DE69417700T2

DE69417700T2 - Für Verpackungen geeigneten polypropylen Film

Info

Publication number: DE69417700T2
Application number: DE69417700T
Authority: DE
Inventors: Emanuele Burgin; Nello Pasquini
Original assignee: Montell North America Inc
Current assignee: Basell North America Inc
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1999-09-30
Anticipated expiration: 2014-12-21
Also published as: AU687111B2; JP3492436B2; KR100332722B1; IT1265296B1; ES2131147T3; EP0659815A1; AU8037094A; DE69417700D1; ATE178627T1; ITMI932670A0; HU212429B; HUT70885A; ITMI932670A1; CA2138424A1; CZ324794A3; US5902848A; EP0659815B1; KR950018224A; JPH07268144A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Polypropylenfolien mit bestimmten Elmendorf-Werten in sowohl Maschinenrichtung (MD) als auch Quer- (Schräg-) Richtung (TD), die zum Verpacken geeignet sind.
Die Folien wurden für Verpackungen, insbesondere für Lebensmittelverpackungen, die in allen Richtungen leicht reißbar sein sollen, entwickelt, wobei der Riß dann aber nur in eine Richtung verlaufen soll. Die vorstehend erwähnte Eigenschaft ist z. B. für gebrauchsfertige Lebensmittelverpackungen, wie für Süßigkeiten, Eiscremes und Milchprodukte, erforderlich, und wurde bis jetzt durch Verwendung von Papier, Karton und Metallfolien erreicht.
Die erfindungsgemäßen Folien können alle vorher verwendeten Materialien ersetzen, wobei auf dem vorstehend erwähnten Verpackungsgebiet die ausgezeichneten vorteilhaften Eigenschaften von Olefinpolymeren, wie hohe chemische Inertheit, leichtes Gewicht, kostengünstige Herstellung der Folien und deren kostengünstige Umwandlung zur Verpackung und vor allem die Tatsache, daß sie leicht wiederzuverwerten sind, zur Verfügung stehen. Insbesondere ermöglichen es die erfindungsgemäßen Folien, die Mehrschichtfolien aus Papier und Metall zu ersetzen, die beträchtliche Wiederverwertungsprobleme aufwerfen.
Folglich stellt die vorliegende Erfindung Folien bereit, die im wesentlichen aus einer Zusammensetzung hergestellt sind, bestehend aus (Gewichtsprozent):
A) 70% bis 90%, vorzugsweise 75% bis 90%, bevorzugter 75% bis 85%, einer Polyolefinmatrix, enthaltend nicht weniger als 30%, bevorzugt nicht weniger als 50%, besonders bevorzugt nicht weniger als 70%, von einem oder mehreren kristallinen Propylenhomopolymeren und/oder -copolymeren mit einem Biegemodul (gemessen gemäß ASTM D790 bei 23ºC) größer als oder gleich 1800 MPa, bevorzugt größer oder gleich 1900 MPa, besonders bevorzugt größer oder gleich 2000 MPa;
B) 10% bis 30%, vorzugsweise 10 bis 25%, bevorzugter 15 bis 25% von einem oder mehreren mineralischen Füllstoffen.
Die Folien besitzen Elmendorf-Werte (gemessen gemäß ASTM D 1922), die sowohl in Maschinen- als auch Querrichtung niedriger als 0,8 N sind, insbesondere im Bereich von 0,3 bis 0,8 N, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 N. Deshalb können sie leicht in beliebiger Richtung reißen. Damit die Folien leicht reißen zu können, müssen die Elmendorf-Werte relativ gering sein. Die Elmendorf-Werte geben die Reißfestigkeit wieder, was sich durch die Fortpflanzung des Risses der Folie deutlich zeigt. Damit diese Eigenschaft in jeder Richtung etwa gleich ist soll (Isotropie), müssen die Elmendorf-Werte in Maschinenrichtung und Querrichtung innerhalb eines engen Intervalls liegen, wodurch vermieden wird, daß sich der Riß in eine bevorzugte Richtung (d. h. in die Richtung, die durch geringere Elmendorf-Werte gekennzeichnet ist) fortsetzt.
Es ist bevorzugt, daß die erfindungsgemäßen Folien nicht orientiert (nicht gereckt) sind, d. h. daß sie gegossene Folie darstellen. Die Dicke der Folien liegt im allgemeinen in Bereichen von 50 bis 150 Mikrometern und vorzugsweise 90 bis 120 Mikrometern.
Vorzugsweise weisen die kristallinen Propylenhomopolymere und Copolymere, die in Matrix A) vorliegen, einen isotaktischen Index größer als oder gleich 94%, bevorzugter größer als oder gleich 96%, gemessen in Xylol bei 25ºC, auf. Tatsächlich kann man durch Polymerisieren in ein oder mehreren Stufen mit stark stereospezifischen Ziegler-Natta-Katalysatoren kristalline Propylenhomopolymere und -copolymere mit Biegemodulwerten auch höher als 2000 MPa gemäß den vorstehend erwähnten Isotaktizitätsindexwerten erhalten. Darüber hinaus ist die Molekulargewichtsverteilung der vorstehend erwähnten Propylenpolymere mit hohem Modul im allgemeinen breit, vorzugsweise mit Mw/Mn-Werten im Bereich von 7 bis 30 (wobei Mw und Mn sich auf das gewichtsmittlere Molekulargewicht bzw. zahlenmittlere Molekulargewicht beziehen).
Die vorstehend erwähnten kristallinen Propylencopolymere können ein oder mehrere Comonomere, ausgewählt aus Ethylen und/oder C&sub4;-C&sub8;-α-Olefinen, enthalten. Beispiele für C&sub4;-C&sub8;-α-Olefine sind: 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 3-Methyl-1- penten, 4-Methyl-1-penten, 1-Octen. Um hohe Biegemodulwerte beizubehalten, ist es besser, den Anteil an Comonomeren in den Copolymeren gering zu halten, im allgemeinen weniger als oder gleich 10 Gewichtsprozent, insbesondere unterhalb oder gleich 5 Gewichtsprozent.
Matrix A) kann ebenfalls bis zu 70 Gewichtsprozent von einem oder mehreren herkömmlichen Olefinpolymeren enthalten, d. h. mit einem Biegemodul geringer als 1800 MPa, ausgewählt insbesondere aus den Polymeren und Copolymeren von Ethylen, Propylen- und C&sub4;-C&sub8;-α-Olefinen. Bevorzugte Beispiele sind isotaktische Polypropylen- und kristalline Copolymere von Propylen, die bis zu 15 Gewichtsprozent Ethylen und/oder C&sub4;-C&sub8;-α-Olefine enthalten. Spezielle Beispiele von C&sub4;-C&sub8;-α- Olefinen wurden bereits bezüglich der Propylenpolymere mit hohem Modul angegeben.
Die Mineralfüllstoffe B) werden in die Zusammensetzungen, die die Folien der vorliegenden Erfindung im wesentlichen ausmachen, vorzugsweise in Form eines Konzentrats in einem oder mehreren der vorstehenden herkömmlichen Olefinpolymere eingeführt. Der Gewichtsanteil der Füllstoffe in dem Konzentrat ist vorzugsweise 40% bis 80%.
Die Schmelzflußrate (MFR) der Zusammensetzungen, die die erfindungsgemäßen Folien im wesentlichen aufbauen, muß natürlich zur Folienherstellung geeignet sein. Im allgemeinen liegt die MFR L (gemessen gemäß ASTM D 1238, Bedingung L) der vorstehend erwähnten Zusammensetzungen im Bereich von 3 bis 15 g/10 min.
Spezielle Beispiele von Mineralfüllstoffen B) sind Talkum, Kalziumcarbonat, Siliziumdioxid, Ton, Diatomeenerden, Titanoxid und Zeolithe. Bevorzugt ist Talkum.
Die Teilchengröße des Mineralfüllstoffes ist nicht besonders kritisch; beispielsweise kann man mit besonderem Bezug auf Talkum, Teilchen mit einem mittleren Durchmesser im Bereich von etwa 0,5 bis 40 Mikrometer einsetzen.
Neben den Mineralfüllstoffen kann die Zusammensetzung, die im wesentlichen die erfindungsgemäßen Folien ausmacht, Additive, die üblicherweise für Polyolefine verwendet werden, wie Stabilisatoren und Pigmente, enthalten.
Die vorstehend beschriebene Zusammensetzung kann durch Verwendung bekannter Verfahren hergestellt werden. Man geht von Pellets oder Pulvern oder Polymerteilchen, die aus dem Polymerisationsverfahren erhalten wurden, aus. Diese werden vorzugsweise im festen Zustand (beispielsweise mit einem Banbury-, Henshel- oder Lodige-Mischer) mit dem Füllstoff oder Füllstoffen B) unter Gewinnung eines Trockengemisches, das in einem Extruder unter Verwendung herkömmlicher Techniken pelletiert werden kann, vorvermischt. Es ist auch möglich, das Trockengemisch direkt in die folienverarbeitenden Systeme einzuspeisen.
Die erfindungsgemäßen Folien werden aus der vorstehend erwähnten Zusammensetzung unter Verwendung gut bekannter Verfahren für die Polyolefinfolien-Herstellung erhalten.
Insbesondere können gegossene Folien unter Verwendung von Flachdüsen-Extrudern, die beispielsweise bei Temperaturen im Bereich von 200ºC bis 280ºC arbeiten, hergestellt werden.
Für die vorstehend beschriebenen Verwendungen können die erfindungsgemäßen Folien Veredelungs-Verfahren unterzogen werden, wie Metallisierung, die durch Abscheiden von Metallpulvern (wie Aluminium) unter Vakuum auf mindestens einer der geeigneterweise behandelten Folienoberflächen (beispielsweise durch Coronaentladung) ausgeführt wird. Die so erhaltene Metallschicht ist im allgemeinen 1 bis 5 Mikrometer dick.
Die Verpackungen können ausgehend von den Folien, die in geeignete Größe geschnitten und dann verklebt oder heißverschweißt werden (gegebenenfalls nach der Zugabe einer Schicht eines Wärmeversiegelungsmaterials) erhalten werden. Das nachstehende Beispiel wird angegeben, um die vorliegende Erfindung zu erläutern und nicht zu begrenzen.

BEISPIEL

Unter Verwendung eines Henshel-Mischers wird ein Trockengemisch der nachstehenden Komponenten in Form von extrudierten Pellets hergestellt:
1) 66,6 Gewichtsprozent eines Propylenhomopolymers mit Isotaktizitätsindex von 98,5%, Biegemodul von 2300 MPa und MFRL 3,7 g/10 min.
2) 33,4 Gewichtsprozent eines Konzentrats, umfassend 65 Gewichtsprozent Talkum, 5 Gewichtsprozent Titandioxid und 30 Gewichtsprozent eines Propylenhomopolymers mit Isotaktizitätsindex von 96,5%, Biegemodul 1600 MPa und MFRL 400 g/10 min.
Das so erhaltene trockene Gemisch wird in einen Einschneckenextruder mit einem Schnecken-Längen/Durchmesser-Verhältnis von 30 eingespeist und mit Hilfe einer Flachdüse mit einem Schlitz von 1 mm zu Folien extrudiert.
Die Temperatur des Extruderzylinders ist 240º-250ºC; die Temperatur der Extruderdüse ist 250ºC. Die Aufwickelgeschwindigkeit der Folie ist 46 m/min.
Eine 100 Mikrometer dicke Folie wird erhalten, die ein papierähnliches Aussehen aufweist, undurchsichtig ist und keine Risse aufweist.
Der Elmendorf-Test wurde an der Folie ausgeführt und die Ergebnisse sind 0,4 N in Maschinenrichtung und 0,5 N in Querrichtung.

Claims

1. Polyolefinfolie, im wesentlichen hergestellt aus einer Zusammensetzung, umfassend (Gewichtsprozent):

A) 70% bis 90% einer Polyolefinmatrix, enthaltend nicht weniger als 30% von einem oder mehreren kristallinen Propylenhomopolymeren und/oder -copolymeren mit einem Biegemodul (gemessen gemäß ASTM D790 bei 23ºC) größer als oder gleich 1800 MPa;

B) 10% bis 30% von einem oder mehreren mineralischen Füllstoffen.

2. Polyolefinfolie nach Anspruch 1 in Form einer Gießfolie.

3. Polyolefinfolie nach Anspruch 1, wobei die kristallinen Propylencopolymere mit einem Biegemodul (gemessen gemäß ASTM D790 bei 23ºC) größer als oder gleich 1800 MPa, ein oder mehrere Comonomere, ausgewählt aus Ethylen und/oder C&sub4;-C&sub8;-α-Olefinen, enthalten.

4. Polyolefinfolie nach Anspruch 1, wobei die kristallinen Propylenhomopolymere und -copolymere, die in Matrix A) vorliegen und einen Biegemodul (gemessen gemäß ASTM D790 bei 23ºC) höher als oder gleich 1800 MPa aufweisen, eisen Isotaktizitätsindex höher als 94%, gemessen in Xylol bei 25ºC, aufweisen.

5. Polyolefinfolie nach Anspruch 1, wobei Matrix A) bis zu 70 Gewichtsprozent von einem oder mehreren Homopolymeren oder Copolymeren von Ethylen, Propylen und C&sub4;-C&sub8;-α-Olefinen, die einen Biegemodul (gemessen gemäß ASTM D790 bei 23ºC) unterhalb 1800 MPa aufweisen, enthält.

6. Polyolefinfolie nach Anspruch 5, wobei die Homo- oder Copolymere, die einen Biegemodul (gemessen gemäß ASTM D790 bei 23ºC) unterhalb 1800 MPa aufweisen, ausgewählt sind aus isotaktischem Polypropylen und kristallinen Propylencopolymeren, die bis zu 15 Gewichtsprozent Ethylen und/oder C&sub4;-C&sub8;-α-Olefine enthalten.

7. Polyolefinfolie nach Anspruch 1, wobei der mineralische Füllstoff oder Füllstoffe B) ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Talkum, Calciumcarbonat, Siliziumdioxid, Tonen, Diatomeenerden, Titanoxid und Zeolithen.

8. Metallisierte Folie, umfassend eine Folie nach Anspruch 1 und auf mindestens einer Seite eine Metallschicht mit einer Dicke im Bereich von 1 bis 5 um.