DE4438546A1

DE4438546A1 - Tiefziehfolien aus Copolyamiden

Info

Publication number: DE4438546A1
Application number: DE4438546A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Chem Dr Gittinger; Edgar Dipl Chem Dr Ostlinning; Heinricht Dipl Chem Dr Haupt; Helmut Dipl Ing Dipl C Schulte; Gregor Dipl Ing Dr Kaschel
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 1996-05-02

Description

Die Erfindung betrifft transparente Mehrschichtfolien aus Polyamiden und Polyolefinen unter Verwendung von Copolyamiden aus ε-Caprolactam in Verbindung mit Diaminen und Dicarbonsäuren, die durch Tiefziehen weiter verformt werden, und hieraus hergestellte Verpackungen.

Mehrschichtfolien aus Polyamiden und Polyolefinen zeichnen sich durch eine Vielzahl vorteilhafter Eigenschaften aus wie hohe Zähigkeit, Siegelfähigkeit, geringe Durchlässigkeit für Wasserdampf Sauerstoff, Kohlendioxid, Fette und Aromastoffe. Daher werden sie bevorzugt zur Verpackung von Lebensmitteln eingesetzt, nicht zuletzt auch wegen ihrer hohen Transparenz und ihrer Bedruckbarkeit, wohingegen Monofolien aus Polyamiden oder Polyethylen viele dieser Eigenschaften nicht aufweisen. Selbstverständlich muß auch eine pro blemlose Herstellbarkeit der Folien und einfache Verarbeitbarkeit der Folien selbst gewährleistet sein.

Verbundfolien können durch Beschichten, Kaschieren oder durch Coextrusion hergestellt werden. Die auf diese Weise hergestellten Mehrschichtfolien werden vielfach durch Tiefziehen weiter verformt, wie dies z. B. in der DE-A 20 20 344 und z. B. der EP-A 65 278 beschrieben ist.

Als Polyamidkomponente sind für derartige Folien Homopolyamide und Copolyamide beschrieben. In der EP-A 62 822 wird die Verwendung von Copolyamiden in Mehrschichtverbundfolien beschrieben. Die gemäß der EP- A 62 822 hergestellten Folien sind für schrumpffähige Verpackungen vorgesehen: die tiefgezogene Folie wird nach dem Befüllen mit dem zu verpackenden Gut erwärmt, wodurch die Verpackungsfolie einen erwünschten Rückschrumpf zeigt und sich dem zu verpackenden Gut anschmiegt. Die in der EP-A 62 822 beschriebenen Copolyamide sind Copolyamide auf Basis Polyamid 6 mit einem Comonomeranteil von 50% oder weniger. Copolyamide vergleichbarer Zusammensetzung werden z. B. in der JP-A 97 850 beschrieben (20% Comonomer oder weniger).

Beim Tiefziehen der beschriebenen Mehrschichtfolien treten die im folgenden beschriebenen Probleme auf die bisher zwar jedes für sich jedoch nicht beide gleichzeitig gelöst werden konnten. Wird als Polyamidkomponente in der Mehrschichtfolie ein teilkristallines aliphatisches Homopolyamid wie z. B. Polyamid 6 oder Polyamid 6,6 verwendet, so tritt beim Tiefziehen der Folien häufig Spleißen auf: Die Folie verformt sich beim Tiefziehen wellig und es bilden sich streifenartige Strukturen beeinträchtigter Transparenz aus (man spricht in diesem Zusammenhang auch oft einfach von Faltenbildung). Werden hingegen Copolyamide mit einem niedrigeren Kristallisationsgrad, z. B. Copolyamide aus 85% ε-Caprolactam und 15% Einheiten hervorgehend aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure, verwandt, so zeigt die Folie beim Tiefziehen zwar kein Spleißen, es tritt aber unerwünschtes Rückschrumpfen auf: nach dem Herausnehmen der tiefgezogenen Folie aus der Tiefziehform bleiben die durch den Tiefziehprozeß herbeigeführten Vertiefungen in der Folie nicht in vollem Umfang erhalten.

Es bestand daher die Aufgabe, eine Mehrschichtfolie zu entwickeln die sich ohne Spleißen dimensionsstabil, d. h. ohne unerwünschten Rückschrumpf tiefziehen läßt. Derartige Folien werden zum Beispiel für Verpackungen benötigt, bei denen die tiefgezogene Folienmulde sich nicht ohne Zwischenraum an das Füllgut anschmiegt, sondern das Füllgut lose umschließt.

Es wurde nun gefunden, daß die Verwendung von Copolyamiden des ε- Caprolactams mit einem kleinen Anteil von Comonomeren zu tiefziehbaren Folien mit der gewünschten, optimalen Eigenschaftskombination führen.

Gegenstand der Erfindung sind transparente Mehrschichtfolien aus Polyolefinen oder Polyethylencopolymeren, bevorzugt Polyethylenen; und Polyamiden, die sich ohne Spleißen oder Rückschrumpf tiefziehen lassen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus einem Copolyamid aus 90 bis 98 Gew.-% Einheiten des ε- Caprolactams und 2 bis 10 Gew.-% äquimolare Mengen von Einheiten eines Diamins und einer Dicarbonsäure besteht, die aus der Gruppe Hexa methylendiamin, Trimethylhexamethylendiamin, Isophorondiamin, Bis-(4-amino cyclohexyl)-methan oder Xylylendiamin und Isophthalsäure, Terephthalsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure oder Decandicarbonsäure stammen. Besonders bevorzugt sind Copolyamide aus 90 bis 98, vorzugsweise 93 bis 97 Gew.-% Einheiten des ε-Caprolactams und 2 bis 10, vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-% äquimolare Mengen von Einheiten aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure.

Der Anteil der Comonomeren soll 2 bis 10, bevorzugt 3 bis 7 Gew.-% betragen. Die Comonomere sollen aus der Gruppe Hexamethylendiamin, Trimethyl hexamethylendiamin, Isophorondiamin, Bis(4-aminocyclohexyl)-methan oder Xyly lendiamin und Isophthalsäure, Terephthalsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure oder Decandicarbonsäure stammen. Bevorzugt werden als Comono mere Hexamethylendiamin und Adipinsäure verwandt.

Bevorzugte Polyethylencopolymere sind Copolymere aus Ethylen und (Meth)- acrylsäure oder Ethylen und Vinylacetat oder verseiftem Vinylacetat.

Folien aus diesen Copolyamiden zeichnen sich dadurch aus, daß sie ohne Spleißen und Rückschrumpf tiefziehbar sind. Die Folien zeichnen sich darüber hinaus durch hohe Transparenz und hohen Glanz, sowie durch hohe Zähigkeit, gute Siegel fähigkeit, geringe Durchlässigkeit für Wasserdampf Sauerstoff, Kohlendioxid, Fette und Aromastoffe aus.

Die Herstellung der Copolyamide erfolgt diskontinuierlich oder kontinuierlich bei einer Temperatur oberhalb 220°C nach bekannten Verfahren, z. B. durch Poly merisation von ε-Caprolactam, Hexamethylendiamin und Adipinsäure, wobei Hexamethylendiamin und Adipinsäure als Salz, bevorzugt aber als wäßrige Salzlösung eingesetzt werden. Das bevorzugte Verfahren ist die kontinuierliche Herstellungsweise, da vor allem mit diesem Verfahren auf kostengünstige Weise eine einheitliche Produktqualität erhalten wird.

Die Folien werden in bekannter Weise durch Extrusion, Coextrusion, Beschichten oder Kaschieren hergestellt. Bei der Extrusion von Mehrschichtfolien können die handelsüblichen Haftvermittler eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäß hergestellten Folien können unter Verwendung der bekann ten Hilfsmitteln und Zusatzstoffe hergestellt werden wie Verarbeitungshilfsmittel, Nukleierungsmittel, Stabilisatoren und Antiblockierungsmittel.

Beispiele Beispiel 1

Eine Dreischichtverbundfolie wurde auf einem Flachfolien-Extruder der Firma Reifenhäuser hergestellt. Die erste, 27 µm dicke Schicht bestand aus einem Copolyamid aus 95 Gew.-% Polyamid 6-Einheiten und 5 Gew.-% Einheiten hervorgehend aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure. Die zweite, 6 µm dicke Schicht bestand aus einem Copolymer aus Ethylen und verseiftem Vinylacetat (EVAL EP-F 101 BZ). Die dritte Schicht entsprach in Aufbau und Dicke der ersten. Die Herstellung des Copolyamides erfolgte kontinuierlich.

Beispiel 2

Die nach Beispiel 1 hergestellte Folie wurde einseitig mit Polyethylen kaschiert. Die so erhaltene Folie wurde unter den üblichen Bedingungen tiefgezogen. Die tiefgezogene Folie war nach optischer Beurteilung gut, d. h. insbesondere spleißfrei und frei von Rückschrumpf.

Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)

Analog den Beispielen 1 und 2 wurde eine Folie hergestellt und tiefgezogen, die als Polyamid in den beiden Polyamidschichten Polyamid 6 (Durethan B 38 F) enthielt. Die optische Beurteilung zeigte, daß beim Tiefziehen starkes Spleißen auftrat.

Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)

Analog den Beispielen 1 und 2 wurde eine Folie hergestellt und tiefgezogen, die als Polyamid in den beiden Polyamidschichten ein Copolyamid bestehend aus 85 Gew.-% ε-Caprolactam und 15 Gew.-% Einheiten hervorgehend aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure (Ultramid C 35) enthielt. Die optische Beurteilung zeigte, daß beim Tiefziehen kein Spleißen auftrat, daß aber unmittelbar nach dem Tiefziehen ein starkes Rückschrumpfen auftrat.

Claims

1. Verwendung von Copolyamiden, bestehend aus

A) 90 bis 98 Gew.-% ε-Caprolactam und
B) 2 bis 10 Gew.-% äquimolarer Mengen von Einheiten eines Diamins und einer Dicarbonsäsure, wobei das Diamin Hexamethylendiamin, Trimethylhexamethylendiamin, Isophorondiamin, Bis-(4-aminocyclo hexyl)-methan oder Xylylendiamin und die Dicarbonsäure, Iso phthalsäure, Terephthalsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelain säure oder Decandicarbonsäure ist, zusammen mit Polyolefinen,

zur Herstellung von transparenten Mehrschichtfolien, die durch Tiefziehen weiter verformt werden.

2. Tiefziehverpackungen aus einer Folie nach Anspruch 1.