DE69033102T2 - Mehrschichtbehälter und Verfahren zum Herstellen derselben - Google Patents
Mehrschichtbehälter und Verfahren zum Herstellen derselbenInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Mehrschichtbehälter, die wenigstens zwei ohne Klebemittel miteinander verbundene Schichten aufweisen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen der Behälter ohne Einsatz einer Klebeschicht zwischen den beiden Behälterwänden.
- Das gewöhnliche Verfahren zum Herstellen von Mehrschichtbehältern auf dem Gebiet der Nahrungs- und chemischen Verpackungen involviert das Verbinden zweier Behälterwände mit einer separaten Klebeschicht. Eine Klebeschicht verbindet somit, zum Beispiel eine Schicht aus Nylon oder einem Copolymer von Ethylen und Vinylazetat mit einer Kunststoffträgerschicht aus Polyolefin, zum Beispiel aus Polyethylen oder Polypropylen oder aus Copolymeren von Ethylen und Propylen.
- Die sich ergebende Struktur weist eine zusätzliche Schicht mit zusätzlichen Kosten auf und für die Produktion ist der Einsatz einer Stanzkopfkonstruktion für mehrere Schichten erforderlich.
- Es ist wünschenswert, einen Mehrschichtbehälter mit zwei Wänden bereitzustellen, die ohne eine separate Klebeschicht zwischen den Schichten miteinander verbunden sind.
- Die DE-26 08 112 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines laminierten Kunststoffgegenstandes mit verbesserter Ölresistenz, guten Gasabdichteigenschaften und einer höheren mechanischen Standfestigkeit durch Schmelzlaminierung einer modifizierten Polyolefin-Masse und einem Polyester, einem Polyamid oder einem hydrolysierten Copolymer aus Ethylen und Vinylazetat. Die modifizierte Polyolefin-Masse muß wenigstens 3% Gewichtsmasse einer Gummizusammensetzung aufweisen, um gute Klebeeigenschaften mit dem Gasabdichtmaterial zu erreichen.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen mehrschichtigen Kunststoffbehälter mit wenigstens zwei Kunststoffschichten bereitzustellen, die ohne den Einsatz einer zusätzlichen separaten Klebeschicht zwischen den Wandungen miteinander verbunden sind.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kunststoffbehälter mit zwei Kunststoffwandungen (einer Trägerschicht, die Polyolefin umfaßt und einer Barrierenschicht, z. B. aus Nylon) ohne den Einsatz einer separaten Schicht und ohne den Einsatz einer Stanzkopfkonstruktion für mehrere Schichten zu schaffen.
- Diese und andere Aufgaben werden aus der nachstehenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich.
- Die vorliegende Erfindung stellt in einer ersten Ausführungsform einen mehrschichtigen Kunststoffbehälter und ein Verfahren zum Herstellen desselben bereit, wobei der Behälter eine Wandung aus zwei Schichten aufweist, die ohne eine separate Klebstoffschicht miteinander verbunden sind, und die erste Schicht eine Polymermischung aufweist, bestehend einzig aus (A) Polyethylen oder Polypropylen, (B) einem Polymer mit einer polaren Gruppe, wobei das Polymer ein Copolymer aus Ethylen oder Propylen und 2 bis 20 Gew.-% eines Monomers mit polarer Gruppe ist, basierend auf dem Gesamtgewicht des Copolymers, d. h. Vinylazetat, Vinylalkohol oder Maleinsäureanhydrid, und (C) Polyamid, und wobei die zweite Schicht aus Polyamdid oder aus einem Copolymer aus Ethylen und Vinylalkohol besteht.
- Bei einer zweiten Ausführungsform weist der Behälter eine Wandung aus zwei Schichten auf, die ohne eine separate Klebstoffschicht miteinander verbunden sind, wobei die erste Schicht eine Polymermischung ist, bestehend einzig aus (A) Polyethylen oder Polypropylen, (B) einem Polymer mit einer polaren Gruppe, wobei der Polymer ein Copolymer aus Ethylen oder Propylen ist und 2 bis 20 Gew.-% eines Monomers mit polarer Gruppe darstellt, basierend auf dem Gesamtgewicht des Copolymers, d. h. Vinylazetat oder Maleinsäureanhydrid, und (C) Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer mit einem Vinylalkoholgehalt von 5 bis 25 Gew.-%, und wobei die zweite Schicht aus Polyamdid besteht.
- Die erste Schicht ist eine Trägerschicht und die zweite Schicht eine Barriereschicht.
- Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen des zuvor beschriebenen mehrschichtigen Kunststoffbehälters dar.
- Bei der vorliegenden Erfindung wird das Mehrschichtverfahren durch Modifizierung der Polyolefin- Trägerschichtpolymere, z. B. Polyethylen oder Polypropylen, durch Zugabe eines weiteren Polymers, der eine polare Gruppe enthält, vereinfacht, so daß eine direkte Verbindung mit der Barriereschicht, z. B. amorphes oder kristallines Polyamid oder Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer entsteht, ohne Verwendung einer separaten Klebstoffschicht.
- Bei der vorliegenden Erfindung umfaßt die Polyolefin- Trägerschicht Polyethylen oder Polypropylen. Das Polyethylen kann ein Polyethylen mit hoher Dichte, mit niedriger Dichte oder lineares Polyethylen niedriger Dichte sein, wobei Polyethylen mit hoher Dichte bevorzugt wird. Copolymere von Ethylen und Propylen sind sehr vorteilhaft, derartige Copolymere beinhalten etwa 80 oder 85 bis 95 Gew.-% Ethylen oder Propylen. Geeignete auf Polyethylenen, Polypropylenen und Propylenen basierende Polymere werden in der US- Patentschrift 4,605,576 von Jabarin aufgezeigt.
- Geeignete Barrierepolymere umfassen Polyamide und Copolymere von Ethylen und Vinylalkohol (5 bis 25 Gew.-% Vinylalkohol) werden besonders bevorzugt.
- Geeignete Polymide sind Nylon, Copolymere von adipinsaurem Hexymethylendiamin (6,6-Nylon) und Copolymere von Adipinsäure und Polycaprolactam.
- Geeignete polare Polymere sind Copolymere von Ethylen oder Propylen mit Monomeren, die polare Gruppen beinhalten, z. B. Vinylazetat, Vinylalkohol oder Maleinsäureanhydrid. Die polare Gruppe beinhaltet Monomere, die im wesentlichen 2 oder 5 bis zu 20 oder 25 Gew.-% des gesamten Copolymers darstellen und vorzugsweise 5 oder 10 bis 15 oder 18 Gew.-% aufweisen.
- Das gebundene Maleinsäureanhydrid oder andere polare Gruppen in dem Polymer können 1/2 bis 10 oder 20 Gew.-% aufweisen, wobei die bevorzugte Funktionalität bei 1 oder 2 bis 5 oder 8 Gew.-% liegt.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Polymermischung 60 bis 90 Gew.-% Polyethylen oder Polypropylen, 5 bis 20 Gew.-% des Polymers mit einer polaren Gruppe und 5 bis 20 Gew.-% des Polyamids auf.
- Die nachstehenden Beispiele stellen die Erfindung dar.
- Hochdichtes Polyethylen (HDPE), eine polare Gruppe enthaltendes Polymer (ein 85/15 Copolymer von Ethylen und Vinylazetat) und ein Polyamid werden in einem Brabender- Mixer mit einer einzelnen Schnecke im Verhältnis 80 : 10 : 10 gemischt. Ein Folie aus dieser Mischung wurde in einer Labor-Carver-Presse bei 232ºC (450ºF) gepreßt. Diese Folie wurde dann allein mit einer Polyamidfolie in der Presse bei 232ºC (450ºF) und einem Druck von 0,172 bis 0,206 MPa (25 bis 30 psi) für einen Zeitraum von 2 bis 4 Minuten in Kontakt gebracht und danach abgeschreckt. Bei einem Kontrollexperiment sind eine Folie HDPE und eine Folie Polyamid unter ähnlichen Bedingungen gepreßt worden.
- Zwischen der Folie HDPE und dem Polyamid ist keine Verklebung festgestellt worden, während die Folie der oben beschriebenen Mischung nicht von der Folie Polyamid getrennt werden konnte.
- Bei einem weiteren Experiment wurden Behälter mit einem Fassungsvermögen von 3,78 l (1 Gallone) auf einer ML-4- Blasformmaschine in eine Form für 3,78 l (1 Gallone) bei 232ºC (450ºF) geblasen, wobei die vorstehend beschriebene Mischung die Außenschicht und das Polyamid die Schicht der Innenseite bildet. Zwischen diesen Schichten wurde eine gute Verklebung festgestellt.
- Hervorragende Ergebnisse werden erhalten, wenn in den vorherstehenden Beispielen anstelle von Polyethylen Polypropylen verwendet wird. Ferner ergeben sich gute Ergebnisse, wenn anstelle des Polyamids in der Trägerschicht und in der Barrierenschicht ein Copolymer von Ethylen und Vinylalkohol verwendet wird.
Claims (10)
1. Behälter mit folgenden Merkmalen:
der Behälter weist eine Wandung aus zwei Schichten
auf, die ohne eine separate Klebstoffschicht miteinander
verbunden sind;
die erste Schicht ist eine Polymermischung, die
einzig besteht aus
(A) Polyethylen oder Polypropylen,
(B) einem Polymer mit einer polaren Gruppe, wobei das
Polymer ein Copolymer aus Ethlyen oder Propylen und
2 bis 20 Gew.-% eines Monomers mit polarer Gruppe
ist, basierend auf dem Gesamtgewicht des
Copolymers, d. h. Vinylacetat, Vinylalkohol oder
Maleinsäureanhydrid, und
(C) Polyamid;
die zweite Schicht besteht aus Polyamid oder
Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer.
2. Behälter mit folgenden Merkmalen:
der Behälter weist eine Wandung aus zwei Schichten
auf, die ohne eine separate Klebstoffschicht miteinander
verbunden sind;
die erste Schicht ist eine Polymermischung, bestehend
einzig aus
(A) Polyethylen oder Polypropylen,
(B) ein Polymer mit einer polaren Gruppe, wobei das
Polymer mit der polaren Gruppe ein Copolymer von
Ethylen oder Propylen und 2 bis 20 Gew.-% eines
Monomers mit polarer Gruppe darstellt, basierend
auf dem Gesamtgewicht des Copolymers, d. h.
Vinylacetat oder Maleinsäureanhydrid, und
(C) Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer mit einem
Vinylalkoholgehalt von 5 bis 25 Gew.-%;
die zweite Schicht besteht aus Polyamid.
3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2,
bei welchem die Polymermischung
60 bis 90 Gew.-% Polyethylen oder Polypropylen,
5 bis 20 Gew.-% des Polymers eine polare Gruppe und
5 bis 20 Gew.-% Polyamid enthält.
4. Behälter nach Anspruch 1,
wobei in der Polymermischung der Bestandteil
(A) ein hochdichtes Polyethylen,
(B) ein Polyethylen/Vinylacetat-Copolymer mit einem
Vinylacetatgehalt von 2 bis 20 Gew.-% und
(C) Nylon darstellen,
und die zweite Schicht aus Nylon besteht.
5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
worin die erste Schicht eine Trägerschicht und die
zweite Schicht eine Barriereschicht darstellen.
6. Behälter nach Anspruch 5,
worin die Trägerschicht aus einer Polymermischung
besteht, in welcher
(A) Polyethylen oder Polypropylen ist,
(B) ein Copolymer von Ethylen oder Propylen und
2 bis 50 Gew.-% Maleinsäureanhydrid ist und
(C) ein Polyamid ist,
und worin die Barriereschicht aus Polyamid besteht.
7. Behälter nach Anspruch 4,
worin (B) ein Polyethylen/Vinylacetat-Copolymer mit
5 bis 20 Gew.-% Vinylacetat ist.
8. Behälter nach Anspruch 5 oder 6,
bei welchem (B) ein Copolymer von Ethylen und
Maleinsäureanhydrid ist.
9. Behälter nach Anspruch 1 oder 2,
bei welchem der Betrag an Maleinsäureanhydrid in
(B) 5 bis 10 Gew.-% beträgt.
10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
der einen blasgeformten Behälter darstellt.
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