WO2012037931A1 - Klare transparente antifog-mehrschicht-folie - Google Patents

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WO2012037931A1
WO2012037931A1 PCT/DE2011/075071 DE2011075071W WO2012037931A1 WO 2012037931 A1 WO2012037931 A1 WO 2012037931A1 DE 2011075071 W DE2011075071 W DE 2011075071W WO 2012037931 A1 WO2012037931 A1 WO 2012037931A1
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antifog
film
multilayer film
layers
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PCT/DE2011/075071
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Helwig Heinrich Daum
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Kobusch-Sengewald Gmbh
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    • Y10T428/31924—Including polyene monomers

Definitions

  • the invention relates to a polyolefin multilayer film which has at least one antifogging sealant layer, a higher sealant overcoat layer, optionally gas and / or moisture barrier layers.
  • polyolefin multilayer films are understood as meaning those which contain more than 25% of polypropylene, based on the total film or all layers of the film.
  • Polypropylene has the properties of a high melting point and thus good sterilizability, good availability and good mechanical properties in terms of stability, rigidity, tensile and scratch resistance.
  • multilayer films are used in the packaging of water-containing material, such as foods that form condensates when stored.
  • multi-layer films are used as windows or bags that should be as clear and transparent as possible to allow a good inspection of the contents of the packaging on possible decomposition, mold or size and quality of the contents.
  • the delivery of water from the so packaged goods leads to condensation on the packaging, especially lidding, to water droplets, which restrict the view of the product or prevent.
  • Film surface and the dripping moisture causes an acceleration of rot and mold on the food.
  • Antifog properties of films can be achieved by coating with anti-fog solution or by mixing anti-fog additives into film layers on the product side.
  • antifogging additives are generally divalent compounds having a non-polar aliphatic region for anchoring in the polyolefin matrix and a polar hydrophilic region capable of interacting with water and lowering the surface tension of the water droplets to form a transparent film of water on the film.
  • This polar region causes the incompatibility of antifogging additives with pure polyolefins, such as polyethylene, which leads to migration of the additive to the film surface.
  • the polar region of the antifog agent is then directed outward and can thus interact with water.
  • the anti-fog Additv lowers the contact angle of the water droplets, allowing the formation of a continuous transparent water film on the film surface.
  • Antifog additives are thus surface-active additives, which are preferably used as a combination of different classes of substances. Suitable substances which are used in conjunction with one another as antifogging additive are described, for example, in WO 97/22655 A1, to which reference is hereby expressly made to avoid repetitions.
  • Components of an antifogging agent combination are, for example, fatty acid esters and their derivatives, aliphatic alcohols and their esters, polyethoxylated aromatic alcohols, one or more esterified sorbitol esters, one or more esterified glycerol esters, mixed glycerol esters, ethoxylated sorbitan esters, ethoxylated amines.
  • the abovementioned esters are usually based on esterification of the particular acid with medium or long-chain fatty acids.
  • Typical are, for example, drug combinations from the three classes of substances: glycerol esters, sorbitol esters and ethoxylated amines.
  • the sealing layer of a composite film may be coated with a corresponding antifogging lacquer.
  • Antifogging coated layer has a low lifespan, as it is instantly dissolved in water - the active substance (esterified surfactants) is consumed quickly and the number of cycles is limited.
  • the antifogging additives can be incorporated directly or via a concentrate, a so-called masterbatch, in polymer layers of the film itself.
  • Masterbatches are polyolefin / antifogging compositions containing the antifogging additives in an increased concentration relative to the film layer, generally from 10 to 50% by weight, preferably from 15 to 40% by weight of the additive, based on the total weight of the additive masterbatches.
  • the polyolefins of the masterbatch are generally common polyolefins, such as polyethylenes or polypropylenes.
  • Antifog additives and corresponding masterbatches are known and commercially available.
  • An additive mixed into the sealing film migrates out of the sealing layer in the direction of the product, but also in the direction of the covering layer, as a result of which the overall properties of the multilayer film deteriorate.
  • Antifog agents act poorly change. Polypropylene films with anti-fogging properties are already known. Thus, JP 58079044 A and also JP 02187441 A polypropylene layers for multilayer films with special anti-fogging agents, which are less migratory
  • JP09248880A illustrates a polypropylene laminate in which a
  • Antifogstoffumble layer is extruded together with a polypropylene layer.
  • polypropylene anti-fog films are disadvantageous in terms of printability and / or transparency or the hot-tack properties of the film. Furthermore, the known films need to be improved with regard to the anti-fog properties, in particular also with regard to the long-term stability of these properties.
  • the multilayer films according to the invention have very good optical properties, ie. H. have high transparency and good gloss, as well as sealing properties, in particular a good hot-tack.
  • This antifogging agent barrier layer can be, for example, polypropylene. Due to its high crystallinity, it prevents migration to the polar components of the multilayer films or the composite. Preferably
  • Polypropylene homo used, alternatively, a block polypropylene or random polypropylene.
  • the cover layer of the film composite also has barrier properties with respect to the antifogging agent in order to prevent the antifogging agent from migrating out of the sealing layer onto the film roll into the cover layer and to guarantee the function of the barrier film even on a roll.
  • antifogging properties (cold fog) of stage 5 can be ensured over at least 6 months, with the practice showing that the antifogging effect is maintained even beyond the period.
  • Siegelschchten in the context of the present invention are the product-facing layers that are heat-sealable.
  • hot sealing refers to sealing with permanently heated / pulse-heated / ultrasonic tools, with sealing jaws compressing the composite to be sealed and at least the inner layer of the composite with another sealing layer - that of the same composite (for example, with sealed bags) or with the polymer Surface of another object, such as a bowl-like container - merges.
  • Cover layers are those layers which form outermost layers. They can be selected for properties such as: mechanical stability, strength, gloss. In the present case, they preferably also have barrier properties with respect to the antifogging agent.
  • Preferred cover layers are polypropylene, polyester and polyamide.
  • Intermediate layers are the layers present between the cover layer and the sealing layer; in general, these can be adhesives (adhesion promoters, laminating adhesives); Moisture barrier layers; Antifogschperr- layers, gas barrier layers, such as those skilled in the art act.
  • Typical gas barrier layers are known, for example, from DE 10 2004 062 204 A1.
  • the gas barrier layer prevents the entry and exit of gases. In particular, it should be prevented that oxygen reaches the food, favors the rot and mold, and that optionally introduced in the packaging protective gases, such. As nitrogen or carbon dioxide, escape.
  • Such gas barrier layers contain e.g. essentially polyamide, lacquered cellophane, ethylene-vinyl alcohol polymers (EVOH) or other vinyl alcohol polymers (PVOH) or are also built up of these materials in multiple layers.
  • Polyamide and / or EVOH is inherently water vapor permeable and has poor seal properties, i. is not suitable for welding, as is usually necessary for the packaging of food and feed.
  • the packaging films are usually also provided with an additional layer as a water vapor barrier.
  • an additional layer as a water vapor barrier.
  • the gas barrier layer are thus suitable polyamides, lacquered cell glass, ethylene-vinyl alcohol polymers (EVOH) or other vinyl alcohol polymers (PVOH).
  • the barrier layer may consist essentially of one of these materials. It is also possible to construct the barrier layer itself in a multilayered manner, e.g. from an EVOH layer, which is provided on one or both sides with a polyamide layer. This multi-layer barrier layer can be produced by coextrusion or by lamination and / or painting.
  • Water vapor barrier films are familiar to those skilled in the art. Particularly suitable are polyisobutylene and / or butyl rubber polymers, styrene polymers, such as SEBS or also phyllosilicate-filled polyamides.
  • the additional layer serving as a water vapor barrier can have good sealing properties, so that on the one hand a weldable packaging film is obtained through this layer and, on the other hand, this packaging film is additionally water vapor-tight in the generally desired manner.
  • an antifog film is provided, such as for packaging food and animal feed or as an antifogging layer in film composites such as plastic glass panes, which optionally holds protective gases and / or water in the packaging and protects the food from oxygen.
  • This film has a barrier layer which has a high barrier function for antifogging agents.
  • This barrier thus fulfills the requirements of keeping antifogging agents away from overlying films and of preventing the antifogging agent from possibly containing protective gases introduced into the packaging in the packaging.
  • the film additionally has a superficial sealing layer with anti-fogging agent, which has good sealing properties.
  • the sealing layer impairs the functional properties of the barrier layer. Since the barrier against gases and moisture is caused by the at least one gas / water vapor barrier layer, the sealing layer may also be gas-permeable.
  • gas barrier or “gas-permeable” is meant a barrier or permeability to substances which are gaseous at normal ambient temperatures, in particular for oxygen, nitrogen and
  • the antifogging agent barrier layer of the film generally contains at least 80% by weight, preferably 90 to 100% by weight, in particular 98 to ⁇ 100% by weight, in each case based on the antifogging agent barrier layer, of a propylene polymer described below. This anti-fog agent barrier layer is not added to any anti-fog additive.
  • a barrier layer of polypropylene advantageously contributes to the desired property profile of the film.
  • the antifogging additives migrate from the sealing layer only to the barrier layer, since this antifogging agent barrier layer acts as an effective migration barrier over the antifogging additive.
  • the sealing layer acts as an antifogging agent reservoir, due to the barrier can be an antifogging loss by migrating into other film layers can be avoided.
  • the propylene polymer of the antifogging agent barrier layer particularly preferably contains at least> 98 to 100% by weight of propylene.
  • the corresponding comonomer content of from 0 to at most 2% by weight, based on the propylene, if present, is generally ethylene.
  • the propylene homopolymer generally has a melting point of 140 to 170 C.
  • the antifogging agent barrier layer may also comprise conventional stabilizers and neutralizing agents, as known to those skilled in the art.
  • the film shows the desired anti-fog properties, in particular, these are surprisingly uniform and long-term stability.
  • the sealant layer forms the antifoaming reservoir from which the antifogging additive can migrate for a long time, so that even after several days no dripping on the film occurs when it is used for packaging moist foods.
  • the adverse effects of anti-fog additives on transparency and cohesion surprisingly do not occur.
  • the film shows good adhesion of the layers to one another and very good transparency.
  • the primer layer 12 is not saturated by the antifoggant barrier layer and can accordingly generate adhesion promotion. This allows corresponding dosages in the sealing layer 10.
  • the anti-fog agent barrier layer provides an effective barrier to migration of the anti-fog additive to the surface of the topcoat.
  • the film has anti-fog properties, which are particularly long-term stable and uniform and still has a very good transparency, good hot-tack properties and is also, if desired, printable.
  • the antiperspirant film according to the invention is also suitable as antifog film or antifogging layer for windshields, sports glasses, helmet visors or plastic glasses or mineral glass panes and greenhouse films of any type.
  • Fig. 2 shows a 5-layer film composite with oxygen barrier layer
  • FIG. 4 shows a multilayer film with the composite of FIG. 3;
  • FIG. 5 shows a further multilayer film with the composite of FIG. 3
  • Fig. 1 is a simple co-extruded film composite without gas barrier, which is supplemented in the finished composite by other films, shown schematically.
  • An anti-fog agent-containing sealing layer 10 made of PE with anti-fogging agent is covered by an antifogging barrier layer 20 of polypropylene, on which in turn a polyethylene layer 40 is extruded as a cover layer.
  • Film composite is suitable for the packaging of goods in which no gas barrier properties are necessary.
  • further cover layers can be applied to this composite to the Resistance of the film to improve temperature and / or to increase the mechanical stability.
  • Films of this type are primarily suitable for greenhouse films.
  • Fig. 2 shows an anti-fog multilayer film with gas barrier 30 and improved roll life.
  • a polypropylene outer layer 40 is applied, which protects the composite against diffusion of
  • the film shows good stability and good transparency in use.
  • a six-layer antifog multilayer film is shown in the directly to the anti-fog agent-containing sealing layer 10 - as in Fig. 1 - a
  • Polypropylene antifoggant barrier layer 20 is alsext rudiert.
  • Polypropylene layer 20 prevents the antifogging agent from migrating into the film and forces it into the sealing layer 10.
  • EVOH is bound as gas barrier layer 30.
  • the migration of antifog agents into EVOH is generally favored because of the polar nature of the EVOH, but leads to undesirable changes in the EVOH properties as well as the properties of the EVOH
  • Adhesive 12 and thus in the worst case for delamination.
  • FIG. 4 shows a complete composite film with the film combination of FIG. 3.
  • the hard layer is then applied to the outer layer 40 by means of a laminating adhesive 14, which causes the corresponding gloss and scratch resistance of the film.
  • This may be, for example, oriented / stretched polypropylene, oriented / stretched polyamide, polyester.
  • Figure 5 shows another complete composite film having improved moisture and gas barrier properties through the use of a polyamide polypropylene barrier layer and EVOH. Both materials complement each other in terms of their blocking function outstanding, so that a particularly good blocking multi-layer film is obtained.
  • the structure of the film of Fig. 5 is similar to that of Fig. 2, except that a double barrier layer is mounted on the anti-fog agent sealing layer.
  • the cover layer is - as in the combination of Fig. 2 possible, laminated.
  • the total thickness of the polypropylene film according to the invention can vary within wide limits and depends on the intended use. It is preferably 0.004 to 0.120 mm, in particular 0.005 to 0.080 mm, wherein the antifogging agent barrier layer accounts for about 10 to 50% of the total film thickness.
  • the invention further relates to a process for the preparation of the novel polypropylene film according to the known coextrusion process.
  • the polymers or polymer blends of the individual layers are each compressed and liquefied in extruders, it being possible for the optionally added additives to be already present in the polymer or in the polymer mixture or incorporated as a master batch.
  • the melts are then simultaneously pressed through flat nozzles (slot die) and form films that still run together warm and together staple on cooling and solidification.
  • Suitable materials for the gas barrier layer are polyamides, lacquered cell glass, ethylene-vinyl alcohol polymers (EVOH) or other vinyl alcohol polymers (PVOH).
  • the barrier layer may consist essentially of one of these materials.
  • the barrier layer itself multilayered, for example, from an EVOH layer, which is provided on one side or on both sides with a polyamide layer.
  • This multi-layer barrier layer can be produced by coextrusion or by lamination and / or painting.
  • Temperatures in which longitudinal and transverse stretching are carried out can vary within a relatively wide range and depend on the desired properties of the film.
  • cover layer composite such that one of the layers is (at least partially) printed.
  • the print can be protected by overlaying with another cover layer.
  • the polypropylene barrier layer 20 acts as an additive barrier and prevents loss of the antifog agent by migration within the film. This ensures a consistent and constant antifogging property over time.
  • the inventive composition of the film, the antifog additives virtually do not increase the haze of the film. This is essential for a transparent packaging film that is supposed to make the packaged goods look their best.
  • Classic thickness ratios of the individual films in a composite according to the invention can be as follows: 0.004mm - 0.1mm, preferably 0.008mm - 0.05mm
  • 0.004mm -0.1mm preferably 0.008mm - 0.1mm 0.001mm -0.1mm, preferably 0.002mm - 0.01mm 0.00mm -0.01mm, preferably 0.002mm - 0.008mm 0.008mm -0.1mm, preferably 0.01mm - 0.04mm

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Abstract

Die Erfindung betrifft klare transparente Antifog-Mehrschicht-Folie mit verbesserter Widerstandsfähigkeit gegen Delamination und gutem Funktionserhalt, die mindestens eine Antifog-Additiv haltige Polyolefin-Siegelschicht (10), eine Antifogmittelsperrschicht (20), und eine Deckschicht (40) aufweist.

Description

Klare transparente Antifog-Mehrschicht-Folie
Die Erfindung betrifft eine Polyolefin-Mehrschichtfolie, welche mindestens eine Antifogsiegelschicht, eine Deckschicht mit höherer Siegeltemperatur, gegebenenfalls Gas- und/oder Feuchtigkeitssperrschichten aufweist.
Unter Polyolefin-Mehrschichtfolien werden im Zusammenhang mit dieser Anmeldung solche verstanden, die mehr als 25% Polypropylen, bezogen auf die Gesamtfolie bzw. alle Schichten der Folie, enthalten. Polypropylen hat die Eigenschaften eines hohen Schmelzpunktes und damit guter Sterilisierbarkeit, guter Verfügbarkeit und guter mechanischer Eigenschaften hinsichtlich Stabilität, Rigidität, Zug- und Kratzfestigkeit.
Derartige Mehrschichtfolien finden Einsatz in der Verpackung von wasserhaltigem Material, wie Lebensmitteln, die bei Lagerung derselben Kondensate bilden. Dabei werden Mehrschichtfolien als Sichtfenster oder aber Beutel eingesetzt, die möglichst klar und transparent sein sollen, um eine gute Inspektion des Inhalts der Verpackung über mögliche Zersetzung, Schimmelbildung oder aber Größe und Beschaffenheit des Inhalts zu ermöglichen. Die Abgabe von Wasser aus den so verpackten Waren führt zu Kondensatbildung an der Verpackung, speziell an Deckelfolien, zu Wassertropfen, welche die Sicht auf das Produkt einschränken bzw. verhindern. Diese so gebildeten Wassertropfen werden als„fog" bezeichnet und Mittel, welche Wassertropfen vermeiden, als „Antifog-Mittel" oder„Antifog-Additive". Bei Folien, die keine oder mangelhafte Antifog-Eigenschaft haben, führt der Feuchtegehalt der verpackten Lebensmittel zu einer Bildung von Wassertropfen durch Kondensation auf der
Folienoberfläche. Diese Tropfenbildung beeinträchtigt die Transparenz und die Haltbarkeit des Packgutes. Die Tropfen haften nicht unbegrenzt auf der
Folienoberfläche und die heruntertropfende Feuchtigkeit verursacht eine Beschleunigung der Fäulnis-und Schimmelbildung auf dem Lebensmittel.
Darüber hinaus wirken die Tropfen auf der Folienoberfläche bei Lichteinfall wie eine Brennlinse. Folien mit Antifog-Eigenschaften verhindern diese schädigende Wirkung der tropfenförmigen Wasserdampfkondensation. Antifogeigenschaften von Folien können durch Beschichten mit Antifog-Lösung oder aber durch Einmischen von Antifog-Additiven in produktseitige Folienschichten erzielt werden. Derartige Antifogadditive sind allgemein bivalente Verbindungen, die einen unpolaren aliphatischen Bereich zur Verankerung in der Polyolefinmatrix und einen polaren hydrophilen Bereich haben, der mit Wasser wechselwirken kann und die Oberflächenspannung der Wassertröpfchen so herabsetzt, dass sich ein transparenter Wasserfilm auf der Folie bildet. Dieser polare Bereich bewirkt die Unverträglichkeit von Antifog-Additiven mit reinen Polyolefinen, wie Polyethylen, die zur Migration der Additve an die Folienoberfläche führt. Der polare Bereich des Antifog-Mittels ist dann nach Aussen gerichtet und kann so mit Wasser wechselwirken. Das Antifog-Additv senkt den Kontaktwinkel der Wassertröpfchen und erlaubt so die Ausbildung eines kontinuierlichen transparenten Wasserfilms auf der Folienoberfläche.
Antifog-Additive sind somit oberflächenaktive Additive, die bevorzugt als Kombination aus verschiedenen Substanzklassen eingesetzt werden. Geeignete Substanzen, die in Verbindung miteinander als Antifog-Additiv eingesetzt werden, sind beispielsweise in der WO 97/22655A1 beschrieben, auf welche hiermit ausdrücklich zur Vermeidung von Wiederholungen Bezug genommen wird. Komponenten einer Antifogmittel-Kombination sind bspw. Fettsäureester und deren Derivate, aliphatische Alkohole und deren Ester, mehrfach ethoxylierte aromatische Alkohole, ein oder mehrfache veresterte Sorbitol Ester, ein oder mehrfach veresterte Glycerolester, gemischte Glycerolester, ethoxylierte Sorbitanester, ethoxylierte Amine. Die vorstehend genannten Ester beruhen meist auf einer Veresterung der jeweiligen Säure mit mittel- oder langkettigen Fettsäuren.
Typisch sind bspw. Wirkstoffkombinationen aus den drei Substanzklassen : Glycerolester, Sorbitolester und ethoxylierte Amine.
Um Antifog-Eigenschaften zu erzielen, kann die Siegelschicht einer Verbundfolie mit einem entsprechenden Antifoglack beschichtet sein. Eine
Antifoglackbeschichtete Schicht hat nur eine geringe Lebensdauer, da sie sich sofort im Wasser löst - die Wirksubstanz (veresterte Tenside) ist schnell verbraucht und die Zyklenanzahl begrenzt.
Die Antifog-Additive können direkt oder über ein Konzentrat, ein sogenanntes Masterbatch, in Polymerschichten der Folie selbst eingearbeitet werden. Mas- terbatches sind Polyolefine/Antifogmittel-Mischungen, welche die Antifog-Additive in einer gegenüber der Folienschicht erhöhten Konzentration enthalten, im allgemeinen 10 - 50 Gew.-%, vorzugsweise 15 - 40 Gew.-% des Additivs, bezogen auf das Gesamtgewicht des Masterbatches. Die Polyolefine des Master- batches sind im allgemeinen gängige Polyolefine, wie Polyethylene oder Polypropylene. Antifog-Additive und entsprechende Masterbatche sind bekannt und kommerziell erhältlich.
Ein in die Siegelfolie eingemischtes Additiv wandert aus der Siegelschicht in Richtung Produkt, aber auch in Richtung Deckschicht, wodurch sich die Gesamteigenschaften der Mehrschichtfolie verschlechtern.
Batchsysteme zeigen bei Mehrschichtfolien mit Haftvermittlern und EVOH-Foli- enschichten - einer üblichen Sauerstoffsperrschicht - eine Migration der Antifog- Wirkstoffe auch in Richtung der polaren ( EVO H )-We rkstoffe , wodurch diese Eintrüben bzw. ihre Hafteigenschaften an den übrigen Folien der Mehrschichtfolie verlieren. Dies führt zu schlechteren Antifogeigenschaften bis zum Totalausfall.
Bei Kaschierverbunden treten diese Eigenschaften sogar noch verstärkt auf durch chemische Wechselwirkung der Antifog-Mittel mit Klebern und mengenmäßig mehr polaren Materialien, welche das Antifog-Mittel bevorzugt absorbieren. Da die Migration dieser Stoffe unbegrenzt stattfindet, ist eine Funktionsgarantie derartiger Antifog-Folien über längere Zeiträume nicht gegeben.
Besonders problematisch sind Polypropylen-Mehrschichtfolien, die aufgrund ihrer relativ guten Temperaturbeständigkeit etc. beliebt sind, aber mit
Antifogmitteln schlecht Wechsel wirken. Polypropylen-Filme mit Anti-Fogeigenschaften sind bereits bekannt. So beschreibt die JP 58079044 A und auch die JP 02187441 A Polypropylen- Schichten für Mehrschichtfolien mit speziellen Antifogmitteln, die weniger migrationsfreudig sind
JP09248880A erläutert ein Polypropylen-Laminat, bei dem eine
Antifogmittelhaltige Schicht gemeinsam mit einer Polypropylen Schicht extru- diert wird. .
Die im Stand der Technik bekannten Polypropyien-Antifog-Folien sind nachteilig hinsichtlich der Bedruckbarkeit und/oder Transparenz oder der Hot-Tack Eigenschaften der Folie. Des weiteren sind die bekannten Folien verbesserungsbedürftig bezüglich der Antifog-Eigenschaften, insbesondere auch im Hinblick auf die Langzeitbeständigkeit dieser Eigenschaften.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine siegelfähige Mehrschicht Folie mit guten und langzeitbeständigen Antifogeigenschaften, auch bei langer Lagerung auf der Rolle, zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Mehrschichtfolien sehr gute optische Eigenschaften, d. h. hohe Transparenz und guten Glanz, sowie Siegeleigenschaften, insbesondere einen guten Hot-Tack aufweisen.
Um Migration des Antifogmittel-Wirkstoffs zu polaren Gruppen innerhalb der Folie/ des Verbundes zu verhindert und den Antifogmittel- Wirkstoff an die Oberfläche der Siegelschicht zu zwingen, wird erfindungsgemäß eine
Polypropylen-Barriere für die Antifogmittel- Wirkstoffe zwischen die Siegelschicht und dahinterliegende polare Schichten gelegt. Diese Antifogmittel- Barriereschicht kann bspw. Polypropylen sein. Es verhindert aufgrund seiner hohen Kristallinität die Migration zu den polaren Bestandteilen der Mehrschicht Folien bzw. des Verbundes. Vorzugsweise wird
Polypropylen-homo eingesetzt, alternativ auch ein Block- Polypropylen bzw. Random-Polypropylen.
Es ist besonders bevorzugt, dass auch die Deckschicht des Folienverbundes Sperreigenschaften gegenüber dem Antifogmittel aufweist, um ein Herauswandern des Antifogmittels aus der Siegelschicht auf der Folienrolle in die Deckschicht zu vermeiden und die Funktion der Sperrschichtfolie auch auf Rolle zu garantieren.
Erfindungsgemäss können Antifogeigenschaften (Cold-fog) der Stufe 5 (sehr gut) über mindestens 6 Monate gewährleistet werden, wobei die Praxis zeigt, dass auch über den Zeitraum hinaus die Antifogmittel- Wirkung erhalten bleibt.
Siegelschchten im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die dem Produkt zugewandten Schichten, die heisssiegelbar sind. Unter Heisssiegeln wird hier das Siegeln mit dauerbeheizten/impulsbeheizten/Ultraschall Werkzeugen verstanden, wobei Siegelbacken den zu siegelnden Verbund zusammenpressen und mindestens die innere Schicht des Verbundes mit einer anderen Siegelschicht - welche vom gleichen Verbund (bspw. bei gesiegelten Beuteln) oder aber mit der Polymer-Oberfläche eines anderen Gegenstandes, wie eines schalenartigen Behälters - verschmilzt.
Deckschichten sind diejenigen Schichten, welche aussenliegende Schichten bilden. Sie können nach Eigenschaften wie: mechanische Stabilität, Festigkeit, Glanz ausgewählt werden. Im vorliegenden Falle haben sie bevorzugt auch Sperreigenschaften gegenüber dem Antifogmittel.
Bevorzugte Deckschichten sind Polypropylen, Polyester und Polyamid. Zwischenschichten sind die zwischen der Deckschicht und der Siegelschicht vorhandenen Schichten, im allgemeinen kann es sich dabei um Kleber (Haftvermittler, Kaschierkleber); Feuchtigkeitssperrschichten; Antifogmittelsperr- schichten, Gassperrschichten, wie sie dem Fachmann geläufig sind, handeln.
Typische Gassperrschichten sind bspw. aus DE 10 2004 062 204 A1 bekannt. Die Gassperrschicht verhindert den Eintritt und Austritt von Gasen. Insbesondere soll dabei verhindert werden, dass Sauerstoff an die Lebensmittel gelangt, der Fäulnis und Schimmelbildung begünstigt, und dass gegebenenfalls in der Verpackung eingebrachte Schutzgase, wie z. B. Stickstoff oder Kohlendioxid, entweichen. Solche Gassperrschichten enthalten z.B. im Wesentlichen Polyamid, lackiertes Zellglas, Ethylen-Vinylalkohol-Polymere (EVOH) oder andere Vinylalkohol-Polymere (PVOH) oder sind auch mehrschichtig aus diesen Materialien aufgebaut. Polyamid und/oder EVOH ist an sich wasserdampfdurchlässig und weist schlechte Siegeleigenschaften auf, d.h. eignet sich nicht für ein Schweißen, wie dies für die Verpackung von Lebensmitteln und Futtermitteln in der Regel notwendig ist. Um die Lebensmittel vor einem Austrocknen zu schützen, werden die Verpackungsfolien üblicherweise auch mit einer zusätzlichen Schicht als Wasserdampfsperre versehen. Als Werkstoff für die Gas-Sperrschicht eignen sich also Polyamide, lackiertes Zellglas, Ethylen-Vinylalkohol- Polymere (EVOH) oder andere Vinylalkohol-Polymere (PVOH). Die Sperrschicht kann im Wesentlichen aus einem dieser Werkstoffe bestehen. Es ist auch möglich, die Sperrschicht selbst mehrschichtig aufzubauen, z.B. aus einer EVOH-Schicht, die einseitig oder beidseitig mit einer Polyamid-Schicht versehen ist. Diese mehrschichtige Sperrschicht kann durch Koextrusion oder durch Kaschieren und/oder Lackieren hergestellt werden.
Wasserdampf Sperrschicht-Folien sind dem Fachmann geläufig. Besonders eignen sich Polyisobutylen und/oder Butylkautschukpolymere, Styrolpolymere, wie SEBS oder auch Schichtsilikatgefüllte Polyamide. Die als Wasserdampf- Sperre dienende zusätzliche Schicht kann gute Siegeleigenschaften aufweisen, so dass durch diese Schicht zum einen eine schweißbare Verpackungsfolie erhalten wird und zum Zweiten diese Verpackungsfolie auch in der im Allgemeinen erwünschten Weise zusätzlich wasserdampfdicht ist. Erfindungsgemäß wird eine Antifog-Folie - wie zur Verpackung von Lebensmitteln und Futtermitteln oder aber als Antibeschlagschicht in Folienverbunden wie Kunststoffglasscheiben zur Verfügung gestellt, die gegebenenfalls Schutzgase und/oder Wasser in der Verpackung hält und die Lebensmittel vor Sauerstoff schützt. Diese Folie weist eine Sperrschicht auf, die eine hohe Barrierefunktion für Antifogmittel hat.. Diese Sperrschicht erfüllt damit die Forderungen, -Antifogmittel von darüberliegenden Folien fernzuhalten und den Antifogmit- telverlust zu verhindern, eventuell in die Verpackung eingebrachte Schutzgase in der Verpackung zu halten.
Um eine solche Folie auch schweißbar zu machen, so dass sich die Folie auch als Verpackungsfolie eignet, weist die Folie zusätzlich eine oberflächliche Siegelschicht mit Antifogmittel auf, die gute Siegeleigenschaften besitzt. Die Siegelschicht beeinträchtigt die funktionalen Eigenschaften der Sperrschicht. Da die Sperre gegen Gase und Feuchtigkeit durch die mindestens eine Gas/Wasserdampf-Sperrschicht bewirkt wird, kann die Siegelschicht auch gasdurchlässig sein. Unter "Gasbarriere" bzw. "gasdurchlässig" wird eine Barriere bzw. Durchlässigkeit für Substanzen verstanden, die bei normalen Umgebungstemperaturen gasförmig sind, insbesondere für Sauerstoff, Stickstoff und
Kohlenstoffdioxid.
Die Antifogmittel-Sperrschicht der Folie enthält im allgemeinen mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise 90 bis 100 Gew.-%, insbesondere 98 bis < 100 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Antifog-Mittel Sperrschicht, eines nachstehend beschriebenen Propylenpolymeren. Dieser Antifog-Mittel Sperrschicht wird kein Antifog Additiv zugefügt.
Es wurde gefunden, dass eine Sperrschicht aus Polypropylen vorteilhaft zu dem gewünschte Eigenschaftsprofil der Folie beiträgt. Die Antifog-Additive wandern aus der Siegelschicht nur bis zur Sperrschicht, da diese Antifog-Mittel Sperrschicht gegenüber dem Antifog-Additiv als effektive Migrationssperre wirkt.
Somit wirkt nur die Siegelschicht als Antifogmittel-Reservoir, wobei aufgrund der Sperre ein Antifogmittel-Verlusst durch Einwandern in andere Folienschichten vermieden werden kann.
Das Propylenpolymer der Antifog-Mittel Sperrschicht enthält besonders bevorzugt mindestens > 98 bis 100 Gew.-% Propylen. Der entsprechende Comonomergehalt von 0 bis höchstens 2 Gew.-% bezogen auf das Propylen besteht, wenn vorhanden, im allgemeinen aus Ethylen.. Isotaktisches
Propylenhomopolymer ist bevorzugt.
Das Propylenhomopolymere hat im allgemeinen einen Schmelzpunkt von 140 bis 170 C.
Im allgemeinen kann die Antifog-Mittel Sperrschicht auch übliche Stabilisatoren und Neutralisationsmittel aufweisen, wie sie dem Fachmann auf dem Gebiet geläufig sind..
Überraschenderweise ist es durch die spezielle Zusammensetzung der Folie mit hohen Additivgehalten nur in der Siegelschicht möglich, verschiedene erwünschte Gebrauchseigenschaften der Folie nebeneinander zu realisieren. Die Folie zeigt die gewünschten Antifog-Eigenschaften, insbesondere sind diese überraschend gleichmässig und langzeitbeständig. Die Siegelschicht bildet das Antifogreservoir, aus welchem das Antifogmittel-Additiv über lange Zeit nachmigrieren kann, so dass es auch nach mehreren Tagen zu keiner Tropfenbildung auf der Folien kommt, wenn diese zum Verpacken feuchter Lebensmittel verwendet wird. Gleichzeitig treten die nachteiligen Auswirkungen der Antifog- Additive auf Transparenz und Kohäsion überraschenderweise nicht auf. Die Folie zeigt trotz guter Antifog-Eigenschaften eine gute Adhäsion der Schichten aneinander und eine sehr gute Transparenz. Die Haftvermittlerschicht 12 wird durch die Antifogmittelsperrschicht nicht abgesättigt und kann entsprechend Haftvermittlung erzeugen. Dieses erlaubt entsprechende Dosierungen in der Siegelschicht 10. Die Antifog-M ittel Sperrschicht bildet eine wirksame Barriere gegenüber einer Migration des Antifog-Additivs zur Oberfläche der Deckschicht. Es wird somit eine Folie zur Verfügung gestellt, die eine besonders vorteilhafte
Eigenschaftskombination aufweist. Die Folie hat Anti-Fog-Eigenschaften, die besonders langzeit stabil und gleichmässig sind und hat noch immer eine sehr gute Transparenz, gute Hot-Tack Eigenschaften und ist auch, falls erwünscht, bedruckbar.
Außerhalb der Lebensmittelverpackung eignet sich die erfindungsgemäße An- tibeschlagfolie auch als Antibeschlagfolie oder Antibeschlagsschicht für Windschutzscheiben, Sportbrillen, Helmvisiere oder Kunststoffgläser oder mineralische Glasscheiben sowie Gewächshausfolien jeglicher Art.
Nachfolgend wird die Erfindung detaillierter anhand von Beispielen sowie der begleitenden Zeichnung erläutert, auf welche sie jedoch keinesfalls
eingeschränkt ist. Darin zeigt:
Fig. 1 einen 3-schichtigen Folienverbund als Folienunterkombination für Mehrschichtfolien ;
Fig. 2 einen 5-schichtigen Folienverbund mit Sauerstoffsperrschicht
Fig. 3 einen 6 schichtigen Folienverbund;
Fig. 4 eine Mehrschichtfolie mit dem Verbund der Fig. 3;
Fig. 5 eine weitere Mehrschichtfolie mit dem Verbund der Fig. 3
In Fig. 1 ist ein einfacher coextrudierter Folienverbund ohne Gassperre, der im fertigen Verbund durch weitere Folien ergänzt wird, schematisch dargestellt. Eine Antifogmittelhaltige Siegelschicht 10 aus PE mit Antifogmittel wird von einer Antifogmittel-Sperrschicht 20 aus Polyproplen bedeckt, auf der wiederum eine Polyethylenschicht 40 als Deckschicht aufextrudiert ist. Dieser
Folienverbund eignet sich für die Verpackung von Gütern, bei denen keine Gassperreigenschaften notwendig sind. Gegebenenfalls können noch weitere Deckschichten auf diesen Verbund aufgebracht werden, um die Widerstandsfähigkeit der Folie gegenüber Temperatur zu verbessern und/oder die mechanische Stabilität zu erhöhen.
Folien dieser Art sind vornehmlich für Gewächshausfolien geeignet.
Fig. 2 zeigt eine Antifog-Mehrschichtfolie mit Gassperre 30 und verbesserter Haltbarkeit auf der Rolle. Die mit Antifogmittel ausgerüstete Siegelschicht 10 - hier im Wesentlichen aus PE, wird von einer EVOH-Gassperrschicht 30 überlagert, die über einen Haftvermittler 12 angebunden ist. Auf der Aussenseite der Gassperrschicht ist mittels eines weitern Haftvermittlers 12 eine Polypropylen Aussenschicht 40 aufgebracht, die den Verbund gegen Eindiffusion von
Antifogmittel auf der Rolle sowie den Austritt des Antifogmittels aus der Deckschicht 40 - hier aus Polypropylen - schützt. Die Folie zeigt gute Stabilität und eine gute Transparent im Einsatz.
In Fig. 3 ist eine sechs-schichtige Antifog-Mehrschichtfolie gezeigt, bei der direkt an die Antifogmittelhaltige Siegelschicht 10 - wie bei Fig. 1 - eine
Polypropylen- Antifogmittel-Sperrschicht 20 aufext rudiert ist. Diese
Polypropylen-Schicht 20 hindert das Antifogmittel am Einwandern in die Folie und zwingt es in die Siegelschicht 10. Auf der Polypropylen-Schicht ist mittels eines Haftvermittlers EVOH als Gassperrschicht 30 angebunden. Dadurch, dass bei dieser Ausführungsform die Polypropylen-Schicht 20 die Gassperrschicht 30 schützt, ist ein Einwandern des Antifogmittel in dieselbe unmöglich. Das Einwandern von Antifog-Mittel in EVOH ist grundsätzlich wegen des polaren Charakters des EVOH begünstigt, führt aber zu unerwünschter Änderung der EVOH-Eigenschaften und auch der Eigenschaften des
Haftvermittlers 12 und somit im schlimmsten Falle zur Delamination.
Fig. 4 zeigt eine vollständige Verbundfolie mit der Folienkombination der Fig. 3. Auf die Außenschicht 40 wird nun mittels eines Kaschierklebers 14 die Hartschicht aufgebracht, welche den entsprechenden Glanz und Kratzfestigkeit der Folie bedingt. Diese kann bspw. orientiertes/gerecktes Polypropylen, orientiertes/gerecktes Polyamid, Polyester sein. Fig. 5 zeigt eine weitere vollständige Verbundfolie mit verbesserten Sperreigenschaften gegenüber Feuchtigkeit und Gasen durch die Verwendung einer Polypropylensperrschicht aus Polyamid sowie EVOH. Beide Materialien ergänzen sich hinsichtliche ihrer Sperrfunktion hervorragend, so dass eine besonders gut sperrende Mehrschichtfolie erhalten wird. Im übrigen ist der Aufbau der Folie der Fig. 5 ähnlich derjenigen der Fig. 2, nur dass eine zweifache Sperrschicht auf der Antifogmittel-Siegelschicht befestigt ist. Die Deckschicht wird - wie auch bei der Kombination der Fig. 2 möglich, aufkaschiert.
Es versteht sich von selbst, dass gegebenenfalls durch die übliche Verarbeitung von Folienregenerat in den übrigen Schichten der Folie geringfügige Mengen Antifog Additiv enthalten sein können. Diese Menge muss jedoch so gering gehalten werden, dass keine störenden Mengen zur zweiten äusseren
Oberfläche der Folie migrieren.
Die Gesamtdicke der erfindungsgemässen Polypropylenfolie kann innerhalb weiter Grenzen variieren und richtet sich nach dem beabsichtigten Einsatz. Sie beträgt vorzugsweise 0,004 bis 0,120 mm, insbesondere 0,005 bis 0,080mm, wobei die Antifog-Mittel Sperrschicht etwa 10 bis 50 % der Gesamtfoliendicke ausmacht.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Polypropylenfolie nach dem an sich bekannten Coextrusionsverfahren.
Dabei werden - wie beim Coextrusionsverfahren üblich - die Polymeren bzw. die Polymermischungen der einzelnen Schichten jeweils in Extrudern komprimiert und verflüssigt, wobei die gegebenenfalls zugesetzten Additive bereits im Polymer bzw. in der Polymermischung enthalten sein können oder als Master- batch eingearbeitet werden. Die Schmelzen werden dann gleichzeitig durch Flachdüsen (Breitschlitzdüse) gepresst und bilden Folien, die noch warm zusammenlaufen und sich beim Abkühlen und Verfestigen aneinanderheften. Als Werkstoff für die Gas-Sperrschicht eignen sich Polyamide, lackiertes Zellglas, Ethylen-Vinylalkohol-Polymere (EVOH) oder andere Vinylalkohol-Poly- mere (PVOH). Die Sperrschicht kann im Wesentlichen aus einem dieser Werkstoffe bestehen. Es ist auch möglich, die Sperrschicht selbst mehrschichtig aufzubauen, z.B. aus einer EVOH-Schicht, die einseitig oder beidseitig mit einer Polyamid-Schicht versehen ist. Diese mehrschichtige Sperrschicht kann durch Koextrusion oder durch Kaschieren und/oder Lackieren hergestellt werden.
Gegebenenfalls kann man die so erhaltene Folie noch recken, was zu einer Orientierung der Molekülketten und zu Schrumpfeigenschaften der Folie führt. Temperaturen, bei denen Längs-und Querstreckung durchgeführt werden, können in einem relativ grossen Bereich variieren und richten sich nach den gewünschten Eigenschaften der Folie.
Es ist auch möglich, den Deckschichtverbund so zu gestalten, dass eine der Schichten (zumindest teilweise) bedruckt ist. Der Druck kann durch Überlagerung mit einer weiteren Deckschicht geschützt werden.
Überraschenderweise genügt die ausschliessliche Rezepturierung der inneren Siegelschicht 0 mit Antifog-Additven, um gleichbleibend gute Antifog-Eigen- schaften der Folie zu erzielen. Die Polypropylen-Sperrschicht 20 fungiert als Additiv-Sperre und verhindert Verlust des Antifog-Mittels durch Migration innerhalb der Folie. Damit wird eine gleichbleibende und zeitlich konstant gute Antifog Eigenschaft gewährleistet.
Es wurde gefunden, dass durch die erfindungsgemässe Zusammensetzung der Folie die Antifog-Additive die Trübung der Folie praktisch nicht erhöhen. Dies ist für eine transparente Verpackungsfolie, die das Packgut optisch attraktiv zur Geltung bringen soll, unerlässlich.
Klassische Dickenverhälnisse der Einzelfolien in einem erfindunggemässen Verbund können wie folgt sein: 0,004mm - 0,1mm, vorzugsweise 0,008mm - 0,05mm
0,004mm -0,1mm, vorzugsweise 0,008mm - 0,1mm 0,001mm -0,1mm, vorzugsweise 0,002mm - 0,01mm 0,00 mm -0,01mm, vorzugsweise 0,002mm - 0,008mm 0,008mm -0,1mm, vorzugsweise 0,01mm - 0,04mm
Obwohl die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert wurde, ist sie keineswegs auf dasselbe eingeschränkt sondern dem Fachmann ist offensichtlich, dass verschiedenste Ausführungen im Rahmen des Schutz- umfangs der beiliegenden Ansprüche möglich sind.
Bezugszeichenliste
10 Siegelschicht mit Antifogmittel
12 Haftvermittler
14 Kaschierkleber
20 Antifog-Sperrschicht
30 Sauerstoffsperrschicht
40 Aussenschicht/Hartschicht/Deckschicht

Claims

Ansprüche
1 . Klare transparente Antifog-Mehrschicht-Folie mit verbesserter
Widerstandsfähigkeit gegen Delamination und gutem Funktionserhalt, die mindestens
eine Antifog-Additiv haltige Polyolefin-Siegelschicht (10),
eine Antifogmittelsperrschicht (20), und
eine Deckschicht (40)
aufweist.
2. Antifog-Mehrschicht-Folie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine weitere funktionelle Schicht, ausgewählt aus Gas-Sperrschichten, UV-Schutzschichten, Haftvermittlerschichten; Kleberschichten, Deck- oder
Hartschichten, Wasserdampf-Sperrschichten sowie Kombinationen derselben aufweist.
3. Antifog-Mehrschicht-Folie gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antifogmittelsperrschicht (20) mindestens 90 Gew.-% eines
Propylenpolymer enthält.
4. Antifog-Mehrschicht-Folie gemäss einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antifog-Additiv aus den folgenden ausgewählt ist : Fettsäureester, aliphatische Alkohole, ethoxylierte aromatische Alkohole, ein-oder mehrfach veresterte Sorbitolester, ein-oder mehrfach veresterte Glycerolester, ethoxylierte Sorbitanester, ethoxylierte Amine sowie beliebigen Kombinationen derselben.
5. Antifog-Mehrschicht-Folie gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (40) mindestens zu 90% ein Propylenpolymer enthält.
6. Antifog-Mehrschicht-Folie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über der Deckschicht (40) eine Hartschicht aufgebracht ist.
7. Antifog-Mehrschichtfolie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teilverbund der Mehrschichtfolie koextrudiert ist.
8. Antifog-Mehrschichtfolie gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit dauerbeheizten/impulsbeheizten/Uitraschai!
Werkzeugen siegelbar ist.
9. Antibeschlagfolie mit einem Gehalt an einer Mehrschichtfolie nach einem der vorangehenden Ansprüche für Lebensmittelverpackung, für Scheiben, Sichtfenster, Brillen, Gewächshäuser.
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