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Dokumentenidentifikation DE69834551T2 03.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000963408
Titel COEXTRUDIERTE GESTRECKTE FILME
Anmelder ExxonMobil Chemical Patents Inc., Baytown, Tex., US
Erfinder BRANT, Patrick, Seabrook, TX 77586, US;
FISCUS, M., David, Houston, TX 77062, US;
VAN LOON, Josephus, Achiel, B-2900 Scoten, BE
Vertreter Uexküll & Stolberg, 22607 Hamburg
DE-Aktenzeichen 69834551
Vertragsstaaten AT, BE, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 24.02.1998
EP-Aktenzeichen 989100425
WO-Anmeldetag 24.02.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/US98/03562
WO-Veröffentlichungsnummer 1998037140
WO-Veröffentlichungsdatum 27.08.1998
EP-Offenlegungsdatum 15.12.1999
EP date of grant 17.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse C08L 23/16(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B32B 27/32(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C08J 5/18(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine orientierte Mehrschichtfolie, die mindestens eine Schicht von ethylenbasiertem Polymer umfasst. Insbesondere betrifft die Erfindung eine hergestellte Mehrschichtfolie, wobei mindestens eine Schicht ethylenbasiertes statistisches Copolymer ist, und wobei die Folie coextrudiert wurde, bevor sie zur Orientierung gestreckt wurde.

Beschreibung des Standes der Technik

Orientierte Mehrschichtfolien sind eine wichtige Klasse von industriellen Produkten, die vornehmlich beim Einwickeln oder Verpacken von verschiedenen Produkten im Handel brauchbar sind. Insbesondere ist orientierte Folie mit isotaktischem Polypropylen wegen ihrer hohen Barriereeigenschaften, Klarheit und Steifheit als brauchbar bekannt. Polypropylen für orientierte Folien ist typischerweise isotaktisches Homopolymer, oder sind modifizierte Polypropylengemische von isotaktischem Polypropylen mit anderem isotaktischen Polypropylen, das sich z.B. durch andere Schmelzfließraten (MFRs) oder Taktizität unterscheidet, ataktischem Polypropylen, syndiotaktischem Polypropylen, statistischen Polypropylen-Copolymeren mit geringen Mengen von Ethylen- oder höheren &agr;-Olefinen, und Ethylen-Copolymeren, siehe z.B. die US-A-4 950 720 und die WO 96/02386. Wie in der US-A-4 921 749 und dem verwandten Stand der Technik angegeben ist, können auch andere Komponenten wie Erdölharze zugesetzt werden, um Eigenschaften wie Heißsiegelleistung, Gasdurchlässigkeit und Steifheit zu modifizieren. Derart orientiertes Polypropylen, insbesondere biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP), besitzt viele gewünschte Eigenschaften. Ausgezeichnetes Heißkleben und Heißsiegeln zählen jedoch nicht dazu, weil es solchen Folien bei Betriebstemperaturen, die für die effiziente gewerbliche Praxis geeignet sind, an wesentlicher Heißsiegel- und Heißklebeleistung mangelt.

Die nicht vorveröffentlichte WO 97/44178 offenbart eine coextrudierte Blasfolie, die eine Innenseitenschicht, eine Mittelschicht und eine Außenseitenschicht aufweist. Gemäß den Beispielen 1 und 2 ist die Mittelschicht ein Polypropylen und die Innenseiten- und Außenseitenschichten umfassen ein LLDPE, während gemäß den Beispielen 3 und 4 die Mittelschicht ein Polypropylen ist, die Außenseitenschicht ein Gemisch von LLDPE und LDPE ist und die Innenseitenschicht LLDPE.

Die nicht vorveröffentlichte EP-A-0 802 046 offenbart eine Dreischichtfolie mit einer ersten äußeren Schicht von Polypropylen-Homopolymer oder Propylen-Copolymer, einer zweiten Innenschicht, die LLDPE umfasst, und einer dritten heißsiegelbaren Schicht, wobei die heißsiegelbare Schicht ein Polyethylen-Homopolymer oder -Copolymer oder ein Gemisch von Polyethylen-Homopolymer oder -Copolymer und Propylen-Homopolymer oder -Copolymer umfasst.

Die nichtvorveröffentlichte WO 98/37141 offenbart eine Dreischicht-ABC-Folie, wobei Schicht A LLDPE umfasst. Schicht B kann ausgewählt sein aus einer großen Gruppe von Materialien einschließlich Propylenpolymeren. Schicht C ist statistisches Copolymer von Propylen mit bis zu 20 Gew.-% Ethylen.

Die WO 92/14784 schlägt heißsiegelbare Gemischzusammensetzungen vor, die für Folien und Folienstrukturen geeignet sein sollen, die 30 bis 70 Gew.-% Polymer mit niedrigem Schmelzpunkt, das ethylenbasiertes Copolymer mit einer Dichte von 0,88 g/cm3 bis 0,915 g/cm3 (a), einer MWD von nicht mehr als 3,5 und einem Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung von größer als 70% und (b) verschieden von (a) und 70 bis 30 Gew.-% propylenbasiertes Polymer mit 88 Mol.% bis 100 Mol.% Propylen und 12 Mol.% bis 0 Mol.% von Propylen verschiedenes &agr;-Olefin einschließen.

Die WO 95/13321 schlägt heißgesiegelte Artikel und heißsiegelbare Folien, die ein Polymergemisch von erstem Polymer mit enger Molekulargewichts- und Zusammensetzungsverteilung und zweitem Polymer mit breiter Molekulargewichtsverteilung und Zusammensetzungsverteilung umfasst, vor.

Es sind dementsprechend verschiedene Polymerschichten als Heißsiegelschichten für biaxial orientierte Polypropylenfolie verwendet oder vorgeschlagen worden. Unter den gewerblich verwendeten und in der Patentliteratur gelehrten sind ethylenbasierte und propylenbasierte Polyolefine. Bevorzugte Heißsiegelschichten für BOPP sind in der Vergangenheit typischerweise Polyolefine mit einem hohen Propylengehalt gewesen, z.B. Propylen-Ethylen-Copolymere mit 1 bis 20 Gew.-% Ethylen und Propylen-Ethylen-Buten-Terpolymere mit bis zu 10 Gew.-% jeweils von Ethylen und Buten und Gemische von diesen mit anderen Olefinpolymeren, siehe z.B. die US-A-4 643 954 (LLDPE mit Propylenterpolymer) und die US-A-4 921 749 (Propylen-Ethylen-Copolymere) und die anderen oben Aufgelisteten. Diese Polymerauswahl reduziert die chemische Verschiedenheit der Siegelschicht und Kernschichten und erlaubt so eine gute Adhäsion zwischen ihnen, führt jedoch dazu, dass das nachfolgende Heißsiegeln bei Temperaturen bei oder oberhalb von 120°C durchgeführt werden muss, was eine lange Kontaktzeit mit Heizelementen oder eine hohe Wärmezufuhr erfordert, um die notwendigen Temperaturbereiche zu erreichen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung besteht in einer orientierten Mehrschichtfolie, die (a) mindestens eine Außenschicht mit 50 bis 100 Gew.-% Ethylen-Copolymer mit einer Dichte von 0,900 bis 0,935 g/cm3 und einem Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung (composition distribution breadth index, CDBI) von 50 bis 95%, (b) eine Polypropylenkernschicht, wobei sich die mindestens eine Außenschicht in Kontakt mit der Polypropylenkernschicht befindet, und (c) eine zweite Außenschicht umfasst, wobei sich die zweite Außenschicht in Kontakt mit der Propylenkernschicht befindet, wobei die Folie durch Co-Extrusion der mindestens einen Außenschicht, der Kernschicht und der zweiten Außenschicht und nachfolgende Orientierung hergestellt ist, ausgenommen statistisches Copolymer von Propylen und höchstens 20 Gew.-% Ethylen oder Terpolymer von Propylen, Ethylen und Buten als die zweite Außenschicht.

Vorzugsweise besitzt die Ethylen-Copolymeraußen- oder -hautschicht, oder besitzen die Ethylen-Copolymeraußen- oder -hautschichten, eine Molekulargewichtsverteilung (MWD, Mw/Mn) von 1,8 bis 3,5 und einen Schmelzindex (MI) von 0,5 bis 10 g/10 min (ASTM D 1238, 190°C, 2,16 kg). Die coextrudierten Schichten können auf Spannrahmenausrüstungen ohne Schwierigkeiten biaxial orientiert werden, die durch die Anwesenheit von amorphen Polymerfraktionen mit geringem Molekulargewicht hervorgerufen werden, die in traditionellem linearem Ziegler-Natta-Polyethylen mit geringer Dichte inhärent vorhanden sind. Probleme mit unerwünschter Adhäsion an Trommeln und Backen beim Verarbeiten und die Anwesenheit von extrahierbaren Materialien werden bei den somit hergestellten Folien im Wesentlichen ausgeschlossen. Die optischen Eigenschaften von biaxial orientierten Polypropylenfolien (BOPP) werden beibehalten, wobei die Siegeltemperatur gesenkt wird und die Heißsiegelfestigkeit und die Heißklebeeigenschaften verbessert werden. Die Ethylen-Copolymer-Heißsiegelschicht bietet somit eine praktische, ökonomische Lösung für die Herstellung von Heißsiegel-BOPPs für steife, flexible als auch heißschrumpfbare Verpackungen.

Kurze Beschreibung der Figuren

1 ist ein Graph der Heißsiegel (1a)- und Heißklebe (1b)-Leistung der Folie der Beispiele. Die Figuren sind das Heißklebe- und -siegelverhalten von 10% mLLDPE und 90% Polypropylen von biaxial orientierten co-extrudierten Folien.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Erfindungsgemäß geeignete Copolymere sind kommerziell erhältlich und können mit Katalysatoren mit im Wesentlichen singulär aktiver Stelle, wie Metallocenkatalysatoren, hergestellt werden. Die Verwendung des Begriffs "Katalysator mit im Wesentlichen singulär aktiver Stelle" bezieht sich auf jedweden Polymerisationskatalysator, der eine enge Molekulargewichtsverteilung (MWD, Mw/Mn) und enge Zusammensetzungsverteilung bereitstellt, bestimmt durch den Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung (CDBI). Kommerziell erhältliche Produkte schließen genauer gesagt die Metallocen-LLDPE-Harze (m-LLDPE) ein, die von Exxon Chemical Co., Houston, Texas, USA, als EXCEED® 350D60 (Ethylen-Hexen-Copolymer, MI = 1,0, Dichte 0,917 g/cm3) und 377L60 (Ethylen-Hexen-Copolymer, MI = 1,0, Dichte 0,922) vermarktet werden, und die Metallocen-Plastomer-Ethylen-Copolymere ein, die unter den Handelsnamen EXACT®, erhältlich von Exxon Chemical Co., und AFFINITY®, erhältlich von Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA, vermarktet werden, wobei solche Plastomere Dichten von oder unterhalb von etwa 0,900 besitzen. Typischerweise umfassen die Ethylen-Copolymere als Comonomere jedwedes C3- bis C12-&agr;-Olefin, vorzugsweise ein oder mehrere C4- bis C8-&agr;-Olefin(e). Der Comonomergehalt wird durch die gemessene Dichte bestimmt, wobei die Dichte vorzugsweise im Bereich von 0,910 bis 0,925 g/cm3 liegt, am meisten bevorzugt von 0,915 bis 0,925 g/cm3. Vorzugsweise liegt das Molekulargewicht der erfindungsgemäßen Ethylen-Copolymere, gemessen als MI (Polyethylen-Schmelzindex, ASTM D 1238) im Bereich von etwa 0,7 bis 8,0 und am meisten bevorzugt 0,7 bis 5,0. Die MWD beträgt typischerweise 2,0 bis 3,5, vorzugsweise 2,0 bis 2,7. Der CDBI liegt vorzugsweise oberhalb von 55%, am meisten bevorzugt oberhalb von 65 Gew.-%. Die Schmelzindexverhältnisse (melt Index ratios, MIR, I21/I2) der geeigneten Ethylen-Copolymere liegen typischerweise im Bereich von 16 bis 50.

Zusätzliche Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen, die erfindungsgemäß als Siegelschichten geeignet sind, schließen Polyethylengemischzusammensetzungen ein, wobei das oben definierte Ethylen-Copolymer mindestens 50 Gew.-% ausmacht und darüber hinaus geringere Mengen von im Wesentlichen kompatiblen ethylenbasierten Homopolymeren oder Copolymeren vorhanden sind, die Ethylen und ein oder mehrere C3- bis C12-&agr;-Olefine, cyclische Olefine, Vinylaromaten- und polare Vinylmonomere umfassen, wie Norbornen, Alkyl-substituierte Norbornene, Styrol, Alkyl-substituierte Styrole, Vinylacetat, Acrylsäure, Methylacrylat, Butylacrylat usw. Die Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymere umfassenden Gemischzusammensetzungen sind vorzugsweise solche mit einer Gesamtdichte von 0,910 bis 0,925 und einem MI von 0,7 bis 5,0 g/10 min. Bei Gemischen, die die anderen Ethylen-Copolymere umfassen, sind die Copolymere vorzugsweise solche mit 2 bis 5 Mol.% Comonomer und äquivalentem MI. Spezielle Gemischpolyethylene schließen jedwedes von LDPE, Plastomeren, LLDPE, MLDPE oder HDPE ein, wobei diese Begriffe wie im Stand der Technik verwendet werden, hergestellt durch Ziegler-Natta-Polymerisation, Koordinationspolymerisation an im Wesentlichen singulär aktiver Stelle, und freiradikalische Hochdruckpolymerisation. Vinylmonomere umfassende Polymere schließen Ethylen/Vinylacetat (EVA), Ethylen/Vinylalkohol (EVOH), Ethylen/Acrylsäure (EAA) und Ethylen/Methylacrylat (EMA) ein. Für Gemische geeignete Ethylen-Copolymere sind solche mit einem Ethylengehalt, der ausreicht, um eine solche Ethylen-Kristallinität bereitzustellen, die sicherstellt, dass die Gemischzusammensetzungen beim Kühlen keiner starken Phasentrennung innerhalb der Gemischzusammensetzungen unterliegen.

Copolymere mit geringer Kristallinität und somit einer Dichte von oder unterhalb von 0,915 ("VLDPE"), einschließlich bestimmter Plastomer-Ethylen-Copolymere mit C4- bis C8-&agr;-Olefinen mit Dichten von 0,870 bis 0,915 g/cm3, sind als Gemischkomponenten besonders bevorzugt, wenn sie in ausreichenden Mengen vorhanden sind, um wegen des Vorhandenseins von Copolymeren mit geringerem Schmelzpunkt und niedriger Dichte höhere Straßengeschwindigkeiten ermöglichen. Die VLDPE-Copolymere sind vorzugsweise in einer Menge bis 30 Gew.-% vorhanden, vorzugsweise 15 bis 20 Gew.-%. Eine weitere Beschreibung der VLDPEs und deren Verwendungen bei Folienanwendungen findet sich in der US-A-5 206 075 und der US-A-5 359 792.

Eine geeignete Polypropylen-Kern- oder -Außenschicht, oder geeignete Polypropylen-Kern- oder -Außenschichten, umfasst oder umfassen jedwede der isotaktischen Polypropylenzusammensetzungen oder -gemische, die zur Verwendung als uniaxial oder biaxial orientierte Folien geeignet bekannt sind. Sowohl traditionelle Ziegler-Natta-Polypropylen-Harze als auch solche der neueren von den Katalysatoren mit im Wesentlich singulär aktiver Stelle sind geeignet, wenn sie ausreichende Molekulargewichte besitzen, um ein Anpassen der Schmelzviskosität sicherzustellen, die für Co-Extrusion geeignet ist. Es sind solche Propylenpolymere mit einer Schmelzfließrate "MFR" (ASTM D 1238, 230°C, 2,16 kg) von etwa 1,0 bis etwa 40 geeignet, vorzugsweise bis 10, am meisten bevorzugt 6,0. Die Polypropylenprodukte mit Folienqualität ESCORENE® PP4592 E7, PP4372 und PP4252 E1 von Exxon Chemical Co. sind besonders geeignet. Außerdem sind statistische Polypropylen-Copolymere mit bis zu etwa 15 Mol.% von mindestens einem von Propylen verschiedenen C2- bis C8-&agr;-Olefin als co-extrudierbare Polypropylenschicht geeignet, als Kern-, Außen- oder Zwischenschicht.

Verfahren zur Herstellung von co-extrudierten Folien sind in der Technik gut bekannt. Für die vorliegende Erfindung werden die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen, die als Siegelschichten geeignet sind, und die Polypropylen-Zusammensetzungen vor der Orientierung separat, jedoch gleichzeitig, extrudiert und zur Co-Extrusion verbunden. Weil die Schmelzviskosität der bevorzugten Ethylen-Copolymere, oder der diese umfassenden Gemische, bei Verarbeitungstemperaturen, die notwendig sind, um die Polypropylenfolie zu extrudieren, hoch genug ist, um eine ausreichende Dimensionsstabilität zu erhalten, können sowohl dicke als auch dünne Folien mit gleichmäßiger Dicke über die Folienoberfläche erhalten werden. Der Mangel an amorphen Fraktionen mit niedrigem Molekulargewicht und die ausreichend hohen Schmelzpunkte der Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen erlauben eine ausgezeichnete Verarbeitung ohne Kleben an der Verarbeitungsausrüstung, während jedoch die besonders geeignete Dimensionsstabilität beibehalten wird.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folien umfasst ein Co-Extrusionsverfahren mit nachfolgender Orientierung des Co-Extrudats.

Obwohl bereits in der Industrie bekannt war, dass Polymere mit niedrigerem Schmelzpunkt durch ein Beschichtungsverfahren aufgebracht werden können, bei dem das Polymer im geschmolzenen oder erweichten Zustand auf die vorgeformte Polymerfolie mit höherem Erweichungspunkt extrudiert werden kann, ist gleichfalls bekannt, dass die Verwendung von chemisch unähnlichen Polymeren zu unzureichender Haftung (Adhäsion) zwischen den Schichten führen kann. Deshalb wird häufig die Verwendung von zusätzlichen Bindeschichten (oder Klebeschichten) empfohlen, die in der Lage sind, an beiden Schichten zu haften, wenn zwei verschiedene Polymere miteinander kombiniert werden sollen, siehe z.B. J. Stepek et al., Polymers As Materials For Packaging, Kapitel 5, Seiten 346–349 (Ellis Horwood Ltd., 1987, Englisch-sprachige Ausgabe).

Die vorliegende Erfindung beruht darauf, dass gefunden wurde, dass die Verwendung von Mehrfach-Co-Extrusionsextrudern mit zwei oder mehr Strömen, von denen mindestens einer die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen bereitstellt und ein weiterer davon die Polypropylenzusammensetzungen bereitstellt, und gleichzeitiges Einspeisen in einer Mehrkanaldüse, so dass sich die zwei Schichten in Kontakt miteinander zur Schlitzdüsenextrusion und nachfolgenden Orientierung befinden, zur Herstellung von Folien verwendet werden kann, die eine ausgezeichnete Haftung zwischen den Schichten und ausgezeichnete Verbundfolieneigenschaften beibehalten, ohne die Notwendigkeit von zusätzlichen Binde- oder Klebeschichten. Die ausgezeichnete Klarheit von BOPP wird beibehalten, während die Siegelanfangstemperatur gesenkt wird und die Siegeleigenschaften der Folie verbessert werden, sowohl bei Gesamtfestigkeit als auch ohne dass ausreichend Wärme zugeführt werden muss, um die Polypropylenschicht aufzuweichen. Weil die Siegelschichtpolymere erfindungsgemäß Erweichungspunkte von 80 bis 100°C, und Schmelzpunkte von 100 bis 120°C, besitzen, ist die effektive Heißsiegeltemperatur niedriger als die von typischen Siegelschichten mit Propylen-Copolymeren, sie kann bei der Verarbeitung schneller erreicht werden und führt bei der Verwendung bei der Herstellung zu höheren Straßengeschwindigkeiten.

Erfindungsgemäße Folien schließen insbesondere orientierte Zweischicht-A/B-Folien mit der Siegelschicht A und einer Außenschicht B von Polypropylen ein, oder Dreischicht-A/B/A-Folien mit zwei Siegelschichten A auf jeder Seite der Polypropylenkernschicht B. Zusätzliche Schichten oder Behandlungen der Folien in der Schicht B sind ebenfalls geeignet, wie Metallierung oder Koronaentladungsbehandlung, wobei die Zugabe von anderen Barriereschichten oder Bindeschichten ebenfalls in der Technik gut als in jedweder Kombination für spezielle Handelsartikel anwendbar bekannt ist.

Die Heißsiegelschicht A kann auf einer Seite einer Mehrschichtfolie sein und kann als weitere Kernschicht verwendet werden, oder auf beiden Seiten, um eine zusätzliche Heißsiegelschicht zu bilden. Solche Verbundfolien genießen alle die Vorteile der verbesserten Haftung der Schichten A und B und der Verträglichkeit der Folie mit kombinierten Schichten zur Orientierung, insbesondere zur uniaxialen Orientierung und biannualen Orientierung, wie beispielsweise bei der Verwendung von Orientierungsverfahren mit Spannrahmen. Außerdem liefern die breiten Plateausiegeltemperaturen, d.h. 110°C bis 140°C, einen signifikanten Vorteil für industrielle Verfahren, bei denen eine genaue Temperatursteuerung unökonomisch oder sonst irgendwie nicht verfügbar ist. Die durch Pressen und gemeinsames Erhitzen von zwei solchen Schichten gebildeten Heißsiegelungen versagen üblicherweise durch Schälen in dem angegebenen Plateaubereich, wenn sie einer Bruchkraft von 1,32 bis 6,6 kg (0,6 bis 3,0 lbs) unterworfen werden. Dieser Ausfallmechanismus liefert ausgezeichnete Charakteristika für abschälbare Siegelungen, die in der Verpackungsindustrie brauchbar sind, insbesondere für flexible Verpackungen. Höhere Schälfestigkeiten (> 6,6 kg (3.0 lb)), z.B. 6,6 bis 13,2 kg (3.0 bis 6.0 lb) können erreicht werden, indem die Dicke der hier beispielhaft beschriebenen Heißsiegelschicht erhöht wird, und/oder indem ein oder mehrere zusätzliche co-extrudierte Binde- oder Klebeschichten eingebracht werden, wie solche, die Ethylen- oder Propylen-Copolymere umfassen.

Die in dieser Anmeldung dargestellten Polymercharakterisierungen wurden unter den folgenden Bedingungen und Verfahren durchgeführt. Der MI wurde wie in der ASTM D 1238 beschrieben bestimmt. Mw, Mn als auch Mw/Mn (MWD) wurden durch Gelpermeationschromatographie (GPC) unter Verwendung eines Differentialbrechungsindex (differential refraction index, DRI)-Detektors bestimmt, d.h. eines GPC-Instruments Waters 150C mit DRI-Detektoren. Der CDBI wurde gemäß der Methode bestimmt, die in den Spalten 7 und 8 der WO 93/03093 beschrieben ist. Die Dichte sowohl für das Polyethylen als auch für Polypropylen wurde gemäß der ASTM D792 bestimmt.

Beispiele

  • I. TM-Long-Experimente: Auf einer Labor-Killion-Straße wurden co-extrudierte Strukturen gegossen und dann auf einer TM-Long-Straße biaxial orientiert (6 × 6), um eine Zweischichtfolie A/B und eine Dreischichtfolie ABA herzustellen, die eine bzw. zwei Heißsiegelschichten von jeweils 5,08 &mgr;m (0,2 mil) Enddicke und eine Polypropylenkernschicht mit 10,16 &mgr;m (0,4 mil) Dicke aufwiesen. Die Ethylen-Copolymer-Heißsiegelschichten wurden aus EXCEED® 350D60 (Ethylen/Hexen-Copolymer, MI = 1,0, Dichte = 0,917 g/cm3)- oder 377L60 (Ethylen-Hexen-Copolymer, MI = 1,0, Dichte = 0,922 g/cm3)-Harzen extrudiert und die Polypropylenschicht wurde aus PD4252E1 extrudiert, alle erhältlich von Exxon Chemical Co.
  • II. Pilotanlagen-Straße-Experimente: Die Folien der nachfolgenden Tabellen 1 bis 4 wurden auf einem Black Clawson-Straße hergestellt und auf einem Spannrahmen wie in den nachfolgenden Tabellen 1 bis 3 beschrieben biaxial orientiert. Die Folieneigenschaften sind in Tabelle 4 dargestellt.

Schneckengeschwindigkeit und spezifischer Ausstoß waren für alle Folien gleich. 8,89 cm (3,5'') 30/1 L/D, 1,06 m (42'') weite Düse. Luftmesser-Pinning. Die erste Abkühlwalze war bei (87°F) 31°C und die zweite Abkühlwalze war bei (75°F) 24°C. Die Straßengeschwindigkeit wurde so eingestellt, dass die gewünschte Stärke erreicht wurde. Alle anderen Verarbeitungsbedingungen waren konstant.

  • * Streckspalt mit 0,081 cm (0,032''). Die Ziehgeschwindigkeit wurde so eingestellt, um das gewünschte MD-Ziehverhältnis zu erreichen.
  • * Planungsziehverhältnisse wurden bei dem Versuch bestimmt. Die tatsächlichen Ziehverhältnisse wurden aus den hergestellten Folien bestimmt.
  • ** Reißwerte basieren auf der Verwendung eines 200 g-Pendels. Die ASTM sagt, dass Reißwerte durch Ablesen zwischen 20 und 60% des Pendelgewichts erhalten werden sollen. Die Reißwerte waren derart niedrig, dass dies unmöglich war.
  • *** Unter Verwendung von 2 Einschussbögen aus HDPE.

  • III. Die Folien der folgenden Beispiele 1 bis 4 wurden durch Co-extrudieren und Gießen eines Zweischichtbands und dann biaxiales Orientieren hergestellt. Das Gießen erfolgte auf einer Black Clawson-Straße und die Orientierung auf einer Pilot-Spannstraße. Die erhaltenen Folien sind in Tabelle 5 beschrieben und die zum Orientieren der Folien auf der Pilot-Spannstraße verwendeten Bedingungen sind in Tabelle 6 zusammengefasst.

Die Eigenschaften der co-extrudierten Folie waren denen von biaxial orientierter Polypropylenfolie ohne die Heißsiegelschicht ähnlich. Zum Beispiel behielten die Produkte ausgezeichnete optische Eigenschaften (Trübung und Glanz), und die Elmendorf-Reißfestigkeit war im Wesentlichen gleich, 0,0039 g/&mgr;m (0,10 g/mil). Die Ethylen-Copolymer-Heißsiegelschicht war nur 0,7 bis 3,0 &mgr;m (0,03 bis 0,12 mil) dick, eine mikroskopische Untersuchung zeigte aber, dass sich die Heißsiegelschicht gleichförmig mit dem Polypropylen ziehen ließ. Heißklebe (1a)- und Siegel (1b)-Leistung wurden entlang sowohl Maschinenrichtung (MD) als auch Querrichtung (TD) gemessen, siehe 1. Obwohl sie hochorientiert sind, zeigten die eingebrachten Siegelungen ein ausgezeichnetes Aussehen ohne beobachtbaren Schrumpf. Bei diesen Beispielen erfolgte das Siegelversagen bei mäßigen Kraftniveaus, die in der Industrie völlig akzeptiert werden, und der Mechanismus des Versagens beruhte größtenteils auf Schälen statt auf Reißen oder Brechen. Der Modus des Versagens bei den beispielhaften mäßigen Kraftniveaus veranschaulicht die Anwendbarkeit für schälbare Siegelungen, die für viele Verpackungsanwendungen gewünscht sind. Die Heißklebemessung, siehe ebenfalls 1, veranschaulicht für die Heißsiegelung bei 110 bis 120°C geeignete Werte, ein signifikanter Vorteil gegenüber solchen Temperaturen, die für Heißsiegelschichten notwendig sind, die Polypropylen-Copolymere umfassen.


Anspruch[de]
Orientierte Mehrschichtfolie mit:

(a) mindestens einer Außenschicht mit 50 bis 100 Gew.-% Ethylen-Copolymer mit einer Dichte von 0,900 bis 0,935 g/cm3 und einem Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung (CDBI) von 50 bis 95%,

(b) einer Polypropylenkernschicht, wobei sich die mindestens eine Außenschicht in Kontakt mit der Propylenkernschicht befindet, und

(c) einer zweiten Außenschicht, wobei sich die zweite Außenschicht in Kontakt mit der Propylenkernschicht befindet,

wobei die Folie durch Co-Extrusion der mindestens einen Außenschicht, der Kernschicht und der zweiten Außenschicht und nachfolgende Orientierung hergestellt ist,

ausgenommen statistisches Copolymer von Propylen und 3 bis 6 Gew.-% Ethylen oder Terpolymer von Propylen, Ethylen und Buten als die zweite Außenschicht.
Folie nach Anspruch 1 mit:

(a) zwei Außenschichten mit 50 bis 100 Gew.-% des Ethylen-Copolymers und

(b) einer Polypropylenkernschicht im Kontakt mit den Außenschichten,

wobei die Folie durch Co-Extrusion der mindestens zwei Außenschichten und der Kernschicht und nachfolgende Orientierung hergestellt ist.
Folie nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die mindestens eine Außenschicht ein Gemisch von mindestens 50 Gew.-% des Ethylen-Copolymers umfasst, wobei darüber hinaus geringere Mengen von im Wesentlichen kompatiblen ethylenbasierten Homopolymeren oder Copolymeren vorhanden sind. Folie nach Anspruch 3, wobei die im Wesentlichen kompatiblen ethylenbasierten Homopolymere oder Copolymere ausgewählt sind aus Homopolymeren oder Copolymeren von Ethylen und einem oder mehreren C3- bis C12-&agr;-Olefinen, cyclischen Olefinen, Vinylaromaten- und polaren Vinylmonomeren. Folie nach Anspruch 4, wobei das Copolymere von Ethylen und einem oder mehreren C3- bis C12-&agr;-Olefinen umfassende Gemisch eine Gesamtdichte von 0,910 bis 0,925 g/cm3 und einen Schmelzindex (MI) I2,16, bestimmt gemäß ASTM D 1238 (190°C, 2,16 kg), von 0,7 bis 5,0 g/10 Minuten besitzt. Folie nach Anspruch 4, wobei die Copolymere von Ethylen und einem oder mehreren von cyclischen Olefinen, Vinylaromaten- und polaren Vinylmonomeren 2 bis 5 Mol.% Comonomer und einem Schmelzindex (MI) I2.16, bestimmt gemäß ASTM D 1238 (190°C, 2,16 kg), von 0,7 bis 5,0 g/10 Minuten besitzen. Folie nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die im Wesentlichen kompatiblen ethylenbasierten Homopolymere oder Copolymere ausgewählt sind aus LDPE, Plastomeren, LLDPE, MLDPE, HDPE. Folie nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das im Wesentlichen kompatible ethylenbasierte Homopolymer oder Copolymer VLDPE mit einer Dichte von 0,915 g/cm3 oder weniger einschließlich plastomeren Ethylen-Copolymeren mit C4- bis C8-&agr;-Olefinen mit einer Dichte von 0,870 bis 0,915 g/cm3 ist. Folie nach Anspruch 8, wobei das VLDPE mit einer Dichte von 0,915 g/cm3 oder weniger einschließlich plastomeren Ethylen-Copolymeren mit C4- bis C8-&agr;-Olefinen mit einer Dichte von 0,870 bis 0,915 g/cm3 in einer Menge bis 30 Gew.-% vorhanden ist. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die biaxial orientiert ist. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Ethylen-Copolymer eine Molekulargewichtsverteilung (MWD) von 1,8 bis 3,5 und einen Schmelzindex (MI) I2,16, bestimmt gemäß ASTM D 1238 (190°C, 2,16 kg), von 0,5 bis 10 g/10 Minuten besitzt. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Ethylen-Copolymer eine Dichte von 0,910 bis 0,925 g/cm3 besitzt. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Ethylen-Copolymer einen Schmelzindex (MI) I2.16, bestimmt gemäß ASTM D 1238 (190°C, 2,16 kg), von 0,7 bis 8,0 g/10 Minuten besitzt. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Ethylen-Copolymer einen Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung (CDBI) von mehr als 55% besitzt. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Propylenkernschicht Zusammensetzungen oder Gemische mit isotaktischem Propylen umfasst. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Propylenkernschicht Propylenpolymere mit einer Schmelzfließrate (MFR), bestimmt gemäß ASTM D 1238 (230°C, 2,16 kg), von 1,0 bis 40 g/10 Minuten besitzt. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die nachfolgende Orientierung unter Verwendung eines Spannrahmenorientierungsverfahrens durchgeführt wird.






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