DE102023110789A1 - Method for adjusting shrinkage properties of a plastic material, plastic molding system and plastic film - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Folienbahn, wobei das Verfahren wenigstens die nachfolgenden Merkmale umfasst:b. Extrudieren von wenigstens drei Schichten, undc. Zusammenführen der Schichten zu einer mehrschichtigen Folienbahn, undd. Relaxieren der mehrschichtigen Folienbahn.Ferner betrifft die Erfindung eine mehrschichtige, extrudierte Folienbahn, wobei wenigstens eine Schicht der Folienbahn einen Kunststoff aus der Gruppe mit Polyethylen, Polypropylen, EVOH und Polyamid umfasst und ein Folienlaminat, aufweisend ein erfindungsgemäßes Folienbahn, welches als Duplex- oder Triplex-Laminat ausgebildet ist, so dass es mehrere einzelne Folienbahnen umfasst.Zudem betrifft die Erfindung eine Kunststoffformgebende Anlage, vorzugsweise Blasfolienanlage, zum Herstellen einer mehrschichtigen Folienbahn aus einem KunststoffmaterialThe invention relates to a method for producing a multilayer film web, the method comprising at least the following features: b. extruding at least three layers, andc. Combining the layers into a multi-layer film web, andd. Relaxation of the multi-layer film web.Furthermore, the invention relates to a multi-layer, extruded film web, wherein at least one layer of the film web comprises a plastic from the group consisting of polyethylene, polypropylene, EVOH and polyamide and a film laminate, comprising a film web according to the invention, which is a duplex or triplex -Laminate is designed so that it comprises several individual film webs. In addition, the invention relates to a plastic molding system, preferably blown film system, for producing a multi-layer film web from a plastic material
Description
Die Erfindung betrifft einen für eine kunststoffformgebende Anlage, insbesondere für eine Blasfolienanlage, zum Aufschmelzen und Homogenisieren eines Kunststoffmaterials. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betreiben eines Extruders an einer Kunststoffformgebenden Anlage, insbesondere Blasfolienanlage, Vliesanlage, Flachfolienanlage sowie auf eine kunststoffformgebende Anlage.The invention relates to a plastic molding system, in particular for a blown film system, for melting and homogenizing a plastic material. Furthermore, the invention relates to a method for operating an extruder on a plastics molding system, in particular a blown film system, nonwoven system, flat film system and a plastics molding system.
Beim Herstellungsprozess eines Kunststoffmaterials, insbesondere beim Herstellungsprozess einer Kunststofffolie, entsteht in der Regel prozessbedingt eine Orientierung der Kunststoffmoleküle innerhalb der Kunststofffolie. Beispielsweise sei hier der Herstellungsprozess mittels des im Stand der Technik bekannten Blasfolienverfahren genannt. Je nach Art der Belastung und Weiterverarbeitung kann die eingebrachte Orientierung der Kunststoffmoleküle zu nicht gewünschten Effekten führen. Beispielhaft sei hier eine Schwindung der Kunststofffolie unter Wärmeeinwirkung, auch als Schrumpf bezeichnet, genannt. Unter Wärmeeinwirkung stellt sich die eingebrachte Orientierung der Kunststoffmoleküle innerhalb der Kunststofffolie zurück, so dass die Kunststofffolie ihre Äußeren Dimensionen verändert. Dieser Effekt kann je nach Produkt entweder gewünscht oder unerwünscht sein. Ein Beispiel für gewünschten Schrumpf stellen dabei im Consumer Goods Bereich „Shrink Sleeves“ oder im Industrieverpackungsbereich „Shrink Hoods“ dar. Für andere Anwendungen ist hingegen ein möglichst geringer oder zumindest weitgehend nicht vorhandener Schrumpf nötig. Beispielsweise seien hier Lidding-Folien oder MDO-PE Folien für den Verpackungsbereich genannt.During the manufacturing process of a plastic material, in particular during the manufacturing process of a plastic film, an orientation of the plastic molecules within the plastic film usually occurs due to the process. For example, the manufacturing process using the blown film process known in the prior art may be mentioned here. Depending on the type of loading and further processing, the orientation of the plastic molecules can lead to undesirable effects. An example here is shrinkage of the plastic film under the influence of heat, also referred to as shrinkage. Under the influence of heat, the orientation of the plastic molecules within the plastic film resets, so that the plastic film changes its external dimensions. Depending on the product, this effect can be either desired or undesirable. An example of desired shrinkage is “shrink sleeves” in the consumer goods sector or “shrink hoods” in the industrial packaging sector. For other applications, however, shrinkage that is as small as possible or at least largely non-existent is necessary. Examples include Lidding films or MDO-PE films for the packaging sector.
Molekülorientierungen in der Kunststofffolie werden durch die Herstellung im Blasfolienverfahren sowohl in Maschinenrichtung MD als auch quer zur Maschinenrichtung CD systeminhärent eingebracht und sind in der Regel nicht vermeidbar. Durch die hauptsächliche Verwendung von teilkristallinen Polymeren wird dieses Verhalten begünstigt, da diese im Vergleich zum amorphen Polymeren durch die kristallinen Bestandteile stärker zu Orientierungen und damit eher zur Schwindung neigen.Molecular orientations in the plastic film are inherent in the system during production in the blown film process, both in the machine direction MD and across the machine direction CD, and are generally unavoidable. This behavior is favored by the main use of semi-crystalline polymers, since, compared to amorphous polymers, they have a greater tendency to orientation and therefore to shrinkage due to the crystalline components.
Ist beispielsweise dem Blasfolienprozess ein zusätzlicher, sogenannter „Verstreckprozess“ angeschlossen, beispielsweise durch Verwendung einer MDO (machine direction orientation) (Inline und/oder Offline) wird das Schrumpfpotential weiter erhöht. Im Verstreckprozess wird die Kunststofffolie unter Temperatureinfluss beispielsweise über Walzen mechanisch verformt, so dass die Kunststofffolie nach der MDO im Vergleich zu einer Ausgangsfolie vor der MDO eine signifikant geringere Dicke aufweist. Bei diesem Prozess werden in der Kunststofffolie weitere Orientierungen der Kunststoffmoleküle eingebracht, sodass sich eine Molekülstruktur innerhalb der Kunststofffolie verändert, was zu einem erhöhten Schwindungspotential führt. Dies gilt sowohl für kristalline als auch amorphe Bereiche der Kunststofffolie.For example, if an additional, so-called “stretching process” is connected to the blown film process, for example by using an MDO (machine direction orientation) (inline and/or offline), the shrinkage potential is further increased. In the stretching process, the plastic film is mechanically deformed under the influence of temperature, for example via rollers, so that the plastic film after the MDO has a significantly smaller thickness compared to a starting film before the MDO. During this process, further orientations of the plastic molecules are introduced into the plastic film, so that a molecular structure within the plastic film changes, which leads to increased shrinkage potential. This applies to both crystalline and amorphous areas of the plastic film.
Verstreckte und unverstreckte Folien werden heute häufig in Verbunden, sogenannten Laminaten eingesetzt.Stretched and unstretched films are now often used in composites, so-called laminates.
Aus dem Stand der Technik sind einerseits laminierte Mehrschichtfolien bekannt, welche hervorragende Verpackungsmaterialmaterialen darstellen. So sind Laminate aus mindestens zwei oder drei oder aber aus mehreren unabhängig voneinander hergestellten Schichten im Verpackungsmarkt weitverbreitet. Im Wesentlichen unterscheidet man die sogenannten „Duplex“-Laminatfolien und die sogenannten „Triplex“-Laminatfolien. Bei den „Duplex“-Laminatfolien handelt es sich um meist im Cast- oder Blasverfahren extrudierte Folien, u. a. auch Barrierefolien mit in der Regel 5, 7 oder 9 Schichten, welche in einem separaten Prozess mit einer wiederum separat hergestellten biaxial verstreckten Folienbahn aus meistens entweder Polyethylenterephthalat (PET), Polyamid (PA) oder Polypropylen (PP) zusammen laminiert (verklebt) werden. Nur mit diesen in aufeinanderfolgenden, separaten Prozessschritten hergestellten und laminierten Folien lässt sich bislang die Summe der gewünschten und/oder benötigten Eigenschaften erzielen. So werden die benötigten Eigenschaften der Folienbahn durch die Kombination mehrerer Schichten erreicht. Beispielsweise werden zwei der benötigten Eigenschaften (Siegelbarkeit und Sauerstoff- bzw. Aromabarriere) durch den Anteil einer extrudierten Mono- oder Mehrschichtfolie erzielt, und weitere Eigenschaften wie Bedruckbarkeit, Wärme- bzw. Hitzebeständigkeit und mechanische Festigkeit werden durch den Anteil einer separat biaxial verstreckten Folienbahn erzielt. Darüber hinaus ist es auch üblich, speziell die Sauerstoffbarriere mittels einer in einem weiteren Prozessschritt aufgetragenen Metallisierung zu erzielen bzw. zu erhöhen. Solche Folien und Folienverbunde sind zum Beispiel in der
Andererseits sind aus dem Stand der Technik Mehrschichtfolien bekannt, welche mittels Coextrusion und gegebenenfalls monoaxialer oder biaxialer Verstreckung hergestellt werden. Die hierzu eingesetzten Herstellungsverfahren erlauben die Herstellung einer Mehrschichtfolie in nur einem Verfahrensschritt mittels Coextrusion, wobei ein späteres Laminieren (Verkleben) von einzelnen Folienschichten mit den damit verbundenen Nachteilen vollständig wegfällt. Es wird allenfalls eine monoaxiale oder biaxiale Verstreckung der coextrudierten Roh-Mehrschichtfolie vorgenommen, um die gewünschte Summe an Eigenschaften (Siegelbarkeit, Wärmebeständigkeit, Barriere, mechanische Festigkeit, Bedruckbarkeit) einzustellen. Hierbei werden, abgesehen von der Siegelbarkeit, der überwiegende Teil der geforderten Eigenschaften wie mechanische Festigkeit, Wärmebeständigkeit, Bedruckbarkeit und Barriere (hierbei im Wesentlichen die Sauerstoff- bzw. Gasbarriere) durch die Verwendung von Rohstoffen wie beispielsweise PET, PA, EthylenVinylalkohol-Copolymer (EVOH), Polyvinylalkohol (PVOH) oder Polymilchsäure (PLA) erzielt.On the other hand, multilayer films are known from the prior art, which are produced by means of coextrusion and, if necessary, monoaxial or biaxial stretching. The manufacturing processes used for this allow the production of a multilayer film in just one process step using coextrusion, with the subsequent lamination (gluing) of individual film layers being completely eliminated with the associated disadvantages. At most, the coextruded raw multilayer film is stretched monoaxially or biaxially in order to achieve the desired sum of properties (sealability, heat resistance, barrier, mechanical strength, printability). Apart from sealability, the majority of the required properties such as mechanical strength, heat resistance, printability and barrier (essentially the oxygen or gas barrier) are achieved through the use of raw materials such as PET, PA, ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH ), polyvinyl alcohol (PVOH) or polylactic acid (PLA).
So werden bevorzugt Materialien wie EVOH, PVOH, PVDC und PA für das Erlangen der Sauerstoff- bzw. Gasbarriere verwendet, aber auch Materialien wie PET oder PLA bieten gegenüber Polyolefin basierenden Rohstoffen wie z.B. PE oder PP einen deutlich besseren Barriereschutz, insbesondere nach einer monoaxialen oder biaxialen Verstreckung.Materials such as EVOH, PVOH, PVDC and PA are preferably used to achieve the oxygen or gas barrier, but materials such as PET or PLA also offer significantly better barrier protection compared to polyolefin-based raw materials such as PE or PP, especially after a monoaxial or biaxial stretching.
Darüber hinaus finden besonders PET und PA ihren Einsatz in der Außenschicht von Folien, um eine besonders gute Wärmebeständigkeit sowie eine hervorragende Bedruckbarkeit zu erhalten, insbesondere nach einer monoaxialen oder biaxialen Verstreckung. Speziell PA und PET tragen neben ihrer herausragenden Wärmebeständigkeit, Bedruckbarkeit und den guten Barriereeigenschaften gegen Gas und Sauerstoff auch im entscheidenden Maße zum Erhalt der gewünschten mechanischen Festigkeit bei, auch hier insbesondere nach einer monoaxialen oder biaxialen Verstreckung.In addition, PET and PA in particular are used in the outer layer of films in order to achieve particularly good heat resistance and excellent printability, especially after monoaxial or biaxial stretching. In addition to their outstanding heat resistance, printability and good barrier properties against gas and oxygen, PA and PET in particular also make a decisive contribution to maintaining the desired mechanical strength, especially after monoaxial or biaxial stretching.
So sind aus dem Stand der Technik zahlreiche Verbünde, welche sich hierauf beziehen, bekannt, wie beispielsweise:
Die aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen und Verfahren zur Herstellung von coextrudierten mehrschichtigen Barrierefolien weisen in der Regel einen verhältnismäßig großen Schrumpf von zumeist mehr als 20 %, jedenfalls immer mehr als 5%, jeweils in der Maschinenrichtung (mashine direction, MD) und in der Querrichtung (crosswise direction, CD), auf. Dies ist für viele Anwendungen, wie beispielsweise Schrumpfbeutel/Deckelfolien, vorteilhaft oder sogar gewünscht. The embodiments and methods known from the prior art for producing coextruded multilayer barrier films generally have a relatively large shrinkage of usually more than 20%, in any case always more than 5%, in each case in the machine direction (MD) and in the crosswise direction (CD). This is advantageous or even desirable for many applications, such as shrink bags/lid films.
Die
Bisher im Bereich der Blasfolienextrusion eingesetzte Systeme, sog. Annealing-Stationen (siehe
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer coextrudierten und monoaxial verstreckten Verbundfolie, vorzugsweise einer coextrudierten und monoaxial verstreckten Mehrschicht-Barrierefolie, und eine daraus resultierende Mehrschichtfolie, vorzugsweise Mehrschicht-Barrierefolie und/oder einen Folienverbund (Laminat) solcher Folien bereitzustellen, welche wenigstens eine der nachfolgenden Eigenschaften, bevorzugt alle der nachfolgenden Eigenschaften, aufweist: hinreichende Sauerstoff- und/oder Wasserdampf-Barriere, Siegelbarkeit, Wärmebeständigkeit, Bedruckbarkeit und mechanische Festigkeit auch ohne weiteren Laminierprozess. Die daraus resultierende Mehrschicht-Barrierefolie - gemeint ist die einzelne Folie, nicht der Folienverbund (Laminat) soll ferner einen verhältnismäßig kleinen bzw. keinen Schrumpf (kleiner 5 %, vorzugsweise weniger als 3 %) jeweils in der Maschinenrichtung (MD) aufweisen.It is therefore an object of the present invention to provide a method for producing a coextruded and monoaxially stretched composite film, preferably a coextruded and monoaxially stretched multilayer barrier film, and a resulting multilayer film, preferably multilayer barrier film and / or a film composite (laminate) of such films to provide which has at least one of the following properties, preferably all of the following properties: sufficient oxygen and/or water vapor barrier, sealability, heat resistance, printability and mechanical strength even without a further lamination process. The resulting multilayer barrier film - meaning the individual film, not the film composite (laminate) - should also have a relatively small or no shrinkage (less than 5%, preferably less than 3%) in the machine direction (MD).
Nach einem ersten Aspekt löst die gestellte Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Folienbahn. Das Verfahren umfasst ein Extrudieren von wenigstens drei Schichten, ein Zusammenführen der Schichten zu einer mehrschichtigen Folienbahn, und ein Relaxieren der mehrschichtigen Folienbahn.According to a first aspect, the problem solved is a process for producing a multi-layer film web. The method includes extruding at least three layers, combining the layers into a multilayer film web, and relaxing the multilayer film web.
Begrifflich sei hierzu folgendes erläutert:
- Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und unbestimmte Zahlenangaben wie „ein...“, „zwei...“ usw. im Regelfall als mindestens-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei...“ usw., sofern sich nicht etwa aus dem Kontext oder dem konkreten Text einer bestimmten Stelle ergibt, dass etwa dort nur „genau ein...“, „genau zwei...“ usw. gemeint sein soll. Weiterhin sind alle Zahlenangaben sowie Angaben zu Verfahrensparametern und/oder Vorrichtungsparametern im technischen Sinne zu verstehen, d.h. als mit den üblichen Toleranzen versehen zu verstehen. Auch aus der expliziten Angabe der Einschränkung „wenigstens“ oder „mindestens“ o.ä. darf nicht geschlossen werden, dass bei der einfachen Verwendung von „ein“, also ohne die Angabe von „wenigstens“ o.ä., ein „genau ein“ gemeint ist.
- It should be expressly pointed out that in the context of the present patent application, indefinite articles and indefinite numbers such as "one...", "two..." etc. should generally be understood as at least information, i.e. as "at least one ...", "at least two..." etc., unless the context or the specific text of a particular passage shows that there is only "exactly one...", "exactly two..." etc. should be meant. Furthermore, all numerical information as well as information on process parameters and/or device parameters are to be understood in the technical sense, that is to say as provided with the usual tolerances. Even from the explicit specification of the restriction “at least” or “at least” or similar, it should not be concluded that the simple use of “a”, i.e. without specifying “at least” or similar, means “exactly one”. " is meant.
Die Begriffe Kunststofffolie, Folie und Folienbahn sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise synonym zu verstehen.The terms plastic film, foil and film web are preferably to be understood as synonymous in the context of the present invention.
Im Markt häufig verbreitete Beispiele von Duplex-Folien sind:
Im Markt häufig verbreitete Beispiele für Triplex-Folie sind:
Aus dem Stand der Technik sowie der Verwendung in der Praxis hat sich erwiesen, dass sich zur Erzielung einer bestmöglichen Bedruckbarkeit und zum Erhalt der höchstmöglichen Wärmebeständigkeit Materialien wie PET und PA in der Außenschicht bewährt haben. Aber auch Materialien wie PLA oder EVOH sind aus Sicht der Bedruckbarkeit, Wärmebeständigkeit, Weiterverarbeitbarkeit weitaus besser geeignet als auf Polyolefin basierende Rohrstoffe wie PE oder PP.
Zur Erlangung der ausreichenden Barriere gegen Sauerstoff oder Gas haben sich Rohstoffe wie PET, PA, EVOH, PVOH und PVDC etabliert.
Quelle: Sauerstoffdurchlässigkeit bei 20°C, gemessen bei verschiedenen Barrierekunststoffen (nach Kyoichiro; aus: Joachim Nentwig, Kunststoff-Folien, 3. Auflage, 2006, Carl Hanser Verlag; Tabelle 26)Source: Oxygen permeability at 20°C, measured for various barrier plastics (according to Kyoichiro; from: Joachim Nentwig, Kunststoff-Filmen, 3rd edition, 2006, Carl Hanser Verlag; Table 26)
Aber wie unter Fachleuten bekannt, ist die Barriereeigenschaft der meisten dieser Rohstoffe nur dann ausreichend, wenn sie entsprechend vor Feuchtigkeit geschützt sind.But as experts know, the barrier properties of most of these raw materials are only sufficient if they are adequately protected from moisture.
Daher werden diese Rohstoffe, sofern sie Barriere bieten sollen, immer in einer der mittleren bzw. innenliegenden Schichten einer Folie eingesetzt.Therefore, if these raw materials are intended to provide a barrier, they are always used in one of the middle or inner layers of a film.
Um eine möglichst optimale Siegelbarkeit zu erhalten, sind, wie aus der Praxis bekannt, in jedem Fall auf Polyolefin basierende Rohstoffe, wie z.B. PE oder PP, oder ähnliche zu verwenden, welche eine möglichst niedrige Siegeltemperatur bzw. Schmelzetemperatur aufweisen.
Auffällig ist, dass die idealerweise zur Erlangung von Eigenschaften wie Wärmebeständigkeit, Bedruckbarkeit sowie der Sauerstoff-Barriere zum Einsatz kommenden Rohstoffe darüber hinaus auch eine wesentlich höhere Festigkeit, insbesondere nach einer biaxialen Verstreckung, mit sich bringen, als dies Polyolefine auch trotz biaxialer Verstreckung nur annähernd in der Lage sind.What is striking is that the raw materials ideally used to achieve properties such as heat resistance, printability and the oxygen barrier also have a significantly higher strength, especially after biaxial stretching, than polyolefins even approximately despite biaxial stretching are able to.
In einem optimalen Schichtaufbau sollte folglich die Sauerstoff-Barriereschicht aus EVOH, PVOH oder PA bestehen und in einer der mittleren bzw. zwischenliegenden Schichten angeordnet sein und die Siegelschicht, bestehend aus einem heißsiegelbaren Polyolefin, in der Innenschicht.In an optimal layer structure, the oxygen barrier layer should consist of EVOH, PVOH or PA and be arranged in one of the middle or intermediate layers and the sealing layer, consisting of a heat-sealable polyolefin, in the inner layer.
Die Außenschicht sollte durch eines der hierfür idealen wärmebeständigen und bedruckbaren Materialien wie z.B. PET oder PA ausgebildet sein.The outer layer should be made of one of the ideal heat-resistant and printable materials such as PET or PA.
Bei genauerer Betrachtung der für die Eigenschaften wie Wärmebeständigkeit, Bedruckbarkeit, Sauerstoff-Barriere sowie der Festigkeit vorteilhaften Materialien, fällt auf, dass alle Materialien verschiedene Gemeinsamkeiten aufweisen, so haben allesamt eine Dichte von mehr als 1,0 g/cm^3, es sind alles polare Materialien, und sie weisen nahezu alle eine Schmelzetemperatur von über 170 °C auf.If you take a closer look at the materials that are advantageous for properties such as heat resistance, printability, oxygen barrier and strength, you will notice that all materials have various things in common, for example they all have a density of more than 1.0 g/cm^3 all polar materials, and almost all of them have a melting temperature of over 170 °C.
Bei weiterer Betrachtung der vorzugsweise als Siegelschicht einzusetzenden Rohstoffe fällt auch auf, dass sie allesamt eine Dichte von weniger als 0,95 g/cm^3 und eine Schmelzetemperatur < 120 °C aufweisen.
Nicht alle dieser Rohstoffe mit einer Dichte von mehr als 1,0 g/cm3 sind gleichermaßen ideal bedruckbar, wie PA oder PET, oder wärmebeständig wie PET oder PA. Es weisen auch nicht alle gleichermaßen eine hohe Sauerstoff-Barriere wie EVOH, PVOH oder PA auf, noch sind sie alle gleichermaßen festigkeitssteigemd wie PA oder PET. Aber allesamt weisen in jedem der einzelnen Eigenschaften und erst recht, wenn sie in einer Verbundfolie Zusammenwirken, insbesondere nach biaxialer Verstreckung, deutlich verbesserte Eigenschaften auf, als jeglicher auf Polyolefin basierender Rohstoff.Not all of these raw materials with a density of more than 1.0 g/cm3 are equally ideal for printing, like PA or PET, or heat-resistant like PET or PA. Not all of them have the same high oxygen barrier as EVOH, PVOH or PA, nor do they all have the same strength-increasing properties as PA or PET. But all of them have significantly improved properties in each of their individual properties and especially when they work together in a composite film, especially after biaxial stretching, than any raw material based on polyolefin.
Es gilt daher, einen Schichtaufbau zu wählen, welcher zum einen zumindest zwei unabhängige Schichten mit einer Dichte von mehr als 1,0 g/cm3 aufweist, wobei eine dieser Schichten die Außenschicht und die andere eine zwischenliegende Schicht bildet. Zum anderen soll die Verbundfolie eine heißsiegelbare Schicht enthalten, welche die Innenschicht ausbildet und aus einem Material, bevorzugt ein Polyolefin, mit einer Dichte von weniger als 0,95 g/cm3 und einer Schmelzetemperatur von weniger als 120 °C besteht.It is therefore important to choose a layer structure which, on the one hand, has at least two independent layers with a density of more than 1.0 g/cm3, with one of these layers forming the outer layer and the other forming an intermediate layer. On the other hand, the composite film should contain a heat-sealable layer, which forms the inner layer and consists of a material, preferably a polyolefin, with a density of less than 0.95 g / cm3 and a melting temperature of less than 120 ° C.
Das hierin beschriebene, erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Verbundfolie kann dadurch gekennzeichnet sein, dass es keinen Schritt das Laminierens, d.h., des Verklebens, von Schichten oder Schichtenverbunden aufweist. Entsprechend kann die hierin beschriebene, erfindungsgemäße, mehrschichtige Verbundfolie eine nicht-laminierte Verbundfolie sein.The method according to the invention described herein for producing a multilayer composite film can be characterized in that it does not have a step of laminating, i.e. gluing, layers or layer combinations. Accordingly, the multilayer composite film according to the invention described herein may be a non-laminated composite film.
Längendefinitionen (jeweils bezogen auf die Maschinenrichtung oder die Querrichtung):
- L0 := Länge eines vorbestimmten Abschnitts der Verbundfolie vor dem Verstrecken;
- LI := Länge desselben Abschnitts der Verbundfolie nach dem Verstrecken und vor dem Relaxieren;
- L2 := Länge desselben Abschnitts der Verbundfolie nach dem Verstrecken und vor dem Relaxieren;
- L3 := Länge desselben Abschnitts der Verbundfolie nach dem Verstrecken und nach dem Relaxieren;
- L0 := Length of a predetermined section of the composite film before stretching;
- LI := Length of the same section of the composite film after stretching and before relaxing;
- L2 := Length of the same section of the composite film after stretching and before relaxing;
- L3 := Length of the same section of the composite film after stretching and after relaxing;
Definition des Verstreckungsfaktors: Verstreckungsfaktor V = Länge L1 eines vorbestimmten Abschnitts der Verbundfolie nach dem Verstrecken und vor dem Relaxieren dividiert durch die Länge L0 desselben Abschnitts der Verbundfolie vor dem Verstrecken; (V = L1/L0).Definition of the stretching factor: Stretching factor V = length L1 of a predetermined section of the composite film after stretching and before relaxing divided by the length L0 of the same section of the composite film before stretching; (V = L1/L0).
Definition des Relaxationsfaktors: Relaxationsfaktor RL = Betrag der Differenz aus (der Länge L3 eines vorbestimmten Abschnitts der Verbundfolie nach dem Verstrecken und nach dem Relaxieren und der Länge L2 desselben Abschnitts der Verbundfolie nach dem Verstrecken und vor dem Relaxieren) dividiert durch die Länge L2 desselben Abschnitts der Verbundfolie nach dem Verstrecken und vor dem Relaxieren; (RL = |(L3-L2)|/L2).Definition of the relaxation factor: Relaxation factor RL = amount of the difference between (the length L3 of a predetermined section of the composite film after stretching and after relaxation and the length L2 of the same section of the composite film after stretching and before relaxation) divided by the length L2 of the same section the composite film after stretching and before relaxing; (RL = |(L3-L2)|/L2).
Definition des Restverstreckungsfaktors; Restverstreckungsfaktor RV = Länge L3 eines vorbestimmten Abschnitts der Verbundfolie nach dem Verstrecken und nach dem Relaxieren dividiert durch die Länge L0 desselben Abschnitts der Verbundfolie vor dem Verstrecken und vor dem Relaxieren; (RV = L3/L0)).Definition of the residual stretch factor; Residual stretching factor RV = length L3 of a predetermined section of the composite film after stretching and after relaxing divided by the length L0 of the same section of the composite film before stretching and before relaxing; (RV = L3/L0)).
Definition des Schrumpf (oder Heißschrumpf): In der Regel gemessen in Wasser bei 90 °C, vorzugsweise innerhalb von 1 Sekunde nach dem Eintauchen einer Probe, zumindest aber innerhalb von 10 Sekunden nach dem Eintauchen der Probe.Definition of Shrinkage (or Hot Shrinkage): Typically measured in water at 90°C, preferably within 1 second of immersing a sample, but at least within 10 seconds of immersing the sample.
Erfindungsgemäß wird die Probe zur Bestimmung des Schrumpfs (oder Heißschrumpfs) für eine vorbestimmte, insbesondere die vorgenannte Zeitdauer, in Wasser bei 90 °C getaucht und nach dem Herausnehmen sofort mit Wasser auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Länge eines vormarkierten Abschnitts nach dieser Behandlung wird gemessen und auf die gemessene Länge desselben Abschnitts der Probe vor der Behandlung bezogen. Das resultierende Längenverhältnis („geschrumpft“ zu „nicht geschrumpft“), angegeben in Prozent, definiert den Schrumpf. Je nach Richtung der Längenmessung ergeben sich der Schrumpf in der longitudinalen (MD) und in der transversalen Richtung (TD). Der Gesamtschrumpf wird durch Addition des Schrumpfs in der longitudinalen und in der transversalen Richtung errechnet.According to the invention, to determine the shrinkage (or hot shrinkage), the sample is immersed in water at 90 ° C for a predetermined period of time, in particular the aforementioned period of time, and, after being removed, is immediately cooled to room temperature with water. The length of a pre-marked section after this treatment is measured and related to the measured length of the same section of the sample before treatment. The resulting aspect ratio (“shrunk” to “unshrunk”), given in percent, defines the shrinkage. Depending on the direction of the length measurement, the shrinkage occurs in the longitudinal (MD) and transverse directions (TD). The total shrinkage is calculated by adding the shrinkage in the longitudinal and transverse directions.
Mehrfachbestimmungen, wie Dreifach- oder Fünfachbestimmungen, der Längenmessungen, und die Bildung der entsprechenden Mittelwerte hieraus, erhöhen vorteilhaft die Genauigkeit der Bestimmung. Erfindungsgemäß können der Schrumpf und der Gesamtschrumpf insbesondere gemäß ASTM 2732 bestimmt werden.Multiple determinations, such as triplicate or quintuple determinations, of the length measurements, and the formation of the corresponding average values from these, advantageously increase the accuracy of the determination. According to the invention, the shrinkage and the total shrinkage can be determined in particular according to ASTM 2732.
Die Messung der Sauerstoffdurchlässigkeit erfolgt im Rahmen der Erfindung bei 23 °C und 75 % relativer Luftfeuchtigkeit (ASTMD 1434).In the context of the invention, the oxygen permeability is measured at 23 ° C and 75% relative humidity (ASTMD 1434).
Im Sinne dieser Anmeldung kann Polyolefin (PO) ein Stoff, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus PP, PE, LDPE, LLDPE, Polyolefin-Plastomer (POP), Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (EVA), Ethylen-Methylmethacrylat-Copolymere (EMMA), Ethylen-Methacrylsäure-Copolymere (EMA), Ethylen- Acrylsäure-Copolymere (EAA), Copolymere aus Cycloolefmen/Cycloalkenen und 1 - Alkenen bzw. Cycloolefin-Copolymere (COC), lonomere (IO) oder ein Gemisch bzw. eine Mischung derselben sein. Ferner umfasst PO im Sinne der vorliegenden Erfindung auch eine Mischung der vorstehenden PO mit lonomeren und/oder mit Haftvermittlem sein.For the purposes of this application, polyolefin (PO) can be a substance selected from a group consisting of PP, PE, LDPE, LLDPE, polyolefin plastomer (POP), ethylene-vinyl acetate copolymers (EVA), ethylene-methyl methacrylate copolymers (EMMA ), ethylene-methacrylic acid copolymers (EMA), ethylene-acrylic acid copolymers (EAA), copolymers of cycloolefins/cycloalkenes and 1-alkenes or cycloolefin copolymers (COC), ionomers (IO) or a mixture or a mixture thereof be. Furthermore, within the meaning of the present invention, PO also includes a mixture of the above PO with ionomers and/or with adhesion promoters.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann Polyester als Schichtbestandteil für die Schicht (a) eingesetzt werden. Polyester sind Polymere mit Esterfunktionen in ihrer Hauptkette und können insbesondere aliphatische oder aromatische Polyester sein. Polyester können durch Polykondensation entsprechender Dicarbonsäuren mit Diolen erhalten werden. Jede Dicarbonsäure, die zur Ausbildung eines Polyesters geeignet ist, kann zur Synthese des Polyesters verwendet werden, insbesondere Terephthalsäure und Isophthalsäure, ebenso wie Dimere ungesättigter aliphatischer Säuren. Als die weitere Komponente für die Synthese des Polyesters können Diole eingesetzt werden, wie beispielsweise: Polyalkylenglycole, wie Ethylenglycol, Propylenglycol, Tetramethylenglycol, Neopentylglycol, Hexamethylenglycol, Diethylenglycol, Polyethylenglycol und Polytetramethylenoxidglycol; 1,4-Cyclohexandimethanol, und 2 -Alkyl- 1 ,3 -propandiol.In the context of the present invention, polyester can be used as a layer component for layer (a). Polyesters are polymers with ester functions in their main chain and can in particular be aliphatic or aromatic polyesters. Polyesters can be obtained by polycondensation of corresponding dicarboxylic acids with diols. Any dicarboxylic acid suitable for forming a polyester can be used to synthesize the polyester, particularly terephthalic acid and isophthalic acid, as well as dimers of unsaturated aliphatic acids. As the further component for the synthesis of the polyester, diols can be used, such as: polyalkylene glycols, such as ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, neopentyl glycol, hexamethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol and polytetramethylene oxide glycol; 1,4-Cyclohexanedimethanol, and 2-alkyl-1,3-propanediol.
Besonders bevorzugt ist PET, das für den Polyester Polyethylenterephthalat steht. PET kann durch Polykondensation von Terephthalsäure (1,4-Benzoldicarbonsäure) und Ethylenglycol (1,2-Dihydroxyethan) erhalten werden.PET, which stands for the polyester polyethylene terephthalate, is particularly preferred. PET can be obtained by polycondensation of terephthalic acid (1,4-benzenedicarboxylic acid) and ethylene glycol (1,2-dihydroxyethane).
Ein weiterer bevorzugter Polyester sind die Polylactide oder Polymilchsäuren (PLA), welche in den Schichten, für die ein Polyester als ein Schichtbestandteil vorgesehen ist, als Schichtbestandteil enthalten sein können. Diese Polymere sind biokompatibel/biologisch abbaubar und weisen neben einer geringen Feuchtigkeitsaufnahme hohe Schmelzetemperaturen bzw. hohe Schmelzpunkte und eine gute Zugfestigkeit auf.Another preferred polyester are the polylactides or polylactic acids (PLA), which can be contained as a layer component in the layers for which a polyester is provided as a layer component. These polymers are biocompatible/biodegradable and, in addition to low moisture absorption, have high melting temperatures or high melting points and good tensile strength.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht EVOH gleichsam für EVOH als auch für eine Mischung von EVOH mit anderen Polymeren, lonomeren, EMA oder EMMA.In the context of the present invention, EVOH stands for EVOH as well as a mixture of EVOH with other polymers, ionomers, EMA or EMMA.
Insbesondere umfasst EVOH auch eine Mischung aus EVOH und PA oder aus EVOH und lonomer.In particular, EVOH also includes a mixture of EVOH and PA or of EVOH and ionomer.
Haftvermittler (HV) können bei der erfindungsgemäßen Verbundfolie als Zwischenschichten vorgesehen sein und stehen für Klebeschichten, die für eine gute Verbundhaftung der einzelnen Schichten untereinander sorgen. Dabei kann HV auf einem Grundstoff, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus PE, PP, EVA, EMA, EMMA, EAA und einem lonomer, oder einem Gemisch derselben basieren. Besonders geeignet als Haftvermittler (HV) sind erfindungsgemäß EVA, EMA oder EMMA, jeweils mit einer Reinheit von > 99 %, vorzugsweise > 99,9 %.Adhesion promoters (HV) can be provided as intermediate layers in the composite film according to the invention and represent adhesive layers that ensure good bonding of the individual layers below worry about others. HV can be based on a base material selected from a group consisting of PE, PP, EVA, EMA, EMMA, EAA and an ionomer, or a mixture thereof. According to the invention, EVA, EMA or EMMA, each with a purity of >99%, preferably >99.9%, are particularly suitable as adhesion promoters (HV).
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform können Schichten, die HV als Schichtbestandteil aufweisen, auch ein Gemisch aus PO und HV oder ein Gemisch aus EVA, EMA, EMMA und/oder EAA und HV oder ein Gemisch aus lonomer und HV oder ein Gemisch einer Mehrzahl von HV aufweisen.According to a further preferred embodiment, layers that have HV as a layer component can also be a mixture of PO and HV or a mixture of EVA, EMA, EMMA and / or EAA and HV or a mixture of ionomer and HV or a mixture of a plurality of have HV.
Im Sinne dieser Erfindung wird der Schmelzpunkt eines Polymers mittels dynamischer Differenzkalorimetrie bzw. Differenz-Thermoanalyse gemäß
Im Sinne dieser Erfindung wird der Erweichungspunkt eines Polymers nach dem Verfahren zur Bestimmung der Vicat-Erweichungstemperatur (VST = Vicat softening temperature) nach
Im Sinne dieser Erfindung wird die Bedruckbarkeit gemäß
Im Sinne dieser Erfindung meint die Bezeichnung eines Materials als „Schichtbestandteil“, dass eine Schicht der erfindungsgemäßen Verbundfolie wenigstens teilweise dieses Material aufweist. Dabei kann die Bezeichnung „Schichtbestandteil“ im Sinne dieser Erfindung insbesondere einschließen, dass die Schicht vollständig bzw. ausschließlich aus diesem Material besteht.For the purposes of this invention, the designation of a material as a “layer component” means that a layer of the composite film according to the invention at least partially contains this material. The term “layer component” in the sense of this invention can in particular include that the layer consists entirely or exclusively of this material.
Im Sinne dieser Erfindung bedeutet „mittlere“ oder „zwischenliegende“ Schicht eine Schicht der Verbundfolie, welche zwischen der Schicht (a) und der Schicht (c) angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Schicht (a) die Schicht, welche eine Oberfläche der Verbundfolie nach außen ausbildet (Außenschicht). Erfindungsgemäß ist die Schicht (c) die Schicht, welche eine einem zu verpackenden Gut zugewandte oder mit diesen in Berührung kommende Oberfläche der Verbundfolie ausbildet (Innenschicht). Definitionsgemäß können die Schichten (a) und (c) der erfindungsgemäßen Verbundfolie keine „mittlere“ oder „zwischenliegende“ Schicht sein.For the purposes of this invention, “middle” or “intermediate” layer means a layer of the composite film which is arranged between layer (a) and layer (c). According to the invention, layer (a) is the layer which forms a surface of the composite film on the outside (outer layer). According to the invention, layer (c) is the layer which forms a surface of the composite film that faces or comes into contact with an item to be packaged (inner layer). By definition, layers (a) and (c) of the composite film according to the invention cannot be a “middle” or “intermediate” layer.
Die erfindungsgemäße Verbundfolie ist vorzugsweise flächen- oder schlauchförmig. Vorzugsweise ist die Verbundfolie eine Nahrungsmittelfolie oder Nahrungsmittelhülle. Die Verbundfolie ist darüber hinaus vorzugsweise zur Verwendung als nichtheißschrumpfbares Verpackungsmaterial geeignet.The composite film according to the invention is preferably flat or tubular. Preferably the composite film is a food film or food casing. The composite film is also preferably suitable for use as a non-heat-shrinkable packaging material.
Beispiele für erfindungsgemäße coextrudierte und biaxial verstreckte Mehrschichtfolien mit Barrierefunktion mit wenigstens drei Schichten (a), (b) und (c) 3-Schicht-Strukturen
Beispiele für erfindungsgemäße coextrudierte und biaxial verstreckte Mehrschichtfolien mit Barrierefunktion mit wenigstens vier Schichten (a), (b), (d) und (c) 4-Schicht-Strukturen
Beispiele für erfindungsgemäße coextrudierte und biaxial verstreckte Mehrschichtfolien mit Barrierefunktion mit wenigstens fünf Schichten (a), (b), (d), (c) und (e) 5-Schicht-Strukturen
Beispiele für erfindungsgemäße coextrudierte und biaxial verstreckte Mehrschichtfolien mit Barrierefunktion mit wenigstens sieben Schichten (a), (b), (d), (c), (e), (f) und (g) 7-Schicht-Strukturen
Beispiele für erfindungsgemäße coextrudierte und biaxial verstreckte Mehrschichtfolien mit Barrierefunktion mit wenigstens sieben Schichten (a), (b), (d), (c), (e), (f), (g), (h) und (i) 9-Schicht-Strukturen
Unter dem Extrudieren wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere verstanden, dass plastisch verformbare bis dickflüssige Massen unter Druck kontinuierlich aus einer formgebenden Öffnung herausgepresst werden. Relaxieren kann im Rahmen der Erfindung bedeuten, dass die Orientierung von Molekülen des Kunststoffmaterials durch Erwärmung beeinflusst werden. Hierbei können die Moleküle in eine „natürliche“ Orientierung gebracht werden. Orientierungen der Moleküle, welche beim Herstellungsprozess der Folienbahn entstanden sind, beispielsweise durch mechanischen Stress wie ein Verstrecken, können somit gelöst werden. Dies wird insbesondere nach dem Verstrecken durchgeführt, da die Moleküle des Kunststoffmaterials sich bei dem Verstrecken in Verstreckungsrichtung ausrichten.In the context of the present invention, extrusion is understood in particular to mean that plastically deformable to viscous masses are continuously pressed out of a shaping opening under pressure. In the context of the invention, relaxation can mean that the orientation of molecules of the plastic material is influenced by heating. The molecules can be brought into a “natural” orientation. Orientations of the molecules that were created during the production process of the film web, for example due to mechanical stress such as stretching, can thus be solved. This is carried out in particular after stretching, since the molecules of the plastic material align themselves in the stretching direction during stretching.
In einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung umfasst das Verfahren ein Verstrecken der mehrschichtigen Folienbahn.In an embodiment of the first aspect of the invention, the method includes stretching the multilayer film web.
Das Verstrecken kann monoaxial oder biaxial und vorzugsweise vor dem Relaxieren durchgeführt werden.The stretching can be carried out monoaxially or biaxially and preferably before relaxation.
In einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung wird die Folienbahn derart relaxiert, dass die Folienbahn nach dem Relaxieren einen Schrumpf von weniger als 0,2, vorzugsweise weniger als 0,05, besonders bevorzugt weniger als 0,03, in der Maschinenrichtung (MD) oder einen negativen Schrumpf aufweist.In a further embodiment of the first aspect of the invention, the film web is relaxed in such a way that after relaxation the film web has a shrinkage of less than 0.2, preferably less than 0.05, more preferably less than 0.03, in the machine direction (MD) or has negative shrinkage.
Die Bezeichnungen 0,2, 0,05 und 0,03 sind dabei als Angaben zu verstehen, die die Verkleinerung der Breite des Schrumpfes im Gegensatz zur gesamten Folienbreite vor dem Relaxieren ausdrückt. Dementsprechend kann 0,2 auch als 20 %, 0,05 als 5 % und 0,03 als 3 % verstanden werden.The designations 0.2, 0.05 and 0.03 are to be understood as information that expresses the reduction in the width of the shrinkage in contrast to the entire film width before relaxation. Accordingly, 0.2 can also be understood as 20%, 0.05 as 5% and 0.03 as 3%.
In einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung erfolgt das Verstrecken in Maschinenrichtung.In a further embodiment of the first aspect of the invention, the stretching takes place in the machine direction.
Die Maschinenrichtung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als „MD“ (machine direction) bezeichnet.The machine direction is also referred to as “MD” (machine direction) in the context of the present invention.
In einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung beträgt ein Verstreckungsfaktor in der Maschinenrichtung wenigstens 2,0.In a further embodiment of the first aspect of the invention, a stretch factor in the machine direction is at least 2.0.
Dementsprechend wird die ursprüngliche Länge der Folienbahn wenigstens verdoppelt. Es sind jedoch auch geringere Verstreckungsfaktoren denkbar, bevorzugt von 1,25 bis 500.Accordingly, the original length of the film web is at least doubled. However, lower stretching factors are also conceivable, preferably from 1.25 to 500.
In einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung weist die Folienbahn während des Verstreckens eine Temperatur von 50 bis 160 °C auf.In a further embodiment of the first aspect of the invention, the film web has a temperature of 50 to 160 ° C during stretching.
Dieser Temperaturbereich eignet sich besonders effektiv zum Verstrecken des Kunststoffmaterials. Es ist jedoch auch denkbar, dass Temperaturen, welche +/- 10 °C über bzw. unter diesem Bereich liegen, angewandt werden.This temperature range is particularly effective for stretching the plastic material. However, it is also conceivable that temperatures that are +/- 10 °C above or below this range are used.
In einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung ein Relaxationsfaktor beträgt in der Maschinenrichtung mehr als 0,00 und bevorzugt mehr als 0,1.In a further embodiment of the first aspect of the invention, a relaxation factor in the machine direction is more than 0.00 and preferably more than 0.1.
In einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung weist die Folienbahn während des Relaxierens eine Temperatur von 50 bis 180 °C, vorzugsweise 50 bis 150 °C, besonders bevorzugt 60 bis 120 °C, besonders bevorzugt 80 bis 100 °C auf.In a further embodiment of the first aspect of the invention, the film web has a temperature of 50 to 180 °C, preferably 50 to 150 °C, particularly preferably 60 to 120 °C, particularly preferably 80 to 100 °C during relaxation.
In einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung beträgt eine Verweilzeit während des Relaxierens wenigstens 2 Sekunden, insbesondere mehr als 5 Sekunden, oder die Dauer des Relaxierens beträgt vorzugsweise wenigstens 2 Sekunden, insbesondere mehr als 5 Sekunden.In a further embodiment of the first aspect of the invention, a residence time during relaxation is at least 2 seconds, in particular more than 5 seconds, or the duration of relaxation is preferably at least 2 seconds, in particular more than 5 seconds.
Eine Verweilzeit während des Relaxierens kann als eine Zeitspanne des Relaxationsvorgangs auf einem jeweiligen Abschnitt des Kunststoffmaterials verstanden werden. In anderen Worten beschreibt die Verweilzeit wie lange ein jeweiliger Abschnitt des Kunststoffmaterials dem Relaxieren ausgesetzt wird. Die Formulierung, bzw. das Merkmal, „unter Temperatur“ bezieht sich insbesondere auf die Temperaturbereiche im voranstehenden Abschnitt, d.h. eine Temperatur von 50 bis 180 °C, vorzugsweise 50 bis 150 °C, besonders bevorzugt 50 bis 120 °C, insbesondere bevorzugt 80 bis 100 °C.A residence time during relaxation can be understood as a period of time during the relaxation process on a respective section of the plastic material. In other words, the residence time describes how long a respective section of the plastic material is exposed to relaxation. The wording or feature “under temperature” refers in particular to the temperature ranges in the previous section, i.e. a temperature of 50 to 180 ° C, preferably 50 to 150 ° C, particularly preferably 50 to 120 ° C, particularly preferably 80 up to 100 °C.
Eine Dauer des Relaxierens kann als eine insgesamte Zeitspanne des Relaxationsvorgangs des Kunststoffmaterials verstanden werden.A duration of relaxation can be understood as a total period of time for the relaxation process of the plastic material.
In einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung beträgt die Verweilzeit während des Relaxierens höchstens 30 Sekunden, vorzugsweise höchstens 20 Sekunden, insbesondere höchstens 10 Sekunden, oder die Dauer des Relaxierens beträgt höchstens 30 Sekunden, vorzugsweise höchstens 20 Sekunden, insbesondere höchstens 10 Sekunden.In a further embodiment of the first aspect of the invention, the residence time during relaxation is at most 30 seconds, preferably at most 20 seconds, in particular at most 10 seconds, or the duration of relaxation is at most 30 seconds, preferably at most 20 seconds, in particular at most 10 seconds.
Diese Verweilzeiten und Dauern können besonders zu einem effektiven Relaxieren beitragen. Es sind jedoch auch kürzere oder längere Verweilzeiten und Dauern als die voranstehend beschriebenen möglich.These dwell times and durations can particularly contribute to effective relaxation. However, shorter or longer residence times and durations than those described above are also possible.
Das Relaxieren bevorzugt unter den voranstehend bereits aufgeführten Temperaturen von 50 bis 180 °C, vorzugsweise 50 bis 150 °C, besonders bevorzugt 50 bis 120 °C, insbesondere bevorzugt 80 bis 100 °C.The relaxation preferably takes place under the temperatures already listed above of 50 to 180 ° C, preferably 50 to 150 ° C, particularly preferably 50 to 120 ° C, particularly preferably 80 to 100 ° C.
Nach einem zweiten Aspekt löst die gestellte Aufgabe eine mehrschichtige, extrudierte Folienbahn. Die Folienbahn ist gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, und wenigstens eine Schicht der Folienbahn umfasst einen Kunststoff aus der Gruppe mit Polyethylen, Polypropylen, EVOH und Polyamid.According to a second aspect, the task is solved by a multi-layer, extruded film web. The film web is produced according to the method according to the invention, and at least one layer of the film web comprises a plastic from the group consisting of polyethylene, polypropylene, EVOH and polyamide.
Die voranstehend aufgeführte Aufzählung soll insbesondere nicht abschließend verstanden werden, sodass auch weitere Kunststoffe angewendet werden können, wenn diese für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind. Als Polyamid kann beispielsweise PA6, PA6.6 oder PA 6.12 verwendet werden. Die Folienbahn kann mehrere Schichten oder nur eine einzelne Schicht, also entsprechend lediglich ein einziges Material aufweisen.The above list is not intended to be understood as exhaustive, so that other plastics can also be used if they are suitable for the method according to the invention. For example, PA6, PA6.6 or PA 6.12 can be used as polyamide. The film web can have several layers or just a single layer, i.e. only a single material.
In einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung weist die Folienbahn einen Anteil EVOH kleiner oder gleich 20 %, bevorzugt kleiner oder gleich 10 %, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 5 % auf.In one embodiment of the second aspect of the invention, the film web has an EVOH content of less than or equal to 20%, preferably less than or equal to 10%, particularly preferably less than or equal to 5%.
Es ist alternativ auch denkbar, dass die Folienbahn vollständig aus EVOH vorliegt.Alternatively, it is also conceivable that the film web is made entirely of EVOH.
In einer weiteren Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung weist die Folienbahn einen Anteil Polyamid kleiner oder gleich 20 % und bevorzugt kleiner oder gleich 10 %, besonders bevorzugt kleiner gleich 5 % auf.In a further embodiment of the second aspect of the invention, the film web has a polyamide proportion of less than or equal to 20% and preferably less than or equal to 10%, particularly preferably less than or equal to 5%.
Es ist alternativ auch denkbar, dass die Folienbahn vollständig aus Polyamid vorliegt.Alternatively, it is also conceivable that the film web is made entirely of polyamide.
In einer weiteren Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung weist die Folienbahn einen Anteil von EVOH und Polyamid auf, welcher gemeinsam kleiner oder gleich 30 % und bevorzugt kleiner oder gleich 10 %, besonders bevorzugt kleiner gleich 5 % ist.In a further embodiment of the second aspect of the invention, the film web has a proportion of EVOH and polyamide which together is less than or equal to 30% and preferably less than or equal to 10%, particularly preferably less than or equal to 5%.
Es ist denkbar, dass die Folienbahn zu gleichen Teilen EVOH und Polyamid aufweist oder, dass EVOH und Polyamid in unterschiedlichen Anteilen vorliegen.It is conceivable that the film web has equal parts of EVOH and polyamide or that EVOH and polyamide are present in different proportions.
In einer weiteren Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung weist die Folienbahn eine Siegelschicht in einer Außenschicht auf.In a further embodiment of the second aspect of the invention, the film web has a sealing layer in an outer layer.
Die Siegelschicht bildet insbesondere eine Innenschicht, welche durch partielles Aufschmelzen ein Verkleben mit einem Gegenstück ermöglicht.The sealing layer forms in particular an inner layer which enables bonding to a counterpart through partial melting.
Nach einem dritten Aspekt löst die gestellte Aufgabe ein Folienlaminat, welches als Duplex- oder Triplex-Laminat ausgebildet ist, so dass es mehrere einzelne Folienbahnen umfasst.According to a third aspect, the task is solved by a film laminate, which is designed as a duplex or triplex laminate, so that it comprises several individual film webs.
Ein Duplex-Laminat kann dabei zwei einzelne Folienbahnen und ein Triplex-Laminat drei einzelne Folienbahnen umfassen.A duplex laminate can comprise two individual film strips and a triplex laminate can comprise three individual film strips.
In einer Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung weist das Folienlaminat mindestens eine monoaxial verstreckte und/oder mindestens eine schrumpfoptimierte Folienbahn auf.In one embodiment of the third aspect of the invention, the film laminate has at least one monoaxially stretched and/or at least one shrink-optimized film web.
In einer weiteren Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung weist das Folienlaminat mindestens eine monoaxial verstreckte Folienbahn, die zusätzlich schrumpfoptimiert ist, auf.In a further embodiment of the third aspect of the invention, the film laminate has at least one monoaxially stretched film web, which is additionally shrink-optimized.
In einer weiteren Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung wird mindestens eine der Folienbahnen in dem Folienlaminat wird von einer EVOH-Folienbahn gebildet.In a further embodiment of the third aspect of the invention, at least one of the film webs in the film laminate is formed by an EVOH film web.
Mindestens eine Folienbahn kann alternativ auch vollständig aus EVOH bestehen.Alternatively, at least one film web can also consist entirely of EVOH.
In einer weiteren Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung ist der EVOH-Anteil im Folienlaminat kleiner gleich 10 % und bevorzugt kleiner gleich 5 %.In a further embodiment of the third aspect of the invention, the EVOH content in the film laminate is less than or equal to 10% and preferably less than or equal to 5%.
Die beschriebenen Anteile eignen sich besonders gut für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, jedoch sind auch abweichende Anteile denkbar.The proportions described are particularly suitable for carrying out the process according to the invention, but different proportions are also conceivable.
In einer weiteren Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung ist die Schichtdicke der mindestens einen EVOH- Folienbahn kleiner gleich 10 µm, bevorzugt kleiner gleich 5 µm, besonders bevorzugt kleiner gleich 2 µm.In a further embodiment of the third aspect of the invention, the layer thickness of the at least one EVOH film web is less than or equal to 10 μm, preferably less than or equal to 5 μm, particularly preferably less than or equal to 2 μm.
Die beschriebenen Schichtdicken eignen sich besonders gut für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, jedoch sind auch abweichende Anteile denkbar.The layer thicknesses described are particularly suitable for carrying out the method according to the invention, but different proportions are also conceivable.
In einer weiteren Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung beträgt ein Moll Anteil mindestens einer EVOH-Folienbahn höchstens 38 %, bevorzugt höchstens 32 %, besonders bevorzugt höchstens 29 %, insbesondere bevorzugt höchstens 27 %.In a further embodiment of the third aspect of the invention, a minor proportion of at least one EVOH film web is at most 38%, preferably at most 32%, particularly preferably at most 29%, particularly preferably at most 27%.
Die beschriebenen Moll Anteile eignen sich besonders gut für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, jedoch sind auch abweichende Anteile denkbar.The minor proportions described are particularly suitable for carrying out the method according to the invention, but different proportions are also conceivable.
In einer weiteren Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung wird mindestens eine der Folienbahnen, insbesondere mindestens eine der monoaxial verstreckten Folienbahnen, im Folienlaminat von mindestens einer Polyamid-Folienbahn gebildet.In a further embodiment of the third aspect of the invention, at least one of the film webs, in particular at least one of the monoaxially stretched film webs, is formed in the film laminate by at least one polyamide film web.
In einer weiteren Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung ist der Polyamid-Anteil im Folienlaminat kleiner gleich 10% und bevorzugt kleiner gleich 5 %.In a further embodiment of the third aspect of the invention, the polyamide content in the film laminate is less than or equal to 10% and preferably less than or equal to 5%.
Mindestens eine Folienbahn kann alternativ auch vollständig aus Polyamid bestehen.Alternatively, at least one film web can also consist entirely of polyamide.
In einer weiteren Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung ist die Schichtdicke der mindestens einen Polyamid-Schicht kleiner gleich 10 µm, bevorzugt kleiner gleich 5 µm, besonders bevorzugt kleiner gleich 2 µm.In a further embodiment of the third aspect of the invention, the layer thickness of the at least one polyamide layer is less than or equal to 10 μm, preferably less than or equal to 5 μm, particularly preferably less than or equal to 2 μm.
Die beschriebenen Schichtdicken eignen sich besonders gut für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, jedoch sind auch abweichende Anteile denkbar.The layer thicknesses described are particularly suitable for carrying out the method according to the invention, but different proportions are also conceivable.
In einer weiteren Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung ist mindestens eine Folienbahn des Folienlaminats metallisiert, und/oder mindestens eine Folienbahn des Folienlaminats im CVD-Verfahren beschichtet worden.In a further embodiment of the third aspect of the invention, at least one film web of the film laminate has been metallized and/or at least one film web of the film laminate has been coated using the CVD process.
Dabei handelt es sich hierbei bevorzugt um die gleiche Folienbahn, welche demnach metallisiert und im CVD-Verfahren beschichtet worden ist. Alternativ kann es sich um zwei verschiedene Folienbahnen handeln, sodass eine der Folienbahnen metallisiert und die andere im CVD-Verfahren beschichtet worden ist. Ferner kann auch lediglich eine Metallisierung oder lediglich ein CVD-Verfahren angewandt werden. Unter einem CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition) wird insbesondere ein chemisches Vakuumbeschichtungsverfahren verstanden. Dabei leitet man insbesondere Metallhalogenide oder andere leicht flüchtige Verbindungen in den vorgeheizten Rezipienten ein.This is preferably the same film web, which has therefore been metallized and coated using the CVD process. Alternatively, there can be two different film webs, so that one of the film webs has been metallized and the other has been coated using the CVD process. Furthermore, only metallization or only a CVD process can be used. A CVD process (Chemical Vapor Deposition) is understood to mean, in particular, a chemical vacuum coating process. In particular, metal halides or other highly volatile compounds are introduced into the preheated recipient.
Nach einem vierten Aspekt löst die gestellte Aufgabe eine Kunststoffformgebende Anlage, vorzugsweise Blasfolienanlage, zum Herstellen einer Folienbahn aus einem Kunststoffmaterial. Die Anlage verfügt über mindestens einen Extruder zum Aufschmelzen und Homogenisieren des Kunststoffmaterials zu einer Schmelze, und die Anlage verfügt über mindestens eine Düse zum Extrudieren der Schmelze. Zudem verfügt die Anlage über ein Mittel zum Bilden einer Folienbahn und über ein Tempermodul mit einer Temperiervorrichtung zum Einstellen einer definierten Temperatur der Folienbahn um Orientierungen von Kunststoffmolekülen innerhalb der Folienbahn zu beeinflussen.According to a fourth aspect, the problem solved is a plastic molding system, preferably a blown film system, for producing a film web from a plastic material. The system has at least one extruder for melting and homogenizing the plastic material into a melt, and the system has at least one nozzle for extruding the melt. In addition, the system has a means for forming a film web and a tempering module with a temperature control device for setting a defined temperature of the film web in order to influence orientations of plastic molecules within the film web.
Die Anlage kann als Blasfolienanlage ausgebildet sein und die Düse ist vorzugsweise zum Extrudieren eines Folienschlauchs ausgebildet. Die Anlage verfügt bevorzugt über eine Schlauchbildungszone zum Längs- und Querziehen des Folienschlauchs und verfügt jenseits der Schlauchbildungszone über eine Flachlegung zum Flachlegen des Folienschlauchs zu einer Doppellagenfolienbahn. Zudem verfügt die Anlage insbesondere über einen Abzug zum Abziehen des Folienschlauchs.The system can be designed as a blown film system and the nozzle is preferably designed for extruding a film tube. The system preferably has a tube formation zone for drawing the film tube longitudinally and transversely and, beyond the tube formation zone, has a flattening area for flattening the film tube into a double-layer film web. In addition, the system has a trigger for removing the film tube.
Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.The embodiments shown here represent only examples of the present invention and should therefore not be construed as limiting. Alternative embodiments contemplated by those skilled in the art are equally included within the scope of the present invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R079 | Amendment of ipc main class |
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R082 | Change of representative |
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