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CH637328A5 - Thermoplastische mehrschichtfolie. - Google Patents

Thermoplastische mehrschichtfolie. Download PDF

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CH637328A5
CH637328A5 CH567278A CH567278A CH637328A5 CH 637328 A5 CH637328 A5 CH 637328A5 CH 567278 A CH567278 A CH 567278A CH 567278 A CH567278 A CH 567278A CH 637328 A5 CH637328 A5 CH 637328A5
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layer film
polyethylene
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Hans Strutzel
Klaus Hoheisel
Siegfried Janocha
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Hoechst Ag
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine aus wenigstens zwei Schichten bestehende thermoplastische Mehrschichtfolie auf der Basis von Polyamiden, die gegenüber Folien nach dem Stand der Technik verbesserte physikalische Eigenschaften aufweist und die für Verpackungszwecke einsetzbar ist.
Aus der US-PS 3 762 986 sind bereits Mehrschichtfolien auf der Basis von verschiedenen Polyamiden bekannt, die aus Strukturen nach dem System -A/B/A-, -A/B- oder -B/ A/B- bestehen. Hierbei repräsentieren die Schichten A Polyamide mit einem Schmelzpunkt von unter 200 °C, z.B. Polyamid 11 oder Polyamid 12, während die Schichten B Polyamide repräsentieren, die einen Schmelzpunkt von über 200 JC, z.B. Polyamid 6, Polyamid 6,6 oder Polyamid 6,10, aufweisen.
Diese Verbundfolien haben zwar geringe Durchlässigkeitswerte für Feuchtigkeit, jedoch noch eine relativ hohe Durchlässigkeit z. B. für Sauerstoff. Die Werte (in fm/Pa • s für 40 (im-Folien) liegen z.B. bei Polyamid 12 bei 34 bis 44 und Polyamid 11 bei 18 bis 23. Für viele Anwendungszwecke ist diese Sauerstoffdurchlässigkeit noch zu hoch, um schädigende Einflüsse auf das verpackte Gut durch Oxydation zu vermeiden.
Schwierigkeiten können sich auch bei den Haftungswerten zwischen den einzelnen Schichten ergeben, da die Folien durch Coextrusion hergestellt werden.
Aus der US-PS 3 093 255 ist weiterhin die Herstellung von Mischungen aus Polyamiden, z.B. Polyamid 6 oder Po-45 lyamid 6,6 und Polyäthylen, bekannt, aus denen z.B. Filme oder im Blasverfahren Flaschen hergestellt werden können. Wenn auch diese Produkte eine geringe Durchlässigkeit für Gase aufweisen, so haben eigene Messungen ergeben, dass die Durchlässigkeit für Sauerstoff noch über 58 fm/Pa • s so (= 500 cm3/m2 • Tag • bar) für die 40 (im dicke Folien liegt. Wie vorstehend angegeben, sind diese hohen Durchlässigkeitswerte für viele Anwendungszwecke nicht tragbar. Über die Herstellung von Verbundfolien ist in dieser Patentschrift keine Angabe zu finden. Es wird lediglich angegeben, dass 55 diese Flaschen mit Polyvinylidenchlorid beschichtet werden können, wodurch die Durchlässigkeit herabgesetzt werden kann. Solche Beschichtungen sind jedoch aus Umweltschutzgründen als kritisch anzusehen, da bei der Vernichtung der Formkörper in Verbrennungsanlagen giftige Dämpfe ent-60 stehen.
Die DE-OS 2 551 023 beschreibt ein Polymerengemisch, das aus 60 bis 90 Gewichtsteilen Polyamid, 40 bis 10 Gewichtsteilen Polyäthylen und 1,8 bis 8,0 Gewichtsteilen eines plastischen Pfropfcopolymerisats besteht. Es wird hierbei le-65 diglich angegeben, dass aus solchen Gemischen Drahtisolationen oder Formkörper herstellbar sind.
In der Zeitschrift «Kunststoffe», Bd. 65, Heft 3, Seiten 139 bis 143 wird weiter über Untersuchungen an Kunststoff
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mischungen aus Polyamid 6 und Hochdruckpolyäthylen berichtet, ohne dass hieraus eine Anregung zu entnehmen wäre, solche Mischungen zu Folien oder gar zu Verbundfolien zu verarbeiten.
Es stellte sich somit die Aufgabe, eine Mehrschichtfolie, insbesondere für Verpackungszwecke aufzuzeigen, die extrem niedrige Durchlässigkeitswerte für Gase, insbesondere Sauerstoff und Dämpfe, insbesondere Wasserdampf, besitzt. Gleichzeitig soll das Haftvermögen ohne zusätzliche Verwendung eines Klebers zwischen den einzelnen Schichten sehr hoch sein, d.h. die Schichten sollten sich nur sehr schwer in die Einzellagen auftrennen lassen.
Gelöst wird die vorstehend genannte Aufgabe durch eine aus wenigstens zwei Schichten bestehende thermoplastische Mehrschichtfolie auf Polyamidbasis, bei der wenigstens zwei Schichten aus linearen Polyamiden oder Polymerblends mit diesen Polyamiden aufgebaut sind, deren kennzeichnendes Merkmal darin besteht, dass wenigstens eine Schicht aus einem linearen Polyamid besteht, das 2 bis 40, bevorzugt 5 bis 20, Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge dieser Schicht, einer mit dem Polyamid verträglichen hydrophilen Substanz enthält.
Als mit dem Polyamid verträgliche Substanzen können eine ganze Reihe eingesetzt werden, jedoch hat sich Polyvinylalkohol als besonders geeignet erwiesen. Insbesondere Polyvinylalkohol in teilverseifter Form mit weniger als 15 Mol.-% unverseifter Estergruppen hat sich in der Praxis besonders bewährt.
Wenn auch als Polyamide, die die hydrophile Substanz enthalten, alle gängigen Typen eingesetzt werden können, so sind doch solche im Rahmen der Erfindung bevorzugt, die 4 bis 6 C-Atome je Kettenbaustein enthalten. Hierbei ist das Polyamid 6 besonders bevorzugt.
Die Mehrschichtfolien besitzen vorzugsweise bei einer rechnerischen Stärke von 40 (im einen Durchlässigkeitswert von < 2,9, insbesondere < 2,3 fm/Pa • s, was < 25, insbesondere < 20 cm3/m2 ■ Tag • bar entspricht gegenüber Sauerstoff und von 0,6, insbesondere 0,2 mg/m2 • s, was < 50, insbesondere < 20 g/m2 • Tag entspricht gegenüber Wasserdampf.
Die Polyamidschicht, die mit der die hydrophile Substanz enthaltenden Polyamidschicht verbunden ist, besteht vorzugsweise aus Polyamiden mit 9 bis 12 C-Atomen je Kettenbaustein. Hierbei sind Polyamid 11 oder Polyamid 12 besonders brauchbar. Da die letztgenannten Polyamide jedoch relativ teuer sind, ist es im Rahmen der Erfindung vorzugsweise vorgesehen, diese Polyamide durch Polymerblends aus linearen Polyamiden und Polyäthylen zu ersetzen. Als Polymerblends sind besonders solche geeignet, die aus 25 bis 75, bevorzugt 40 bis 60, Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge dieser Schicht Polyamid und 76 bis 25, bevorzugt 60 bis 40, Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge dieser Schicht, Polyäthylen bestehen.
Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der angestrebten Eigenschaften werden erzielt, wenn man Polymerblends aus Polyamid 6 und vorzugsweise Polyäthylen niederer Dichte (Hochdruckpolyäthylen) einsetzt.
Um besondere physikalische Eigenschaften, z.B. hinsichtlich Reissfestigkeit und/oder Bedruckbarkeit und/oder Siegelfähigkeit, zu erzielen, ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, eine oder mehrere zusätzliche Schichten aus einem nicht polyamidhaltigen thermoplastischen Polymeren aufzubringen, wobei diese vorzugsweise aus Polyestern, Polypropylen oder Siegelschichten, z.B. auf der Basis von Polyäthylen, bestehen.
Die Folien werden bevorzugt in nicht orientierter Form eingesetzt, sie können jedoch auch wenigstens in einer Richtung orientiert sein, um bestimmte physikalische Eigenschaften, z. B. hinsichtlich erhöhter Reissfestigkeit, zu erzielen, wobei man sich der bekannten Streckverfahren bedient.
Um eine thermostabile Folie zu erhalten, können die Folien auch thermofixiert werden, was ebenfalls nach bekannten Massnahmen durchgeführt wird.
Die Gesamtstärke der Mehrschichtfolie liegt in der Regel im Rahmen zwischen 15 |im und 250 (im, wobei der Bereich zwischen 20 um und 120 (im bevorzugt ist.
Die erfindungsgemässen Mehrschichtfolien eignen sich insbesondere für Verpackungszwecke, wo es auf eine geringe Durchlässigkeit für Sauerstoff oder Wasserdampf ankommt oder eine hohe Aromadichte erwünscht ist.
Die Folien können nach den bekannten Techniken, z.B. durch Kaschieren, Schmelzbeschichtung u.a. Verfahren, hergestellt werden, jedoch wird die Coextrusion bevorzugt.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele nochmals näher erläutert.
Beispiel 1
Durch Coextrusion wurde eine Dreischichtfolie hergestellt. Die beiden je 10 (im starken Aussenschichten bestanden aus einem Polyamid 12 mit einem Schmelzbereich von 176 bis 180 °C, dessen Viskosität 250 ml/g betrug. Die Innenschicht bestand aus einem Polymerblend aus 175 Gewichts-teilen Polyamid 6 mit einem Schmelzbereich von 217 bis 221 °C und einer Viskosität von 255 ml/g und 25 Gewichtsteilen eines Polyvinylalkohols mit einer Viskosität von 1,8 • 10"2 Pa • s und einem Hydrolysegrad von 88 Prozent. Die Stärke der Innenfolie betrug 30 (im.
Beispiel 2
Durch Coextrusion wurde eine Zweischichtfolie hergestellt. Die eine Schicht von 25 (im bestand aus einem Polymerblend aus 25 Gewichtsteilen Polyamid 6 mit einer Viskosität von 255 ml/g und einem Schmelzbereich von 217 bis 221 °C und 75 Gewichtsteilen Polyäthylen einer Dichte von 0,922. Die andere Schicht bestand aus einem Polymerblend aus 90 Teilen des obengenannten Polyamids 6 und 10 Gewichtsteilen des in Beispiel 1 genannten Polyvinylalkohols. Die Folienstärke betrug 40 um.
Beispiel 3
Durch Coextrusion wurde eine Zweischichtfolie hergestellt. Die eine, 10 (im starke, Schicht bestand aus dem im Beispiel 2 genannten Polyamid 6, die andere, 30 (im starke Schicht bestand aus einem Polymerblend aus 95 Gewichtsteilen des gleichen Polyamids 6 und 5 Gewichtsteilen des in Beispiel 1 genannten Polyvinylalkohols.
Beispiel 4
Durch Coextrusion wurde eine Zweischichtfolie hergestellt. Die eine, 38 (im starke Schicht bestand aus einem Polymerblend aus gleichen Gewichtsteilen des in Beispiel 2 genannten Polyamids 6 und Polyäthylen, die andere, 30 (im starke Schicht bestand aus 90 Gewichtsteilen des in Beispiel 2 genannten Polyamids 6 und 10 Gewichtsteilen des in Beispiel 2 genannten Polyvinylalkohols.
Diese Zweischichtfolie wurde durch Schmelzkaschierung mit einer biaxial gestreckten und thermofixierten 12 (imdik-ken Folie aus Polyäthylenterephthalat verbunden.
Beispiel 5
Durch Coextrusion wurde eine Dreischichtfolie hergestellt. Die erste, 40 (im starke Schicht bestand aus einem Polyäthylen mit einer Dichte von 0,930. Die mittlere, 10 (im starke Schicht bestand aus einem Polymerblend aus 60 Gewichtsteilen des in Beispiel 1 genannten Polyamids 6 und 40 Gewichtsteilen des in Beispiel 2 genannten Polyäthylens. Die
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50
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dritte, 40 |im starke Schicht bestand aus einem Polymerblend aus 95 Teilen des in Beispiel 1 genannten Polyamids 6 und aus 5 Gewichtsteilen des im gleichen Beispiel genannten Polyvinylalkohols.
Beispiel 6
Durch Schmelzbeschichtung wurde eine Zweischichtfolie hergestellt. Die eine, 30 Jim starke Schicht bestand aus dem in Beispiel 5 genannten Polymerblend aus Polyamid 6 und Polyvinylalkohol, die zweite, 30 p.m starke Schicht bestand aus 30 Gewichtsteilen des in Beispiel 1 genannten Polyamids 6 und 70 Gewichtsteilen eines Zn-haltigen Ionomeren mit einer Dichte von 0,94.
Beispiel 7
Durch Coextrusion wurde eine Zweischichtfolie hergestellt. Die eine, 40 um starke Schicht bestand aus dem in Beispiel 5 genannten Polymerblend aus Polyamid 6 und Polyvinylalkohol, die andere, 10 (im starke Schicht aus dem in Beispiel 4 genannten Polymerblend aus Polyamid 6 und Polyäthylen. Auf diese Zweischichtfolie wurde eine 70 um starke unverstreckte Polypropylenfolie mit einer Dichte von 0,9 aufkaschiert.
Für die Produkte der Beispiele wurden die Viskositätsmessungen für Polyamid 12 nach DIN 53729, für Polyamid 6 nach DIN 53727 und für den Polyvinylalkohol als 4prozentige Lösung in Wasser nach DIN 53015 durchgeführt.
Die Polymerblends werden mit entsprechenden an sich bekannten Plastifizierungsvorrichtungen, wie Scheibenverdichtern oder bevorzugt Ein- oder Mehrschneckenextrudern, hergestellt.
Die Werte für die Haftung sowie für die Permeation für Sauerstoff und Wasserdampf sind in der folgenden Tabelle aufgeführt, woraus die guten Barriereeigenschaften gegenüber den Folien nach dem Stand der Technik erkennbar sind.
Tabelle
Beispiel
Haftung
Permeation umgerechnet auf Gesamtdicke von 40 um
h2o o2
(N/10 mm)
(g/m2 • Tag)
(cm3/m2 • bar • Tag)
1
1,0
18
18
2
2,1
8
17
3
3,1
40
8
4
2,2
10
24
5
2,0/0,5
2
18
6
1,8
7
20
7
2,0/0,4
3
24
Die Berechnung auf die Gesamtfoliendicke von 40 p.m (rech-20 nerische Stärke) wurde deshalb vorgenommen, um absolut vergleichbare Werte zu erhalten. In Beispiel 7 ist der relativ hohe Wert für die Sauerstoffpermeation dadurch zu erklären, dass zur Erzielung eine hohen Steifheitsgrades Polypropylen in grosser Dicke verwendet wurde.
25 Die Werte für die Haftung wurden nach dem sogenannten T-Peel-Verfahren bestimmt.
In den folgenden Figuren sind zwei mögliche Formen der Mehrschichtfolie im Schnitt gezeigt.
Fig. 1 zeigt eine Zweischichtfolie aus den Schichten A 30 und B.
Fig. 2 zeigt eine Dreischichtfolie aus den Schichten A, B und C, wobei die dünnere Schicht C beispielsweise eine Heisssiegelschicht sein kann oder eine Schicht zur Erhöhung der Festigkeit.
s
1 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

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    2
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Aus wenigstens zwei Schichten bestehende thermoplastische Mehrschichtfolie auf Polyamidbasis, bei der wenigstens zwei Schichten aus linearen Polyamiden oder Poly-merblends mit diesen Polyamiden aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schicht aus einem linearen Polyamid besteht, das 2 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge dieser Schicht, einer mit dem Polyamid verträglichen hydrophilen Substanz enthält.
  2. 2. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyamidschicht als hydrophile Substanz Polyvinylalkohol enthält.
  3. 3. Mehrschichtfolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyamidschicht den Polyvinylalkohol in teilverseifter Form mit weniger als 15 Mol.-% unverseifter Estergruppen enthält.
  4. 4. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die hydrophile Substanz enthaltende Polyamid aus einem Polyamid mit 4 bis 6 C-Atomen je Kettenbaustein besteht.
  5. 5. Mehrschichtfolie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid Polyamid 6 ist.
  6. 6. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer rechnerischen Stärke von 40 (im einen Durchlässigkeitswert gegenüber Sauerstoff von < 2,9, bevorzugt < 2,3 fm/Pa • s aufweist.
  7. 7. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer rechnerischen Stärke von 40 (im einen Durchlässigkeitswert gegenüber Wasserdampf von < 0,6 mg/m2 • s, bevorzugt < 0,2 mg/ m2 ■ s aufweist.
  8. 8. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Polyamidfolie mit der hydrophilen Substanz verbundene Polyamidfolie aus einem Polyamid mit 9 bis 12 C-Atomen je Kettenbaustein besteht.
  9. 9. Mehrschichtfolie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid Polyamid 11 oder Polyamid 12 ist.
    5 10. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Polyamidfolie mit der hydrophilen Substanz anliegende Folie aus einem Poly-merblend aus Polyamid und Polyäthylen besteht.
  10. 11. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, io dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aus dem Polymer-blend aus 25 bis 75, bevorzugt 40 bis 60, Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge dieser Schicht, Polyamid und 75 bis 25, bevorzugt 60 bis 40, Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge dieser Schicht, Polyäthylen besteht. 15 12. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerblend aus Polyamid 6 und Polyäthylen besteht.
  11. 13. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerblend aus Poly-
    20 amid 6 und Polyäthylen niederer Dichte besteht.
  12. 14. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine zusätzliche, gegebenenfalls wenigstens einachsig gestreckte und gegebenenfalls thermofixierte Schicht aus einem nicht polyamidhal-
    25 tigen thermoplastischen Polymeren vorhanden ist.
  13. 15. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Schicht die äussere Schicht bildet und bevorzugt heisssiegelfähig ist.
  14. 16. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 15, 30 dadurch gekennzeichnet, dass sie in wenigstens einer Richtung orientiert ist.
  15. 17. Mehrschichtfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie thermofixiert ist.
  16. 18. Verwendung einer Folie nach Anspruch 1 als Ver-35 packungsfolie.
CH567278A 1977-05-28 1978-05-24 Thermoplastische mehrschichtfolie. CH637328A5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2724253A DE2724253B2 (de) 1977-05-28 1977-05-28 Thermoplastische Mehrschichtfolie

Publications (1)

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CH637328A5 true CH637328A5 (de) 1983-07-29

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ID=6010146

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Application Number Title Priority Date Filing Date
CH567278A CH637328A5 (de) 1977-05-28 1978-05-24 Thermoplastische mehrschichtfolie.

Country Status (6)

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US (1) US4243724A (de)
AT (1) AT372395B (de)
CH (1) CH637328A5 (de)
DE (1) DE2724253B2 (de)
FR (1) FR2391847A1 (de)
GB (1) GB1602765A (de)

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