DE1569290A1

DE1569290A1 - Durchsichtige Verpackungsfolie und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE1569290A1
Application number: DE19651569290
Authority: DE
Inventors: Jones John Willard
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1964-03-13
Filing date: 1965-03-09
Publication date: 1970-05-06
Also published as: DE1569290B2; DE1569290C3; US3442686A; GB1086482A

Description

März 1965 F-1344

1,1. DU PONT DB HEMOUBS AHD 0014PAIiY 10th and Market Streets, Wilmington, Delaware 19898, V₀St.Ar

Durchsichtige Verpackungsfolie und Verfahren zur Herstellung derselben

Die Erfindung betrifft mehrschichtige, biegsame_v verechweissbare, durchsichtige Folien, insbesondere Verpackungsfolien . mit äueaerst geringer Durchlässigkeit für Gase und Feuchtigkeit sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben»

Verpackungsfolien müssen vier Hauptaufgaben erfüllen!

(1) sie müssen dem Inhalt mechanischen Schutz bieten,

(2) sie müssen den Inhalt gegen äussere Einwirkungen, wie. Schmutz und Feuchtigkeit, schützen,

(3) sie müssen einen Vorschluss aufweisen, damit der Inhalt _'. nicht verlorengeht,

(4) sie müssen das Auesehen verbessern.

bad

00SM ι 9/ ι 72

P-1344 -Jt*

Durchsichtige Folien verbessern aber nicht nur das Aussehen dee Inhaltes durch eine gefällige Zurschaustellung desselben, sondern sie gestatten auch die Besichtigung des Inhaltes ohne Zerstörung oder Beeinträchtigung der Verpackung. Der Wert einer Verpackungsfolie kann bedeutend vermindert werden, wenn sie eine der obigen Aufgaben nicht erfüllt, z.B. wenn sie den Inhalt nicht gegen Feuchtigkeit schützt, oder wenn sie nicht klar genug ist, so dass die Besichtigung des Inhaltes erschwert wird.

Sie meisten durchsichtigen Folien bieten einen gewissen Schutz gegen Feuchtigkeitsverlust oder -zunähme und gegen den Durchtritt von Gasen und wesentlichen Flüssigkeiten; dies genügt jedoch vielfach nicht. Entweder kann die Haltbarkeit des Inhaltes in der Folie gering sein, oder es können dicke Sohichten erforderlich sein, die die Herstellung der Verpackung erschweren und verteuern. Eine Teillösung dieser Schwierigkeit stellt die Verwendung organischer Kunststoffüberzüge dar. Die Grundfolie stellt die Festigkeit und Zähigkeit zur Verfugung» während der Belag oder die Kombination von Belägen die Durchlässigkeit des Ganzen verhindert und die Verschweißsung ermöglicht. Es besteht jedoch ein Bedürfnis nach noch geringeren Durchlässigkeitsgraden als den bisher erhältlichen.

Sin Versuch, der Lösung der gestellten Aufgabe für die hersetisohe Verpackung näher zukommen, war die Schicht kt.,. per bil-

- 2 - BAD OBiGlNAt

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2-1344 · -J-

dung oder Beschichtung mit Metallfolien. Solche mehrschichtigen Folien besitzen aber nicht die gewünschte Durchsichtigkeit, und sie sind auch für viele Anwendungszwecke nicht so unempfindlich wie organische Folien; so werden z.B. die Sperrschichteigenschaften v.on Schichtkörpern aus organischen Fo- ν lien und Metallfolie*! oder von beschichteten Folien beim Falten oder Biegen gewöhnlich beeinträchtigt. Ausserden sind diese Schichtstoffe auch kostspieliger als· die aus organischen Folien bestehenden Verpackungsmaterialien.

überzüge aus anorganischen Oxyden auf organischen Grundfolien liefern mehrschichtige Gebilde mit stark verbesserten Sperr-Bchiqhteigenechaften- Diese Schichtstoffe werden jedoch durch Biegen und Abrieb beschädigt und lassen sich nur bei sehr hohen Temperaturen verschweiesen, bei denen sich die Grundfolie bereits zersetzt oder stark verzerrt. Anorganische Oxyde sind bereits als Verankerungemittel für Deckbeläge oder Druckfarben verwendet worden; durch diese Oxydüberzüge wurde aber, selbst in Kombination mit Deokbelägen, nicht der gewünschte Grad an ündurchläesigkeit erzielt. Als Verankerungsmittel hat man Oxyde nach zwei Verfahren aufgebracht: (1) kurzzeitiger Kontakt mit den Dämpfen des anorganischen Oxydes in einem evakuierten Befass, und (2) Ausfällung durch Hydrolyse von anorganischen Salzen oder Setern. Diese Methoden führen aber kaum .BU einer Verbesserung der Spürrschichtelgenaohaften, ver-

BAD ORIGINAL

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F-1344 "*ί-

Ursachen im allgemeinen eine Trübung und beeinträchtigen damit die optischen Eigenschaften.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine verschweies-"bare, biegsame, durchsichtige Verpackungsfolie zur Verfügung au stellen, die eine äusserst geringe Durchlässigkeit für Gase und Flüssigkeiten eowohl zu Anfang aufweist als auch bei der Benutzung beibehält. Ferner will die Erfindung eine biegsame, durchsichtige Hoehleistungsverpackungefolie aur Verfügung stellen, die auch unter Verpackungsbedingungen, bei denen sie mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt wird, ihre ausserordentlich geringe Durchlässigkeit für ßase und Flüssigkeiten behält.

Die mehrschichtige Folie geaäas der Erfindung besteht au» .-.?, elner biegsamen, durchsichtigen Grundfolie aue eine« orgaüi- t ^r sehen Kunststoff, einem daran anhaftenden durphsichtigen, biegsamen, feuchtigkeitsbeständigen, zusammenhängenden, glasartigen anorganischen überzug von hoher TJndurchläesigkeit fjir Oase und Flüssigkeiten als Zwischenschicht und einem verschwele Bbar en, biegsamen, durchsichtigen Deckbelag aus einem organischen Kunststoff.

Bine typische mehrschichtige Folie gemäss der Erfindung ist ^v im Querschnitt in der Zeichnung dargestellt.

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Fig. .1 zeigt eine solche mehrschichtige Folie im Querschnitt,

und

Fig. 2 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Durchlässigkeit und der Belagdieke veranschaulicht.

Der zur Kennzeichnung des Zwischenbelages verwendete Ausdruck "glasartig" oder "glasartiger Zustand" bedeutet einen Überzug, der eich im Zustand einer unterkühlten- Flüssigkeit oder eines Glases, d.h. in einem nicht-kristallinen festen Zustand befindet, in dem die Moleküle des Belages, wie in einer Flüssigkeit, regellos angeordnet, aber an Ort und Stelle festgefroren sind und von den sie umgebenden Molekülen festgehalten werden (vgl. "General Chemistry" von Linus Pauling, 1949» Seite 255).

Die Erfindung betrifft eine mehrschichtig* Folie, bei der sich sswischen der organischen Grundfolie, die den wesentlichen, die Festigkeit liefernden Bestandteil bildet, und dem verschweissbaren Deokbülag eine anorganische glasartige Sperrschicht befindet.. Diese Anordnung ist kritisch für den erhöhten Wert der dreischichtigen Folie. Be wurde z.B. gefunden, dass die Durchlässigkeit auf die Hälft® vermindert wird, wenn die organische Qberfläoii© unmittelbar an den Raum angrenzt, in welchem ein© hob© Wasserdampf konzentration herrscht. Die

Erfindung nacht-von dieser Erhöhung der !!«.durchlässigkeit ß-®- brauch, indem sie einen organischen Deoktoelag über der anorga-

- 5 OO0S19/172Ö

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nischen Zwischenschicht vorsieht.

Sie aueechlaggebenden Paktoren der anorganischen Zwischensperrschicht sind ihr physikalischer Zustand, ihre Dicke, ihre Ununterbrochenheit, ihr Widerstand gegen die Einwirkung atmosphärischer Feuchtigkeit und ihre.Lage in der mehrschichtigen folie.

Das erste Erfordernis geht dahin, dass die anorganische Sperrschicht eich in dem glasartigen Zustand befinden muss. Der glasartige Zustand ist bekanntlich eine amorphe !on der Materie« in welcher sie die Eigenschaften einer unterkühlten Flüssigkeit besitzt. Da ihre Fora nicht durch Bindungen bestimmt wird, die hinsichtlich ihrer Länge äusserst kritisch sind, besitzt sie grössere Möglichkeiten, unter Spannung ihre Fora zu ändern und zu fHessen oder sich au biegen. Erfindungageaäss ist der glasartige Zustand daher wesentlich für eine gute Dauerbiegefestigkeit. Ausserdem sind biegsame mehrschichtige Folien, bei denen der anorganische Belag im wesentlichen kristallin 1st, weniger wirksame Sperrschichten als diejenigen, bei denen der Belag ,glasartig und nioht-kriatallin ist. Dies widerspricht den Angaben der Fachliteratur, in der gesagt wird, das· kristalline Stoffe, wie Quars, bessere Sperrschichten bilden ale die entsprechenden Kieselsäuregläser (vgl. F.J. Norton, Journal of the Amerioan Oeraaio Society_r 2£_t 1953, Seite 90). Die Ursache für dieae

- 6 -009810/1728 _BA0

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sehende Peetstelliaig ist swar noch nicht bekannt; es wird jedoch vermutet, ,dass sie auf der Neigung dieser kristallinen Schichten beruhen könnte, sieh in einzelne Kristallite zu trennen, so dass der Belag zahlreiche Risse erhält. Es wurde gefunden, dass Beläge aus gewissen Werkstoffen, wenn bIq dünner aind, nicht-kristallin sind, oberhalb einer bestimmten Dicke von etwa 2 μ jedoch kristallin sind. (Dieser Wert ist ein Yielfach.es des Auflösungsvermögens der angewandten Rö'ntgenmethode). Bine Sicke von 2 μ entspricht auch der praktischen oberen Dickengrenze, bei der sich die folie noch biegen läset, ohne dass die Sperrschicht Schaden leidet. Gelegentlich zeigen Pollen mit einem Belag von etwas mehr als 1 μ Dicke eine schlechte Durchlässigkeit? bei nochmaliger Nachprüfung stellt sich dann aber heraus, dass der Belag kristallin ist. Daher ist es nicht nur erforderlich, dass der Belag sioh In den glasartigen', nicht-kristallinen Zustand, befindet, sondern auseerdem, dass er eine Dicke von nicht mehr als 2 μ aufweist.

Se gibt jedoch eine Mindestdicke, bei deren Uuterschreitung die anorganische Sperrschicht wirkungslos wird. Diese Dicke eteht mit den Erfordernis der Ununterbrochenhsit des Belages in Zusammenhang. Dicken dieser Schicht von weniger als 0,02 μ führen nicht «u der ausgesprochenen Verbesserung der Sperrechichtei-genschaften, die man mit anorganischen Zwischen-

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schichten von grösserer Dicke (d.h» bis au 2 μ) erzielt, und dies liegt wahrscheinlich daran, wie sich aus der Untersuchung unter dem Elektronenmikroskop ergibt, dass es nicht möglich ist, einen zusammenhängenden (ununterbrochenen) anorganischen Belag oder Überzug in glasförmigem Zustande bei einer Dicke von weniger als 0,02 μ zu erhalten. Die Mindestdicke, bei der noch zusammenhängende Schichten erzielbar sind, beträgt daher 0,02 μ.

Das Sperrvermögen von Belägen als Funktion der Dicke ist in Fig. 2 erläutert. Das Diagramm zeigt die Durchlässigkeit für Sauerstoff und die Durchlässigkeit für Helium (χ ) als Funktion der Dicke eines Belages aus Siliciummonoxyd auf einer 25,4 μ dicken, biaxial orientierten, wärmefixierten Folie aus Polyethylenterephthalat. Die Siliciuamonoxydbeläge werden durch Aufdampfen von Siliciummonoxyd im Vakuum unter Erhitzung mittels eines Elektronenstrahles aufgetragen, und die Dicke wird, wie nachstehend beschrieben, gemessen. Die Durchlässigkeitswerte sind in Barrer-Einheiten angegeben:

1 Barrer = 10~¹⁰ ·

² Fläche * Sek. ^a eis Hg Druck

Diese Messung wird nach der ASTM-Prüfnorm D-1434-58 durchgeführt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Durchlässigkeit für beide Gase umgekehrt proportional mit der Dicke des BeIa-

- 8 - _bad ORIGINAL

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ges unter 0,05 μ zunimmt, und dass die Durchlässigkeit bei Dicken von etwa 0,01 μ und weniger die gleiche ist wie diejenige der unbeschichteten Polie, (Es ist zu bemerken, dass der Durchlässigkeitswert der unbesehiehteten Folie, d.h. der Kontrollfolie für Helium durch Multiplizieren mit den Paktor gegenüber seiner wahren Stellung versetzt worden ist, um seine Beziehung zu den Heliumwerten in dem Diagramm zu zeigen.)

• *

Die zusammenhängende Natur der anorganischen Überzüge kann ale praktisch undurchbrochene Bedeckung der ganzen Oberfläche durch eine Glasur bezeichnet werden, zum Unterschied von einer Dispersion oder Wucherung von aus Einzelteilchen bestehenden Stoffen, »ach der Methode d/er Tiefwinkeimikroskopie. im reflektierten licht gelingt es, zusammenhängende und nicht zusammenhängende Überzüge für die Zwecke der Erfindung aufzulösen· Im allgemeinen kann festgestellt werden, dass anorganische Stoffe, die auf Oberflächen durch Ausfällen aus einer Flüssigkeit abgeschieden werden, aus EinzelteiJLchen bestehen und nicht die verbesserten Spörrechichteigenschaften gemäss der Erfindung liefern. Ebenso sind Überzüge, die durch kurzen Kontakt mit den Dämpfen des aufzutragenden Stoffes .,zustande kommen, und als Verankerungsmittel für Druckfarben oder Deckbeläge zufriedenstellend sein mögen, im allgemeinen nicht gleiQhmäseig genug verteilt, um die erfindungsgemässe Verbesserung asu ergeben»

BAD ORiGiNAL - 9 -

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Die optische Klarheit oder Durchsichtigkeit wird sowohl durch den Zerteilungszustand der anorganischen Innenschicht ale auch durch die arteigene Undurchsichtigkeit beeinflusst. Diese Eigenschaft der Schicht hängt aber mit der Kontinuität zu-8samen. Aus Binzelteilchen aufgebaute Stoffe streuen bekanntlich Licht, wodurch eine Trübung entsteht· Wenn daher die Schicht die Natur einer Glasur besitzt (glasartiger Zustand)» sind die Bedingungen hinsichtlich des Grades und der Art der Durchsichtigkeit, wie sie für Verpackungsfolie erwünscht sind, an günstigsten.

Die Widerstandsfähigkeit gegen die Wirkung der atmosphärischen Feuchtigkeit ist in Rahmen der Erfindung wichtig, wenn auoh die mehrschichtige Folie nicht als Sperrfolie gegen Feuchtigkeit be stiemt zu sein braucht. Stoffe, wie Borax oder Boroxyd, bilden s.S. leicht glasartige Überzüge, die allen anderen Anforderungen genügen, aber sich unter der Wirkung der atmosphärischen Feuchtigkeit, die in der Praxis unvermeidbar ist, allmählich von den beiden Aueeenschichten ablesen·

Das bevorzugte Verfahren sur Herstellung dieser mehrschichtigen Folie besteht darin, dass der anorganische Stoff auf die organische Grundfolie in Vakuum aufgedampft und dann der versohweiaobare Deckbslag durch Strangpressen aus der Scheel*e auf die anorganische Zwischenschicht aufgetragen I^. Die

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bevorzugten Grundfolien sind orientierte, wärmefixierte Polyesterfolien, orientierte, lineare Polypropylenfolien, Folien aus Mischpolymerisaten aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen, Folien aus Polyvinylfluorid und aus Polyimiden. Jede dieser folien liefert die erforderliche optimale mechanische Festigkeit und Dauerhaftigkeit, Es können aber auch andere Folien» z.B. solche aus Zellglas, Polyamiden, Celluloseacetat und linearen Polyäthylen, verwendet werden« Wie dem Fachmann bekannt ist, können bei einigen dieser Stoffe besondere Verfahren erforderlich sein. Cellulosefolien lassen sich z.B. wegen des langsamen Bntweichens von Feuchtigkeit und Weichmachern nur schwer in einen Takuunverdampfer beschichten.

Die bevorzugten anorganischen Beläge sind die Oxyde des SiIiciuns und des. Aluminiums. Diese lassen sich leicht als durchsichtige, biegsame Überzüge in glasartigen Zustande abscheiden und besitzen hervorragende Spsrrschichteigenschaften. Als Ausgangsstoffe für die Siliciunoxydüberztige können Siliciumnonoxyd (SiO) oder Siliciuedioxyd {SiOg) verwendet werden, während für Aluminiunoxydüberzüge Aluniniuatrioxyd (AIgO*) verwendet wird. Zirkoniumoxydüberzüge können ebenfalls aufgetragen werden. Bevorzugte Beschichtungsverfahren arbeiten ait elektrischer Widerstandsheizung (nit Hilfe von Wolframdraht) oder nit Blektronenstrahlheizung, besonders bei den weniger

leicht verdampfbaren anorganischen Stoffen. Andere anorganische Stoffe, die genäss der Srfindimg verwendet werden können,

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sind diejenigen anorganischen Verbindungen, die sich durch Verdaapfen in wasaeruneinpfindliche, durchsichtige, glasartige Überzüge verwandeln lassen. Beispiele für verschiedene Verbindungen, die sich so verarbeiten lassen, sind Salze, wie Blei(II)-chlorid CPbOl₂), Silberchlorid (AgOl) und Calciumsilicat, welches ale Mischoxyd abgeschieden wird. Silberchlorid wird bei längerer lichteinwirkung leicht trüb, vielleicht infolge der photoöhemisehen Bildung von feinteiligem oetallischea Silber. Ferner ist bekannt, dass* viele Stoffe, dit sonst allen Anforderungen genäss der Erfindung entsprechen, farbig sind, und dies muss natürlich in Betracht gezogen werden. Z.B. ergeben die Oxyde des Eisens gelbrote übersüge. Deshalb nuss bei der Auswahl des jeweiligen Stoffes darauf geachtet werden, dass er für den Bndverwendungszweck geeignet ist.

Der versohweiesbare Deckbelag kann aus beliebigen, zu diesem Zwtck bekannten und für die jeweils beabsichtigte Verschweleeunganethode geeigneten Stoffen bestehen. Es hat sich herausgestellt, dass die Sperrechichteigenschaften des vereohweissbaren Deckbelages, wenn sich dieser über der anorganischen Zwischenschicht befindet, die ihrerseits an der Grundfolie anhaftet, in synergistisoher Weise gegenüber den ursprünglichen Sperrschichteigenschaften des Deokbelagnaterials verbessert werden. Z.B. ergibt sich die Gesamtdurchlässigkeit

~ ¹² " BADOBK31NAI

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einer mehrschichtigen Folie nach R. Bhargava und Mitarbeitern (TAPPI, £0, 1957, Seite 564) aus der Gleichung

ϊ Il + ig'+ i 7-P₁ P₂ P₃ ,

in der die einzelnen Symbole die folgenden Bedeutungen habem

T » Gesaratdieke der mehrschichtigen Folie; P a Durchlässigkeit der mehrschichtigen Poiiej

P-, Pg und P~ β Durchlässigkeiten der Einzelschichtenj

t^, t₂ und t^ = Dicken der Einseischichten.

Die synergistische Verbesserung der Deckschicht ergibt sich daraus» dass die Durchlässigkeit der mehrschichtigen I¹OUe wesentlich geringer ist, als sie aich auf Grund der obigen Gleichung aus den Durchlässigkeiten und Dicken der Einzelechichten errechnet. Diese Wirkung ergibt sich aus den Beispielen 4 bis 9*

Der heiasversbhweissbare Deckbelag (in der Praxis erfolgt die Yerschweiaaung durch gleichzeitige Einwirkung von Wärme und Druck) besteht vorzugsweise aus verzweigtkettigern Polyäthylen, Mischpolymerisaten des Ylziylidenchlorids,, Nitrocellulose oder Polyamiden. Pur durch Lösungsmittel aktivierte Verschweissung®n ist litrooallulos® -ela gutee Beispiel, wobei di@ rung ait Hilt® ion Ee-tonen, wia Methyläthy!keton oder Esto«!, wie Butylacetat oder Xtbylaoetat, od@r G-eajisohen Äfchorn und Alkoholen erfolgt. Selbs'bklebeade Klebstoffe

β·

- -13 -_ BAD GRJGiNAL

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P-1344 -ft·"

stehen in erster linie aus Mischpolymerisaten des Yinylaoetats.

B e !spiel 1

Bin 3 m langer und 15,24 ca breiter Streifen aus einer 25»4 μ dioken, biaxial orientierten, wärmefixierten PoIyäthylenterephthalatfolie wird im Vakuunverdampfer ait SiIi- eiumaonoxyd beschichtet* Das Siliciumaonoxyd besitzt einen

« ■

besonderen, für die optische Beschichtung bestinaten Reinheitsgrad (Hersteller Coating Department of Kinney Vacuum Division of New York Air Brake Co., Caaden, H.J., V.St.A.). Die Folie wird mit Hilfe von Walzen ait einer Geschwindigkeit von 7*6 οa/Min, in einem Abstand von 30,5 cn an der Verdaapfungsquelle vorbeigeführt. Hierbei ist zu Jede» Zeitpunkt

eine Folieniänge von 20,3 ca dea verdaapfenden Materiel ausgeeetst, und die Folie bewegt eioh ständig. Das Sillciuaaonoxyd wird zunächst zu einen groben Pulver seretoaeen und dann in einen Porzellantiegel, eingebracht, in dea sich 0,76 an dicke Wolfrandrahtspulen befinden. Pas an der Puapleitung Bit Hilfe eines umgekehrten lonisationsaanoaeters nach Bayard-Alpert gemessene Yakuum beträgt 5 x 10" met Hg (Torr). Die besohiohtete Folie wird dann duroh Strangpressen aus der Sohnelze mit einen verzweigtkettigen Polyäthylenharz beechiohtet, welohas einen zueannenhängenden, verechweieebaren Belag auf dor mit Siliciuaoxyd beschichteten Oberfläche

bildet.

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Die Beschichtungsdioken werden durch Röntgenflucreszena gemessen. Hierbei wird Chromstrahlung mit einer Heliumbahn und einem Analysatorkristall aus Äthylendiamintartrat unter Verwendung eines Diffraktoiaeters (General Electric XED-5) mit einem Strömungezähler angewandt. Die Wasserdanpfdurchlässigkeit wird genäse der USA-Patentschrift 2 147 180 bestimmt.

V I *

Die Gasdurchlässigkeiten werden in einer volumetrischen Zelle gemäse der ASTM-PrÜfnora D-1434-58 bestimmt.

Die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben. Die Durchlässigkeit für Sauerstoff ist 30mal geringer als diejenige der Grundfolie allein; die Wasserdampfdurchlässigkeit ist mehr als IQOmal geringer·.

Beispiel 2 -

Bine 20,3 μ dicke orientierte Polypropylenfolie wird geaäee Beispiel 1 behandelt. Die Ergebnisse finden sich in fabeile Die Durchlässigkeitewerte für Wasserdampf und für Sauerstoff sind Saal niedriger als diejenigen der Grundfolie.

15 -

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	TaDe	ixe ι	..	_	V	'-	Beispiel 2	•4	Orientierte Polypropylenfolie Mit SiO Mit SiO und Pi* Grund- beschich- beschich- folie tet tet**	—	0,3
	Beispiel 1		0,6	0,6			-134	20,3	0,3	50,8
	Orientierte Polyesterfolie Mit SiO Mit SiO und PÄ* Grund- beschieb- beschich- folie tet tet**	-	50,8	-		0,025
Nominelle Folien- dicke , μ	25,4	0,08	0,04	-		0,06
SiO-Belag, μ	-	0,003	0,0006	4,1	-	5
Polyäthylenbelag, μ		—	1	0,5	—	1000
Durchlässigkeit für Helium*	1,0	nicht ver- 1200 sehweissbar	40	nicht sohweiesbar
Durchlässigkeit für O₂*	0,03		' -
Durchlässigkeit für Wasserdampf **	0 130
Abziehfestigkeit der Heieererschweis- 0ung, g/3,81 ca	-
*♦ l»raer-Sinheit«a** ♦ i/100 »2/Std. ♦* Pl » Polyäthylen**

Beispiel 3

Einzelne Blätter aus einer 25,4· μ dicken, orientierten, wärmefixieren Polyäthylenterephthalatfolie werden is, den gleichen Abstand von der Verdaapfungsquelle angeordnet und nach Beispiel 1 beschichtet ait dem Unterschied, dass die Poll· dabei nioht bewagt wird. Ale zu verdampfende Stoff· dienen da bei Kleselaehl (Foote Minerals) oder zerstobenes "Alundum" (Al₂O, ait SiOg-Bindenittel). Per aufgedampft« Belag ist duroheiohtig und veraindert die !Durchlässigkeit genäse den Angaben der Tabelle II.

fabeln

Unbteohichtatt "Alundun" Kontrollprob·

Dicke, μ^:' ■ · ,., ■■... 0,5 ■■■ .' ·,. Q

Durfthllieigk«it für O₂ 0»0002 0«0003

Durohia«eigJc«it für He 0,02 0,03

Venn auf d*n anorganitohen Obersug «in Belag au· «inta Mieöh-. poly»«rieat des Tinylid«nohlorid· aufgetragen wird, frg«l!*n eioh nooh w«e*ntlioh nitdrigtr· Durehlleeifk«it»werte ale dit oben

' ORIGINAL INSPECTED

- 17 -

-1344

•ff-

Beispiele 4 bis 9

Grundfolien aus orientiertem, warnefixierten Polyethylenterephthalat werden nach den Verfahren gemäes Beispiel 1 mit •Ines Belag bzw. Bit zwei Belägen beschichtet, ua die synergietieohe Wirkung für die dreischichtige Folie aufzuzeigen. Di· Brgebnieee finden sich in Tabelle III,

	Beispiel	4	Tab	eile	III	7	8	9	;	58,4	Ψ
	Deckbelag	keiner	5	6	VPÄ	keiner	VPÄ	0,06	■1344
	Dicke		YPÄ*	keiner.		•	45,7
	Gesamtdicke, μ	27,9	-		68,6	12,7
	SiO-Belag, μ	0,7	76,2	25,4	0,06	0,06	0,006
	Deckbelag, μ	-	0,7	0,06	43,2	-	0,020
ο (O	Durchlässigkeit für Sauerstoff, Barrer		48,3	-
09 co	gemessen	Q,0012			0,0023	0,0044
^^^ "■"	vorausgesagt		0,0018	0,002	0,0054
00		0,0032

* VerBweigtkettiges Polyäthylen ("Xlathon" Nr. 1550), durch Strangpressen aus
der Schmelze auf den anorganischen Überzug aufgetragen.

♦♦ Sie Durchlässigkeit von Polyäthylen für Sauerstoff beträgt nach 0.J. Major,
"Ködern Plastics", Juli 1962, Seite 135, 1,1 fci· 4,,7? den vorliegenden Berechnungen wurde ein Wert von 2,0 zu Grunde gelegt.

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Beispiele 10 bia 13

Grundfolien aus orientierte», wärmefixieren Polyethylenterephthalat »it Nenndicken von 19 bzw. 25,4 μ werden genäse Beispiel 1 Bit einen Belag bzw. mit zwei Belägen versehen, worauf die Durchlässigkeiten für Wasserdaspf vor und nach den Biegen bestirnt werden. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle IT. Man sieht, dass die nit zwei Belägen beschichtete Folie graass der Erfindung wesentlich dauerhafter ist als die gleiche» jedoch nur Bit der anorganischen Sperrschicht versehene Grundfolie.

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S»i«pi*l

« toll·

Dick· ■·■*

6«»*Btdiek9» μ SiO-B·!·«, μ

DurchliUieigkeit te? W»a*#rd*epf*,

1/100 ^/Std. oha« Blegaag 20

10

11

£oly»eter 19 μ Polyeeter 19 μ 4 Tipl-Deokbe- . 4- VPÄ-Deokbe-

'lag

66 0,08

17,8 0,1

H 57

11 12

Polyester 25,4 μ

27,9 0,06

15 49

Polyester

25,4 μ + YPA-Deekbelag

71,1 0,06

12 11

* IPV-lfethode n«oÄ Ite Pont; x£L. USA-Patentechrift 2 U7 180.

♦» e«lbo flex ϊ·β* luwii P.A. Oelber tmd Mitarbeitern, "Modern Paokagiiig", Jastua? 1952* Seit· 12$.

Vrt

CD IsJ CD

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B ei spiel 14

Einseine Blätter einer 25*4 μ dicken, orientierten, w&rnefixierten Polyäthylenterephthalatfolie werden durch Bedampfen aittele Blektronenstrahlen mit glasartigen, durchsichtigen anorganischen Belagen beschichtet. Die Elektronenstrahlpistole wird .nit 500 Watt betrieben» Sie !Elektronen haben eine Energie von 5 bis 20 kV. Pie νοβ Elektronenstrahl getroffene Pia-

2 ehe beträgt weniger als 1,6 ca . Das Vakuum in der Kairoer be-

g ·

trägt 2 χ 10 iorr. Der Abstand von» Ziel der Elektronenstrahlen bis 2ur Folie beträgt 30,5 ca, und das Ziel ist in eines Graphitboot untergebracht. Biese anorganischen Zwischenschichten werden geaäss Beispiel 1 Bit versehweissbaren Deckbelägen versehen, wobei praktisch gleichwertige Ergebnisse erzielt

"1

werden. Diese sind in Tabelle T sueamengesttllt.

••„v -

	I	Yerdaapfter Stoff
	IO VH	MgO
	I	Al₂O₃
O	SiO₂
CD (O CD	ZrO₂
CO «^	keiner
"si N> CO

Yerdampfungsquelle Tabelle

Dicke dee Belages, μ

Norton-Magnesit 12 M Norton-Alundun Hr. 4186 Gereinigter Sand (Baker)

Se ecireol sener stabilisierter Zirkonit (Norton)

0,2 0,15 0,20 1,6

	Barrer	L
Durchlässigkeit,	für Helium	•45»
für Sauer stoff	0,16
	0,04
.0,0018	0,7
0,0014	0,4
0,01

0,03

1,0

SI»

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Beispiel 15

Die Grundfolie braucht nicht aus einem Polyester oder aus Polypropylen zu bestehen. Bs werden ?olien von anderer chemischer Zusammensetzung gemäss Beispiel 1 beschichtet. Hierbei bestehen die Grundschichten aus einen Polyimid bzw. einen perfluorierten Mischpolymerisat. Der aufgedampfte Überzug 1st durchsichtig und vermindert die Durchlässigkeit, wie aus Tabelle VI ersichtlich. Eine Polyinidfolie .Bit einer anorganischen Sperrschicht und einen Deckbelag aus einen perfluorierten Polymerisat, wie sie in der Tabelle angegeben ist, kann sur Herstellung eines spiralförmig gewickelten Rohres verwendet werden, wobei die sich Überlappenden Ränder der Folie verschwelest werden. Solche Rohre eignen sich für die Verwendung innerhalb weiter Temperaturbereiche und sind gegen die neisten strömenden Medien Inert.

Eine nlt einen durchsichtigen anorganischen Belag beschichtete Grundfolie kann genäse dar Erfindung nit einen spinngebundenen (spun-bonded), ungewebten Vlies zu einen Schichtkörper zusammengefügt werden, der eine reissbeständige biegsane Sperrschicht bildet. Die Durchsichtigkeit der Grundfolie und de· Ozydübtrsuges ist wichtig für die Zurschaustellung von aufgedruckten Küstern auf ungewebten Vliesen. Dies wird durch Beispiel 16 erläutert.

- 24 -

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Tabelle Durchlässigkeit, Barrer Grundfolie

Polyieid*

Perfluorierter Mischpolyester**

Dicke, μ Belag Dicke, μ

0,25

23,1	keiner
	SiO
25,4	keiner
	SiO

0,18

für Sauerstoff	für Helium
0,06	2,4
0,005	0,27
3,5	44
0,62	5,5

* Polyiaidfolie, hergestellt aue Pyronellithsäuredianhydrid und
4,4ⁱ-Di«ainodxphenyläther.

** HiBchpolyeerieat aue Tetrafluoröthylen und Hexafluorpropylen.

Beispiel 16

Bine ait Siliciummonoxyd beschichtete, 20,3 μ dicke Folie aua biaxial orientiertea Polypropylen wird im Walzenmund einer SchoelzbeschichtimgsYorrichtung mit einem spinngebundenen (spun-bonded) Vlies aus linearem Polyäthylen kombiniert, welchee ein ilächengewicht von 33,9 g/m² besitzt. Per SlIiciuBiiionoxydbelag befindet sich auf der Seite des spinngebundenen Vlieses und wird mittels einer 12,7 μ dicken Schicht aus einer Schmelze von verzweigtkettigeo Polyäthylen ("Alathon^w 1550) zum Anhaften gebracht. Die Schichtstoffherßtellung erfolgt mit einer Geschwindigkeit von 13»7 m/Min, unter Verwendung eines Luftspaltes von 3,8 ca bei 330° C, einer Quetechwalzenteaperatur von 50° C, einer Kühlwalzentemperatur von 40° C und einen Waleendruck von +4,7 kg/cm Walzenbreite. Anschliessend wird die andere Seite der Tolle zwecke Erzielung der Haftfestigkeit te it einer Flaase aus Propan und an Sauerstoff angereicherter Luft behandelt. Dann wird diese Seite aue der Schaelze mit einer 25,4- μ dicken Schicht aus veriweigtkettigea Polyäthylen ("Alathon" 16) »it einer Geschwindigkeit von 12,2 »/Min. beschichtet. Die SehneIztemperatur beträgt 330° G»der Luftspalt 3,8 ca, die Temperatur der Quetschwalze 105° 0_y die Te«peratur der Kühlwalse 40° 0 und der Walβendruck 44,7 fcg/c« Waleenbreite. Die Elgensohaften dieser Probe (Ir. 1) werden in Tabelle TII nit denjenigen

* ftAO ORIGINAL

0(11119/1721

F-1344

12,7 μ dicke, biaxial orientierte Polyäthylenterephthelatfolie (Nr. 2) hergestallt iet. Ale Kontrollprobe dient ein Schichtkörper aua Aluminiumfolie und linearen Polyäthylen, der in ähnlicher Anordnung mit einem spinngebundenen Vlies zusammengefügt

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	Schichtkörper LPl/	T a b e	1	lie VII	2	Polypropylen. Polyäthylenterephthalat,	I - VJi	4,5	t	cn
	Sick·, μ	ΎΡΐ/SiO/OPP/VPl	LPlAPVSiO/OPÄTAPl		-*■	555/506		59290
	ο Zugfestigkeit, kg/cm	4,8	4,5	49/34
	Dehnung, Jt	858/584	724/548	14343/13007
	Elastizitätsmodul, kg/cm	38/42	30/49	504/510
	Zerreissfsstigkelt nach Blaendorf, g	10264/7382	12304/9632	36,74
	Berstfestigkeit nach Hollen, kg	122/176	150/179	4,76
098	Pneumatische Stoss- fsstigkeit, kg-cm	37,19	70,76
	Durchlässigkeit für O₂, g/100 a²/Std.	6,57	4,47	0,01 4,70
728	anfangt ich nach 20 Biegungen*			33,9 g/m² Flächengew. 7 μ dicker Daofc- linearem Polyäthylen.
	0,64 0,72	0,42 0,05
	LPl » lineares Polyäthylen, gebunden an spinngebundenes Vlies ait VPl β 12,7 μ dicke Folie aus verzweigtkettigem Polyäthylen mit 25, LPl ■■ lineares Polyäthylen. schicht aus
	OPP β 20,3 μ dicke Folie OPH « 12,7 μ dicke Folie Die Aluminiumfolie-ist IV
	aus orientierten aus orientiertem % μ dick.

* aelbo Flez Test.

Claims

Patentansprüche

1. Biegsame, durchsichtige, mehrschichtige Folie auf der Grundlage einer G-rundfolie aus einem organischen Kunststoff und
einen anhaftenden Deckbelag aus einen organischen Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Grundfolie und dem Beckbelag eine anhaftende, durchsichtige, biegsame, feuch tigkeitsbeständige, glasartige, zusammenhängende anorganische Zwischenschicht mit einer Dicke von 0,0,2 bis 2 μ befindet.

-2ο Mehrschichtige folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Zwischenschicht aus einem Oxyd des Sillciums besteht.

3. Mehrschichtige folie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Zwischenschicht aus SiiicimraftWQ-yyd be-

steht. '■,■_■

4* Mehraohichtige folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Zwischenschicht aus einen Oxyd de· AIu-■iniuae besteht.

5. Mehrschichtig· foil· naoh Anspruch 1 bis 4, daduroh g«k«nnseiohnet, dft·· dl· Grundfoli· aus eines Poly«eter besteht.

BAD ORIGINAL.

1569230

Ρ«1344

6. Mehrschichtige Folie nach Anspruch 1 bis 4_f dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfolie aua Polypropylen besteht.

7» Mehrschichtige folie nach Anspruch 1 bis 6, dadurch ,gekennzeichnet, dasβ der Deckbelag aus Polyäthylen besteht.

8. Verfahren Kur Herstellung von mehrschichtigen PoIien nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass die zusammenhängende anorganische Zwischenschicht auf die Grundfolie durch Aufdampfen in Vakuum aufgetragen und der Deckbelag sodann durch Strangpressen aus der Schmelze aufgebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der

. anorganische Ausgangsstoff für dl« Zwischenschicht bein Auf« dmepfen durch eltktrische Hiderstandsheiaung erhitzt wird.

10. f erfahren n&9$ Anspruch 8, daduroh gekennzeichnet, dass der anorganische Auegangsetoff für' dl· Zwischenschicht bein AufdA»pf»n Bitt#li Klektronenetrahlen erbitat wird.

-30 -

BAD