DE69737944T2

DE69737944T2 - Thermoformbare mehrschichtige polymerische Filme

Info

Publication number: DE69737944T2
Application number: DE69737944T
Authority: DE
Inventors: Mary E. Oshkosh Shepard; Robert J. Appleton BLEMBERG; Scott W. Oshkosh Middleton; Jerry F. Neenah Jesse
Original assignee: Pechiney Plastic Packaging Inc
Current assignee: Pechiney Plastic Packaging Inc
Priority date: 1996-02-15
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2017-02-14
Also published as: US20020119334A1; ATE367910T1; US6562476B2; EP0800915A3; US6942927B2; US6068933A; EP0800915A2; ES2289757T3; DE69737944D1; US20010003021A1; EP0800915B1

Description

Diese Erfindung betrifft den Bereich der thermoplastischen polymerischen Filme, die zur Verpackung von Produkten verwendet werden können, insbesondere von Lebensmittelprodukten, wie zum Beispiel Fleisch und Käse. Insbesondere betrifft die Erfindung den Bereich von polymerischen thermoplastischen Filmen, die thermoformbar sind, d.h. dass sie durch Anwendung von Hitze erweicht, in eine gewünschte Form gebogen und abgekühlt sein können.
Polymerische Filme werden weit verbreitet im Verpackungsbereich für die Verpackung von Produkten verwendet, insbesondere für Lebensmittelprodukte. Filme, die zur Verpackung von Lebensmitteln verwendet werden, enthalten normalerweise mehrere Schichten, wobei jede Schicht dem fertigen Film bestimmte physikalische oder chemische Eigenschaften verleiht. Eine „Sauerstoff-Barriereschicht" dient zum Beispiel zum Schutz des verpackten Lebensmittels vor dem Verderben. Sauerstoff-Barriereeigenschaften sind notwendig, um viele verpackte Lebensmittel über eine verlängerte Haltbarkeitsdauer hinweg zu schützen. Zusätzlich kann eine „Missbrauchsschicht" dazu dienen, das verpackte Produkt vor physikalischem Missbrauch oder den Belastungen der normalen Handhabung des Produkts zu schützen, die während dem Verpacken, dem Versand oder während der Vermarktung entstehen.
Obwohl jede der Schichten eines polymerischen Films einem bestimmten Zweck dient, muss der Film selbst stabil sein und die Schichten müssen zusammen halten und dürfen sich nicht ablösen.
Ein Polymer, das typischerweise als eine Barriereschicht verwendet wird, ist Ethylenvinylalkohol-Copolymer („EVOH"), das ebenfalls als verseiftes oder hydrolysiertes Ethylenvinylacetat-Copolymer bekannt ist. Zusätzlich zu seinen erwünschten Eigenschaften als eine Barriere für Sauerstoffe und andere Gase, stellt EVOH ebenfalls eine wirksame Barriere gegen Gerüche, Düfte, Lösungsmittel und Öle dar. EVOH weist ebenfalls gute Verarbeitungseigenschaften auf, d.h. im Vergleich zu anderen Polymeren lässt es sich relativ leicht in eine Schicht eines mehrschichtigen Films verarbeiten. EVOH und EVOH-Copolymere werden im Allgemeinen nach dem Ethylengehalt eingestuft, zum Beispiel nach Molprozent. Typischerweise erhöht sich der Prozentsatz an Ethylen bei Anwendungen in relativ niedriger Luftfeuchtigkeit, wobei die Gasbarriereeigenschaften gesenkt, die Feuchtigkeitsbarriereeigenschaften verbessert werden und sich der Harz besser verarbeiten lässt. Bei höheren Feuchtigkeitswerten, zum Beispiel bei Werten von 90 % bis 92 % Luftfeuchtigkeit, wie sie für die Verpackung von Fleisch gebräuchlich sind, resultiert ein höherer Ethylengehalt in einen Anstieg der Feuchtigkeitsbarriereeigenschaften.
Es treten jedoch im Allgemeinen einige Schwierigkeiten bei der Verwendung von EVOH-Copolymer in polymerischen Filmen auf. Zum Beispiel, im Vergleich zu anderen Harzen weisen EVOH-Copolymere eine schlechten Schlagfestigkeit, eine schlechte Flexrißfestigkeit sowie eine schlechte Ziehfähigkeit auf.
Um die EVOH-Schicht zu schützen, die wie zuvor erwähnt über eine schlechte Schlag- und Flexrißfestigkeit verfügt, müssen zusätzliche Schichten zum Abdecken der EVOH-Schicht hinzugefügt werden. Eine solche Schicht, die zum Schutz der EVOH-Schicht verwendet werden kann, ist eine Schicht umfassend ein Polyamid. Ein Polyamid ist ein Polymer mit hohem Molekülgewicht mit Amidketten entlang der molekularen Kettenstruktur. Nylonpolyamide, bei denen es sich um synthetische Polyamide handelt, weisen günstige physikalische Eigenschaften von hoher Stärke, Steifheit und Abriebfestigkeit auf.
Es ist gemäß dem Stand der Technik der Herstellung von polymerischen Filmen bekannt, einen mehrschichtigen Film mit einer Barriereschicht aus EVOH-Copolymer zu konstruieren, die zwischen Schichten bestehend aus Nylonpolyamid eingeschlossen ist. Die nachfolgenden Patente sind dabei zur Darstellung des Stands der Technik für polymerische Filme mit einer Kernschicht aus EVOH zwischen zwei Nylonschichten von Bedeutung.
Das gemeinschaftseigene U.S.-Patent Nr. 4,284,674 , erteilt an Sheptak, lehrt ein polymerisches thermales Isolationsprodukt mit einer EVOH-Kernschicht, die an jeder Seite mit einer Nylonschicht verklebt ist. Die Nylonschicht ist mit einer weiteren Schicht eines Polyolefins, wie zum Beispiel einem orientierten Polypropylen, verklebt.
Das gemeinschaftseigene U.S.-Patent Nr. 4,355,721 , erteilt an Knott, lehrt in Spalte 5, Zeilen 44 bis 52, einen mehrschichtigen polymerischen Film für die Lebensmittelverpackung mit einer Kernbarriereschicht aus EVOH, die zwischen zwei Nylonschichten eingeschlossen ist. Eine Schicht aus Klebstoff sowie eine HDPE-Dichtungsschicht sind an einer Seite einer der Nylonschichten angeordnet.
Das gemeinschaftseigene U.S.-Patent Nr. 4,640,852 , erteilt an Ossian, offenbart einen mehrschichtigen polymerischen Film mit einer Kernschicht aus EVOH, die zwischen zwei Nylonschichten eingeschlossen ist. Der Film kann zusätzliche vierte und fünfte Schichten aus einem Klebstoff und einer Heißklebeschicht aufweisen, die an der einen Seite der Nylonschichten angeordnet sind sowie sechste und siebte Schichten aus einem Klebstoff und einem LLDPE- oder Propylenethylen-Copolymer, die an der anderen Nylonschicht angeordnet sind.
Das U.S.-Patent Nr. 4,695,491 , erteilt an Kondo, lehrt einen Schrumpfverbund-Verpackungsfilm. Der Film weist eine Kernschicht aus EVOH auf, die auf der einen Seite von einer ersten Schicht eines Polymers mit niedriger Durchlässigkeit von heißem Wasser und auf der gegenüber liegenden Seite eine Außenschicht aus einem antiblockierendem Polymer umgeben ist. Die Außenschicht kann ein Nylon sein.
Das U.S.-Patent Nr. 4,729,926 , erteilt an Koteles, offenbart in Spalte 4 einen polymerischen Film mit der nachfolgenden Struktur:
Band/Nylon/EVOH/Nylon/Band/LDPE/Grundierung/Außenschicht
Die Außenschicht kann aus jedem beliebigen der verschiedenen polymerischen Materialien bestehen, die als Barrierematerialien geeignet sind.
Das U.S.-Patent Nr. 4,735,855 , erteilt an Wofford, lehrt ein siebenschichtiges thermoformbares polymerisches Laminat mit der nachfolgenden Schichtstruktur:
Missbrauchsschicht/Band/Nylon/EVOH/Nylon/Band/Dichtung
Die Dichtungsschicht kann aus jedem beliebigen der verschiedenen Dichtungsmaterialien bestehen, einschließlich einem Ionomer. Die Missbrauchsschicht dient ebenfalls als eine Feuchtigkeitsbarriereschicht.
Das U.S.-Patent Nr. 4,746,562 , erteilt an Fant, offenbart einen siebenschichtigen polymerischen Film mit der nachfolgenden Schichtstruktur:
LLDPE/Band/Nylon/EVOH/Nylon/Band/LLDPE
Jede der äußeren LLDPE-Schichten umfasst ebenfalls ein antiblockierendes Mittel.
Das U.S.-Patent Nr. 4,755,419 , erteilt an Shah, offenbart einen sauerstoffbarriere-orientierten siebenschichtigen Schrumpffilm mit der nachfolgenden Schichtstruktur:
Mischung/Band/Nylon/EVOH/Nylon/Band/Mischung
Die für die Außenschichten verwendete Mischung kann eine Mischung aus LLDPE, LMDPE und EVA sein. Als Alternative können die Außenschichten eine Mischung aus Ethylenpropylen-Copolymer oder Polypropylen umfassen.
Das U.S.-Patent Nr. 4,788,105 , erteilt an Mueller, lehrt einen Sauerstoffbarrierefilm, der durch Anwendung eine Klebstoffschicht mit einem zweitem Film verklebt wird, der ein Nylon umfasst. Der Film kann ebenfalls eine Außenschicht aus LLDPE umfassen.
Das U.S.-Patent Nr. 4,816,304 , erteilt an Nohara, lehrt einen mehrschichtigen Gasbarrierebehälter mit einer Kernschicht aus EVOH, die zwischen zwei Nylonschichten, einer Außenschicht aus Polyester und einer Innenschicht aus Polyester eingeschlossen ist.
Das gemeinschaftseigene U.S.-Patent Nr. 4,818,592 , erteilt an Ossian, lehrt eine Kernschicht aus EVOH, die zwischen zwei Nylonschichten eingeschlossen ist. Der Film kann ebenfalls eine vierte Schicht aus Klebstoff und eine fünfte Schicht aus einem Heißklebepolymer enthalten. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Film auch eine sechste Schicht aus Klebstoff und eine siebte Schicht aus einem Heißklebepolymer enthalten, die auf der fünften Schicht angeordnet ist.
Das U.S.-Patent Nr. 4,833,696 , erteilt an Iwanami, offenbart ein Laminat mit verbesserter Flexrißfestigkeit, Zugfähigkeit und Modalität sowie mit ausgezeichneter Gasundurchlässigkeit. Das Laminat umfasst eine erste Schicht aus einem EVOH-Copolymer und einem thermoplastischen Polyester und eine zweite Schicht aus einer Zusammensetzung, bestehend aus einer Gruppe, einschließlich Nylon.
Das U.S.-Patent Nr. 4,855,178 , erteilt an Langley, offenbart ein Chemikalienbarrieregewebe, bei welchem eine Gewebematerial an einen mehrschichtigen Film aus einer Schicht aus EVOH laminiert ist, die zwischen zwei Nylonschichten eingeschlossen ist. Eine Heißklebe-Polyethylenschicht ist auf der Außenseite des Bahnmaterials angeordnet.
Das U.S.-Patent Nr. 4,909,726 , erteilt an Bekele, lehrt einen mehrschichtigen polymerischen Film zur Döbelverpackung mit der nachfolgenden Schichtstruktur:
Heißschrumpf/Missbrauchsschicht/Band/Nylon/EVOH/Nylon/Band
Die Heißschrumpfschicht kann aus der Gruppe ausgewählt sein, bestehend aus Ethylen-Alpha-Olefin-Copolymer, LDPE und Ethylenester-Copolymer und kann ein antiblockierendes Mittel enthalten. Die Missbrauchsschicht kann aus einem Polyethylen mit sehr niedriger Dichte bestehen oder kann alternativ ein Ionomer sein.
Das U.S.-Patent Nr. 4,983,431 , erteilt an Gibbons, lehr in 3 einen fünfschichtigen polymerischen Film, der auf ein Substrat laminiert ist, wie zum Beispiel Karton. Der Film weist die nachfolgende Schichtstruktur auf:
Ionomer/Nylon/EVOH/Nylon/Ionomer
Eine Ionomerschicht ist auf das Substrat laminiert, während die zweite Ionomerschicht mit einer Schicht aus LDPE beschichtet ist.
Das U.S.-Patent Nr. 4,937,112 , erteilt an Schirmer, lehrt einen mehrschichtigen, geblasenen polymerischen Film zur Verwendung bei der Döbelverpackung. Der Film weist eine erste Außenschicht aus einem polymerischen Heißklebeharz, wie zum Beispiel LLDPE, eine erste Mittelschicht, umfassend ein polymerisches Material mit hohem molekularem Gewicht, wie zum Beispiel LDPE, HDPE oder EVA, eine zweite Mittelschicht, umfassend ein Nylon und eine zweite Außenschicht, umfassend ein selbstschweißendes polymerisches Material, auf.
Das U.S.-Patent Nr. 4,999,229 , erteilt an Moritani, lehrt einen mehrschichtigen, polymerischen Gasbarrierefilm mit einer Mittelschicht aus einer Zusammensetzung mit 50 bis 97 Gewichtprozent EVOH und 45 bis 3 Gewichtprozent Nylon. Wie in Beispiel 1 offenbart, kann eine Nylonschicht in Kontakt mit der Mittelschicht angebracht sein.
Das U.S.-Patent Nr. 5,068,077 , erteilt an Negi, lehrt einen mehrschichtigen polymerischen Film mit einer Barriereschicht mit von 70 bis 95 Gewichtprozent EVOH und von 5 bis 30 Gewichtprozent Nylon. Die Barriereschicht kann zwischen zwei Nylonschichten eingeschlossen sein.
Das U.S.-Patent Nr. 5,194,306 , erteilt an Blatz, lehrt eine polymerische Mischung aus einem Hauptteil eines amorphen Nylons und einem Nebenteil an EVOH zur Verwendung als eine Gasbarriereschicht in einem mehrschichtigen polymerischen Film. Bei einer alternativen Ausführungsform in Spalte 6, Zeile 8 bis 11, kann die Erfindung eine zweischichtige Struktur mit einer Schicht aus im Wesentlichen EVOH und einer Schicht aus im Wesentlichen amorphem Nylon umfassen. Spalte 8, Beispiel 20, offenbart eine dreischichtige Struktur, umfassend eine Kernschicht aus EVOH, die zwischen zwei Nylonschichten eingeschlossen ist.
Dokument DE-A-41 30 486 offenbart eine 5-schichtige, koextrudierte, zweiachsig gestreckte Umhüllung mit wenigstens 3 Polyamidschichten.
Zusammenfassung der Erfindung
Es hat sich herausgestellt, dass ein klarer, mehrschichtiger polymerischer Film mit einer einzigartigen Struktur, einschließlich einer Kernschicht aus EVOH, die zwischen zwei Nylonschichten oder zwei Nylon-Innenschichten und einer Nylon-Außenschicht eingeschlossen ist, einen verbesserten, mehrschichtigen thermoformbaren polymerischen Film darstellt. Die Filme gemäß der Erfindung werden koextrudiert und dann in eine schlauchförmige Form geblasen. Die Filme werden danach durch das Verfahren des Abschreckens mit Wasser abgekühlt.
Die Filme gemäß der Erfindung weisen verbesserte physikalische Eigenschaften des „Zurückschnappens" oder „Gedächtnisses" gegenüber Filmen gemäß dem Stand der Technik auf. Die verbesserten physikalischen Eigenschaften bedeuten, dass nachdem der Film für die Verpackung eines Produkts verwendet worden ist, der Film schrumpft, oder sich eng um das Produkt schmiegt. Die Filme gemäß der Erfindung erzeugen eine weitaus festere Verpackung, als die Filme gemäß dem Stand der Technik und behalten ihre Festigkeit über einen längeren Zeitraum hinweg bei, als die Filme gemäß dem Stand der Technik.
Die Filme weisen ebenfalls verbesserte Glanz- und bessere Klarheitseigenschaften und weniger Trübheit auf, als die gemäß dem Stand der Technik. Der sich daraus ergebende Film gemäß der Erfindung erzeugt ein Verpackungsmaterial mit verbesserter Struktur und Erscheinung. Die Vorteile der Filme gemäß der Erfindung zeichnen sich insbesondere bei Thermoform-Anwendungen aus.
Es wird angenommen, dass sich die verbesserten physikalischen Eigenschaften und die verbesserte Erscheinung der Filme gemäß der Erfindung aus dem Verfahren des Abschreckens mit Wasser ergeben, in welchem die Filme hergestellt werden. Die Filme werden durch das Anwenden von Luft abgekühlt, während der koextrudierte Film die Pressform verlässt. Nach dem Abkühlen an der Luft wird der Film durch das Anwenden von Wasser in direktem Kontakt mit dem Film abgekühlt.
Der Film umfasst erste und zweite Kernschichten aus Nylon. Die Nylonschichten umfassen bevorzugt von 5 bis 35 Gewichtprozent eines amorphen Nylon-Copolymers, das mit einem oder mehreren verschiedenen anderen Nylonmaterialien vermischt ist. Jede der ersten und zweiten Nylonschichten kann ebenfalls ein blasenbildendes Mittel umfassen.
Zwischen der ersten und zweiten Nylonschicht angeordnet befindet sich eine dritte Schicht aus Klebstoff oder Verbindungsharz. Das Klebstoffharz kann ein mit Anhydrid modifiziertes Polyolefin sein, wie zum Beispiel ein Klebstoff auf EVA-Basis oder auf LLDPE-Basis oder jeder beliebige andere polymerische Klebstoff, der gewöhnlich gemäß dem Stand der Technik zur Herstellung von mehrschichtigen Filmen verwendet wird. Vierte und fünfte Schichten des Klebstoffs sind in Kontakt mit jeweils der ersten und zweiten Schicht angebracht.
Eine sechste Außenschicht aus Nylon ist in Kontakt mit der vierten Schicht des Klebstoffs angebracht. Ähnlich der ersten und zweiten Nylonschicht umfasst die sechste Schicht vorzugsweise von 5 bis 35 Gewichtprozent eines amorphen Nylon-Copolymers, das mit einem oder mehr verschiedenen anderen Nylonmaterialien vermischt ist und kann ein blasenbildendes Mittel und ein antiblockierendes Mittel enthalten.
Die siebte Schicht des Films, die Dichtungsschicht, umfasst vorzugsweise eine Mischung aus LLDPE und LDPE. Die Dichtungsschicht kann ebenfalls EVA, das lineare Polyethylen-ULDPE, EMA, EAA, EMAA, ein Ionomer oder Mischungen aus einer beliebigen Anzahl dieser Polymere umfassen.
Der genannte thermoformbare, mehrschichtige polymerische Film enthält keine EVOH-Kernschicht.
Die Filme gemäß der Erfindung können jede beliebige Dicke aufweisen. Ein bevorzugter Bereich der Dicke beträgt von 50,8 bis 254 μm und ein am meisten bevorzugter Bereich beträgt von 63,5 bis 190 μm.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Ausführungsform der Filme gemäß der Erfindung und
2 zeigt ein Verfahren zur Herstellung der Filme gemäß der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
1 zeigt eine Ausführungsform der Filme gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform enthält der Film keine EVOH-Kernschicht.
Bei der zweiten Ausführungsform kann der Film jede beliebige Dicke aufweisen und hat bevorzugt eine Dicke von 50,8 bis 254 μm, am meisten bevorzugt von 63,5 bis 190 μm.
Der Film weist Schichten 21 und 22 aus Nylon auf, bevorzugt aus einem amorphen Nyloncopolymer, das mit einem blasenbildenden Nylonhomopolymer und eher bevorzugt mit einem amorphen Nyloncopolymer von 5 bis 35 Prozent vermischt ist. Die amorphen Nyloncopolymere der Schichten 21 und 22 sind mit verschiedenen anderen Nylonmaterialien vermischt.
Ein amorphes Nyloncopolymer ist eine bestimmte Art von Nylonpolymer, die sich von Kristallin- oder Teilkristallin-Nylon unterscheidet. Amorphe Nyloncopolymere zeichnen sich durch das Fehlen der Kristallinität aus, die durch das Fehlen eines endothermen Kristallinschmelzpunktes in einem Differenzial-Scanning-Kalorimeter-(„DSC"-)Test ASTM D-3417 ausgewiesen werden können.
Ein geringeres Ausmaß an Kristallinität deutet auf die Leichtigkeit hin, mit welcher ein Film weiter gefertigt werden kann, wie zum Beispiel durch Thermoformen, Orientierung im Festkörper, Laminieren oder ähnlichem. Das Ausmaß an Kristallinität korreliert ebenfalls mit der Brüchigkeit des Films und damit der Tendenz des Films zu brechen oder zu reißen, wenn er physikalischen oder thermalen Beanspruchungen ausgesetzt wird. Physikalische oder thermale Beanspruchungen treten gewöhnlich während der Weiterverarbeitungsverfahren auf, wie zum Beispiel beim Thermoformen und bei der Handhabung, die mit der Herstellung der Verpackung einhergehen sowie bei ihrem Befüllen und Verschließen und beim Transport der befüllten und verschlossenen Packungen im Produktverteilungssystem.
Bei einem amorphen Nyloncopolymer handelt es sich gewöhnlich um ein teilkristallines Polymer, das durch schnelles Abschrecken der Schmelze amorph gemacht wird, wodurch die Entwicklung einer kristallinen Struktur verhindert und ein transparenter Feststoff erzeugt wird. Als Alternative können chemische Modifikationen am chemischen Rückgrat des Polymers vorgenommen werden, um die Fähigkeit der Polymerketten, sich in einer geordneten, kristallinen Anordnung zu organisieren, ohne ein schnelles Abschrecken der Schmelze zu erfordern, erheblich zu reduzieren oder zu eliminieren.
Es ist gemäß dem Stand der Technik beim Herstellen von Filmen bekannt, dass amorphe Nyloncopolymere, wie andere Nylonmaterialien auch, als Feuchtigkeitsbarriereschichten unwirksam sind.
Ein Beispiel für ein amorphes Nyloncopolymer, das zur Anwendung in den Filmen gemäß der Erfindung geeignet ist, ist Grivory^® G21, hergestellt von der Firma EMA – American Grilon, Inc., aus Sumter, South Carolina, U.S.A. Grivory^® G21 weist einen Glasübergangspunkt nach dem DSC-Verfahren von ungefähr 125 °C; eine relative Dichte von ungefähr 1,18, wie nach ASTM D792 gemessen; eine Feuchtigkeitsaufnahme nach 24-ständigem Eintauchen von 1,29 %, wie nach ASTM DS70 gemessen und einen Schmelzindex von 90 ml/10 Min., nach DIN 53735 gemessen, auf.
Die physikalischen Eigenschaften von Grivory^® G21 sind u.a. eine Bruchfestigkeit von 10.400 psi (72 MPa), nach ASTM D638 gemessen; eine 15 %ige Verlängerung bei Bruch, nach ASTM D638 gemessen; eine Biegebruchfestigkeit von 17.300 psi (119 MPa) nach ASTM D790; ein Elastizitätsmodul von 416.000 psi (2868 MPa) nach ASTM D790, auf.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das amorphe Nyloncopolymer der Schichten 21 und 22 mit einem blasenbildenden Nylonhomopolymer vermischt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das blasenbildende Mittel zum amorphen Nyloncopolymer hinzugefügt oder das amorphe Nyloncopolymer wird mit einem blasenbildenden Nylonhomopolymer vermischt. Bei einer eher bevorzugten Ausführungsform ist das blasenbildende Homopolymer ein blasenbildendes Homopolymer von hoher Viskosität mit einer Viskosität von ungefähr 120 oder mehr. Ein solches blasenbildende Mittel ist ein Homopolymer mit hoher Viskosität, wie zum Beispiel 3909 FN, hergestellt von der Firma Allied Signal Chemical Company.
Zwischen den Schichten 21 und 22 ist Schicht 20 aus einem polymerischen Klebstoff angebracht. Zusätzlich dazu sind Schichten 23 und 24 aus einem polymerischen Klebstoff in Kontakt mit den Schichten 21 und 22 angebracht. Die Schichten 20, 23 und 24 können aus jedem beliebigen der verschiedenen polymerischen Klebstoffe bestehen, die gewöhnlich gemäß dem Stand der Technik verwendet werden, wie zum Beispiel aus einem Anhydrid-Pfropfpolyolefin-Klebstoff.
Schicht 25 umfasst eine Außenschicht aus Nylon, die bevorzugt ein amorphes Nyloncopolymer umfassen kann. Wie die Schichten 21 und 22 umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform die Schicht 25 von etwa 5 bis etwa 35 Prozent des amorphen Nyloncopolymers. Das amorphe Nyloncopolymer der Schicht 25 ist mit verschiedenen anderen Nylonmaterialien vermischt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das amorphe Nyloncopolymer mit einem blasenbildenden Nylonhomopolymer vermischt. Die Schicht kann ebenfalls ein antiblockierendes Mittel enthalten, einschließlich antiblockierenden Mitteln, die gemäß dem Stand der Technik beim Herstellen von polymerischen Filmen geläufig sind, wie zum Beispiel anorganische Kügelchen (besonders diejenigen, die von einer Kombination aus Kieselerde und Aluminium abgeleitet sind), Talk, Kieselgur, Kieselerde, Kalziumkarbonat oder anderen Schwebstoffen oder Kombinationen von beliebigen dieser Mitteln. Das antiblockierende Mittel dient dazu, die Oberfläche des Films aufzurauen, wodurch der Koeffizient der Reibung zwischen den Filmen gesenkt wird. Das antiblockierende Mittel der Schicht 25 kann in einer Nylonträger-Zusammensetzung enthalten sein.
Eine Art einer solchen Trägerzusammensetzung wird in dem gemeinschaftseigenen U.S.-Patent Nr. 5,109,049 offenbart, wobei auf diese Offenbarung unter Bezugnahme hierin verwiesen wird. Wie in dem erwähnten Patent in Spalte 2, Zeile 61 bis Spalte 3, Zeile 6 offenbart wird, sind Trägerzusammensetzungen aus Nylon besonders wirkungsvoll, wenn sie zum Bilden einer Außenschicht eines mehrschichtigen Verpackungsfilm verwendet werden. Bei einer bevorzugten Anordnung wird die Trägerzusammensetzung aus Nylon in einer Außenschicht verwendet und eine zweite Außenschicht ist in der Lage einen Heißsiegel zu bilden.
Bei einer Art von Film, der mit der Trägerzusammensetzung aus Nylon hergestellt ist, wird ein polymerisches Material umfassend 20 bis 85 Prozent Nylon mit 80 bis 15 Prozent einer Trägerzusammensetzung aus Nylon, einschließlich einem antiblockierenden Mittel, kombiniert. Die Trägerzusammensetzung aus Nylon, die jedes beliebige der verschiedenen Nylonmaterialien umfassen kann, einschließlich Nylon 6, Nylon 6,6 oder Nylon 6,66, besteht von 35 bis 80 Prozent aus einem antiblockierenden Mittel und 65 bis 30 Prozent aus Nylonpolymer.
Als Alternative kann der Film aus der Trägerzusammensetzung aus Nylon aus einer Mischung aus 95 bis 99,5 Prozent des Nylonpolymers und 5 bis 0,5 Prozent eines Zusatzstoffkonzentrats bestehen, wobei das Zusatzstoffkonzentrat das in einer zweiten Nylonpolymerzusammenfassung inkorporierte antiblockierende Mittel enthält.
Ein bestimmtes antiblockierendes Mittel, das als Zusatz in der Trägerzusammensetzung aus Nylon bevorzugt wird, ist ein antiblockierendes Mittel, das von der Firma Zeelan Industries aus St. Paul, Minnesota, U.S.A., unter dem Handelsnamen „Zeeospheres" hergestellt wird. Zeeospheres sind anorganische Keramikkügelchen, die Kieselerde und Aluminium umfassen. Zeeospheres sind beispielsweise als das antiblockierende Mittel in der Trägerzusammensetzung aus Nylon Reed Spectrum Antiblock Nr. 1081274 inkorporiert. Schicht 25 ist kein Feuchtigkeitsträger.
Bei einer bevorzugten Version der Ausführungsform umfasst jede der Nylonschichten 21, 22 und 25 jeweils eine Mischung aus amorphem Nyloncopolymer und einem blasenbildenden Homopolymer aus Nylon 6. Bei einer eher bevorzugten Ausführungsform umfassen nur zwei der Schichten, am meisten bevorzugt Schichten 22 und 25, die Mischung aus amorphem Nyloncopolymer und einem blasenbildenden Nylonhomopolymer.
Schicht 26 ist eine Dichtungsschicht, die in der Lage ist einen Heißsiegel mit verschiedenen anderen polymerischen Materialien zu bilden. Schicht 26 kann jedes beliebige der verschiedenen Polymere umfassen, die in einer Dichtungsschicht eingesetzt werden, wie zum Beispiel LLDPE, LDPE, EVA, EMA, EMAA, ein Ionomer oder eine Mischung aus jedem beliebigen dieser Polymere. Ein bevorzugtes Dichtungsmittel für diese Ausführungsform ist eine Mischung aus LLDPE und LDPE.
Die Filme gemäß der Erfindung können durch jede beliebige der verschiedenen Verfahren hergestellt werden, die zur Herstellung von polymerischen Filmen gemäß dem Stand der Technik geläufig sind. Bevorzugt werden die Filme gemäß der Erfindung in einer mehrschichtigen Koextrusions-Pressform gemäß einer beliebigen der Schichtstrukturen der verschiedenen Ausführungsformen schmelzkoextrudiert und dann auf übliche, durch das abgelaufene U.S.-Patent Nr. 3,337,663 , erteilt an Taga und das abgelaufene U.S.-Patent Nr. 3,090,998 , erteilt an Heisterkamp, beide durch Bezugnahme hierin enthalten, gelehrte Weise geformt. Die Filme werden in einer schlauchförmigen Form koextrudiert, wobei die erste Außenschicht des fertigen Films die innere Schicht der schlauchförmigen Form oder des Schlauchs darstellt. Der Schlauch wird dann durch den Zufluss von Luft aufgeblasen, abgekühlt, flach gelegt und aufgewickelt, um eine fertige Rolle oder Rollen zu bilden.
2 zeigt ein bevorzugtes Verfahren der Herstellung des Films gemäß der Erfindung. Ein mehrschichtiger Film gemäß einer der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung wird durch die Öffnung 72 der Pressform 71 als geschmolzenes thermoplastisches Material 75 koextrudiert. Das geschmolzene thermoplastische Material 75 wird nach unten durch ein Flachlegungsschild 80 durch Andruckwalzen 73 und 74 in Richtung der Pfeile A bis B gezogen. Die Walze 73 dreht sich um ihre Achse im Uhrzeigersinn, während die Walze 74 sich um ihre Achse entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Das geschmolzene thermoplastische Material 75 wird in schlauchförmiger Form oder als „Blase" durch Aufblasen erweitert, was durch ein Volumen an Gas verursacht wird, das durch den Gasaustritt 76 eindosiert wird. Der Gasaustritt 76 befindet sich in der Pressform 72, sodass die austretende Luft die Blase aufbläst.
Luftringe 77 befinden sich extern und/oder intern der Blase. Während das geschmolzene thermoplastische Material 75 in eine Blase eindosiert wird, fungiert die Anwendung von Luft von den Luftringen 77 als Regelung der Abkühlung und stabilisiert das geschmolzene thermoplastische Material. Die Luftringe 77 können Luft bei verschiedenen Temperaturen und in einem Bereich von Geschwindigkeiten anwenden. Zusätzlich zum Abkühlen durch die Luftringe 77 wird das thermoplastische, geschmolzene Material 75 ebenfalls durch Wasserringe oder Dorne 78 abgekühlt, die sich ebenfalls extern und/oder intern der Blase befinden. Wie die Luftringe können auch die Wasserringe 78 Wasser bei verschiedenen Temperaturen und in einem Bereich von Geschwindigkeiten anwenden.
Eine Abdeckung 79 kann der Pressform anhängen, um die Blase zu umschließen, während sie aus der Pressform tritt. Die Länge und Größe der Abdeckung wirkt sich auf die relativen Luftdrücke intern und extern der Blase aus.
Das Verfahren der Herstellung des Films gemäß der Erfindung wie oben offenbart resultiert in thermoplastische mehrschichtige Filme mit verbesserten physikalischen Eigenschaften gegenüber den Filmen gemäß dem Stand der Technik. Diese Verbesserungen sollen sich aus dem Ausmaß der Regelung über die Kristallinität des durch dieses Verfahren erhaltenen polymerischen Films ergeben. Die Kristallinität wird zuerst durch die Anwendung von Luft durch die Luftringe 77 geregelt. Die Temperatur und Geschwindigkeit der angewendeten Luft durch die Luftringe 77 regelt das Ausmaß der Kristallinität. Anschließend gefriert das schnelle Abkühlen durch das Verfahren des Abschreckens mit Wasser effektiv die Menge and Kristallinität, die während der Luftkühlung im fertigen polymerischen Film erreicht wurde.
Die mit Wasser abgeschreckten Filme gemäß der Erfindung haben mehrere verbesserte physikalische Eigenschaften gegenüber den Filmen gemäß dem Stand der Technik, die durch konventionellere Verfahren abgekühlt werden. Die Filme gemäß der Erfindung weisen zum Beispiel eine verbesserte Klarheit und Verarbeitungsfähigkeit auf.

Claims

Ein thermoformbarer, mehrschichtiger polymerischer Film, wobei der Film enthält: a) erste und zweite Schichten, jede der besagten ersten und zweiten Schichten aus Nylon besteht; b) eine dritte Schicht, wobei die besagte dritte Schicht aus Klebstoff besteht, und die besagte dritte Schicht wird zwischen jeder der besagten ersten und zweiten Schichten angebracht und ist in Kontakt mit jeder der besagten ersten und zweiten Schichten; c) eine vierte Schicht, wobei die besagte vierte Schicht aus Klebstoff besteht, die besagte vierte Schicht wird in Kontakt mit besagter erster Schicht angebracht; d) eine fünfte Schicht, wobei die besagte fünfte Schicht aus Klebstoff besteht, die besagte fünfte Schicht wird in Kontakt mit besagter erster Schicht angebracht; e) eine sechste Schicht, wobei die besagte sechste Schicht eine Außenschicht aus Nylon ist, und die besagte sechste Schicht wird in Kontakt mit besagter vierter Schicht angebracht; f) eine siebte Schicht, wobei die besagte siebte Schicht aus einem Polymerdichtmaterial besteht, und die besagte siebte Schicht wird in Kontakt mit besagter fünfter Schicht angebracht, mit der Vorsorge, dass besagter thermoformbarer, mehrschichtiger polymerischer Film keine EVOH Kernschicht enthält, und wobei besagte erste, zweite und sechste Schichten ein amorphes Nylonkopolymer enthalten.
Der thermoformbare, mehrschichtige polymerische Film nach Anspruch 1 wobei die besagten ersten, zweiten und sechsten Schichten ein amorphes Nylonkopolymer enthalten, welches mit einem kernbildenden Nylonhomopolymer vermischt ist.
Der thermoformbare, mehrschichtige polymerische Film nach Anspruch 2 wobei die besagten ersten und zweiten Schichten von 5 bis 35 Gewichtprozent des besagten amorphen Nylonkopolymers enthalten.
Der thermoformbare, mehrschichtige polymerische Film nach Anspruch 3 wobei die besagte sechste Schicht von 5 bis 35 Gewichtprozent des besagten amorphen Nylonkopolymers enthält.
Der thermoformbare, mehrschichtige polymerische Film nach einem der Ansprüche 1 bis 4 wobei die besagte siebte Schicht eine Mischung von LLDPE UND LDPE ist.
Der thermoformbare, mehrschichtige polymerische Film nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dessen Dicke zwischen 50,8 μm und 254 μm liegt, vorzugsweise zwischen 63,5 μm und 190,5 μm.
Eine Methode zur Herstellung eines thermoformbaren, mehrschichtigen polymerischen Films, wobei die Methode die vorliegenden Etappen enthält: a. Koextrudieren eines Films enthaltend: i) die erste und zweite Schichten, jede der besagten ersten und zweiten Schichten aus Nylon bestehen; ii) eine dritte Schicht, wobei die besagte dritte Schicht aus Klebstoff ist, und die besagte dritte Schicht zwischen den besagten ersten und zweiten Schichten angebracht wird und ist im Kontakt mit den ersten und zweiten Schichten; iii) eine vierte Schicht, wobei die besagte vierte Schicht aus Klebstoffes ist, und die besagte vierte Schicht im Kontakt mit der besagten ersten Schicht angebracht wird; iv) eine fünfte Schicht, besagte fünfte Schicht eines Klebstoffes, besagte fünfte Schicht angebracht in Kontakt mit besagter zweiter Schicht; v) eine sechste Schicht, wobei die besagte sechste Schicht eine Außenschicht aus Nylon ist, und die besagte sechste Schicht in Kontakt mit der besagten vierten Schicht angebracht wird; und vi) eine siebte Schicht, wobei die besagte siebte Schicht aus einem Polymerdichtmaterial besteht, und die besagte siebte Schicht im Kontakt mit der besagten fünften Schicht angebracht wird, mit der Vorsorge dass besagter Film nicht enthält eine EVOH Kernschicht, und dass besagte erste, zweite und sechste Schicht enthalten ein amorphes Nylonkopolymer; b. die Filmstruktur in eine Blase zu blasen; und c. schnell die Blase abzuschrecken um einen Film zu bilden.
Die Methode nach Anspruch 7 wobei die Blase schnell durch das Anwenden von Luft an die Blase abgeschreckt wird.
Die Methode nach Anspruch 8 worin die Blase schnell durch das Anwenden von Wasser an die Blase abgeschreckt wird.