EP1360240A1 - Laminierte, mehrschichtige, schwei fähige flachfolie für die herstellung geschwei ter schlauchfolien und ihre verwendung - Google Patents

Laminierte, mehrschichtige, schwei fähige flachfolie für die herstellung geschwei ter schlauchfolien und ihre verwendung

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Publication number
EP1360240A1
EP1360240A1 EP01902378A EP01902378A EP1360240A1 EP 1360240 A1 EP1360240 A1 EP 1360240A1 EP 01902378 A EP01902378 A EP 01902378A EP 01902378 A EP01902378 A EP 01902378A EP 1360240 A1 EP1360240 A1 EP 1360240A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
acid
flat film
film according
diamine
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01902378A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hartmut Grund
Horst Lang
Helmut Schauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Naturin GmbH and Co
Naturin Werk Becker and Co
Original Assignee
Naturin GmbH and Co
Naturin Werk Becker and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Naturin GmbH and Co, Naturin Werk Becker and Co filed Critical Naturin GmbH and Co
Publication of EP1360240A1 publication Critical patent/EP1360240A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31725—Of polyamide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31725—Of polyamide
    • Y10T428/3175—Next to addition polymer from unsaturated monomer[s]

Definitions

  • the invention relates to a multilayer, weldable flat film, from which tubular films are produced in a known manner by welding, which are used for packaging and wrapping foodstuffs, in particular pasty foods, the multilayer flat film being laminated by laminating at least two flat films, which in turn are a - Can be multilayer and biaxially stretched, is produced.
  • Multi-layer, weldable flat films which are produced by lamination, are known.
  • Tubular foils of all types can be produced from such multilayer flat foils by welding for packaging purposes, either by bending the flat foil together to form a tube in a known manner and the mutually abutting opposite edges being connected to one another by a sealing strip running in the longitudinal direction.
  • a second possibility is to bend the flat film together to form a tube by letting the opposite edges overlap and by welding the overlapping areas together.
  • the third possibility of forming a tubular film from a flat film is to bend the flat film together to form a tubular film and to weld opposite edge regions along the longitudinal axis to form a longitudinal fold in which the same sides of the flat film lie against one another.
  • such foils In addition to high water vapor and oxygen impermeability, such foils have to meet high requirements with regard to weldability, in particular strength of the weld seam.
  • the object of the invention is therefore to provide a flat film which fulfills the above-mentioned requirements.
  • the surface layers are made up of at least one sealable copolyamide.
  • Such known copolyamides are prepared from monomers which are selected from the group consisting of caprolactam, laurolactam, omegaaminoundecanoic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine diamine, octamethylene diamine, hexamethylene diamine, hexamethylene diamine, octamethylene diamine, hexamethylene diamine, hexamethylene diamine, hexamethylene diamine, octamine diamine diamine, hexamine diamine diamine, and amine diamine diamine, hexamine diamine diamine, octamine diamine diamine, hexamine diamine diamine, octamine diamine,
  • the addition of an amorphous polyamide and / or a homopolyamide and / or a modified polyolefin to a copolyamide in the surface layer significantly increases the seal seam strength compared to pure copolyamide, or high seal seam strengths are achieved even at lower sealing temperatures.
  • the film according to the invention thus has considerable advantages in terms of application technology.
  • the amorphous polyamides used for the surface layer are polyamides whose glass transition temperature in the dry state is between 50 and 200 ° C. Examples include polyamide 6I 6T, polyamide 6-3 -T and polyamide 61.
  • Polyamides which can be prepared from the same monomers as the copolyamides already described above are used as homopolyamides for the surface layer.
  • the homopolyamides can have both aliphatic and partly aromatic character.
  • modified polyolefins modified homo- or copolymers of ethylene and / or propylene and optionally further linear alpha olefms with 3 to 8 carbon atoms, which are monomers from the group of alpha-beta-unsaturated dicarboxylic acids, preferably maleic acid, fumaric acid, itaconic acid or their acid anhydrides, acid esters, Acid amides or acid imides grafted on.
  • the main component of the respective surface layer is a sealable copolyamide or a mixture of sealable copolyamides, this main component being present in amounts between 50 and 95% by weight.
  • the other components, amorphous polyamide, homopolyamide and modified polyolefin, can be mixed with the main constituent in amounts of 0 to 30% by weight, based on the entire surface layer.
  • At least one further layer is located between the two surface layers of the flat film according to the invention.
  • the additional layer or layers arranged between the two surface layers serve to give the flat film, in addition to the weldability, other desired properties such as a high barrier to oxygen and water vapor, high puncture resistance or good mechanical properties.
  • Materials that can form the layers between the two surface layers are polyamides, polyolefins, modified polyolefins and ethylene vinyl alcohol copolymers. Mixtures of these materials with one another can also be used. Additional layers of adhesion promoters may also be present if adjacent layers do not have sufficient adhesion to one another.
  • Polyamides as the intermediate layer can be homo- and / or copolyamides which are produced from monomers which are selected from the group caprolactam, laurolactam, omegaaminoundecanoic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, dodecandicarboxylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, tetramethylene diamine diamine, hexamethylene diamine, octamethylene diamine and xylylenediamine.
  • Preferred homo- and copolyamides are polyamide 6, polyamide 12, polyamide 66, polyamide 610, polyamide 612, polyamide MXD6, polyamide 6/66, polyamide 6/12 and polyamide 6I / 6T.
  • the wall thickness of the polyamide intermediate layer is between 5 and 30 ⁇ m.
  • Polyolefins as an intermediate layer are homopolymers of ethylene or propylene and / or copolymers of linear alpha olefins with 2 to 8 carbon atoms. Linear low-density polyethylene, high-density polyethylene, polypropylene homopolymer, polypropylene block and polypropylene random copolymer are preferably used for this layer.
  • the wall thickness of the polyolefin intermediate layer is between 5 and 30 ⁇ m.
  • the modified polyolefins as the intermediate layer are copolymers of ethylene or propylene and optionally further linear alpha-olefins having 3 to 8 carbon atoms with alpha-beta-unsaturated carboxylic acids, preferably acrylic acid, methacrylic acid and / or their metal salts and / or their alkyl esters or corresponding graft copolymers of the monomers mentioned onto polyolefins or partially saponified ethylene-vinyl acetate copolymers, which are optionally graft-polymerized with an alpha-beta-unsaturated carboxylic acid and have a low degree of saponification or mixtures thereof.
  • alpha-beta-unsaturated carboxylic acids preferably acrylic acid, methacrylic acid and / or their metal salts and / or their alkyl esters or corresponding graft copolymers of the monomers mentioned onto polyolefins or partially saponified ethylene-vinyl
  • the modified polyolefins can be modified homo- or copolymers of ethylene and / or propylene and, if appropriate, further linear alpha-olefins having 3 to 8 carbon atoms, the monomers from the group of the alpha-beta-unsaturated dicarboxylic acids, preferably maleic acid, fumaric acid, itaconic acid or whose acid anhydrides, acid esters, acid amides or acid imides contain grafted on.
  • the wall thickness of the intermediate layer made of modified polyolefin is between 5 and 30 ⁇ m.
  • the ethylene vinyl alcohol copolymers as an intermediate layer are produced by completely saponifying copolymers of ethylene with vinyl acetate.
  • the ethylene content in the ethylene-vinyl alcohol copolymers is between 27 and 48 mol%.
  • ethylene-vinyl alcohol copolymers are preferred, the ethylene content of which is between 34 and 48 mol%.
  • the wall thickness of the intermediate layer made of ethylene vinyl alcohol copolymer is between 3 and 20 ⁇ m.
  • adhesion promoters are used in the intermediate layer, these are homopolymers or copolymers of ethylene and / or propylene and, if appropriate, further linear alpha-olefins having 3 to 8 carbon atoms, the monomers from the group of the alpha-beta-unsaturated dicarboxylic acids, preferably maleic acid , Fumaric acid, itaconic acid or their acid anhydrides, acid esters, acid amides or acid imides grafted on.
  • the number indices 1,2 denote several layers from the same raw material class.
  • a ⁇ B // DA 2 ; A1B // EA2; A 1 D / EA a ; A1B // C // A2
  • A, EB // CFA 2 ; A 1 F ⁇ E // BF 2 A 2 ; A ⁇ D ⁇ E7 BD 2 Aa; A 1 F 1 C / EF 2 A 2 ; A 1 F 1 C // BFA 2 ; A1F1B1 / YB2F2A2; Aid / ZBiBaBs / VA .; A1FB1 // B2EA3; A ⁇ D // B ⁇ B 2 / fA2
  • a ⁇ D 1 // B ⁇ EB 2 // D 2 A 2 ; A1F1C // BEF2A2; A ⁇ D 1 // B 1 B 2 B 3 // D 2 A 2 ; A ⁇ F 1 C 1 // B // C 2 F 2 A 2 ; A ⁇ F ⁇ B 1 // C // B 2 F 2 A 2
  • the flat film may also contain customary auxiliaries, for example antiblocking agents, stabilizers, antistatic agents or lubricants. These auxiliaries are usually added in amounts of 0.1 to 5% by weight. Furthermore, the film can be colored by adding pigments or pigment mixtures.
  • auxiliaries for example antiblocking agents, stabilizers, antistatic agents or lubricants. These auxiliaries are usually added in amounts of 0.1 to 5% by weight.
  • the film can be colored by adding pigments or pigment mixtures.
  • the starting foils for the lamination can be printed. If the print is on the side of the original film to which another film is applied during lamination, the print in the finished laminated film is in an intermediate layer and is therefore protected against damage during further processing of the film.
  • the flat films according to the invention are produced by laminating at least two flat films, which in turn can be stretched out in one or more layers and biaxially.
  • the individual films are connected to one another in a laminating system by pressing and, if appropriate, applying a laminating adhesive in such a way that the layers, the main component of which is a sealable copolyamide, form the two surface layers of the laminated flat film.
  • This process makes it possible to produce wide flat films that are too wide to be used for packaging and wrapping food. In this case, it is possible to cut the wide flat films in the longitudinal direction into narrower panels, which can then be welded to tubular films of the desired dimension.
  • the tubular films according to the invention have total wall thicknesses of 30 to 100 ⁇ m, preferably 40 to 80 ⁇ m. Weld strengths were determined on the tubular films according to the invention and on the comparative example.
  • weld strength 50 mm wide strips were taken from the respective flat foils transversely to the running direction. Two strips each were welded to one another, welding on the one hand surface layer 1 overlapping with surface layer 2 (welding method 1) and welding on the other hand surface layer 1 with surface layer 1 (welding method 2) lying on top of one another.
  • a SGPE 20 laboratory welding machine from W. Koppmaschinen was used as the welding machine. 25 mm wide strip samples were taken from the welded samples in such a way that the weld seam was transverse to the longitudinal direction of the strip. The strip samples were pulled apart on a tensile testing machine from Instron at a pull-off speed of 500 mm / min until the weld seam broke. The maximum force achieved is referred to below as weld strength.
  • the flat films according to the invention show significantly higher weld seam strengths than the comparative example.
  • significantly better weld seam strengths are achieved both at 180 and 200 ° C sealing temperature than in the comparative example.
  • Ionomer resin Surlyn 1652 from Du Pont de Nemours GmbH, 10 ⁇ m
  • 2nd layer adhesion promoter, modified polyethylene, Bynel 4140 from Du Pont de Nemours GmbH, 7 ⁇ m
  • 3rd layer polyethylene (LLDPE), Dowlex 2049 E from DOW Chemical Company, 13 ⁇ m
  • Ionomer resin Surlyn 1652 from Du Pont de Nemours GmbH, 10 ⁇ m
  • 2nd layer adhesion promoter, modified polyethylene, Bynel 4140 from Du Pont de Nemours GmbH, 7 ⁇ m
  • 3rd layer polyamide 6, Durethan B 40 F from Bayer AG, 13 ⁇ m
  • Welding method 1 The following values for the weld seam strength were determined:
  • Example 2 On a laminating machine, two three-layer, biaxially stretched, coextruded flat films were laminated to a six-layer flat film with the aid of a laminating adhesive, the sealable layers (1st layer in each case) forming the two outer sides of the resulting flat film.
  • the layer structure of the three-layer starting foils was as follows:
  • 1st layer Mix 85% polyamide 6/12, Grilon CF6S from EMS-Chemie and 5%
  • 2nd layer adhesion promoter, modified polyethylene, Bynel 4140 from Du Pont de Nemours GmbH, 7 ⁇ m
  • 3rd layer polyethylene (LLDPE), Dowlex 2049 E from DOW Chemical Company, 13 ⁇ m
  • 1st layer Mix 85% polyamide 6/12, Grilon CF6S from EMS-Chemie and 5%
  • 3rd layer polyamide 6, Durethan B 40 F from Bayer AG, 13 ⁇ m
  • Welding method 1 Sealing temperature 120 ° C: 192 N / 25 mm
  • Example 1 a six-layer flat film was produced by laminating two three-layer films, with the difference that the first layer of each of the two three-layer films consisted of pure polyamide 6/12, Grilon CF6S from EMS-Chemie.
  • Welding method 1 The following values for the weld seam strength were determined:

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Wrappers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine laminierte, mehrschichtige und schweißfähige Flachfolie für die Herstellung geschweßter Schlauchfolien sowie deren Verwendung zur Umhüllung und Verpackung von Lebensmitteln. Die erfindungsgemäße Flachfolie weist zwei schweißfähige Oberflächenschichten aus wenigstens einem Copolyamid und wenigstens einem amorphen Polyamid und/oder wenigstens einem Homopolyamid und/oder wenigstens einem modifizierten Polyolefin auf und wird durch Kaschieren von mindestens zwei ein- oder mehrschichtigen und gegebenenfalls biaxial verstreckten Flachfolien hergestellt.

Description

Laminierte, mehrschichtige, schweißfahige Flachfolie für die Herstellung geschweißter
Schlauchfolien und ihre Verwendung
Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige, schweißfähige Flachfolie, aus der auf bekannte Weise durch Verschweißen Schlauchfolien hergestellt werden, die zur Verpackung und Umhüllung von Lebensmitteln, insbesondere von pastösen Lebensmitteln, verwendet werden, wobei die mehrschichtige Flachfolie durch Kaschieren von mindestens zwei Flachfolien, die ihrerseits ein- oder mehrschichtig und biaxial verstreckt sein können, hergestellt wird.
Mehrschichtige, schweißfähige Flachfolien, die durch Kaschieren hergestellt werden, sind bekannt. Aus solchen mehrschichtigen Flachfolien können durch Verschweißen für Verpak- kungszwecke aller Art Schlauchfolien hergestellt werden, indem auf bekannte Weise entweder die Flachfolie zu einem Schlauch zusammengebogen und die aneinanderstoßenden gegenüberliegenden Kanten durch einen in Längsrichtung verlaufenden Siegelstreifen miteinander verbunden werden. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Flachfolie zum Schlauch zusammenzubiegen, indem man die gegenüberliegenden Kanten überlappen läßt und die überlappenden Bereiche miteinander verschweißt. Die dritte Möglichkeit, aus einer Flachfolie eine Schlauchfolie zu bilden, besteht darin, daß man die Flachfolie zur Schlauchfolie zusammenbiegt und jeweils gegenüberliegende Kantenbereiche entlang der Längsachse miteinander verschweißt, wobei eine Längsfalz entsteht, in der gleiche Seiten der Flachfolie aneinander- liegen.
Derartige Folien müssen neben hoher Wasserdampf- und Sauerstoffundurchlässigkeit hohe Anforderungen hinsichtlich Ver Schweißbarkeit, insbesondere Festigkeit der Schweißnaht, erfüllen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Flachfolie zu schaffen, die diese vorstehend genannten Voraussetzungen erfüllt.
Diese Aufgabe wird durch eine mehrschichtige, schweißfähige Flachfolie gelöst, die durch Kaschieren von mindestens zwei Flachfolien, die ihrerseits ein- oder mehrschichtig und biaxial verstreckt sein können, hergestellt wird, und bei der die beiden schweißfähigen Oberflächenschichten aus wenigstens einem Copolyamid und wenigstens einem amorphen Polyamid und/oder wenigstens einem Homopolyamid und/oder wenigstens einem modifizierten Polyo- lefin bestehen und die zwischen den beiden schweißfähigen Oberflächenschichten mindestens eine weitere Schicht enthält.
Die Oberflächenschichten sind aus wenigstens einem siegelfähigen Copolyamid aufgebaut. Solche an sich bekannten Copolyamide werden aus Monomeren hergestellt, die ausgewählt sind aus der Gruppe Caprolactam, Laurinlactam, Omegaaminoundecansäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Decandicarbonsäure, Dodecandicarbonsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Hexamethylendiamin, Octame- thylendiamin und Xylylendiamin. Die Wandstärke der jeweiligen Oberflächenschicht liegt zwischen 5 und 16 μm.
Überraschenderweise wird durch den Zusatz eines amorphen Polyamids und/oder eines Ho- mopolyamids und/oder eines modifizierten Poiyolefms zu einem Copolyamid in der Oberflä- chenschicht die Siegelnahtfestigkeit gegenüber reinem Copolyamid signifikant erhöht bzw. werden hohe Siegelnahtfestigkeiten bereits bei niedrigeren Siegeltemperaturen erreicht. Damit weist die erfindungsgemäße Folie erhebliche anwendungstechnische Vorteile auf.
Als amorphe Polyamide für die Oberflächenschicht werden Polyamide verwendet, deren Glasumwandlungstemperatur im trockenen Zustand zwischen 50 und 200 °C liegt. Beispiele hierfür sind Polyamid 6I 6T, Polyamid 6-3 -T und Polyamid 61.
Als Homopolyamide für die Oberflächenschicht werden Polyamide verwendet, die aus den gleichen Monomeren hergestellt werden können wie die bereits oben beschriebenen Copolyamide. Die Homopolyamide können sowohl aliphatischen als auch teilweise aromatischen Charakter haben.
Die modifizierten Polyolefine sind Copolymerisate von Ethylen oder Propylen und gegebenenfalls weiteren linearen Alphaolefmen mit 3 bis 8 C-Atomen mit Alpha-Beta-ungesättigten Carbonsäuren, bevorzugt Acrylsäure, Methacrylsäure und/oder deren Metallsalze und/oder deren Alkylester oder entsprechende Pfropfcopolymere der genannten Monomere auf Polyolefine oder partiell verseifte Ethylen/Vinylacetatcopolymere, die gegebenenfalls mit einer Alpha-Beta-ungesättigten Carbonsäure pfropfpolymerisiert sind und einen niedrigen Versei- fungsgrad aufweisen oder deren Mischungen. Weiterhin können die modifizierten Polyolefine modifizierte Homo- oder Copolymere des Ethylens und/oder Propylens und gegebenenfalls weiterer linearer Alphaolefme mit 3 bis 8 C-Atomen sein, die Monomere aus der Gruppe der Alpha-Beta-ungesättigten Dicarbonsäuren, bevorzugt Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure oder deren Säureanhydride, Säureester, Säureamide oder Säureimide aufgepfropft enthalten.
Der Hauptbestandteil der jeweiligen Oberflächenschicht ist ein siegelbares Copolyamid oder eine Mischung siegelbarer Copolyamide, wobei dieser Hauptbestandteil in Mengen zwischen 50 und 95 Gew.% vorliegt. Die weiteren Komponenten, amorphes Polyamid, Homopolyamid und modifiziertes Polyolefin können in Mengen von jeweils 0 bis 30 Gew.%, bezogen auf die gesamte Oberflächenschicht, dem Hauptbestandteil zugemischt sein.
Zwischen den beiden Oberflächenschichten der erfindungsgemäßen Flachfolie befindet sich mindestens eine weitere Schicht. Die zwischen den beiden Oberflächenschichten angeordnete zusätzliche Schicht bzw. Schichten dienen dazu, der Flachfolie neben der Schweißbarkeit weitere gewünschte Eigenschaften wie hohe Barriere für Sauerstoff und Wasserdampf, hohe Durchstoßfestigkeit oder gute mechanische Eigenschaften mitzugeben.
Materialien, die die Schichten zwischen den beiden Oberflächenschichten bilden können sind Polyamide, Polyolefine, modifizierte Polyolefine und Ethylenvinylalkohol Copolymere. Auch Mischungen dieser Materialien miteinander sind einsetzbar. Weiterhin können zusätzliche Schichten von Haftvermittlern vorhanden sein, wenn benachbarte Schichten keine ausreichende Haftung zueinander besitzen.
Polyamide als Zwischenschicht können Homo- und/oder Copolyamide sein, die aus Monomeren hergestellt sind, die ausgewählt sind aus der Gruppe Caprolactam, Laurinlactam, Omegaaminoundecansäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Decandicarbonsäure, Dode- candicarbonsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Tetramethylendiamin, Pentamethylen- diamin, Hexamethylendiamin, Octamethylendiamin und Xylylendiamin. Bevorzugte Homo- und Copolyamide sind Polyamid 6, Polyamid 12, Polyamid 66, Polyamid 610, Polyamid 612, Polyamid MXD6, Polyamid 6/66, Polyamid 6/12 und Polyamid 6I/6T. Die Wandstärke der Polyamid-Zwischenschicht liegt zwischen 5 und 30 μm. Polyolefine als Zwischenschicht sind Homopolymere von Ethylen oder Propylen und/oder Copolymere von linearen Alphaolefinen mit 2 bis 8 C-Atomen. Vorzugsweise wird für diese Schicht lineares Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen hoher Dichte, Polypropylen- Homopolymerisat, Polypropylen-Block- und Polypropylen-Random-Copolymerisat verwendet. Die Wandstärke der Polyolefin-Zwischenschicht liegt zwischen 5 und 30 μm.
Bei den modifizierten Polyolefinen als die Zwischenschicht handelt es sich um Copolymeri- sate von Ethylen oder Propylen und gegebenenfalls weiteren linearen Alphaolefinen mit 3 bis 8 C-Atomen mit Alpha-Beta-ungesättigten Carbonsäuren, bevorzugt Acrylsäure, Methacryl- säure und/oder deren Metallsalze und/oder deren Alkylester oder entsprechende Pfropfcopo- lymere der genannten Monomere auf Polyolefine oder partiell verseifte Ethylenvinylacetatco- polymere, die gegebenenfalls mit einer Alpha-Beta-ungesättigten Carbonsäure pfropfpolyme- risiert sind und einen niedrigen Verseifungsgrad aufweisen oder deren Mischungen. Weiterhin können die modifizierten Polyolefine modifizierte Homo- oder Copolymere des Ethylens und/oder Propylens und gegebenenfalls weiterer linearer Alphaolefine mit 3 bis 8 C-Atomen sein, die Monomere aus der Gruppe der Alpha-Beta-ungesättigten Dicarbonsäuren, bevorzugt Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure oder deren Säureanhydride, Säureester, Säureamide oder Säureimide aufgepfropft enthalten. Die Wandstärke der Zwischenschicht aus modifiziertem Polyolefin liegt zwischen 5 und 30 μm.
Die Ethylenvinylalkohol-Copolymere als Zwischenschicht werden durch vollständige Verseifung von Copolymeren des Ethylens mit Vinylacetat hergestellt. Im allgemeinen liegt der Ethylen- Anteil in den Ethylen- Vinylalkohol-Copolymeren zwischen 27 und 48 Mol%. Für die Zwischenschicht werden Ethylen- Vinylalkohol-Copolymere bevorzugt, deren Ethylen-Anteil zwischen 34 und 48 Mol% beträgt. Die Wandstärke der Zwischenschicht aus Ethylenvinylal- kohol-Copolymer liegt zwischen 3 und 20 μm.
Falls in der Zwischenschicht Haftvermittler eingesetzt werden, so handelt es sich hierbei um Homo- oder Copolymere des Ethylens und/oder Propylens und gegebenenfalls weiterer linearer Alphaolefine mit 3 bis 8 C-Atomen, die Monomere aus der Gruppe der Alpha-Betaungesättigten Dicarbonsäuren, bevorzugt Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure oder deren Säureanhydride, Säureester, Säureamide oder Säureimide aufgepfropft enthalten. Gegebenenfalls befinden sich zwischen den beiden Oberflächenschichten der erfindungsgemäßen Flachfolie eine oder mehrere Schichten eines Kaschierklebers, mit dem die Einzelfolien, aus denen die erfindungsgemäße mehrschichtige Flachfolie durch Kaschieren hergestellt wird, miteinander verklebt werden.
Bevorzugte Abfolgen der Einzelschichten in den erfindungsgemäßen mehrschichtigen Flachfolien werden im Folgenden angegeben, wobei die Buchstaben, Zahlen und Zeichen folgende Bedeutung haben:
A: Schweißfähige Oberflächenschicht
B: Polyamid-Zwischenschicht
C: Polyolefin-Zwischenschicht
D: Modifizierte Polyolefin-Zwischenschicht
E: Ethylenvinylalkohol-Zwischenschicht
F: Haftvermittler-Zwischenschicht
//: Kaschierebene
Die Zahlenindizes 1,2, bezeichnen mehrere Schichten aus der gleichen Rohstoffklasse.
Dreischichtiger Aufbau:
Aι//BA2; At//C//A2; Aι//EAa
Vierschichtiger Aufbau:
AιB//DA2; A1B//EA2; A1D/ EAa; A1B//C//A2
Fünfschichtiger Aufbau:
AiFiC/tBAz; A1F1B//EA2; AιD//BEA2; Ai/ZBiEBa/VAa; AιB//σ/EAa; A^/C/ZB^; A1//B1B2B3//A2
Sechsschichtiger Aufbau: A,EB//CFA2; A1FιE//BF2A2; AιDιE7 BD2Aa; A1F1C/ EF2A2; A1F1C//BFA2; A1F1B1/YB2F2A2; AiD/ZBiBaBs/VA.; A1FB1//B2EA3; AιD//BιB 2/fA2
Siebenschichtiger Aufbau:
AιD1//BιEB2//D2A2; A1F1C//BEF2A2; AιD1//B1B2B3//D2A2; AιF1C1//B//C2F2A2; AιFιB1//C//B2F2A2
Daneben können in der Flachfolie übliche Hilfsstoffe, zum Beispiel Antiblockmittel, Stabilisatoren, Antistatika oder Gleitmittel enthalten sein. Diese Hilfsstoffe werden gewöhnlich in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.% zugesetzt. Weiterhin kann die Folie durch Zugabe von Pigmenten oder Pigmentmischungen eingefärbt werden.
Die Ausgangsfolien für die Kaschierung können bedruckt sein. Befindet sich der Druck auf der Seite der Ausgangsfolie, auf die beim Kaschieren eine weitere Folie aufgebracht wird, so befindet sich der Druck in der fertig kaschierten Folie in einer Zwischenlage und ist dadurch gegen Beschädigungen bei der Weiterverarbeitung der Folie geschützt.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Flachfolien erfolgt durch Kaschieren von mindestens zwei Flachfolien, die ihrerseits ein- oder mehrschichtig und biaxial verstreckt sein können. Hierbei werden in einer Kaschieranlage die Einzelfolien durch Verpressen und gegebenenfalls Aufbringen eines Kaschierklebers derart miteinander verbunden, daß die Schichten, deren Hauptbestandteil ein siegelbares Copolyamid ist, die beiden Oberflächenschichten der kaschierten Flachfolie ergeben. Nach diesem Verfahren ist es möglich, breite Flachfolien zu erzeugen, die für die Anwendung zur Verpackung und Umhüllung von Lebensmitteln zu breit sind. In diesem Fall ist es möglich, die breiten Flachfolien in Längsrichtung in schmalere Nutzen zu schneiden, die dann zu Schlauchfolien der gewünschten Dimension geschweißt werden können.
Die erfindungsgemäßen Schlauchfolien haben Gesamtwandstärken von 30 bis 100 μm, bevorzugt 40 bis 80 μm. An den erfindungsgemäßen Schlauchfolien sowie dem Vergleichsbeispiel wurden Schweißnahtfestigkeiten bestimmt.
Für die Bestimmung der Schweißnahtfestigkeit wurden den jeweiligen Flachfolien quer zur Laufrichtung 50 mm breite Streifen entnommen. Jeweils zwei Streifen wurden miteinander verschweißt, wobei zum einen Oberflächenschicht 1 mit Oberflächenschicht 2 überlappend (Schweißmethode l)verschweißt wurde und zum anderen Oberflächenschicht 1 mit Oberflächenschicht 1 (Schweißmethode 2) aufeinanderliegend verschweißt wurde. Als Schweißgerät diente ein Laborschweißgerät SGPE 20 der Fa. W. Kopp Verpackungsmaschinen. Aus den verschweißten Proben wurden 25 mm breite Streifenproben derart entnommen, daß die Schweißnaht quer zur Längsrichtung des Streifens lag. Die Streifenproben wurden auf einer Zugprüfmaschine der Fa. Instron mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 500 mm/min bis zum Bruch der Schweißnaht auseinandergezogen. Die dabei erreichte Maximalkraft wird im Folgenden als Schweißnahtfestigkeit bezeichnet.
Die erfindungsgemäßen Flachfolien zeigen bei einer Siegeltemperatur von 120 °C, geschweißt nach Schweißmethode 1, deutlich höhere Schweißnahtfestigkeiten als das Vergleichsbeispiel. Bei nach Schweißmethode 2 hergestellten Probekörpern werden sowohl bei 180 als auch bei 200 °C Siegeltemperatur deutlich bessere Schweißnahtfestigkeiten erreicht als bei dem Vergleichsbeispiel.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert:
Beispiel 1:
Auf einer Kaschieranlage wurden zwei dreischichtige, biaxial verstreckte, coextrudierte Flachfolien mit Hilfe eines Kaschierklebers zu einer sechsschichtigen Flachfolie laminiert, wobei die siegelbaren Schichten ( jeweils 1. Schicht) die beiden Außenseiten der resultierenden Flachfolie bildeten. Der Schichtaufbau der dreischichtigen Ausgangsfolien stellte sich wie folgt dar:
Folie 1: 1. Schicht: Mischung 90 % Polyamid 6/12, Grilon CF6S der Fa. EMS-Chemie und 10 %
Ionomerharz, Surlyn 1652 der Fa. Du Pont de Nemours GmbH, 10 μm
2. Schicht: Haftvermittler, modifiziertes Polyethylen, Bynel 4140 der Fa. Du Pont de Nemours GmbH, 7 μm
3. Schicht: Polyethylen (LLDPE), Dowlex 2049 E der Fa. DOW Chemical Company, 13 μm
Folie 2:
1. Schicht; Mischung 90 % Polyamid 6/12, Grilon CF6S der Fa. EMS-Chemie und 10 %
Ionomerharz, Surlyn 1652 der Fa. Du Pont de Nemours GmbH, 10 μm
2. Schicht: Haftvermittler, modifiziertes Polyethylen, Bynel 4140 der Fa. Du Pont de Nemours GmbH, 7 μm
3. Schicht: Polyamid 6, Durethan B 40 F der Fa. Bayer AG, 13 μm
Folgende Werte für die Schweißnahtfestigkeit wurden ermittelt: Schweißmethode 1:
Siegeltemperatur 120°C: 183 N/25 mm Siegeltemperatur 200°C: 116 N/25 mm
Schweißmethode 2:
Siegeltemperatur 180°C: 94 N/25 mm
Siegeltemperatur 200°C: 95 N/25 mm
Beispiel 2: Auf einer Kaschieranlage wurden zwei dreischichtige, biaxial verstreckte, coextrudierte Flachfolien mit Hilfe eines Kaschierklebers zu einer sechsschichtigen Flachfolie laminiert, wobei die siegelbaren Schichten (jeweils 1. Schicht) die beiden Außenseiten der resultierenden Flachfolie bildeten. Der Schichtaufbau der dreischichtigen Ausgangsfolien stellte sich wie folgt dar:
Folie 1:
1. Schicht: Mischung 85 % Polyamid 6/12, Grilon CF6S der Fa. EMS-Chemie und 5 %
Polyamid 6I/6T, Grivory G21 der Fa. EMS-Chemie und 10 % Ionomerharz, Surlyn 1652 der Fa. Du Pont de Nemours GmbH, 10 μm
2. Schicht: Haftvermittler, modifiziertes Polyethylen, Bynel 4140 der Fa. Du Pont de Nemours GmbH, 7 μm
3. Schicht: Polyethylen (LLDPE), Dowlex 2049 E der Fa. DOW Chemical Company, 13 μm
Folie 2:
1. Schicht: Mischung 85 % Polyamid 6/12, Grilon CF6S der Fa. EMS-Chemie und 5 %
Polyamid 6I 6T, Grivory G21 der Fa. EMS-Chemie und 10 % Ionomerharz, Surlyn 1652 der Fa. Du Pont de Nemours GmbH, 10 μm
2. Schicht; Ethylenvinylalkohol-Copolymer, Soarnol AT4406 der Fa Nippon Gohsei, 6 μm
3. Schicht: Polyamid 6, Durethan B 40 F der Fa. Bayer AG, 13 μm
Folgende Werte für die Schweißnahtfestigkeit wurden ermittelt: Schweißmethode 1: Siegeltemperatur 120°C: 192 N/25 mm
S iegeltemperatur 200°C : 116 N/25 mm
Schweißmethode 2:
Siegeltemperatur 180°C: 88 N/25 mm
Siegeltemperatur 200°C: 97 N/25 mm
Vergleichsbeispiel
Wie in Beispiel 1 wurde eine sechsschichtige Flachfolie durch Kaschieren von zwei Dreischichtfolien hergestellt mit dem Unterschied, daß die jeweils erste Schicht der beiden Dreischichtfolien aus reinem Polyamid 6/12, Grilon CF6S der Fa. EMS-Chemie, bestand.
Folgende Werte für die Schweißnahtfestigkeit wurden ermittelt: Schweißmethode 1 :
Siegeltemperatur 120°C: 167 N/25 mm Siegeltemperatur 200°C: 113 N/25 mm
Schweißmethode 2:
Siegeltemperatur 180°C: 77 N/25 mm
Siegeltemperatur 200°C: 79 N/25 mm

Claims

Patentansprüche:
1. Mehrschichtige, schweißfähige Flachfolie für die Herstellung geschweißter Schlauchfolien, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Oberflächenschichten der Flachfolie schweißfähig sind und aus wenigstens einem Copolyamid und wenigstens einem amorphen Polyamid und/oder wenigstens einem Homopolyamid und/oder wenigstens einem modifizierten Polyolefin bestehen und die durch Kaschieren von mindestens zwei Flachfolien, die ihrerseits ein- oder mehrschichtig und gegebenenfalls biaxial verstreckt sind, hergestellt ist.
2. Flachfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Copolyamide der Oberflächenschichten, aus Monomeren hergestellt sind, die ausgewählt sind aus der Gruppe Ca- prolactam, Laurinlactam, Omegaami noundecansäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Seba- zinsäure, Decandicarbonsäure, Dodecandicarbonsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Hexamethylendiamin, Octamethylendiamin und Xylylendiamin.
3. Flachfolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Copolyamide in den Ober- flächenschichten jeweils in Mengen von 50 bis 95 Gew.% vorliegen.
4. Flachfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschichten amorphe Polyamide enthalten, deren Glasumwandlungstemperatur im trok- kenen Zustand zwischen 50 und 200 °C liegt.
5. Flachfolie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasumwandlungstemperatur der amorphen Polyamide bevorzugt zwischen 90 und 160 °C liegt.
6. Flachfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschichten Homopolyamide enthalten, welche aus Monomeren hergestellt sind, die ausgewählt sind aus der Gruppe Caprolactam, Laurinlactam, Omegaaminoundecansäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Decandicarbonsäure, Dodecandicarbonsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Hexamethylendiamin, Octamethylendiamin und Xylylendiamin.
. Flachfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschichten modifizierte Polyolefine enthalten, die Copolymerisate von Ethylen oder Propylen und gegebenenfalls weiteren linearen Alphaolefinen mit 3 bis 8 C-Atomen mit Alpha-Beta-ungesättigten Carbonsäuren, bevorzugt Acrylsäure, Methacrylsäure und/oder deren Metallsalze und/oder deren Alkylester oder entsprechende Pfropfcopolymere der genannten Monomere auf Polyolefine oder partiell verseifte Ethy- len/Vinylacetatcopolymere, die gegebenenfalls mit einer Alpha-Beta-ungesättigten Carbonsäure pfropfpolymerisiert sind und einen niedrigen Verseif ngsgrad aufweisen oder deren Mischungen, sind.
8. Flachfolie nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Oberflächenschichten enthaltenen weiteren Komponenten, amorphes Polyamid, Homopolyamid und modifiziertes Polyolefin, in Mengen von jeweils 0 bis 30 Gew.%, bezogen auf die jeweilige Oberflächenschicht, zugemischt sein können.
9. Flachfolie nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der jeweiligen Oberflächenschicht zwischen 5 und 16 μm liegt.
10. Flachfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Oberflächenschichten mindestens eine weitere Schicht befindet.
11. Flachfolie nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Oberflächenschichten angeordnete weitere Schicht bzw. Schichten aus Materialien oder deren Mischungen bestehen, die ausgewählt sind aus den Gruppen der Polyamide, der Polyolefine, der modifizierten Polyolefine und der Ethylenvinylalkohol-Copolymere.
12. Flachfolie nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Oberflächenschichten angeordnete weitere Schicht aus Polyamid aus wenigstens einem Homopolyamid und/oder wenigstens einem Copolyamid besteht, welche aus Monomeren hergestellt sind, die ausgewählt sind aus der Gruppe Caprolactam, Laurinlactam, Ome- gaaminoundecansäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Decandicarbonsäure, Dodecandicarbonsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Hexamethylendiamin, Octamethylendiamin und Xylylendiamin.
13. Flachfolie nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Polyamidschicht zwischen 5 und 30 μm liegt.
14. Flachfolie nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Oberflächenschichten angeordnete weitere Schicht aus Polyolefin aus Homopolymeren von Ethylen oder Propylen und/oder Copolymeren von linearen Alphaolefinen mit 2 bis 8 C-Atomen aufgebaut ist.
15. Flachfolie nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Polyole- finschicht zwischen 5 und 30 μm liegt.
16. Flachfolie nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Oberflächenschichten angeordnete weitere Schicht aus modifiziertem Polyolefin aus Copolymeren von Ethylen oder Propylen und gegebenenfalls weiteren linearen Alphaolefinen mit 3 bis 8 C-Atomen mit Alpha-Beta-ungesättigten Carbonsäuren wie Acrylsäure, Methacrylsäure und/oder deren Metallsalze und/oder deren Alkylester oder entsprechenden Pfropfcopolymeren der genannten Monomere auf Polyolefine oder partiell verseifte Ethylen/Vinylacetatcopolymere, die gegebenenfalls mit einer Alpha-Beta-ungesättigten Carbonsäure pfropfpolymerisiert sind und einen niedrigen Verseifüngsgrad aufweisen oder deren Mischungen, aufgebaut ist.
17. Flachfolie nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der modifizierten Polyolefinschicht zwischen 5 und 30 μm liegt.
18. Flachfolie nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Oberflächenschichten angeordnete weitere Schicht aus Ethylenvinylalkohol-Copolymer ein Copolymer enthält, dessen Ethylen-Anteil zwischen 27 und 48 Mol%, bevorzugt zwischen 34 und 48 Mol%, beträgt.
19. Flachfolie nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Ethylen- vinylalkohol-Copolymerschicht zwischen 3 und 20 μm liegt.
20. Flachfolie nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftvermittler modifizierte Homo- oder Copolymere des Ethylens und/oder Propylens und gegebenenfalls weiteren linearen Alphaolefinen mit 3 bis 8 C-Atomen, die Monomere aus der Gruppe der Alpha-Beta-ungesättigten Dicarbonsäuren, wie Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure oder deren Säureanhydride, Säureester, Säureamide oder Säureimide aufgepfropft enthalten, eingesetzt werden.
21. Flachfolie nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Haftvermittlerschicht zwischen 3 und 20 μm liegt.
22. Flachfolie nach den Ansprüchen 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtwandstärke 30 bis 100, bevorzugt 40 bis 80 μm beträgt.
23. Mehrschichtige, schweißfähige Flachfolie, hergestellt durch Kaschierung von mindestens zwei Flachfolien.
24. Verwendung einer Flachfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 23 zur Herstellung einer Schlauchfolie.
25. Verwendung einer Schlauchfolie nach Anspruch 24 für die Verpackung und Umhüllung von Lebensmitteln.
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