PL203862B1

PL203862B1 - Opakowanie zawierające wielowarstwową, orientowaną folię poliolefinową, sposób wytwarzania opakowania, wykonanego z wielowarstwowej, orientowanej folii poliolefinowej oraz sposób wytwarzania opakowania, zawierającego pojemnik z pokrywą, w którym pokrywa spoczywa na obrzeżu pojemnika i wykonana jest z wielowarstwowej, orientowanej folii poliolefinowej

Info

Publication number: PL203862B1
Application number: PL355976A
Authority: PL
Inventors: Thomas Dries; Wolfgang Eiser
Original assignee: Trespaphan Gmbh
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2001-01-23
Publication date: 2009-11-30
Also published as: CA2394143C; CN1208184C; EP1254022B1; MXPA02007241A; JP2003520703A; HUP0204234A2; ZA200206760B; US6749933B2; CZ303263B6; WO2001054895A1; CA2394143A1; SK287078B6; SK10162002A3; NO20023537L; KR100753092B1; ES2223786T3; DE10003423A1; NO20023537D0; NO328119B1; KR20020071945A

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest opakowanie zawierające wielowarstwową, orientowaną folię poliolefinową, sposób wytwarzania opakowania, wykonanego z wielowarstwowej, orientowanej folii poliolefinowej oraz sposób wytwarzania opakowania, zawierającego pojemnik z pokrywą, w którym pokrywa spoczywa na obrzeżu pojemnika i wykonana jest z wielowarstwowej, orientowanej folii poliolefinowej.

Folie poliolefinowe są szeroko stosowane jako folie opakowaniowe. Sukces tych materiałów oparty jest na dobrych własnościach optycznych i mechanicznych oraz ich prostej spawalności. Poza spawaniem, zwiększonego znaczenia nabrało zgrzewanie termiczne folii. Zgrzewalne folie posiadają wierzchnią warstwę z polimeru, który odznacza się niższą temperaturą topnienia ziaren krystalicznych niż polimer warstwy podstawowej. W celu zgrzewania termicznego, warstwy folii nakładane są jedna na drugą i podgrzewane do temperatury jedynie 10 do 20°C poniżej temperatury topnienia ziaren krystalicznych, to znaczy wierzchnie warstwy nie ulegają całkowitemu stopieniu. Osiągana adhezja zgrzewanych warstw jest znacznie mniejsza niż w przypadku spawania tego samego materiału, ale jest wystarczająca dla wielu zastosowań (Kunststoff-Handbuch [Podręcznik tworzyw sztucznych], tom IV, Carl Hanser Verlag, Monachium, 1969, strony 623 do 640).

Oprócz zastosowania warstw zgrzewanych, znane jest także wykorzystanie tak zwanych warstw zgrzewanych na zimno. Warstwy zgrzewane na zimno stosowane są szczególnie wtedy, gdy w folię pakowana jest wrażliwa na temperaturę zawartość opakowania, taka jak na przykład czekolada. Zastosowanie warstw zgrzewanych na zimno wiąże się z dodatkowym etapem procesu, co znacząco zwiększa koszt opakowania.

Niezależnie od technologii opakowania, takich jak spawanie, zgrzewanie termiczne lub zgrzewanie na zimno, rozwinięto w ostatnich latach sposoby wytwarzania materiałów polimerowych. Materiały tego rodzaju zawierają wrażliwy na promieniowanie dodatek, który powoduje zmianę zabarwienia materiału po wystawieniu go na działanie promieniowania o określonych długościach fali. Odpowiednimi dodatkami dla tego zastosowania są, przykładowo, pigmenty laserowe.

Dodatkowo, w stanie techniki ujawnione są sposoby łączenia komponentów z tworzywa sztucznego przy użyciu laserów, gdzie niewielkie jest obciążenie termiczne i mechaniczne tych komponentów. W wielu zastosowaniach przyjęło się transmisyjne spawanie laserowe. W metodzie tej promień laserowy przenika bez przeszkód przez przezroczysty komponent i uderza w pochłaniający promieniowanie laserowe materiał, będący składnikiem połączenia. Działanie promienia laserowego powoduje stopienie się tworzywa sztucznego materiału pochłaniającego na powierzchni i utworzenie połączenia z sąsiednim materiałem podczas schładzania. W procesie tym wykorzystywane są diody laserowe lub lasery na ciele stałym o długościach fal leżących w pobliżu podczerwieni.

Opakowanie zawierające wielowarstwową, orientowaną folię poliolefinową, która zawiera warstwę bazową i przynajmniej jedną warstwę wierzchnią zawierającą dodatek, który ma własności absorpcyjne w zakresie długości fali laserów, które pod wpływem lokalnego napromieniowania folii laserem powodują wzrost temperatury w obszarze napromieniowania, taki że poliolefina pierwszej warstwy wierzchniej mięknie lub ulega stopieniu w tym obszarze napromieniowania i wiąże się, przy ochłodzeniu, z inną warstwą. Opakowanie według wynalazku charakteryzuje się tym, że ilość dodatku wynosi od 0,01 do 10% wagowych, względem masy pierwszej warstwy wierzchniej, a średnia średnica cząstki dodatku wynosi od 0,01 do 4 μm.

Warstwa wierzchnia zawiera przynajmniej 80% wagowych polimeru propylenu, korzystnie kopolimeru etylenu i propylenu lub terpolimeru.

Grubość pierwszej warstwy wierzchniej wynosi od 0,1 do 5 μm.

Korzystnie dodatkiem jest absorbujący promieniowanie laserowe pigment metaliczny, czarny lub barwny. Korzystnie folia jest przezroczysta.

Folia posiada nieprzezroczystą warstwę bazową, która zawiera inicjujące powstawanie wakuoli wypełniacze.

Warstwa bazowa zawiera wypełniacze w ilości do 40% wagowych, korzystnie wypełniaczami są CaCO3, TiO2, politereftalan etylenu lub politereftalan butylenu.

Pierwsza warstwa wierzchnia zawiera dodatkowo biały pigment, korzystnie TiO2.

Folia posiada, po przeciwległej stronie, drugą warstwę wierzchnią, która zawiera dodatek absorbujący promieniowanie w zakresie długości fali lasera, gdzie dodatki w drugiej warstwie wierzchniej pochłaniają promieniowanie w innym zakresie długości fali niż dodatki pierwszej warstwy wierzchniej.

PL 203 862 B1

Korzystnie tylko pierwsza warstwa wierzchnia zawiera dodatek, który pochłania promieniowanie w zakresie dł ugoś ci fali lasera.

Sposób wytwarzania opakowania, wykonanego z wielowarstwowej, orientowanej folii poliolefinowej, która zawiera warstwę bazową i przynajmniej jedną pierwszą warstwę wierzchnią zawierającą dodatek, który pochłania promieniowanie w zakresie długości fali laserów, i folię poliolefinową napromieniowuje się laserem, tak że następuje lokalny wzrost temperatury w obszarze napromieniowania i poliolefina pierwszej warstwy wierzchniej mięknie lub ulega stopieniu w tym obszarze napromieniowania i wiąże się, przy ochłodzeniu, z inną warstwą. Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że ilość dodatku wynosi od 0,01 do 10% wagowych, względem masy pierwszej warstwy wierzchniej, a średnia średnica cząstki dodatku wynosi od 0,01 do 4 μm.

Folia poliolefinowa posiada drugą, przeciwległą warstwę wierzchnią i zawiera w drugiej warstwie wierzchniej dodatek, który pochłania promieniowanie w zakresie długości fali lasera, a przy użyciu lasera o pierwszej długości fali wytwarza się szew, służący do zamknięcia opakowania, a ponadto folię znaczy się i/lub tnie się i/lub perforuje się przy użyciu drugiego lasera, odznaczającego się innym zakresem długości fali, który jest różny od zakresu pierwszego lasera.

Korzystnie obróbkę prowadzi się jednocześnie przy użyciu laserów o różnych długościach fali.

Pierwsza warstwa wierzchnia zawiera przynajmniej 80% wagowych kopolimeru propylenu lub terpolimeru lub homopolimer propylenu.

Korzystnie kopolimery propylenu lub terpolimery mają temperaturę topnienia w zakresie od 120 do 140°C.

Warstwa bazowa folii poliolefinowej zawiera przynajmniej 50% wagowych polimeru propylenu.

Folia posiada trzy-, cztero- lub pięciowarstwową strukturę.

Całkowita grubość folii wynosi od 5 do 80 μm.

Sposób wytwarzania opakowania, zawierającego pojemnik z pokrywą, w którym pokrywa spoczywa na obrzeżu pojemnika i wykonana jest z wielowarstwowej, orientowanej folii poliolefinowej, gdzie folia ta zawiera warstwę bazową i przynajmniej jedną pierwszą warstwę wierzchnią, a ta pierwsza warstwa wierzchnia znajduje się w styczności z obrzeżem pojemnika i folia pierwszej warstwy wierzchniej zawiera dodatek, odznaczający się własnościami absorpcyjnymi w zakresie długości fali lasera, i folię poliolefinową napromieniowuje się laserem, tak że następuje wzrost temperatury w obszarze napromieniowania, taki że poliolefina pierwszej warstwy wierzchniej mięknie i ulega stopieniu w obszarze napromieniowania i wiąże się, przy ochłodzeniu, z obrzeżem pojemnika. Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że ilość dodatku wynosi od 0,01 do 10% wagowych, względem masy pierwszej warstwy wierzchniej, a średnia średnica cząstki dodatku wynosi od 0,01 do 4 μm.

Folia posiada trzy-, cztero- lub pięciowarstwową strukturę, a całkowita grubość folii wynosi od 5 do 80 μm.

Opakowanie wykonane z folii poliolefinowej pozbawione jest wad powlekania, związanego ze zgrzewaniem na zimno, ale nadaje się równie dobrze do pakowania produktów wrażliwych na ciepło.

Opakowanie wykonane z wielowarstwowej, orientowanej folii poliolefinowej zawiera warstwę bazową i przynajmniej jedną, pierwszą warstwę wierzchnią, gdzie ta pierwsza, warstwa wierzchnia znajduje się w kontakcie z sobą samą lub w kontakcie z przeciwległą powierzchnią folii lub też w kontakcie z powierzchnią innej folii. Folia ta zawiera w pierwszej warstwie wierzchniej dodatek, który odznacza się zdolnością do pochłaniania promieniowania laserowego w takim zakresie długości fali, że przy lokalnym napromieniowaniu folii tym laserem następuje w napromieniowanym obszarze wzrost temperatury, taki że poliolefina pierwszej warstwy wierzchniej mięknie lub ulega stopieniu i wiąże się, przy ochłodzeniu, z inną warstwą.

Przykładami odpowiednich polimerów olefinowych dla wierzchniej warstwy są homopolimery propylenu, homopolimery etylenu, kopolimery etylenu i propylenu lub etylenu i 1-butylenu lub propylenu i 1-butylenu, terpolimery etylenu i propylenu i 1-butylenu lub też mieszanina lub mieszanka dwóch lub większej liczby wymienionych homopolimerów, kopolimerów i terpolimerów, przy czym szczególnie korzystne są kopolimery statystyczne etylenu i propylenu o zawartości etylenu od 1 do 10% wagowych,

PL 203 862 B1 korzystnie od 2,5 do 8% wagowych lub kopolimery statystyczne propylenu i 1-butylenu o zawartości butylenu od 2 do 25% wagowych, korzystnie od 4 do 20% wagowych, gdzie w każdym przypadku tych kopolimerów zawartość określona jest względem całkowitej masy kopolimeru, ponadto terpolimery statystyczne etylenu, propylenu i 1-butylenu o zawartości etylenu od 1 do 10% wagowych, korzystnie od 2 do 6% wagowych, a także zawartości 1-butylenu od 2 do 20% wagowych, korzystnie od 4 do 20% wagowych, gdzie w każdym przypadku tych terpolimerów zawartość określona jest względem całkowitej masy terpolimeru, mieszanina terpolimeru statystycznego etylenu, propylenu i 1-butylenu oraz kopolimeru propylenu -1-butylenu o zawartości etylenu od 0,1 do 7% wagowych, zawartości propylenu od 50 do 90% wagowych, a także zawartości 1-butylenu od 10 do 40% wagowych, gdzie w każ dym przypadku zawartość ta określona jest względem całkowitej masy mieszaniny polimerowej.

Opisane powyżej kopolimery i/lub terpolimery stosowane w wierzchniej warstwie posiadają generalnie wskaźnik szybkości płynięcia wynoszący od 1,5 do 30 g/10 min., korzystnie od 3 do 15 g/10 min. Temperatura topnienia leży w zakresie od 120 do 140°C. Opisana powyżej mieszanina kopolimerów i terpolimerów odznacza się wskaźnikiem szybkości płynięcia od 5 do 9 g/10 min. oraz temperaturą topnienia od 120 do 150°C. Wszystkie wyszczególnione wyżej wskaźniki szybkości płynięcia mierzone są w temperaturze 230°C i przy sile 21,6 N (norma DIN 53 735).

Homopolimery propylenu stosowane w wierzchniej warstwie posiadają generalnie wskaźnik szybkości płynięcia wynoszący od 1,5 do 30 g/10 min., korzystnie od 3 do 15 g/10 min. Temperatura topnienia tych homopolimerów leży w zakresie od 150 do 170°C, korzystnie od 155 do 165°C. Preferuje się homopolimery izotaktyczne, których izotaktyczność jest większa niż 92%, korzystnie w zakresie od 94 do 98%. Zawartość rozpuszczalnego w n-heptanie materiału izotaktycznych homopolimerów propylenu jest mniejsza niż 10% wagowych, korzystnie wynosi od 1 do 8% wagowych, względem masy homopolimeru. Wszystkie wymienione wyżej wskaźniki szybkości przepływu mierzone są w temperaturze 230°C i przy sile 21,6 N (norma DIN 53 735).

Jeżeli jest to pożądane, do wierzchniej warstwy (wierzchnich warstw) dodane mogą zostać konwencjonalne dodatki, takie jak środki antystatyczne, neutralizatory, smary i/lub stabilizatory, a także dodatkowo, jeśli jest to wymagane, środki przeciwdziałające blokowaniu, w odpowiednich ilościach dla każdego przypadku.

Zasadnicze znaczenie dla wynalazku ma to, iż absorbująca wierzchnia warstwa folii zawiera dodatek, który pochłania promieniowanie o długości fali laserów. Dodatki tego rodzaju określane będą poniżej, na potrzeby niniejszego wynalazku, jako pigmenty lub pigmenty laserowe.

Włączenie pigmentów laserowych tego rodzaju do wierzchniej warstwy folii powoduje pochłanianie promieniowania, to jest pobór energii podczas napromieniowania folii. Znany jest ze stanu techniki fakt, przy założeniu odpowiedniej długości fali, że promień lasera pozostawia za sobą widoczny ślad w postaci białej lub barwnej linii w pigmentowanym tworzywie sztucznym. Efekt ten wykorzystywany jest w celu oznaczania elementów i folii z tworzyw sztucznych za pomocą lasera. Jako część niniejszego wynalazku odkryto, iż napromieniowanie folii, położonych jedna na drugiej, promieniem laserowym tworzy mocne połączenie pomiędzy obydwiema warstwami folii, w sposób podobny do szwu zgrzewania termicznego lub spawania, jeżeli przynajmniej jedna z obydwu folii posiada wierzchnią warstwę, zawierającą pigment laserowy i zawierająca pigment laserowy warstwa zwrócona jest w kierunku drugiej folii tak, ż e pigmentowana, wierzchnia warstwa znajduje się w kontakcie z warstwą drugiej folii. Odkryto, iż dla utworzenia szwu zgrzewu dla obydwu wierzchnich, będących w styczności warstw, szczególnie korzystne jest, aby zawierały one odpowiedni, korzystnie taki sam pigment absorbujący.

Zaskakujące jest, iż promień laserowy przechodzi przez pozostałe warstwy folii, nie pozostawiając za sobą widocznych śladów, co znane jest z oznaczania laserowego, a także bez pozostawiania innego uszkodzenia. Nieoczekiwane było to, iż absorpcja promieniowania laserowego będzie tak wyraźna, iż folia pochłonie ilość energii wystarczającą do zmiękczenia lub rozgrzania wierzchniej warstwy. W szczególności wątpliwe było, czy bezwzględna ilość pigmentu laserowego w cienkiej wierzchniej warstwie będzie wystarczająca do ułatwienia jednorodnego stopienia wierzchniej warstwy w wyniku absorpcji. Jednocześnie odkryto, że rozgrzanie lub stopienie wierzchniej warstwy pozostaje bardzo lokalnie ograniczone do napromieniowanego obszaru. Umożliwia to, dla celów produkcji opakowania, utworzenie szwu zgrzewania laserowego ściśle tam, gdzie szew ten jest pożądany.

Unika się korzystnie termicznego obciążenia zapakowanego produktu przez promień laserowy. Nowa technologia nadaje się z tego względu do zastąpienia znanych powłok zgrzewania na zimno dla potrzeb pakowania produktów wrażliwych na temperaturę.

PL 203 862 B1

Zawierająca pigment laserowy wierzchnia warstwa naniesiona może być zarówno na nieprzezroczyste jak i przezroczyste folie jako takie lub też na ich warstwę bazową lub pośrednią. W przypadku folii nieprzezroczystych lub białych szczególnie zaskakujące było to, że wypełniacze pozostałych warstw, które służą do uzyskania nieprzezroczystości lub białego zabarwienia folii, nie powstrzymują absorpcji promieniowania laserowego w pigmentowanej, wierzchniej warstwie i rozgrzewania zawierającej pigment laserowy wierzchniej warstwy. Absorpcja w warstwach zawierających wypełniacz i/lub pigment jest tak mała lub nie występuje wcale, że nie zauważono osłabienia zgrzewania laserowego lub integralności folii lub innych właściwości folii przez promień lasera.

Dla celów niniejszego wynalazku pigmenty laserowe są niemieszającymi się cząsteczkami, które są obojętne dla matrycy polimerowej i nie powodują znaczącego powstawania wakuoli podczas rozciągania. Średni rozmiar cząsteczek pigmentów laserowych mieści się generalnie w zakresie od

0,01 do 4 μm, korzystnie w zakresie od 0,1 do 2 μm, w szczególności od 0,1 do 1 μm. Wierzchnia warstwa zawiera generalnie pigment laserowy w ilości od 0,01 do 10% wagowych, korzystnie od 0,5 do 5% wagowych, w szczególności od 0,8 do 3% wagowych, względem masy wierzchniej warstwy. Jeżeli koncentracja pigmentów laserowych jest zbyt mała, następuje jedynie umiarkowana absorpcja promieniowania laserowego, co skutkuje słabą wytrzymałością zgrzewu. Wysoka koncentracja pigmentów laserowych nie wywołuje żadnych dodatkowych efektów, jeżeli chodzi o absorpcję promieniowania laserowego. Przy wysokich koncentracjach barwnych, metalowych i czarnych pigmentów, następuje efekt zabarwienia (efekt szarości), który może być niekorzystny, ale może też być pożądany w pewnych zastosowaniach.

Stosowanymi pigmentami laserowymi są korzystnie pigmenty metaliczne, takie jak pigmenty aluminiowe, miedziowe lub cynowe lub też stopy miedzi, takie jak na przykład stopy miedzi/cynku lub miedzi/cyny, a także pigmenty czarne i barwne, w szczególności sadza węglowa lub grafit, tlenki żelaza, mieszane fazy rutylu, ultramaryny, spinele i krzemiany cyrkonu. Spośród wyszczególnionych powyżej pigmentów pigmenty aluminiowe, stopy miedzi i cynku oraz sadza węglowa i grafit są szczególnie korzystne. Odkryto, że w przypadku sadzy węglowej szczególnie korzystna jest zawartość pomiędzy 0,1 i 1,0% wagowych, zaś w przypadku pigmentów aluminiowych zawartość od 0,5 do 1,5% wagowych, w przypadku stopów miedzi zawartość od 0,5 do 3,0% wagowych, korzystnie od 1 do 2% wagowych, względem masy wierzchniej warstwy.

Wymienione powyżej, absorbujące promieniowanie laserowe pigmenty metaliczne, czarne lub barwne mogą, o ile jest to pożądane, być zastosowane w postaci mieszanki z tlenkami metali, takimi jak pigmenty białe, przykładowo dwutlenek tytanu, tlenek glinu, dwutlenki krzemu, z odpowiednimi wodorotlenkami metali i wodzianami tlenków metali, a także węglanami i krzemianami, takimi jak węglan wapnia, krzemian glinu (glina kaolinowa), krzemian magnezu (talk) lub mika.

Mieszanki pigmentowe są korzystne, ponieważ mają, po pierwsze, szerokie widmo absorpcji, szczególnie w zakresie długości fal stosowanych laserów. Po drugie, wykorzystuje się wysoką zdolność do pochłaniania absorbujących promieniowanie laserowe pigmentów metalicznych, czarnych lub barwnych, a jednocześnie barwy tych pigmentów są rozjaśniane przez odpowiednie pigmenty białe. Rozpraszanie światła przez te białe pigmenty zwiększa własności absorpcyjne pigmentów metalicznych, czarnych lub barwnych i ułatwia wydzielanie ciepła w wierzchniej warstwie.

Stosunek mieszaniny białych pigmentów oraz pigmentów czarnych, metalicznych lub barwnych może zmieniać się w szerokich granicach i umożliwia ustalenie optymalnego zakresu absorpcji, zależnie od zastosowanego lasera. Dodatkowo, mieszanki te umożliwiają uzyskanie pożądanego odcienia folii. Jeśli jest to pożądane, mieszanka może zostać rozszerzona w celu uzyskania systemu, zawierającego pewną liczbę składników. Na przykład stosunek białych pigmentów do pigmentów czarnych, metalicznych lub barwnych może mieścić się w zakresie od 5:1 do 1:5, przy korzystnym zastosowaniu TiO2 jako rozjaśniającego pigmentu białego w mieszance.

Mieszanki pigmentów mieszane są jednorodnie przy użyciu odpowiednich sposobów, na przykład poprzez mielenie kulowe. Jednocześnie uzyskany może zostać odpowiedni średni rozmiar cząstek i odpowiednia szerokość rozkładu rozmiaru cząstek.

Ponadto pigmentom lub mieszankom pigmentów może zostać nadana powłoka w celu, przykładowo, uzyskania lepszej adhezji do matrycy polimerowej i skutecznego zapobiegania pęknięciom i tworzeniu się wakuoli, gdyż są one znane jako cząstki inicjujące powstawanie wakuoli podczas naprężania. Powleczenie żywicami lub woskami, jest szczególnie korzystne w przypadku pigmentów metalicznych, takich jak na przykład proszek aluminiowy. Zapobiega to także niepożądanemu powstawaniu kurzu, co może być niebezpieczne dla zdrowia i powodować ryzyko wybuchu. Dodatkowo,

PL 203 862 B1 takie pokrycia woskowe poprawiają rozpuszczalność pigmentów w polimerze (deaglomerację) oraz łatwość pomiaru pigmentów w przedmieszce. W ogólności, dostępne w handlu pigmenty metaliczne są już zaopatrzone w powłoki woskowe i/lub żywiczne tego rodzaju. Sposoby wytwarzania powłok pigmentowych tego rodzaju są znane w stanie techniki. Pigmenty są tam zwilżane woskami lub żywicami o niskiej lepkości oraz, jeżeli jest to pożądane, moczone, co jest korzystne dla rozpuszczalności.

Pigmenty mogą mieć kształt sferyczny lub kolumnowy lub też blaszkowaty. Wielkość, geometria i orientacja czą steczek mogą mieć wpł yw na absorpcję promieni lasera.

W pewnym korzystnym przykładzie wykonania, folia poliolefinowa według wynalazku posiada także drugą warstwę wierzchnią zawierającą polimery olefin, zawierających od 2 do 10 atomów węgla, która naniesiona jest na stronę przeciwległą do warstwy zawierającej pigment laserowy. W pewnym korzystnym przykładzie wykonania ta druga warstwa wierzchnia ma taki skład, że zasadniczo nie pochłania ona promieniowania w zakresie długości fali laserów stosowanych do zgrzewania. Dla potrzeb wytwarzania opakowania według wynalazku zasadnicze znaczenie ma to, że promień lasera przenika do warstwy pigmentowanej, tak aby mogło tam nastąpić właściwe pochłanianie.

Przykładami polimerów poliolefinowych drugiej warstwy wierzchniej są homopolimery propylenu, kopolimer etylenu i propylenu lub etylenu i 1-butylenu lub propylenu i 1-butylenu, terpolimer etylenu i propylenu i 1-butylenu lub też mieszanka lub mieszanina dwóch lub większej liczby wymienionych homopolimerów, kopolimerów i terpolimerów, przy czym również dla drugiej warstwy szczególnie preferuje się polimery zalecane powyżej dla pigmentowanej warstwy wierzchniej.. Ponadto, dla drugiej warstwy wierzchniej odpowiednie są także polietyleny, takie jak HDPE, MDPE lub LDPE (polietyleny o wysokiej, średniej lub niskiej gęstości), o ile jest to pożądane, wymieszane z polimerami propylenu.

Opisane powyżej kopolimery i/lub terpolimery zastosowane w drugiej warstwie wierzchniej odznaczają się generalnie wskaźnikiem szybkości płynięcia od 1,5 do 30 g/10 min, korzystnie od 3 do 15 g/10 min. Temperatura topnienia leży w zakresie od 120 do 140°C. Opisana powyżej mieszanina kopolimerów i terpolimerów posiada wskaźnik szybkości płynięcia wynoszący od 5 do 9 g/10 min oraz temperaturę topnienia od 120 do 150°C. Wszystkie powyższe wskaźniki szybkości płynięcia mierzone są w temperaturze 230°C i przy sile 21,6 N (norma DIN 53 735).

Jeżeli jest to pożądane, do drugiej warstwy wierzchniej dodane mogą zostać w każdym przypadku, w znany sposób, dodatki, takie jak środki antystatyczne, neutralizatory, smary i/lub stabilizatory, a także, o ile zachodzi taka potrzeba, środki przeciwdziałające blokowaniu, w ilościach wywołujących efektywny skutek.

W innym przykł adzie wykonania druga warstwa wierzchnia takż e mo ż e zawierać pigment, który pochłania promieniowanie w zakresie długości fali lasera. Jednakże w przykładzie wykonania tego rodzaju, zasadnicze znaczenie ma to, iż pigmenty laserowe drugiej wierzchniej warstwy pochłaniają inny zakres długości fali niż pigmenty laserowe przeciwległej warstwy wierzchniej. Folia tego rodzaju może być szczególnie korzystnie stosowana w złożonych procesach, w których z jednej strony wytwarzany jest szew zgrzewu przy użyciu lasera, a dodatkowo, przy użyciu innego lasera wykonywane są inne etapy, takie jak cięcie laserowe, oznaczanie laserowe i inne. W procesach tego rodzaju wykorzystuje się lasery o różnych długościach fali.

Warstwa bazowa folii wielowarstwowej zawiera zasadniczo poliolefinę, korzystnie polimer propylenu oraz, jeśli jest to pożądane, wypełniacze zmętniające, jak również, jeśli jest to wymagane, inne dodatki. W ogólności, warstwa bazowa zawiera przynajmniej 50% wagowych, korzystnie od 60 do 99% wagowych, w szczególności od 70 do 98% wagowych poliolefiny, w każdym przypadku względem masy warstwy bazowej.

Korzystnymi poliolefinami są polimery propylenu. Polimery te zawierają od 90 do 100% wagowych, korzystnie od 95 do 100% wagowych, w szczególności od 98 do 100% wagowych jednostek propylenu i mają temperaturę topnienia wynoszącą 120°C lub więcej, korzystnie od 150 do 170°C, a odznaczają się generalnie wskaźnikiem szybkości płynięcia od 0,5 do 8 g/10 min, korzystnie od 1 do 5 g/10 min w temperaturze 230°C i przy sile 21,6 N (DIN 53 735). Preferowanymi polimerami propylenu przeznaczonymi na warstwę rdzeniową są izotaktyczny homopolimer propylenu o zawartości materiału ataktycznego wynoszącej 15% wagowych lub mniej, kopolimery etylenu i propylenu o zawartości etylenu wynoszącej 10% wagowych lub mniej, kopolimery propylenu z olefinami C₄-C₈-a o zawartości α-olefiny wynoszącej 10% wagowych lub mniej, terpolimery propylenu, etylenu i butylenu o zawartości etylenu wynoszącej 10% wagowych lub mniej i zawartości butylenu wynoszącej 15% wagowych lub mniej, przy czym szczególnie korzystny jest izotaktyczny homopolimer propylenu. Podane wartości procentów wagowych są liczone względem odpowiedniego polimeru.

PL 203 862 B1

Odpowiednia jest także mieszanka wspomnianych homopolimerów propylenu i/lub kopolimerów i/lub terpolimerów i innych poliolefin, w szczególności wytworzona z monomerów o 2 do 6 atomów węgla, gdzie mieszanka ta zawiera przynajmniej 50% wagowych, w szczególności przynajmniej 75% wagowych polimeru propylenu. Innymi odpowiednimi poliolefinami w mieszance polimerowej są polietyleny, w szczególności HDPE, LDPE, VLDPE i LLDPE, gdzie zawartość tych poliolefin w każdym przypadku nie przekracza 15% wagowych, względem mieszanki polimerowej.

W nieprzezroczystych przykładach wykonania nieprzezroczysta warstwa bazowa folii zawiera wypełniacze w ilości do 40% wagowych, korzystnie od 1 do 30% wagowych, w szczególności od 2 do 20% wagowych, względem warstwy nieprzezroczystej. Dla celów niniejszego wynalazku, wypełniaczami tymi są pigmenty i/lub cząstki inicjujące powstawanie wakuoli.

Dla celów niniejszego wynalazku pigmenty warstwy bazowej są nie mieszającymi się cząsteczkami, co powoduje zasadniczo brak powstawania wakuoli podczas naprężania folii i posiadają one generalnie średnią średnicę cząstki w zakresie od 0,01 do maksimum 1 μm. Warstwa bazowa zawiera w ogólności pigmenty w ilości od 0,5 do 10% wagowych, korzystnie od 1 do 8% wagowych. Typowymi pigmentami są, przykładowo, tlenek glinu, siarczan glinu, siarczan baru, węglan wapnia, węglan magnezu, krzemiany, takie jak krzemian glinu (glina kaolinowa) i krzemian magnezu (talk), dwutlenek krzemu i dwutlenek tytanu, spośród których korzystnie stosowane są pigmenty białe, takie jak dwutlenek tytanu, węglan wapnia, dwutlenek krzemu i siarczan baru.

„Wypełniacze inicjujące powstawanie wakuoli” są cząstkami stałymi, które nie mieszają się z matrycą polimerową i powodują powstawanie podobnych do wakuoli wnęk podczas naprężania folii. W ogólności, wypełniacze inicjujące powstawanie wakuoli odznaczają się minimalnym rozmiarem wynoszącym 1 μm. Generalnie średnia średnica cząsteczek wynosi od 1 do 6 um. Wypełniacze inicjujące powstawanie wakuoli są obecne w ilości od 0,5 do 25% wagowych, korzystnie od 1 do 15% wagowych. Typowe wypełniacze inicjujące powstawanie wakuoli są nieorganicznymi i/lub organicznymi materiałami, niemieszającymi się z polipropylenem, takimi jak tlenek glinu, siarczan glinu, siarczan baru, węglan wapnia, węglan magnezu, krzemiany, takie jak krzemian glinu (glina kaolinowa) i krzemian magnezu (talk), a także dwutlenek krzemu, spośród których korzystnie stosowane są węglan wapnia i dwutlenek krzemu.

Odpowiednimi wypełniaczami organicznymi są typowo stosowane polimery, które nie mieszają się z polimerem warstwy bazowej, w szczególności takie jak HDPE, kopolimery olefin cyklicznych, takie jak norbornen lub tetracyklododekan z etylenem lub propylenem (COC), poliestry, polistyreny, poliamidy i chlorowcowane polimery organiczne, przy czym preferuje się poliestry, takie jak, przykładowo politereftalan butylenu i kopolimery cykloolefinowe. Dla celów niniejszego wynalazku, terminy „materiały lub polimery niemieszające się” oznaczają, że dany materiał lub polimer obecny jest w folii w postaci odrębnych cząsteczek lub odrębnej fazy.

Folia według wynalazku zawiera przynajmniej jedną warstwę wierzchnią, która zawiera pigment laserowy. W ogólności, folia ta posiada korzystnie strukturę trzy-, cztero- lub pięciowarstwową. Korzystne jest, aby wszystkie pozostałe warstwy były, dla stosowanego promieniowania laserowego, zasadniczo przezroczyste.

Grubość pierwszej, zawierającej pigment laserowy warstwy wierzchniej (warstw wierzchnich) jest generalnie większa niż 0,1 um i mieści się korzystnie w zakresie od 0,3 do 6 um. Druga, przeciwległa warstwa wierzchnia może mieć taką samą lub większą grubość. Jej grubość mieści się generalnie w zakresie od 0,3 do 3 um.

Warstwa (warstwy) pośrednia może składać się z polimerów olefinowych, opisanych dla warstwy bazowej. Warstwa (warstwy) pośrednia może zawierać typowe dodatki, opisane dla poszczególnych warstw, takie jak środki antystatyczne, neutralizatory, smary i/lub stabilizatory, a także, jeśli jest to pożądane, środki przeciwdziałające blokowaniu. Grubość warstwy (warstw) pośredniej jest większa niż 0,3 um i leży korzystnie w zakresie od 1,0 do 15 um, w szczególności od 1,5 do 10 um.

Całkowita grubość folii poliolefinowej według wynalazku może zmieniać się w szerokich granicach i zależy od zamierzonego zastosowania. Wynosi ona korzystnie od 4 do 100 um, w szczególności od 5 do 80 um, korzystnie od 10 do 50 um, z warstwą bazową stanowiącą w ogólności od około 40 do 100% całkowitej grubości folii.

Wynalazek ten odnosi się ponadto do sposobu wytwarzania folii poliolefinowej według wynalazku w znanym skądinąd procesie wytłaczania współbieżnego, w procesie płaskiej folii lub w procesie/wydmuchiwania folii.

PL 203 862 B1

Proces wytwarzania płaskiej folii przeprowadzany jest poprzez współbieżne wytłaczanie wytopów, odpowiadających poszczególnym warstwom folii, przez matrycę płaskiej folii, pobranie powstałej folii na jeden lub większą liczbę bębnów w celu utwardzenia, następujące kolejno rozciąganie (orientowanie) folii, stabilizację termiczną folii i, jeśli jest to wymagane, obróbkę cieplną lub obróbkę w wyładowaniu koronowym warstwy powierzchniowej, przeznaczonej do dalszej obróbki.

Naprężanie dwuosiowe (orientowanie) dokonywane jest sekwencyjnie lub jednocześnie. Korzystne jest sukcesywne naprężanie dwuosiowe, w którym naprężanie dokonywane jest najpierw wzdłużnie (w kierunku maszynowym), a następnie poprzecznie (prostopadle do kierunku maszynowego). Naprężanie jednoczesne może zostać przeprowadzone w procesie folii płaskiej, przykładowo przy użyciu technologii LISIM® lub w procesie wydmuchiwania. Produkcja folii opisana jest w dalszej części przy wykorzystaniu przykładu wytłaczania folii płaskiej z naprężaniem sekwencyjnym.

Polimer lub mieszanka polimerowa poszczególnych warstw jest początkowo ściskana i upłynniana w wytłaczarce, przy czym możliwa jest już obecność w tym polimerze lub mieszance polimerowej pigmentów laserowych i dowolnych innych, dodawanych ewentualnie dodatków. Wytopy są następnie przeciskane jednocześnie poprzez matrycę folii płaskiej (matrycę szczelinową), a wytłoczona, wielowarstwowa folia zabierana jest na jeden lub większą liczbę bębnów pobierających przy temperaturze od 10 do 100°C, korzystnie od 20 do 50°C, w trakcie czego ulega ona ochłodzeniu i stężeniu.

Otrzymana w ten sposób folia jest następnie naprężana wzdłużnie i poprzecznie do kierunku wytłaczania, co wpływa na rozmieszczenie łańcuchów molekularnych. Naprężanie wzdłużne jest korzystnie prowadzone za pomocą dwóch bębnów, obracających się z różnymi prędkościami, zależnie od docelowego współczynnika naprężenia, a naprężanie poprzeczne prowadzone jest korzystnie przy użyciu odpowiedniej rozszerzarki tkanin. Współczynniki naprężenia wzdłużnego mieszczą się w zakresie od 4 do 8, korzystnie od 5 do 6. Współczynniki naprężenia poprzecznego wynoszą od 5 do 10, korzystnie od 7 do 9. Naprężanie wzdłużne prowadzone jest korzystnie w temperaturze od 80 do 150°C, a naprężanie poprzeczne w temperaturze od 120 do 170°C.

Po naprężeniu folii następuje etap jej stabilizacji termicznej (obróbki termicznej), w którym folia utrzymywana jest w temperaturze od 100 do 160°C przez okres od około 0,1 do 10 sekund. Folia jest następnie nawijana w typowy sposób przez urządzenie nawijające.

Po etapie naprężania dwuosiowego jedna lub obydwie powierzchnie są ewentualnie poddawane działaniu wyładowania koronowego lub płomienia, przy zastosowaniu jednej ze znanych metod. Intensywność obróbki mieści się generalnie w zakresie od 37 do 50 mN/m, korzystnie od 39 do 45 mN/m. Obróbka powierzchniowa folii opisana została za pośrednictwem następującego przykładu obróbki w wyładowaniu koronowym.

W przypadku obróbki koronowej, korzystną procedurą jest przepuszczenie folii pomiędzy dwoma elementami przewodzącymi, służącymi jako elektrody, przy tak dużym napięciu, zwykle napięciu zmiennym (od około 5 do 20 kV i od 5 do 30 kHz), pomiędzy tymi elektrodami, iż możliwe staje się wystąpienie wyładowań rozpylonych lub koronowych. W wyniku wyładowania rozpylonego lub koronowego powietrze powyżej powierzchni folii ulega zjonizowaniu i reaguje z molekułami powierzchni folii, powodując powstanie polarnych wtrąceń w zasadniczo niepolarnej matrycy polimerowej.

Dla potrzeb wytwarzania opakowania według wynalazku, opisane powyżej folie są poddawane pewnej obróbce, przykładowo takiej, że dwie pierwsze pigmentowane warstwy wierzchnie folii lub pierwsza pigmentowana warstwa wierzchnia i druga warstwa wierzchnia wchodzą z sobą wzajemnie w styczność. W trakcie następującego potem napromieniowania laserem promień laserowy przenika przez pozostałe warstwy folii, aż do momentu, gdy uderza w wierzchnie warstwy, będące w kontakcie, z których jedna lub obydwie są pigmentowane. Zawarte w tej jednej warstwie lub w obydwu wierzchnich warstwach pigmenty pochłaniają promieniowanie, powodując rozgrzanie, podobnie do zastosowania szczęk zgrzewających. Jeżeli folie są odpowiednio przesuwane lub też odpowiednio przesuwany jest promień lasera, powstaje szew, podobny do szwu zgrzewania termicznego, który nadaje się do zamknięcia opakowania.

Do wytworzenia promienia laserowego nadają się dostępne komercyjnie lasery Nd:YAG, diody laserowe, lasery ekscymerowe lub lasery CO2, których moc dopasowywana jest do rodzaju polimeru, prędkości obróbki oraz rodzaju pigmentu w wierzchniej warstwie. Najchętniej stosowane są w szczególności diody laserowe, ze względu na ich odporność i długość fali leżącej w pobliżu podczerwieni. Szerokość zgrzewanych obszarów może zostać dobrana poprzez zmianę ogniskowej lasera.

PL 203 862 B1

Niezbędne jest wtedy odpowiednie dopasowanie gęstości energii lasera. Wytworzony promień lasera skupiany jest na zgrzewanej folii przez przesłony oraz przy użyciu odpowiedniej optyki. Odpowiednie przesłony umożliwiają wytworzenie równoległych promieni lasera w celu utworzenia pewnej liczby szwów w jednej operacji. Jeżeli jest to pożądane, możliwe jest także zintegrowanie z tą operacją kolejnych etapów procesu, takich jak, przykładowo, cięcie i perforowanie.

Z zaskoczeniem zauważono, iż interakcja promieniowania laserowego i folii może być kontrolowana w taki sposób, iż, z jednej strony, promień laserowy nie jest pochłaniany w warstwie bazowej, ale przenika niepowstrzymywany przez pozostałe warstwy w pożądany sposób, a z drugiej strony przekrój czynny na pochłanianie w odpowiedniej warstwie wierzchniej jest wystarczająco duży, aby spowodować stopienie warstwy wierzchniej i utworzenie tym samym szwu zgrzewu. Przekrój czynny na absorpcję jest tutaj, niespodziewanie, wystarczająco duży, aby zapakowany produkt, w szczególności produkt wrażliwy na temperaturę, nie uległ uszkodzeniu przez promień lasera.

Surowce i folie charakteryzowane były przy użyciu poniższych metod pomiarowych. Wskaźnik szybkości przepływu

Wskaźnik szybkości przepływu mierzony był według normy DIN 53 735 przy obciążeniu siłą 21,6 N w temperaturze 230°C.

Średnia wielkość cząsteczek

Średnia wielkość cząsteczek wyznaczona została przy użyciu analizy obrazowej. Dla tego celu próbka została rozproszona w wodzie, w celu rozdzielenia cząsteczek i naniesiona na szkiełko. Próbka została następnie wysuszona i analizowana pod skaningowym mikroskopem elektronowym. Dla tego celu, pojedyncze cząsteczki były wizualizowane jako obraz o szarym zacienieniu przy użyciu odpowiedniego ustawienia jasności i kontrastu. Obszar zajmowany przez poszczególne cząsteczki mierzony był na obszarze 10 mm², a wyjściowa średnica cząsteczki mierzona jako średnica okręgu o równoważnej powierzchni. Zmierzone wartości klasyfikowane były pod względem zakresów rozmiaru i wskazywały rozkład wielkości cząsteczek. Średnia wielkość cząsteczek wyznaczona została jako średnia krzywej rozkładu.

Temperatura topnienia

Pomiar DSC (cyfrowe wywołanie selektywne) maksimum krzywej topnienia, szybkość ogrzewania 20°C/min.

Niniejszy wynalazek wyjaśniony został poniżej za pomocą przykładów roboczych.

Przykład porównawczy 1

Wytworzono w procesie wytłaczania współbieżnego i następującego po tym stopniowego orientowania w kierunkach wzdłużnym i poprzecznym, nieprzezroczystą, pięciowarstwową folię o strukturze asymetrycznej i całkowitej grubości 33 μm. Wierzchnia warstwa A miała grubość 1,2 μm, a leżącą pod nią warstwa pośrednia B miała grubość B 3,5 nm. Wierzchnia warstwa E miała grubość 0,5 μm, a leżąca pod nią warstwa pośrednia D miała grubość 0,1 μm. Warstwy te miały następujące, szczegółowe składy:

Warstwa bazowa:

91,0% wagowych 9,0% wagowych

Warstwy pośrednie B i D: 100% wagowych

Warstwa wierzchnia A: 100% wagowych izotaktycznego homopolimeru propylenu o temperaturze topnienia 159°C i wskaźniku szybkości przepływu 3,4 g/10 min; przedmieszki kredowej (Omyalite 90T), zawierającej 28% wagowych homopolimeru propylenu i 72% wagowych CaCO3;

izotaktycznego homopolimeru propylenu o temperaturze topnienia 159°C i wskaźniku szybkości przepływu 3,4 g/10 min;

statystycznego kopolimeru C2-C3, zawierającego 5% wagowych etylenu i odznaczającego się temperaturą topnienia krystalitów wynoszącą 125°C i wskaźnikiem szybkości przepływu 6,5 g/10 min;

Warstwa wierzchnia E:

100% wagowych statystycznego terpolimeru etylenu, propylenu i butylenu, zawierającego 3% wagowych etylenu i 7% wagowych butylenu (pozostała część to propylen) i odznaczającego się temperaturą topnienia krystalitów wynoszącą 150°C i wskaźniku szybkości przepływu 7 g/10min.

PL 203 862 B1

Warunki wytwarzania w poszczególnych etapach procesu były następujące:

Wytłaczanie:	Temperatury:	Warstwa bazowa:	260°C
		Warstwy pośrednie:	255°C
		Warstwy wierzchnie:	240°C
	Temperatura bębna nabierającego:	20°C
Naprężanie
wzdłużne:	Temperatura:		110°C
	Współczynnik naprężenia wzdłużnego:	5,5
Naprężanie
poprzeczne:	Temperatura:		160°C
	Współczynnik naprężenia wzdłużnego:	9
Utwardzanie:	Temperatura:		150°C
	Konwergencja:		5%
P r z y k ł a d	1
Wytworzono	folię zgodnie z opisem	w Przykładzie porównawczym 1. W przeciwień stwie do

Przykładu porównawczego 1 folia zawierała 0,6% wagowych, względem masy warstwy, sadzy węglowej w wierzchniej warstwie E. Pozostałe składniki i warunki produkcji pozostały niezmienne w porównaniu z Przykładem porównawczym 1.

P r z y k ł a d 2

Wytworzono folię zgodnie z opisem w Przykładzie porównawczym 1. W przeciwieństwie do Przykładu porównawczego 1 wierzchnia warstwa E zawierała teraz mieszankę sadzy węglowej i rutylu (TiO2) w proporcji (proporcja wagowa) 1:1. Całkowita zawartość sadzy węglowej i rutylu w wierzchniej warstwie E wynosiła 0,6% wagowych względem masy warstwy wierzchniej E. Pozostałe składniki i warunki wytwarzania, w porównaniu z Przykładem porównawczym 1, pozostały niezmienione.

P r z y k ł a d 3

Wytworzono folię zgodnie z opisem w Przykładzie porównawczym 1. W przeciwieństwie do Przykładu porównawczego 1 wierzchnia warstwa E zawierała teraz 0,8% wagowych, względem masy warstwy, pigmentu srebrnego, który składał się z płytek aluminium. Pozostałe składniki i warunki wytwarzania, w porównaniu z Przykładem porównawczym 1, pozostały niezmienione.

Przykład porównawczy 2

Wytworzono folię zgodnie z opisem w Przykładzie porównawczym 1. W przeciwieństwie do Przykładu porównawczego 1 folia ta zawierała w wierzchniej warstwie E 2,5% wagowych, względem masy warstwy, drobnoziarnistej kredy (Socal). Pozostałe składniki i warunki wytwarzania, w porównaniu z Przykładem porównawczym 1, pozostały niezmienione.

Przykład porównawczy 3

Wytworzono folię zgodnie z opisem w Przykładzie porównawczym 1. W przeciwieństwie do Przykładu porównawczego 1 folia ta zawierała w wierzchniej warstwie E 2,5% wagowych, względem masy warstwy, skalenia (Minex). Pozostałe składniki i warunki wytwarzania, w porównaniu z Przykładem porównawczym 1, pozostały niezmienione.

Przykład porównawczy 4

Wytworzono folię zgodnie z opisem w Przykładzie porównawczym 1. W przeciwieństwie do Przykładu porównawczego 1 folia ta zawierała w charakterze pigmentu złotego w wierzchniej warstwie E 1% wagowy, względem masy warstwy, stopu miedzi z cynkiem. Pozostałe składniki i warunki wytwarzania, w porównaniu z Przykładem porównawczym 1, pozostały niezmienione.

Przykład porównawczy 5 (wariant z kopolimerową warstwą wierzchnią)

Wytworzono folię zgodnie z opisem w Przykładzie porównawczym 1. W przeciwieństwie do Przykładu porównawczego 1 folia ta zawierała w wierzchniej warstwie A 0,8% wagowych, względem masy warstwy, pigmentu srebrnego. Pozostałe składniki i warunki wytwarzania, w porównaniu z Przykładem porównawczym 1, pozostały niezmienione.

Folie wytworzone zgodnie z opisem w przykładach i przykładach porównawczych zostały nałożone na siebie w dwóch warstwach na płycie metalowej. Warstwy folii ułożone zostały tak, że folia położona bezpośrednio na płycie metalowej leżała na tej płycie warstwą wierzchnią niepigmentowaną (warstwa wierzchnia A dla Przykładów porównawczych 1 do 3 oraz Przykładów 1 do 4. Warstwa wierzchnia E dla Przykładu 5), a przeciwległa, pigmentowana warstwa wierzchnia była w styczności z drugą warstwą folii. Druga warstwa folii wykonana z takiej samej folii umieszczona był a tak, iż jej pigmentowaną warstwa wierzchnia znajdowała się w styczności z pigmentowaną warstwą wierzchnią

PL 203 862 B1 pierwszej warstwy folii. Obydwie, zawierające pigment warstwy wierzchnie były zatem z sobą w styczności. Dodatkowo, na obydwu warstwach folii położona była przezroczysta płyta polietylenowa, która przyciskała lekko obydwie warstwy folii wzajemnie do siebie. Zespół ten był następnie napromieniowywany zarówno ciągle, przy użyciu diody laserowej o długości fali 980 nm i mocy od 15 do 25 W, a także przy użyciu lasera CO2 (10600 nm) o mocy od około 50 do 80 W i o czasie trwania impulsu od 10 do 14 μβ. W trakcie napromieniowywania, warstwy folii były przeciągane przez obydwie płyty ze stałą szybkością z lekkim naciskiem kontaktowym. Szybkość ta zmieniała się w zakresie 0,4 - 4 m/min.

Przy użyciu lasera CO2, uzyskano liniowy szew zgrzewu o dobrej wytrzymałości w przypadku wszystkich folii. Jednocześnie wyraźne były deformacje szwu zgrzewu powodowane przez stopienie całej folii oraz uszkodzenie powierzchni folii.

Napromieniowanie laserem diodowym, podobnie, utworzyło liniowy „szew zgrzewu” w przypadku folii z pigmentem w postaci sadzy węglowej i aluminium, zgodnie z przykładami, podczas gdy w przypadku próbek według przykładów porównawczych promień lasera przechodził przez folie bez wywołania jakiegokolwiek widocznego skutku. W celu utworzenia wystarczająco wytrzymałego szwu zgrzewu niezbędna była nieco większa moc lasera w przypadku folii według Przykładu 5. Porównanie Przykładu 3 i Przykładu 5 pokazuje, iż w celu uzyskania określonej wytrzymałości szwu, niezbędna jest większa energia lasera, ze względu na użycie surowca (kopolimeru) o wyższej temperaturze topnienia.

Zaobserwowano, iż folie według tych przykładów przejawiały dobrą wytrzymałość adhezyjną w zgrzewanym obszarze. Dzięki niewielkim zmianom szybkości przesuwania folii, możliwe jest uzyskanie zmian szerokości szwu zgrzewu.

Claims

1. Opakowanie zawierające wielowarstwową, orientowaną folię poliolefinową, która zawiera warstwę bazową i przynajmniej jedną warstwę wierzchnią zawierającą dodatek, który ma własności absorpcyjne w zakresie długości fali laserów, które pod wpływem lokalnego napromieniowania folii laserem powodują wzrost temperatury w obszarze napromieniowania, taki że poliolefina pierwszej warstwy wierzchniej mięknie lub ulega stopieniu w tym obszarze napromieniowania i wiąże się, przy ochłodzeniu, z inną warstwą, znamienne tym, że ilość dodatku wynosi od 0,01 do 10% wagowych, względem masy pierwszej warstwy wierzchniej, a średnia średnica cząstki dodatku wynosi od 0,01 do 4 ąm.

2. Opakowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że warstwa wierzchnia zawiera przynajmniej 80% wagowych polimeru propylenu, korzystnie kopolimeru etylenu i propylenu lub terpolimeru.

3. Opakowanie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że grubość pierwszej warstwy wierzchniej wynosi od 0,1 do 5 ąm.

4. Opakowanie według jednego lub kilku zastrz. 1 do 3, znamienne tym, dodatkiem jest absorbujący promieniowanie laserowe pigment metaliczny, czarny lub barwny.

5. Opakowanie według jednego lub kilku zastrz. 1 do 4, znamienne tym, że folia jest przezroczysta.

6. Opakowanie według jednego lub kilku zastrz. 1 do 4, znamienne tym, że folia posiada nieprzezroczystą warstwę bazową, która zawiera inicjujące powstawanie wakuoli wypełniacze.

7. Opakowanie według zastrz. 6, znamienne tym, że warstwa bazowa zawiera wypełniacze w ilości do 40% wagowych.

8. Opakowanie według zastrz. 7, znamienne tym, że wypełniaczami są CaCO3, TiO2, politereftalan etylenu lub politereftalan butylenu.

9. Opakowanie według zastrz. 6, znamienne tym, że pierwsza warstwa wierzchnia zawiera dodatkowo biały pigment, korzystnie TiO2.

10. Opakowanie według jednego lub kilku zastrz. 1 do 9, znamienne tym, że folia posiada, po przeciwległej stronie, drugą warstwę wierzchnią, która zawiera dodatek absorbujący promieniowanie w zakresie długości fali lasera, gdzie dodatki w drugiej warstwie wierzchniej pochłaniają promieniowanie w innym zakresie długości fali niż dodatki pierwszej warstwy wierzchniej.

11. Opakowanie według jednego lub kilku zastrz. 1 do 10, znamienne tym, że tylko pierwsza warstwa wierzchnia zawiera dodatek, który pochłania promieniowanie w zakresie długości fali lasera.

PL 203 862 B1

12. Sposób wytwarzania opakowania, wykonanego z wielowarstwowej, orientowanej folii poliolefinowej, która zawiera warstwę bazową i przynajmniej jedną pierwszą warstwę wierzchnią zawierającą dodatek, który pochłania promieniowanie w zakresie długości fali laserów, i folię poliolefinową napromieniowuje się laserem, tak że następuje lokalny wzrost temperatury w obszarze napromieniowania i poliolefina pierwszej warstwy wierzchniej mięknie lub ulega stopieniu w tym obszarze napromieniowania i wiąże się, przy ochłodzeniu, z inną warstwą, znamienny tym, że ilość dodatku wynosi od 0,01 do 10% wagowych, względem masy pierwszej warstwy wierzchniej, a średnia średnica cząstki dodatku wynosi od 0,01 do 4 μm.

13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że folia poliolefinowa posiada drugą, przeciwległą warstwę wierzchnią i zawiera w drugiej warstwie wierzchniej dodatek, który pochłania promieniowanie w zakresie długości fali lasera, a przy użyciu lasera o pierwszej długości fali wytwarza się szew, służący do zamknięcia opakowania, a ponadto folię znaczy się i/lub tnie się i/lub perforuje się przy użyciu drugiego lasera, odznaczającego się innym zakresem długości fali, który jest różny od zakresu pierwszego lasera.

14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że obróbkę prowadzi się jednocześnie przy użyciu laserów o różnych długościach fali.

15. Sposób według zastrz. 12 albo 14, znamienny tym, że pierwsza warstwa wierzchnia zawiera przynajmniej 80% wagowych kopolimeru propylenu lub terpolimeru lub homopolimer propylenu.

16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że kopolimery propylenu lub terpolimery mają temperaturę topnienia w zakresie od 120 do 140^oC.

17. Sposób według jednego lub kilku zastrz. 12, 14 do 16, znamienny tym, że warstwa bazowa folii poliolefinowej zawiera przynajmniej 50% wagowych polimeru propylenu.

18. Sposób według jednego lub kilku zastrz. 12, 14 do 17, znamienny tym, że folia posiada trzy-, cztero- lub pięciowarstwową strukturę.

19. Sposób według jednego lub kilku zastrz. 12, 14 do 16, znamienny tym, że całkowita grubość folii wynosi od 5 do 80 μm.

20. Sposób wytwarzania opakowania, zawierającego pojemnik z pokrywą, w którym pokrywa spoczywa na obrzeżu pojemnika i wykonana jest z wielowarstwowej, orientowanej folii poliolefinowej, gdzie folia ta zawiera warstwę bazową i przynajmniej jedną pierwszą warstwę wierzchnią, a ta pierwsza warstwa wierzchnia znajduje się w styczności z obrzeżem pojemnika i folia pierwszej warstwy wierzchniej zawiera dodatek odznaczający się własnościami absorpcyjnymi w zakresie długości fali lasera, i folię poliolefinową napromieniowuje się laserem, tak że następuje wzrost temperatury w obszarze napromieniowania, taki że poliolefina pierwszej warstwy wierzchniej mięknie i ulega stopieniu w obszarze napromieniowania i wiąże się, przy ochłodzeniu, z obrzeżem pojemnika, znamienny tym, że ilość dodatku wynosi od 0,01 do 10% wagowych, względem masy pierwszej warstwy wierzchniej, a średnia średnica cząstki dodatku wynosi od 0,01 do 4 μm.

21. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że pierwsza warstwa wierzchnia zawiera przynajmniej 80% wagowych kopolimeru propylenu lub terpolimeru lub homopolimer propylenu.

22. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że kopolimery propylenu lub terpolimery mają temperaturę topnienia w zakresie od 120 do,140°C.

23. Sposób według jednego lub kilku zastrz. 20 do 22, znamienny tym, że warstwa bazowa folii poliolefinowej zawiera przynajmniej 50% wagowych polimeru propylenu.

24. Sposób według jednego lub kilku zastrz. 20 do 23, znamienny tym, że folia posiada trzy-, cztero- lub pięciowarstwową strukturę.

25. Sposób według jednego lub kilku zastrz. 20 do 22, znamienny tym, że całkowita grubość folii wynosi od 5 do 80 μm.