särskilt för ändamålet vinylklorid- poljmeïer, vinylacetatpolymerer, sampolynerer av vinylklorid/- vinylacetat, vinylklorid/vinylidenklorid, vinylidenklorid/ak- rylnitril och liknande.

Bland epoxihartserna i blandningen i det andra skiktet har kondensationsprodukterna av epiklorhydrin med fenoler visat sig särskilt lämpliga.

Som mikrokristallina vaxer kan man antingen använda de artifi- ciella eller syntetiska vaxerna eller de naturliga bestående av blandningar av estrar av fettsyror och av högre alkoholer, och i synnerhet karnaubavax.

Graden av vidhäfLníng av bcläggningnn till bärarfilmcn bestäm- mes genom pressning av en cellulosaklistertejp mot ytan av 7810924-6 den belagda filmen och därefter genom abrupt avdragninq av denna cellulosaklistertejp från nämnda yta. Beläggningarna med en utmärkt vidhäftning måste förbli fast förankrade till bärarfilmen ; beläggningarna med en dålig adhesiv förmåga drages däremot av antingen partiellt eller fullständigt från bärarfilmen.

Medelst "avskalningstest"~metoden utvärderas likaledes med* hjälp av en dynamometer beständigheten mot dragpåkänning hos svetsen.

Avskalningstestvärdena anses vara goda när de överstiger 80- 100 g/cm. Det måste emellertid påpekas att beständighetsvär- dena hos svetsen måste hänföras till den typ av användning för Vilken den belagda filmen är avsedd. Sålunda måste 80-100 g/cm anses vara ett utomordentligt värde när användningen är exem- pelvis svetsen för en belagd film som är avsedd för inslagning av cigaretter. " Helt annorlunda är däremot fallet påsar som skall inrymma ris, socker och liknande för vilka erfordas mycket högre svetsbes- tändighetsvärden.

Graden av klibbning av den lackerade filmen till svetselemen- ten erhålles genom mätning, med hjälp av en Instron-dynamome- ter, av den kraft per ytenhet (g/cm) som är nödvändig för se- paration av filmen från svetselementen, för ett prov, anslutet till dynamometern och utsatt för svetsning under betingelser liknande de som inträffar på de förpackningsmaskiner som nor- malt användes (temperatur = l30oC ; tryck = 2,8 kp/cmz ; tid = l sekund). " De bärare till vilka de värmesvetsbara beläggningarna enligt föreliggande uppfinning anbringas består av filmer som erhål- les av propenpolymerer framställda med stereospecifika kataly- satorer. p Före filmframställning kan man till polymeren sätta stabilise- torer, smörjmedel, mjukningsmedel, färgade pigment, antistat- medel, fyllmedel och liknande. 7810924-6 iill detaljerna av den speciella utföringsformen av Eörelig~ gande uppfinning kan införas vidsträckta variationer eller förändringar medan man fortfarande faller inom uppfinningsidén och inom ramen för själva uppfinningen.

Uppfinningen åskådliggöres närmare medelst följande exempel.

Exempel l En polypropenfilm erhâllen genom strängsprutning av en propen- polgner, övervägande bestående av makromolekyler med en iso~ taktisk struktur, sträckt och med en tjocklek av 20 mikron un- derkastades en elektronisk behandling med en SCAE-typ~apparat och belades därefter på en sida med hjälp av en tunn-arks* heguäænings-maskin med en l-%-ig vattenlösning av polyetylen- imin. Därefter torkades filmen i en ugn och belades med ett andra skikt av en blandning av : l. 77,5 vikt-% av en kloridacetat/vinylacetat-sampolymer (87-13) med en Fikentscher-konstant K = 46. 2. l9;5 vikt-% av ett epoxiharts erhållet genom polykonden~ sation av epiklorhydrin med bisfenol A och med en medel- molekylvikt av 900. 3. 3 vikt-% av ett karnaubavax i mikrokristallin form och med en smältpunkt av 80-90°C, ett förtvâlningstal 68-88 och ett surhetstal 7 - 14. ' Pclfmererna anbringades som en 20%-ig lösning i metyletylke- ton. Lösningen framställdes vid rumstemperatur och efter ut- spridning torkades filmen vid 90°C. Den belagda filmen visade följande egenskaper : - tjocklek för beläggningen 2 mikron - vidhäftning (scotch-tejp test) bra - klibbning vid 43°C (ASTM D ll46-53) bra - genomsynlighet bra - glidbarhet (statisk friktionskoeffi- cient T.H.I.) bra - heständigbet hos svetsen (avskalnings- fiest) 180 g/cm 7810924-6 - svetsningstempetatur 13003 - kiibbighet (viahäftning) till svets- stavar vid l30oC 25 g/cmz ggemnel 2 En polypropenfilm erhållen genom strängsprutning av en propen- polymer bestående övervägande av makromolekyler med en isotak- tisk struktur - dock med en tjocklek av 25/fm underkastades_en elektronisk behandling i en SAE-typanordning och belades på en sida, med användning av en standardbestryknings- eller utsprid- ningsmaskin för tunna ark med en vattenhaltig l5%-ig lösning av polyetylenimin. Därefter torkades filmen i en ugn och bela- des sedan med ett skikt bestående av en blandning av : l. -58 vikt-% vinylklorid/vinylacetat-sampolymer (87-13) med en Fikentscher-konstant K = 48 ; 2. 39 vikt-% av ett epoxiharts erhållet genom polykondensa- tion av epiklorhydrin med bisfenol A och med en medelmole- kylvikt av 900 ; u 3. 3 vikt-% karnaubavax i mikrokristallin struktur med en smäitpunkt mellan so och 90%, ett förtvålningstal = sa- 88 och ett suihetstal 7-14. I Polymerenm.anbringades som en 20%-ig lösning i metyletylketon.

Lösningen framställdes vid rumstemperatur. Efter utspridning torkades filmen vid 90UC. Den belagda filmen uppvisade föl- jande egenskaper : - tjocklek för beläggningen 2 mikron - vidhäftning (scotch-tejp test) bra - klibbning vid 43°c (Asna n 1146-53) bra - genomsynlighet bra - glidbarhet (statisk fiktions- koefficient T.M.I.) bra - beständighot hos svetsen (avskal- ningstest) 200 g/cm - svetsningstempuratur l30OC - klibbighet (vidhäftning) till svetsstavar vid 13000 40 g/cm ...s .~ ._ ...___ c ?a1o92a-6 D Exemgel 3 En film av polypropen erhållen genom strängsprutning av en pro- penpolymer, övervägande bestående av makromolekyler med en iso- taktisk struktur, - dock med en tjocklek av 25 mikron underkas- tades en elektronbehandling med en anordning av SCAE-typ och belades därefter på en sida med användning av en standardut- spridningsmaskin för tunna ark med en l%-ig vattenlösning av polyetylenimin. Därefter torkades filmen i en ugn och belades~ sedan med ett andra skikt av en blandning bestående av : l. 78,5 vikt-% av en vinylklorid/vinylacetat-sampolymer (87-13) med en Fikentscher-konstant K = 46 ; 2. l9,5 vikt-% av ett epoxiharts erhållet genom polykonden- sation av epiklorhydrin med bisfenol A och med en medelmolekyl- vikt av 900 ; 3. 2 vikt-% karnaubavax i en mikrokristallin struktur med en smältpunkt av 80-90oC, ett förtvålningstal 68-88 och ett sur- hetstal 7-14.

Polymererna anbringades som en 20%-ig lösning i metyletylke- ton. Lösningen framställdes vid rumstemperatur. Efter utsprid- ning torkades filmen vid 90°C. Den belagda filmen uppvisade följande egenskaper : - tjocklek för beläggningen 2 mikron - vidhäftning (scotch-tejp test) bra - klibbning vid 43OC (ASTM D ll46-53) bra - genomsynlighet bra - glidbarhet (statisk friktions- koefficient T.M.I.) bra '- beständighet hos svetsen (avskal- § ningstest) 180 g/cm - svetsningstemperatur i OC 130 Å - klibbighet till svetsstavar vid É 13 o°c 40 g/cmz f '781092ß '6 Exeïnel 4 En çolypropenfilm erhållen genom strängsprutning av en propen- polymer övervägande bestående av makromolekyler med en isotak- tisk struktur, - dock med en tjocklek av 25 mikron underkas- tades en elektronisk behandling med en apparat av SCAE-typ och belades därefter på en sida, med användning av en standard- beläggningsmaskin för tunna ark, med en vattenhaltig 1%-ig polyetyleniminlösning. Därefter torkades filmen i en ugn och belades med ett andra skikt bestående av en blandning av : l. 59 vikt-% vinylklorid/vinylacetat-sampolymer (87 - 13) med en Fikentscher-konstant K = 48 ; 2. 39 vikt-% av ett egoxiharts erhållet genom polykondensa- tion av epiklorhydrin med bisfenol-A och med en medelmo- lekylvikt av 900 ; 3. 2 vikt-% karnaubavax i mikrokristallin form och med en smältpunkt mellan 80 och 90°C, ett förtvålningstal 68 - 88 och ett surhetstal mellan 7 och 14.

Polymererna anbringades som en 20%-ig lösning i metyletyl- ketcn.

Efter beläggning torkades filmen vid 90oC. Den belagda filmen uppvisade följande egenskaper : - tjocklek för beläggningen 2 mikron - vidhäftning (scotch-tejp test) bra - ï-dibbning vid 43°c (AsTM n 1146-53) bra - genomsynlighet bra - glidbarhet (statisk friktions- koefficient T.M.I.) bra - beständighet hos svetsen (avskal- ningstest) I 200 g/cm - svetsningstemperatur l30°C - klibbning till svetsstavarna vid LJJQC 65 g/cmz 1a1o92a-6 Wi 10 Exemgel 5 (jämförelsetest) En polypropenfilm erhållen genom strängsprutning av en propen- polymer övervägande bestående av makromolekyler med en isotak- tisk struktur, - dock med en tjocklek av 25 mikron, underkas- tades elektronisk behandling på en anordning av SCAE-typ och belades därefter på en sida med hjälp av en tunn-skiktsut- spridningsmaskin med en l%-ig vattenhaltig polyetyleniminlös- ning. Därefter torkades filmen i en ugn och belades sedan med _ ett andra skikt bestående av en blandning av : 1. 80 vikt-% vinylklorid/vinylacetat-sampolymer (87 - 13) med en Fikentscher-konstant K =~46 ; 2. 20 vikt-% epoxiharts erhållet genom polykondensation av epiklorhydrin med bisfenol-A och med en medelmolekylvikt av 900 ; Polymererna anbringades som en 20%-ig lösning i metyletylke- ton. Lösningen framställdes vid rumstemperatur.

Efter utspridning torkades filmen vid 90°C. Den belagda filmen uppvisade följande egenskaper : - tjocklek för beläggningen 1,8 mikron - vidhäftning (scotch-tejp test) bra - klibbning vid 43°C (ASTM D ll46-53) frånvarande - genomsynlighet bra ~ glidbarhet (statisk friktions- koefficient T.M.I) bra - beständighet hos svetsen (avskal- ningstest) 180 g/cm - svetsningstemperatur l30°C - klibbning till svetsstavarna vid 13o°c iso g/cm Exemnel 6 (jämförelsetest) En polypropenfilm erhållen genom strängsprutning av en propen- polymer övervägande bestående av makromolekyler med en iso- taktisk struktur, - dock med en tjocklek av 25 mikron under- kastades en elektronisk behandling på en anordning av SCAE- typ varefter den belades på en sida med användning av en 7810924-6 ll standardtunnskiktsbeläggningsmaskin med en vattenhaltig 1%-ig polyetyleniminlösning. Därefter torkades filmen i en ugn och belades sedan med ett andra skikt bestående av en blandning av: l. 20 vikt-% av ett epoxiharts erhållet genom polykondensa- tion av epiklorhydrin med bisfenol-A och med en medelmo- lekylvikt av 900 ; 2. 80 vikt-E polymetylmetakrylat med en inre viskositet i cHc13 vid zo°c (Q ) = o,2o.

Polymererna anbringades som en 20%-ig lösning i metyletylke- ton. Lösningen framställdes vid rumstemperatur. Efter utsprid- ning torkades filmen i en ugn vid 90°C.

Den belagda filmen uppvisade följande egenskaper : - tjocklek för beläqgningen 2 mikron - vidhäftning (scotch-tejp test) bra - klibbning vid 43°c (ASTM D 1146-53) icke bra - genomsynlighet bra - glidbarhet (statisk friktions- koefficient T.M.I.) bra -. beständighet hos svetsen (avskal- ningstest) 350 g/cm - svetsningstemperatur i OC 130 - _ klibbning till svetsstavarna vid 13o°c 500 g/cmz Exempel 7 (jämförelse) En polypropeníilm erhållen genom strängsprutning av en propen- polymer bestående övervägande av makromolekyler med en iso- taktisk struktur, - dock med en tjocklek av 25 mikron, under- kastades en elektronisk behandling på en anordning av SCAE- typ, med användning av en standardtunnskiktsutspridningmaskin med en vattenhaltig 1%-ig polyetyleniminlösning. Filmen torka- des successivt i un ugn och belades därefter med ett andra skikt bestående av en blandning av : 7810924-si 12 70 vikt-% av en vinylklorid/vinylacetatsampolymer (87 - 13) med en Fikentscherkonstant K = 50 ; 20 vikt-% av ett epoxiharts erhållet genom polykondensa- tion av epiklorhydrin med bisfenol-A och med en medel- molekylvikt av 900 ; 10 vikt-% polymetylmetakrylat med en inre viskositet i cHc13 vid 2o°c (Q ) = 0,20.

Polymererna anbringades som en 25%-ig lösning i metyletylketon.

Lösningen framställdes vid rumstemperatur.

Efter utspridning av lösningen torkades filmen i en ugn vid 9o°c.

Filmen uppvisade följande egenskaper : tjocklek för beläggningen 2 mikron vidhäftning (scotch-tejp test) bra klibbning vid 43°c (ASTM n 1146-53) bra genomsynlighet _ bra glidbarhet (statisk friktions- koefficient T.M.I.) bra beständighet hos svetsen (avskal- ningstest) 200 g/om svetsningstemperatur l30oC klibbning till svetsstavarna vid 13o°c 235 g/cmz

Claims (11)

va1os2a-6 _ .__...___._.4 n)- "n" v--V _ . 1. :Lien hitziv

1. l. Förfarande för förbättring av beständigheten mot klibbning till svetsstavar för belagda polyolefinfilmer be- stående av en bi-sträckt eller icke-sträckt uppbärande poly- olefinfilm och av en beläggning i två skikt, varvid det mit- tersta skiktet består av en aminförening medan det andra skik- tet består av en blandning av en vinyl- eller vinylidenpolymer eller -sampolymer och ett epoxiharts, k ä n n e t e c k n a t av att till blandningen i det andra skiktet sättes 0,5 - 5 vikt-% av ett naturligt, artificiellt eller syntetiskt mikro- kristallint vax.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a t av att polyolefinfilmen består av en polypro- penfilm övervägande bestående av isotaktiska makromolekyler.

3. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av att det första beläggningsskiktet består av alkyleniminpolymerer, företrädesvis av polyetylen- imin och polypropylenimin.

4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k nya t av att i blandningen hos det andra skiktet användes som vinyl- och vinyliden-polymerer polyme- rer av vinylklorid och vinylacetat och vinylklorid-vinylace- tat-sampolymerer, vinylklorid-vinylidenklorid-sampolymerer och vinylidenklorid-akrylnitril-sampolymerer i ett förhållande av 50:80%.

5. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av att epoxipolymererna i blandningen i det andra skiktet består av polykondensat erhållna genom om- sättning av epiklorhydrin med fenoler i en mängd som ligger mellan 10 och 40%.

6. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av att det mikrokristallina vax som använizs i blandningen i ich andra skiktet väljes bland natur- liga vaxer, såsom karnaubavax och liknande, bestående av .g7s1o92u-6" 14 blandningar av fettsyraestrar med hšgre alkoholer.

7.- Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av att man antingen till endast det ena eller till bägge beläggningsskikten sätter stabilisatorer, smör'medel, mjukningsmedel, färgämnen och antistatmedel.

8. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e'c k n a t av att anbringningen av den första beläggningen eller av båda beläggningarna genomföres innan en eller bägge sträckningarna av filmen, varvid den andra eller bägge sträckningarna genomföres efter beläggningen.

9. Belagda värmesvetsbara polyolefinfilmer med för- bättrad beständighet mot svetsning och förbättrad beständ- dighet mot klibbning av filmen mot svetsstavarna, dk ä n - n e t e c k n a t av att polyolefinfilmerna består av en polyolefinfilmbärare som väsentligen utgöres av isotaktiska makromolekyler och av en två-skiktsbeläggning varvid det mellanliggande skiktet består av en aminförening och det and- ra skiktet består av en trekomponentsblandning framställd av ett epoxiharts, en vinyl- eller vinyliden-polymer eller -sam- polymer och av 0,5-5 vikt-% av antingen ett naturligt, arti- ficiellt eller syntetiskt mikrokristallint vax.

10. Belagda polyolefinfilmer enligt patentkravet 9, k ä n n e t e c k n a d av att bärarfilmen består av en polypropen som väsentligen utgöres av isotaktiska makromole- kyler.

11. ll. Belagda polyolefinfilmer enligt patentkravet 9 eller 10, k ä n n e t e c k n a d e av att de utgöres av polypropenfilmer vilka uppvisar god beständighet mot svets- ning och mot klibbningen av filmerna till svetsstavar vid l30°C vilken är lika med under 80 g/cm2. 7810924 '6 SAMMANDRAG Ett förfarande för förbättring av beständigheten mot klibb- ning till svetsstavar för belagda polyolefinfilmer bestående av en bi-sträckt eller izke-sträckt polyolefinbärarfilm och av en beläggning i två skikt beskrives, varvid det mellan- liggande skiktet består av en aminförening medan det andra_g skiktet består av en blandning av en vinyl- eller vinyliden- polfmer eller -sampolymer och ett epoxiharts, varvid förfa- randet utmärkes av att till blandningen i det andra skiktet sättes från 0,5 till 5 vikt-% av ett naturligt, artificiellt eller syntetiskt mikrokristallint vax. Uppfinningen omfattar även de belagda värmesvetsbara polyolefinfilmerna.