DE19650673A1 - Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie - Google Patents
Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-BlasfolieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie.
Seit vielen Jahren finden Mehrschichtfolien beispielsweise in der Lebensmittel-Industrie
zum Verpacken von Lebensmitteln verbreitet Anwendung. Aber auch im
medizinischen Bereich werden Mehrschichtfolien beispielsweise zur Herstellung von
medizinischen Beuteln verwendet.
Die Mehrschichtfolien für diese Beutel wurden bislang in den meisten Fällen aus
Polyvenylchlorid (PVC) hergestellt. Die Verwendung von Polyvenylchlorid weist je
doch einige Nachteile auf. So besteht zum einen die Gefahr, daß in der PVC-Folie
enthaltene Weichmacher freigesetzt werden, und - im Fall der Verwendung der Foli
en im medizinischen Beuteln - beispielsweise in die darin enthaltene medizinische
Lösung dinffundieren können. Darüber hinaus ergibt sich das Problem, daß beim
Versiegeln in der Hitze Salzsäure gebildet wird. Außerdem neigt PVC zur Medika
mentenabsorption, beispielsweise bei Befüllen der Beutel mit Infusionslösung oder
Zudosieren von Medikamenten während der Behandlung (z. B. Insulin).
Es sind aber auch bereits Mehrschichtfolien bekannt geworden, die nicht aus PVC
bestehen.
So wird in der EP-A-0 179 639 eine Mehrschichtfolie beschrieben, die beispielsweise
zwei äußere Schichten und eine innere Schicht aufweist, wobei die äußeren
Schichten jeweils ein Blend von mindestens einem Polymer auf Propylenbasis und
mindestens einem linear Low Density Polyethylen (LDPE) sind, und die innere
Schicht mindestens ein Polymer, das eine hohe Gasbarriere aufweist, enthält. Als
Polymer mit einer hohen Gasbarriere wird beispielsweise ein Ethylen-Venyl-Alkohol-Copolymer
(EVOH) eingesetzt. Bei diesen bekannten Mehrschichtfolien sind die Au
ßenschichten aufgrund des Gehalts an LDPE im Blend unter den Bedingungen einer
Sterilisationsbehandlung nicht temperaturbeständig. Außerdem ist bei der Folie mit
einer Gasbarriere-Mittelschicht (d. h. E<2.000) von einer nicht ausreichenden
Schlagzähigkeit auszugehen.
Eine Mehrschichtfolie mit insgesamt fünf bis sieben Schichten wird in der
EP-A-0 474 376 offenbart. Diese Mehrschichtfolie weist eine Innenschicht sowie
zwei Außenschichten auf. Zwischen den Außenschichten und der Innenschicht kön
nen jeweils noch ein bis zwei Schichten angeordnet sein. Die Innenschicht weist ein
Blend aus a) einen Polypropylenhomopolymer oder Copolymer und b) einem Ethylen-Copolymer
oder Polybuten auf. Die beiden Außenschichten sind siegelbar und
enthalten einen Weichmacher. Als Material für die Außenschichten werden unter
anderem Styrol-Butadien-Copolymere eingesetzt. Bei dieser vorbekannten Mehr
schichtfolie liegt zum einen ein symmetrischer Aufbau vor, mit zwei Siegelschichten.
Zum anderen wird für die beiden Styrol-Butadien-Copolymeren ein Weichmacher
benötigt und außerdem haben die Außenschichten der Folien keinen definierten Er
weichungspunkt. Daneben fehlt eine als Stützschicht wirkende Schicht. Insgesamt
weist die Folie einen damit eher ungünstigen Aufbau auf, der vor allem zu einer
schlechten Transparenz, einem Verkleben der äußeren Schichten, beispielsweise
mit einem medizinischen Beutel unter Bedingungen der Sterilisation, zu einem auf
grund des systematischen Aufbaus sich deutlich aufwendig gestaltenden Siegelpro
zeß, zu einer bei 121°C nicht ausreichenden Kraftaufnahme der Folie und schließ
lich aufgrund der Materialzusammenstellung zu Entsorgungsproblemen führen kann.
Eine Mehrschichtfolie wird ebenfalls in der US-A-4,643,926 offenbart. Die hier be
schriebenen Schichtfolien weisen dabei eine Siegelschicht aus Ethylen-Propylen-Copolymer,
modifiziertem Ethylen-Propylen-Copolymer oder flexiblem Copolyester
auf, eine oder mehrere Innenschichten, die elastische polymere Materialien ein
schließen und eine äußere Schicht aus Ethylen-Propylen-Copolymer oder einem
flexiblen Copolyester.
Den inneren Folienschichten (Mittelschicht oder innere Schichten) mangelt es dabei
an einer Stützschicht, so daß die Innen- oder Mittelschicht(en) der Mehrschichtfolie
beim Siegel schließen. Zusätzlich ist nach heutigem Erkenntnisstand für die offen
barten Materialkombinationen für die Schichten die Anwesenheit von wenigstens
einer Haftvermittlungsschicht notwendig. Hierfür kommt z. B. eine Ethylen-Methacrylat-Copolymer
(IMA) oder ein Ethylen-Venyl-Acetat-Copolymer (EVA) in
Frage, was aber wiederum nachteilig dazu führt, daß die Folie ohne Strahlenvernet
zung nicht hitzesterilisierbar ist. Letztlich läßt auch die hier offenbarte Materialaus
wahl vermuten, daß es zu Entsorgungsproblemen mit gebrauchten Folien kommen
kann.
Zu Folienbeuteln verarbeitete Kunststoffolien aus verträglichen Kunststoffen werden
häufig zu Verpackungen von Infusionslösungen und Lösungsmitteln zur Herstellung
von Infusionslösungen verwendet. Auch medizinische Pulverkonzentrate werden
üblicherweise in Folienbeutel verpackt und vor oder während der Anwendung durch
Zugabe eines Lösungsmittels (Destillat) gelöst. Beispielsweise werden spezielle Bi
carbonat-Konzentrate als physiologische Puffer bei der Hämodialyse eingesetzt.
Hierzu wird ein entsprechender das Konzentrat enthaltender Beutel mit einer Dialy
semaschine verbunden und das Pulverkonzentrat wird unter kontinuierlichem Zufluß
von Destillat gelöst und in dosierter Form in den Dialyseprozeß eingeleitet. Bei die
sem Lösungsprozeß entsteht aufgrund einer Gasentwicklung (CO2) ein Beutelinnen
druck von bis zu 350 mbar. Die Anwendung läuft dabei über eine Dauer von etwa
sechs Stunden, wobei sich eine Lösungstemperatur von etwa 37°C ergibt. Versuche
mit Beuteln aus LDPE-Folien haben ergeben, daß diese bereits bei Innendrücken
von etwa 100 mbar explodieren, so daß diese als Konzentratbeutel für Dialysema
schinen unbrauchbar sind. Folienbeutel zur Speicherung medizinischer Pulverkon
zentrate müssen eine sehr gute Wasserdampfbarriere besitzen, damit das Pulver
konzentrat während des Transports und der Lagerung vor Feuchtigkeit geschützt
wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Folie zu schaffen, die hohe Zugkräfte auf
zunehmen vermag. Insbesondere soll eine Folie geschaffen werden, die sich zu ei
nem Beutel verarbeiten läßt, der bei Temperaturen um 37°C über eine längere Dau
er eine hohe Beständigkeit gegen Innendruck besitzt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine coextrudierte Polypropylen-
Mehrschicht-Blasfolie nach dem Anspruch 1 gelöst.
Überraschenderweise hat sich ergeben, daß die erfindungsgemäße Mehrschichtfolie
bei ihrer Verarbeitung zu einem Folienbeutel allen an diesen zu stellenden Anforde
rungen zur Verpackung und Lösung medizinischer Pulverkonzentrate genügt. Die
Polypropylen-Schichten gewährleisten die erforderlichen Festigkeitswerte bei 37°C.
Die zwischen den Polypropylen-Schichten liegenden kautschukmodifizierten Poly
propylen-Schichten dienen in dem Schichtaufbau als Weich-Segmente, die die Nei
gung der Polypropylen-Schichten zu Weißbruch bzw. Knickempfindlichkeit und
Sprödigkeit kompensieren.
Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorzugsweise bestehen die Polypropylen-Schichten aus Polypropylen-Homopolymer
(PP-H). In Schichtdicken, die größer als 60 µm sind, neigt PP-H allgemein stärker zu
Weißbruch bzw. Knickempfindlichkeit und Sprödigkeit, wie bereits erwähnt. Auch
wenn die zwischen den Polypropylen-Schichten angeordneten Schichten aus kau
tschukmodifiziertem Polypropylen diese Nachteile kompensieren, sollten die
Schichtdicken des Polypropylens kleiner als 60 µm gewählt werden.
Bei der oder den kautschukmodifizierten Polypropylenen handelt es sich um ein Po
lypropylen-Random-Copolymer (PP-R kautschukmodifiziert). Das kautschukmodifi
zierte Polypropylen-Random-Copolymer ist erfindungsgemäß mit einem Styrol-Ethylen-Butylen-Block-Copolymer
oder einem Styrol-Ethylen-Propylen-Copolymer
gemischt. Unter den Styrol-Ethylen-Butylen(oder Propylen)-Blöcken sind im Rahmen
der Erfindung verschiedene Zusammensetzungen dieser drei Einheiten möglich.
Dies könnte beispielsweise Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS) oder Styrol-Ethylen-Butylen
(SEB) oder Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Ethylen-Butylen (SEBSEB)
sein. Auch Compounds mit SEBS sind denkbar, wobei unter einem Compound ein
Gemisch verschiedener Granulate oder Pulver oder sogar Öle zu verstehen ist.
Die Kautschukverteilung im PP-R wird durch die Prozeßparameter bei der Herstel
lung, wie Temperatur, Schneckendrehzahl und Drücke, beeinflußt. Bei der Herstel
lung des kautschukmodifizierten PP-R sind die Prozeßparameter daher so zu wäh
len, daß die Viskositäten von PP-R und Kautschuk während des Prozesses mög
lichst ähnlich sind.
Zusätzlich kann die erfindungsgemäße Mehrschichtfolie mit einer äußeren Siegel
schicht versehen sein. Diese kann aus Polypropylen-Copolymeren, High-Density-Polyethylen
(HDPE), linear Low-Density-Polyethylen (LLDPE) oder Mischungen die
ser Polymere mit die Schweißbarkeit verbessernden Polymeren oder Copolymeren
bestehen.
Zweckmäßigerweise wird die erfindungsgemäße Mehrschicht-Blasfolie mit einem
Gesamt-Streckverhältnis (längsquer) von 3 bis 10 hergestellt. Dieses Streckverhält
nis führt zunächst zu einer Steigerung der Festigkeit, begrenzt jedoch die Orientie
rung, so daß bei einer Wärmebehandlung, beispielsweise zum Zwecke der Sterilisa
tion, keine wesentliche Rückschrumpfung erfolgt. Bei einem geringen Streckverhält
nis wird eine möglichst amorphe Polymerstruktur erhalten und die unerwünschte
Rückschrumpfungen bei einer Hitzebehandlung weitgehend vermieden. Weiterhin
wird Kristallität vermieden, die zur Sprödigkeit und Knickanfälligkeit und geringer
Schlagzähigkeit.
Ein aus der erfindungsgemäßen Mehrschicht-Blasfolie hergestellter Folienbeutel für
medizinische Präparate wird den an diesen zu stellenden Anforderungen in optimaler
Weise gerecht. Er besitzt die erforderliche Druckfestigkeit bei Temperaturen um 37°C
über eine Zeitspanne, die größer ist als 8 Stunden. Die Mehrschichtfolie bildet eine
gute Wasserdampf-Barriere bei der gewünschten Transparenz und Fallfestigkeit
auch bei tiefen Temperaturen. Die Folie ist zur Herstellung von Folienbeuteln
schweißbar. Sie ist bedruckbar und besitzt die erforderliche Schlagzähigkeit. Sie ist
knickunempfindlich und bei ihr ist die Sortenreinheit der Einzelbestandteile gewahrt.
Sie weist eine hohe Siegelnahtfestigkeit auf und ist durch Hitze sterilisierbar.
Durch die Coextrusion haften die einzelnen Schichten gut aneinander, ohne daß
Klebeschichten, wie bei einem Laminat, zur Anwendung kommen.
Es wird eine gut haltende Schweißnaht erreicht, da ein Aufpeelen durch Innendruck
vermieden ist.
Die erfindungsgemäße Mehrschicht-Blasfolie besteht mindestens aus drei PP-H-Schichten,
zwischen denen zwei Schichten aus kautschukmodifizierten PP-R ange
ordnet sind und sich auf einer Außenseite eine Schweißschicht befindet. Diese 6-Schicht-Folie
kann eine Gesamtdicke von etwa 230 µm aufweisen, wobei die PP-H-Schichten
jeweils 50 pm und die kautschukmodifizierten PP-R-Schichten jeweils et
wa 20 pm dick sind. Unendlich viele Schichten sind jedoch eine bevorzugte Ausfüh
rung, wobei die Eigenschaften umso besser werden, je mehr Schichten vorhanden
sind.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Mehrschicht-Blasfolie werden nach
stehend beschrieben.
Eine 6-Schicht-Folie der zuvor beschriebenen Art mit einer Gesamtdicke von etwa
230 µm wird auf einer wassergekühlten Blasfolienanlage mit Einschneckenextrudern
in folgender Weise hergestellt:
Für die kautschukmodifizierten Zwischenschichten werden folgende Extrusionspa
rameter gewählt:
Schmelzetemperatur: 210°C
Schmelzedruck: 100 bar
Schneckendrehzahl 801 min
Schmelzedruck: 100 bar
Schneckendrehzahl 801 min
Der so per Heißsiegeltechnik (160°C, 10 sec.) hergestellte Beutel übersteht einen
Innendruck von 350 mbar bei 37°C über eine Zeit von mehr als acht Stunden, ohne
daß die Folie explodiert oder die Schweißnaht aufpeelt. Grund für das gute Halten
der Schweißnaht ist die günstige Verteilung des Kautschuks im PP-R.
Claims (10)
1. Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie bestehend aus mindestens
drei Schichten, wobei zwei Schichten aus einem Polypropylen-Homopolymer
bestehen, zwischen denen ein kautschukmodifiziertes Polypropylen-Random-Copolymer
eingebettet ist, das mit einem Styrol-Ethylen-Butylen-Block-Copolymer
oder einem Styrol-Ethylen-Propylen-Copolymer gemischt ist.
2. Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß auf eine Polypropylen-Homopolymerschicht nach außen
eine kautschukmodifizierte Polypropylen-Random-Copolymerschicht folgt, die
als Siegelschicht dient.
3. Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß alle coextrudierte Schichten bei Temperaturen von
121°C nach Vicat noch nicht erweichen.
4. Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß die kautschukmodifizierte Polypropylen-
Random-Copolymerschicht aus Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS) oder Sty
rol-Ethylen-Butylen-Styrol mit Styrol-Ethylen-Butylen-Anteilen oder aus Styrol-
Ethylen-Butylen-Styrol-Ethylen-Butylen (SEBSEB) besteht.
5. Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Polypropylen-Random-Copolymerschicht
aus Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol (SEPS) oder Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol
mit Styrol-Ethylen-Propylen-Anteilen oder aus Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Ethylen-Propylen
(SEPSEP) besteht.
6. Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie nach Anspruch 4 oder 5, da
durch gekennzeichnet, daß das kautschukmodifizierte Polypropylen-Random-Copolymer
mit verschiedenen Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Blöcken (oder Sty
rol-Ethylen-Propylen-Styrol-Blöcken) compoundiert ist.
7. Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie nach einem der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukmodifizierte Polypropylen-
Random-Copolymer zu 30% aus Styrol-Ethylen-Butylen-Block Copolymer oder
Styrol-Ethylen-Propylen-Block-Copolymer und zu 70% aus Polypropylen-
Random-Copolymer besteht, wobei diese Anteile in einer Schicht extrudiert
werden.
8. Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Extrusionstemperatur für die Coextrusion der kau
tschukmodifizierten Polypropylen-Randomschicht mit 210°C und niedriger ge
wählt wird.
9. Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie nach einem der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mit einem Gesamt-Streckverhältnis
(längsquer) von 3-10 hergestellt ist.
10. Druckbeständiger Beutel bestehend aus einer coextrudierten Polypropylen-
Mehrschicht-Blasfolie nach einem der Ansprüche 1-9.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19650673A DE19650673B4 (de) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie und deren Verwendung |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19650673A DE19650673B4 (de) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie und deren Verwendung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19650673A1 true DE19650673A1 (de) | 1998-06-10 |
DE19650673B4 DE19650673B4 (de) | 2008-01-31 |
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ID=7813848
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DE19650673A Expired - Lifetime DE19650673B4 (de) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | Coextrudierte Polypropylen-Mehrschicht-Blasfolie und deren Verwendung |
Country Status (1)
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DE (1) | DE19650673B4 (de) |
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