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DE3210580A1 - Koextrudierte, hitzeschrumpfbare polyolefin-mehrschicht-verpackungsfolie - Google Patents

Koextrudierte, hitzeschrumpfbare polyolefin-mehrschicht-verpackungsfolie

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Publication number
DE3210580A1
DE3210580A1 DE19823210580 DE3210580A DE3210580A1 DE 3210580 A1 DE3210580 A1 DE 3210580A1 DE 19823210580 DE19823210580 DE 19823210580 DE 3210580 A DE3210580 A DE 3210580A DE 3210580 A1 DE3210580 A1 DE 3210580A1
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DE
Germany
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ethylene
packaging film
core layer
film according
vinyl acetate
Prior art date
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Application number
DE19823210580
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English (en)
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DE3210580C2 (de
Inventor
Walter B. 29687 Taylors S.C. Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cryovac LLC
Original Assignee
WR Grace and Co
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of DE3210580C2 publication Critical patent/DE3210580C2/de
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Description

Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft koextrudierte, hitzeschrumpf bare Polyolefin-Mehrschicht-Verpackungsfοlien und insbesondere Mehrschicht-Polyolefin-Schrumpffolien.
Polyolefine und Polyvinylchlorid können als die beiden großen Klassen von plastischen Harzen angesehen werden, aus denen die meisten kommerziell verfügbaren Schrumpffolien für Verpackungszwecke hergestellt werden. Weitere Kunststoffklassen, aus denen Schrumpffolien hergestellt werden können, sind Ionomere, Polyester, Polystyrole und Polyvinylidenchloride. Die auf dem Markt befindlichen schrumpfbaren Polyolefine bestehen in der Hauptsache aus Einschichtfolien aus vernetztem und nichtvernetztem orientiertem Polyethylen, orientiertem Polypropylen und orientierten Ethylen-Propylen-Copolymeren . Die PVC-Schrumpffolien sind Einschichtfolien, die aus verschiedenen Polyvinylchloridformulierungen zusammengesetzt sein können.
Eine kennzeichnende Eigenschaft von die Schrumpffolien besteht darin, unter der Einwirkung von Wärme zu schrumpfen oder, falls die Folie daran gehindert wird, innerhalb der Folie eine Schrumpfspannung aufzubauen. Diese Fähigkeit wird durch die Verpackungsmaschine aktiviert, wenn das verpackte
Produkt durch einen Heißluft- oder Heißwassertunnel geführt wird. Bei diesem Verfahren wird die Folie um das Produkt geschrumpft, wobei eine dichte, transparente Verpackung entsteht, die sich an die Gestalt des Produktes anpaßt und ästhetischen Ansprüchen genügt und außerdem die für Verpackungsmaterialien erforderlichen Funktionen aufweist, wie Schutz des Produktes vor dem Verlust von Bestandteilen, vor unberechtigter Entnahme oder vor Beschädigung beim Handhaben und Verladen. So werden beispielsweise Spielzeug, Spiele, Sportartikel, Schreibwaren, Grußkarten, Eisen- und Haushaltswaren, Bürozubehör und Formulare, Lebensmittel, Schallplatten und industrielle Teile in solche PVC- oder Polyolefinschrumpffolien verpackt.
Die Herstellung von Schrumpffolien erfordert eine komplizierte Ausrüstung einschließlich Extruderlinien mit Möglichkeiten zum Recken, mit Bestrahlungsaggregaten, sofern eine Vernetzung erwünscht ist, mit Spannrahmen, mechanischen Zentralfaltmas ch inen ("centerfolders") und Streifen schnei- - 20 dem. Dabei sind bekanntlich das Recken oder Spannen Orientierungsprozesse, die bewirken, daß das Material in der Quei— oder Längsrichtung (Maschinenrichtung) gedehnt wird. Die Folien werden üblicherweise auf ihren Orientierungstemperaturbereich erhitzt, der von Polymer zu Polymer verschieden ist, im allgemeinen aber über der Raumtemperatur und unter
der Schmelztemperatur des betreffenden Polymeren liegt. Nach dem Recken wird die Folie rasch abgekühlt, um sie abzuschrecken und auf diese Weise die Moleküle der Folie im orientierten Zustand einzufrieren. Beim Erhitzen lassen die Orientierungsspannungen nach, und die Folie beginnt in ihren ursprünglichen nichtorientierten Zustand zurückzuschrumpfen.
Die Schrumpffolien auf Basis von PVC und Polyolefinen haben physikalische Eigenschaften und Leistungskennzahlen, die in einem weiten Bereich liegen; dazu gehören die Schrumpfkraft (das ist die Kraft, die eine Folie pro Flächeneinheit ihres Querschnitts während des Schrumpfens ausübt), der Grad der freien Schrumpfung (d. h. die Verkleinerung der Oberfläche eines Materials, die auftritt, wenn es nicht gespannt ist), die Zerreißfestigkeit (d. h. die maximale Kraft, die auf eine Einheitsfläche der Folie ausgeübt werden kann, bevor sie zu zerreißen beginnt), die Siegelbarkeit, die Schrumpftemperaturkurve (d. h. die Abhängigkeit des Schrumpfens von der Temperatur), der Beginn des Zerreißens und die Reißfestigkeit (d. h. die Kraft, bei der die Folie zu zerreißen beginnt und weiterreißt), optische Eigenschaften (Glanz, Trübung und Transparenz des Materials) sowie die Dimensionsstabilität
(d. h. die Fähigkeit der Folie, unter verschiedenen Lagerbedingungen ihre ursprünglichen Abmessungen beizubehalten). Für die Auswahl einer Folie spielen die Folieneigenschaften· eine wesentliche Rolle; die Auswahl hängt von der Art der Verpackunganwendung ab und von der Verpackungsanlage. Ferner müssen Größe, Gewicht, Form und Steifigkeit des Produktes sowie die Anzahl der Bestandteile des Produktes, andere Verpackungsmaterialien, die zusammen mit der Folie eingesetzt werden können, und die Art der: zur Verfugung stehenden Verpackungsausrüstung berücksichtigt werden. "-"■"..
Polyolefine werden besonders erfolgreich bei solchen Anwendungen eingesetzt, bei denen mäßige bis hohe Schrumpfspannungen bevorzugt werden, ferner bei neuen, automatischen Hochleistungsverpackungsmaschinen, bei den Schrumpfund Siegelungstemperatur in engeren Bereichen gesteuert werden. Die Polyolefine sind im allgemeinen sauberer und hinterlassen weniger Ablagerungen und Rückstände, wodurch . 20 die Lebensdauer der Anlagen verlängert und ihre Wartungsarbeiten vermindert werden. Die PVC-Folien haben im allgemeinen bessere optische Eigenschaften, niedrigere Schrumpfspannungen und lassen sich in viel weiteren Temperaturbereichen als die Polyolefine siegeln und schrumpfen. PoIyolefine emittieren in der Regel beim Siegeln keine Gase
und sind in dieser Hinsicht ebenfalls sauberer als PVC-Folien.
Bisher ist es nicht gelungen, mit Polyolefinen in die Verpackungsanwendungsbereiche der PVC-Folien einzudringen, bei denen die zu verpackenden Produkte die niedrigeren Schrumpfspannungen der PVC-Folien benötigen, weil die Produkte für die Verwendung von Polyolefinen zu zerbrechlich sind, denn die Polyolefine weisen bis zu viermal größere Schrumpfspannungen auf als PVC-Folien. Ferner sind die PVC-Folien die bevorzugten Schrumpffolien, wenn ältere, manuell zu bedienende Siegelmaschinen und halbautomatische Verpackungsanlagen verwendet werden, bei denen sehr unterschiedliche Temperaturen auftreten. Auf älteren, wenig gewarteten Packmaschinen jeder Art werden PVC-Folien besser verarbeitet als die bisher vorhandenen Einschicht-Polyolefinfolien, was auf den im allgemeinen breiteren Schrumpf- und Siegelungstemperaturbereichen der PVC-Folien beruht. Außerdem ist PVC als Verpackungs-.20 folie oft dann erforderlich, wenn die zu verpackenden Produkte scharfkantige und spitze Formen haben, und zwar aufgrund der hohen Anfangszerreißfestigkeit der PVC-Folie im Vergleich zu entsprechenden Polyolefinfolien. So ist eine Kraft von etwa 7 g erforderlich, um eine PVC-Folie weiter einzureißen, während nur 2 bis 3,5 g erforderlich
sind, um eine typische Einschicht-Polyolefinschrumpffolie weiter einzureißen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Polyolefin-Schrumpffolie zu schaffen, die in ihren Eigenschaften und. Vorzügen entsprechenden PVC-Schrumpffolien vergleichbar ist und darüber hinaus viele Einschränkungen zu überwinden vermag, die beim Einsatz von PVC-Folien zu beachten sind. Insbesondere soll mit der vorliegenden Erfindung eine Polyolefin-Schrumpffolie bereitgestellt werden, deren Schrumpfspannungen denen von PVC-Folien nahekommen, und die außerdem gute optische Eigenschaften, einen breiten Schrumpftemperaturbereich, gute Siegelbarkeit und gute Weiterreißfestigkeit aufweist.
Ferner ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung,, eine Polyolefinschrumpffolie zu schaffen, die keine der unerwünschten Eigenschaften von PVC-Folien besitzt, wie schädliche Gerüche und korrodierend wirkende Nebenprodukte. .20
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine koextrudierte, hitzeschrumpfbare Polyolefin-Mehrschicht-Verpackungsfolie, die gekennzeichnet ist durch a) eine Kernschicht aus einer Mischung aus 5 bis 50 Gew.% eines Ethylen-Propylen-Copolymeren und 95 bis 50 Gew.% eines
Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren und b) Oberflächenschichten aus einem Ethylen-Propylen-Copolymeren.
Es wurde nämlich überraschend gefunden, daß durch die erfindungsgemäße Polyolefin-Mehrschichtfolie eine elastische, thermoplastische Verpackungsfolie mit einer besonders vorteilhaften Kombination von Schrumpfspannung, optischer Klarheit, Schneidbarkeit, Siegelfähigkeit, Schrumpftemperaturbereich und Zerreißfestigkeit erhalten wird, die mit einer Einschicht-Polyolefinfolie nicht erreicht werden kann. Die erfindungsgemäße Mehrschichtfolie besteht aus einer Kernschicht aus einem Gemisch von Ethylen-Vinylacetat-Copolymerem und einem Ethylen-Propylen-Copolymeren und aus Außen- oder Oberflächenschichten, die aus einem Propylen-Copolymeren bestehen. Die Mehrschichtfolie ist
orientiert, so daß sie wenigstens in einer Richtung hitzeschrumpfbar ist, wobei die bevorzugten Bereiche der Streckverhältnisse bei 4:1 (quer) χ 4:1 (längs) bis 7:1 (quer) χ 7:1 (längs) liegen.
. 20
Der Vinylacetatgehalt des Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren in der Kernschicht liegt vorzugsweise zwischen 4 und 18 Gew.% und stellt etwa 50 bis 95 Gew.% der Mischung dar. Die Dicke der Kernschicht beträgt 80 bis 30 % der Gesamtdicke der Mehrschichtfolie, die im Bereich von 12,7 bis 38,1 ,um liegt.
Das bevorzugte Material für den Rest der Kernschicht und für die Oberflächenschichten besteht aus Ethylen-Propylen-Copolymerem mit einem Ethylengehalt von 1 bis 6 Gew.%.
Sofern im folgenden nicht ausdrücklich etwas anderes erwähnt, definiert oder einschränkend erläutert wird, werden unter dem Ausdruck "Polymeres" allgemein Homopolymere, Copolymere, Terpolymere, Blockpolymere, Pfropfpolymere und Polymere mit zufälliger und alternierender Verteilung verstanden.
Unter dem nachfolgend benutzten Ausdruck "Schmelzfluß" bzw. "Schmelzflußindex" wird die Menge (in Gramm) eines thermoplastischen Harzes verstanden, die, wie in ASTM D 1238 beschrieben, bei einem bestimmten Druck und bestimmter Temperatur innerhalb von 10 Minuten durch eine vorgegebene Öffnung gedruckt werden kann.
Mit "orientiert" bzw. "Orientierung" wird die Ausrichtung .20 der Polymermoleküle vorherrschend in eine besondere Richtung bezeichnet. Im folgenden wird mit "Orientierung" und "Hitzeschrumpfbarkeit" ein Material gekennzeichnet, das gestreckt worden ist und in seinem gestreckten Zustand gehalten wird, das aber dazu neigt, seine ursprüngliche Dimensionen wieder anzunehmen, wenn es auf eine spezifische
Temperatur unterhalb seines Schmelztemperaturbereichs erhitzt wird.
Eine "Kernschicht" ist eine Schicht in einer Mehrschichtfolie, die auf beiden Seiten durch zusätzliche Schichten beschichtet ist. Die Kernschicht kann entweder "heiß geblasen" oder "orientiert" sein. Dabei bedeutet "heiß geblasen", daß das betreffende Material bei oder oberhalb seines Schmelztemperaturbereichs gestreckt worden ist, so daß durch das Strecken ein Minimum an Spannungen und molekularer Orientierung erzeugt worden ist. Ein derartiges Material wird nicht als·"hitzeschrumpfbar" angesehen, da es eine sehr niedrige Schrumpfspannung aufweist.
Die Oberflächenschichten sind die äußeren Schichten der Mehrschichtfolie, sie sind orientiert und tragen,zu den Schrumpfeigenschaften der,Folie bei.
Der Stand der Technik auf dem Gebiet mehrschichtiger Schrumpffolien ergibt sich durch die nachfolgend genannten und erörterten Patentschriften und Literaturstellen.
1) In US-PS 3 381 717 (Frederick S. Tyrrell) wird eine geblasene Polypropylen-Schlauchfolie beschrieben, deren «epr!- oder Mittelschicht aus einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren und deren äußere Schichten aus einem Blockcopolymeren aus Propylen und Butylen bestehen. In
US-PS 3 595 735 (Frederick S. Tyrrell) wird eine ähnliche Mehrschichtenstruktur beschrieben, bei der jedoch die Außenschichten aus linearem Polyethylen bestehen.
2) Aus US-PS 3 620 825 (Harold Lohman et al) ist eine biaxial orientierte Folie aus isotaktischem Polypropylen bekannt, bei der wenigstens eine Oberfläche mit einer Mischung aus isotaktischem und nichtisotaktischem Polypropylen oder einem Propylen-Ethylen-Copolymeren beschichtet ist.
3) Aus US-PS 3 817 821 (J. B. Gallini) ist eine aus drei Schichten bestehende, laminare, siegelbare Verpackungsfolie bekannt, bei der die erste Schicht aus einer Mischung von Ethylen-Vinylacetat-Copolymerem mit einem zweiten Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren oder mit PoIybuten-1 besteht, während die darauf folgende Kernschicht aus Hochdruck-Polyethylen und die dritte Schicht aus einer Mischung aus Hochdruck-Polyethylen und Ethylen-.20 Vinylacetat-Copolymerem besteht.
4) Aus US-PS 3 821 182 (William G. Baird, jr.) ist ein Verfahren zum Extrudieren eines dreischichtigen Materials aus einer Düse bekannt, wobei die mittlere Schicht aus Saran und die äußeren Schichten aus Polyethylen
bestehen. Dieses dreischichtige Material kann bestrahlt und biaxial orientiert werden; danach lassen sich die äußeren Polyethylenschichten abziehen, so daß man eine Saranfolie mit einer glatten Oberfläche erhält. 5
5) In "Modern Packaging Encyclopedia", Dezember 1977, Seiten 37 und 39, sind in den Tabellen "Eigenschaften von Spezialfölien" und "Eigenschaften von Schrumpfund Streckfolien" ein koextrudiertes Ethylen-VinylacetatZPolypropylen-Laminat und ein koextrudiertes Polyethylen ZPolyρ ropylenZNiederdruckpolyethylenZPolyρro — pylenZNiederdruckpolyethylen-Laminat beschrieben, die zwar gestreckt worden sind, jedoch keine Schrumpfeigenschaften aufweisen. Schrumpfeigenschaften von Einschicht-Polyolefinen wie Polyethylen, Polypropylen und Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren sowie die Eigenschaften von PVC sind in diesen Tabellen zusammengestellt.
6) In "Modem Plastics", Februar 1981, Seite· 38, wird eine Schrumpffolie beschrieben, deren Schichten aus einem Gemisch aus Ethylen-Propylen-Copolymerem mit Polystyrol besteht, das mit Schichten aus Ethylen- Propylen-Copolymerem koextrudiert wurde.
7) Aus US-PS 4 194 039 (Walter B. Mueller) ist eine Folienstruktur bekannt, bei der die äußeren Schichten aus Ethylen-Propylen-Copolymerem und die Kernschicht aus einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren allein oder im Gemisch mit einem Ethylen-Butylen-Copolymeren bestehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die koextrudierte Polyolefin-Verpackungsfolie aus drei Schichten, nämlich einer Kernschicht und zwei Außenschichten, die sich vereinfacht und schematisch wie folgt darstellen läßt:
Außen schicht/Kernschicht/Außen schicht.
Die bevorzugte Kernschicht besteht aus einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren (nachfolgend kurz "EVA" bezeichnet) mit einem Vinylacetatgehalt von etwa 12 Gew.% und einem Schmelzindex von 0,3, gemischt mit einem Ethylen-Propylen-Copolymeren (nachfolgend "EP" bezeichnet) mit etwa 2,7 bis 3,0 Gew.% Ethylen und einem Schmelzindex von 2,3.
Die Mischung besteht zu etwa 90 Gew.% aus EVA, der restliche Anteil ist EP.
Die äußeren Schichten können aus dem gleichen EP-Copolymeren wie die Kernschicht bestehen, es können jedoch geringere Mengen an an sich bekannten Gleitmitteln und Mitteln, die unerwünschtes Kleben verhindern, zugesetzt werden, um die Bearbeitbarkeit und Handhabung zu verbessern.
Die Mischung der Kernschicht aus 90 % EVA und 10 % EP wurde als die beste Kombination in bezug auf die Schrumpfeigenschaften, die Bearbeitbarkeit und Verarbeitbarkeit festgestellt. Wenn der EP-Gehalt erniedrigt wird, insbesondere wenn er niedriger als 5 % wird, wird die Folie zu weich, um mit wirtschaftlich akzeptierbaren Geschwindigkeiten zu dünnen Folien extrudiert und gestreckt werden zu können. Dies gilt insbesondere für solche Folien, .deren Gesamtdicke bei 12,7 .um oder weniger liegt; sie ,können aus praktischen Gründen nicht hergestellt werden. Auf der anderen Seite treten Probleme hinsichtlich der optischen Eigenschaften auf, wenn der EP-Gehalt in der Kernschicht .20 bei 50 % oder darüber liegt, da die Folie dann nicht mehr klar ist. Außerdem wurde festgestellt, daß bei der Herstellung der Folie ein Schichtdickenverhältnis von 1:3:1 ganz besonders zufriedenstellende Kombinationen der Eigenschaften des Kernmaterials mit den Eigenschaften der Oberfläehenschichten gewährleistet, wenn die Kernschicht
5 bis 50 % EP enthält.
Vorzugsweise wird das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrschicht-Polyolefin-Schrumpffolien mit folgenden Grundverfahrensstufen durchgeführt: Mischen der Polymeren für die Schichten, Koextrudieren der Schichten zur Herstellung der Mehrschichtfolie und Recken der Folie in der Weise, daß sie biaxial orientiert ist.
Das Verfahren beginnt mit dem Mischen der Rohmaterialien oder polymeren Harze in den gewünschten Anteilen, wobei für die Kernschicht 90 Gew.% Ethylen-Vinylacetat-Copolymeres mit 10 Gew.% Ethylen-Propylen-Copolymerem gemischt wird. Das Harz wird üblicherweise vom Lieferanten in pelletisierter Form bezogen und kann, wie gewünscht, mit im Handel erhältlichen Zusatzmitteln vermischt werden. Während des Mischvorganges können weitere, für spezielle Eigenschaften erforderliche Zusätze, z. B. Weichmacher, Gleitmittel, Mittel zur Verhinderung von unerwünschtem .20 Kleben oder Antistatika, zugesetzt werden.
Die gemischten Harze werden in die Einfülltrichter der Extruder gegeben, die das Strangpreßwerkzeug speisen. Zur Herstellung der dreischichtigen Folie werden drei Extruder zum Beschicken der Koextrusionsdüse eingesetzt.
Zwei Extruder werden mit Ethylen-Propylen-Copolymerem für die zwei Außenschichten beschickt, der andere Extruder wird mit der Mischung aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymerem und Ethylen-Propylen-Copolymerem beschickt. Vorzugsweise werden die Materialien in Form eines konzentrischen Schlauches koextrudiert, der einen Durchmesser aufweist, der von dem Streckverhältnis und dem gewünschten Enddurchmesser abhängt. Der koextrudierte Schlauch ist relativ dick. Ringförmige Koextrusionsdusen sind bekannt und im Handel von einer Anzahl von Herstellern erhältlich. Es können aber auch Schlitzdüsen zum Koextrudieren des Materials in Folienform eingesetzt werden; ferner können auch ein- oder mehrschichtige Extrusionsbeschichtungen angewandt werden.
Nach erfolgter Koextrusion wird der extrudierte Schlauch erhitzt und kontinuierlich mit Hilfe von Luft unter Druck zu einer Blase aufgeblasen, wodurch der enge Schlauch mit dicken Wänden in einen weiten Schlauch mit dünnen Wänden entsprechend der gewünschten Foliendicke überführt wird. Dabei werden die Schlauchwände gestreckt. Nach dem Strecken läßt man die Luft aus der Blase ab, und die Folie wird auf den Walzen eines Walzwerkes aufgerollt. Beim Streckprozeß wird die Folie orientiert, indem sie in Querrichtung und Längsrichtung gereckt wird, wobei die Moleküle
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umgeordnet werden, wodurch der Folie Schrumpffähigkeit verliehen wird und die physikalischen Eigenschaften der Folie modifiziert werden. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Polyolefin-Mehrschichtfolien liegt die Temperatur beim Recken oberhalb der Schmelztemperatur von EVA in der Kernschicht, da die orientierten Schichten, die die Außenschichten bilden, aus Ethylen-P'ropylen-Copolymerem bestehen. Auf diese Weise wird beim Reekprozeß die Kernschicht heiß gestreckt oder heiß geblasen, während die Außenschichten biaxial orientiert werden. Man nimmt an, daß die heiß geblasene Kernschicht eine mäßigende oder dämpfende Wirkung auf die ziemlich starken Schrumpfeigenschaften der Ethylen-Propylen-Schichten ausübt. Außerdem werden bei diesem Verfahren sehr dünne Ethylen-Propylen-Copolymerschichten erhalten, die orientiert sind.
Die bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Polyolefin-Mehrschichtfolien werden vorteilhaft mit Hilfe eines wie oben beschriebenen Koextrusionsverfahrens hergestellt, wobei die einzelnen Schichten der Mehrschichtfolie, ohne daß zwischen den Schichten Klebstoff aufgebracht wird, durch Schmelzen verbunden werden.
In der nachfolgenden Tabelle I sind die Eigenschaften bevorzugter Formen der erfindungsgemäßen Polyolefin-Mehr-
Schichtfolien zusammengestellt und zum Vergleich die entsprechenden Eigenschaften ähnlicher Folien, die kein EP in der Kernschicht enthalten, sowie von einer PVC-Vergleichsfolie angegeben.
5
Tabelle I
Beispiel: erfindungs- EP/EVA/EP EP/EVA/EP PVC
gemäße Ausf ührungsf orm
Schicht-Verhältnis 1:3:1 1:3,5:1 1:4:1 .Einschicht
folie
Zerreißfestigkeit
χ 100 bar
Längsrichtung 6,47 6,33 7,24 7,94
Querrichtung 4,92 2,11 6,89 8,51
2)
Weiterreißen (g)
Längsrichtung 3,66 3,79 4,21 2,84 Querrichtung 5,13 3,62 5,01 2,45
Optische Eigen- „,
schäften
Trübung (%) 2,9 1,8 1,8 2,0
Glanz (%) 85 87 87 90
Gesamtdurchlassigkeit (%) 92,6 92,4 92,3 91,9
Schrumpfspannungsbereich (bar) 4) 15,0-20,0 15,0-22,1 19,0-25,7 11,2-17,6
1) ASTM D882
2) ASTM D1938
3) ASTM D1003
4) ASTM D2838
In Tabelle I bedeutet Längsrichtung (= MasGhinenrichtung) die Richtung, in der das Material, das den Extruder verläßt, sich bewegt. Aus Tabelle I ist zu entnehmen, daß sich die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Ausführungsform gut mit denen von PVC vergleichen lassen und daß die Verwendung von EP in der Kernschicht wesentlich und überraschend die Eigenschaften verbessert. Besonders wichtig ist die Tatsache, daß das EP für eine hinreichende Be- und Verarbeitbarkeit erforderlich ist.
Die erfindungsgemäßen Polyolefin-Mehrschichtfolien bestehen zwar vorzugsweise aus drei Schichten, sie können jedoch auch mehr als drei Schichten umfassen entsprechend dem nachfolgenden Schema:
. - *
(a) Bevorzugte Ausführungsform:
3 Schichten EP/Mischung aus 'EVA + EP/EP
(b) 5 Schichten EP/Mischung EVA +EP/EP/Mi
schung EVA +EP/EP
(c) 7 Schichten EP/Mischung EVA + EP/EP/Mischung EVA + EP/EP/Mischung - 20 EVA + EP/EP.
In den 5 Schichten- und 7 Schichten-Strukturen sollte das Schichtverhältnis in der Nähe desjenigen für die bevorzugte Ausführungsform liegen, nämlich bei 1:3; 1- bzw. 3:2 für Gesamtmischung zu Gesamt-EP-Dicke, d.h. die Dicke der
Kernschicht beträgt etwa 60 % der Gesamtdicke. Die Dicke der Kernschicht kann jedoch von 80 % bis 30 % der Gesamtdicke· variiert werden, wobei die Dicke der Kernschicht geringer ist, wenn der Anteil an EP in der Kernschicht und der Vinylacetatgehalt des EVA ansteigt.
Als Außenschicht wird das EP-Copolymere vor dem Propylen-Homopolymeren bevorzugt, weil letzteres einen zu hohen Schmelzpunkt mit einem zu hohen Schrumpftemperaturbereich "Ό aufweist, so daß es für die Anwendungen als Verpackungsfolie, für die die erfindungsgemäßen Polyolefin-Mehrschichtverpackungsfolien besonders eingesetzt werden können, kein geeignetes Material abgibt.
Wird der prozentuale Anteil des Ethylens im EP-Copolymeren von 2,7 bis 3,0 auf 3,5 bis 4,0 % gesteigert, dann kann der EP-Anteil in der Mischung erhöht werden, wobei ebenfalls zufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden. Unterhalb eines Ethylengehalts von 3 % werden EP und EVA miteinander unverträglich. Bei einem Ethylengehalt von etwa 3,5 % im EP setzt Mischbarkeit ein, verbunden mit einer erheblichen Verbesserung der optischen Eigenschaften. Beispielsweise weist eine erfindungsgemäße Mehrschichtfolie mit einer Kernschicht von 50 % EVA und 50 % EP mit einem Ethylengehalt von 3,5 bis 4,0 % kommerziell annehmbare
- 23 -
optische Eigenschaften auf. So kann durch Verwendung von EP mit 3,5 bis 4,0 % Ethylen in der Kernschichtmischung und EP mit 2,7 bis 3,0 % Ethylen als Außenschicht eine ausgezeichnete Mehrschicht-Schrumpffolie hergestellt werden 5

Claims (10)

UEXKÜLL & STOLBERG PATENTANWÄLTE BESELERSTRASSE 4 D-2000 HAMBURG 52 EUROPEAN PATENT ATTORNEYS DR. J-D. FRHR von UEXKULL DR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL -ING. JÜRGEN SUCHANTKE DIPL -ING. ARNULF HUBER DR ALLARD von KAMEKE DR KARLHEINZSCHULMEYEH W.R. Grace &. Co. 1114 Avenue of the Americas New York, N.Y. 10036 V.St.A. Prio: 26. März 1981 US 247 955 (18426 sy/IU) März 1982 Koextrudierte, hitzeschrumpfbare Polyolefin-Mehrschicht-Verpackungsfοlie Patentansprüche
1.) Koextrudierte, hitzeschrumpfbare Polyolefin-Mehrschicht-Verpackungsfolie, gekennzeichnet durch
a) eine Kernschicht aus einer Mischung aus 5 bis 50 Gew.% eines Ethylen-Propylen-Copolymeren und 95 bis 50 Gew.% eines Ethylen-Vinylacetat-Copölymeren und ·
b) Oberflächenschichten aus einem Ethylen-Propylen-Copolymeren.
2. Verpackungsfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten ohne dazwischengefügten Klebstoff miteinander schmelzverbunden sind.
3. Verpackungsfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ethylengehalt des Ethylen-Propylen-Copolymeren im Bereich von 1 bis 6 Gew.% liegt.
4. Verpackungsfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vinylacetatgehalt des Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren im Bereich von 4 bis 18 Gew.% liegt.
5. Verpackungsfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Kernschicht etwa 80 bis 30 % der Gesamtdicke der Verpackungsfolie ausmacht.
6. Verpackungsfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
i) die Kernschicht etwa 60 % der Gesamtdicke der
Verpackungsfolie ausmacht;
ii) der Vinylacetatgehalt des Ethylen-Vinylacetat-
Copolymeren etwa 12 Gew.% beträgt; iii) der Ethylengehalt des Ethylen-Propylen-Copolymeren
2,7 bis 4 Gew.% beträgt;
iv) der Ethylen-Vinylacetat-Gehalt der Kernschicht
etwa 90 Gew.% beträgt und
v) die Schichten ohne dazwischengefügten Klebstoff miteinander schmelzverbunden sind J
7. Verpackungsfolie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschichten biaxial orientiert sind und die Kernschicht im wesentlichen nichtorientiert ist. .
8. Verpackungsfolie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich-• net, daß die Schrumpfspannung im Bereich von 15 bis
20 bar liegt. .
9. Verpackungsfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ethylengehalt des Ethylen-Propylen-Copolymeren in der Kernschicht genau so groß ist wie in den Oberflächenschichten.
10. Verpackungsfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ethylengehalt im Ethylen-Propylen-Copolymeren der Kernschicht höher ist als der Ethylengehalt des Ethylen-Propylen-Copolymeren in den Oberflächenschichten.
DE19823210580 1981-03-26 1982-03-23 Koextrudierte, hitzeschrumpfbare polyolefin-mehrschicht-verpackungsfolie Granted DE3210580A1 (de)

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