EP1068072A1 - Thermoplastic polyester amide films made of at least two layers and with improved sealing properties, method for producing same and their use - Google Patents
Thermoplastic polyester amide films made of at least two layers and with improved sealing properties, method for producing same and their useInfo
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Classifications
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- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
- B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
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- B32B27/34—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
-
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- B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2377/12—Polyester-amides
Definitions
- the invention relates to at least two-layer, thermoplastic films made of polyester amide.
- Thermoplastic films made of polyester amide are known, for example, from DE-A-44 44 948 or (as part of composite multilayer films) from DE-A-196 32 799. Such single-layer films, however, have inadequate sealing behavior for many applications, in particular inadequate sealing strength.
- the object of the present invention was therefore to produce a polyester amide film with improved sealing properties.
- This goal was achieved in that an at least two-layer film is made from different polyester amides, which differ in their molecular structure and thus thermal properties.
- the at least two layers are arranged in such a way that the polyesteramide layer on the outside has a lower melting point than the immediately adjacent inner layer.
- Each layer can consist of a single or a mixture of several polyester amides.
- the film can be equipped with conventional additives and auxiliaries for better production or better processing.
- the at least two-layer film is preferably produced by an extrusion process.
- the at least two-layer film can then be monoaxial or biaxial
- polyester amides can be processed thermoplastically and that, in the case of undrawn, monoaxially or biaxially stretched films, the at least two-layer structure of different polyester amides results in improved sealing behavior.
- Stretched and undrawn films are noticeable by less deformation of the seal seam and a higher seal seam strength.
- Layer has a higher proportion of polyamide structures than the outer layer.
- a three-layer structure of the film according to the invention is very particularly preferred, in which a further inner (i.e. third) layer in turn has a lower melting point than the inner layer immediately adjacent to the outer layer and in particular has a composition identical to the outer layer.
- a further inner (i.e. third) layer in turn has a lower melting point than the inner layer immediately adjacent to the outer layer and in particular has a composition identical to the outer layer.
- the invention relates to an at least two-layer film which can be both unstretched and monoaxially or biaxially stretched and whose layers consist of different polyester amides or mixtures of several polyester amides and additionally with a maximum of 5% by weight of nucleating agents and a maximum of 5% by weight. % of the usual stabilizers and neutralizing agents and a maximum of 5% by weight of the usual lubricants and release agents in one, more or all layers and a maximum of 5% by weight of the conventional antiblocking agents, preferably in the outer
- the at least two-layer film can additionally be treated with a corona and / or flame and / or plasma pretreatment and / or an oxidizing substance and / or a depositable / depositable substance and / or a
- the monoaxial or biaxial orientation takes place in the case of amorphous thermoplastics in temperature ranges above the glass transition temperature and in the case of partially crystalline thermoplastics above the glass transition temperature and below the crystallite melting temperature.
- polyesteramides as well as other polymeric materials can be subject to biodegradation.
- Mainly materials that are obtained directly or after modification from naturally occurring polymers are to be mentioned, for example polyhydroxyalkanoates such as polyhydroxybutyrate, plastic celluloses, cellulose esters, plastic starches, chitosan and pullulan.
- a targeted variation of the polymer composition or the structures, as is desirable on the part of the polymer application, is difficult and often only possible to a very limited extent due to the natural synthesis process.
- biodegradable and compostable polymers or films are understood to mean goods which correspond to the test according to DIN
- biodegradable polymers have been known recently (see DE-44 32 161). These have the property that they can be processed easily thermoplastically and, on the other hand, are biodegradable, ie their entire polymer chain is split by microorganisms (bacteria and fungi) by means of enzymes and - 4 -
- the invention also relates to the use of certain biodegradable and compostable polyester amides or a mixture of these polymers for the production of the multilayer film.
- Suitable according to the invention are aliphatic or partially aromatic polyester amides which are composed of the following monomers:
- aliphatic bifiin Needles alcohols preferably linear C 2 to C] 0 - dialcohols such as for example ethanediol, butanediol, hexanediol, more preferably butanediol, and / or optionally cycloaliphatic bifunctional alcohols, preferably having 5 to 8 carbon atoms, such as cyclohexanedimethanol , and / or partially or completely instead of the diols monomeric or oligomeric polyols based on ethylene glycol, propylene glycol, tetrahydrofuran or copolymers thereof with molecular weights up to 4000, preferably up to 1000, and / or optionally small amounts of branched bifunctional alcohols, preferably C 3 -C 12 - Alkyldiols, such as neopentylglygol and additionally optionally small amounts of higher-functional alcohols, preferably C 3 -C 12
- acid- and alcohol-functionalized building blocks preferably with 2 to 12 carbon atoms in the carbon chain, for example hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, lactic acid, or their derivatives, for example ⁇ -caprolactone or dilactide,
- an amide content of aliphatic and / or cycloaliphatic bifunctional and / or optionally small amounts of branched bifunctional amines preference is given to linear aliphatic C 2 to C ] 0 -diamines, and additionally optionally small amounts of higher-functional amines, among the amines preferably hexamethylenediamine, isophoronediamine and particularly preferably hexamethylenediamine, and from linear and / or cycloaliphatic bifunctional acids, preferably having 2 to 12 carbon atoms in the alkyl chain or C 5 or C 6 ring in the case of cycloaliphatic acids, preferably adipic acid, and / or optionally small amounts branched bi-functional and / or optionally aromatic bi-functional
- Acids such as, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and additionally, if appropriate, small amounts of higher-functional acids, preferably having 2 to 10 carbon atoms, or or a mixture of III) and IV) as the amide fraction, the ester fraction I) and / or II) being at least 3% by weight, based on the sum of I), II), III) and IV), preferably the weight fraction of the ester structures is 5 to 70% by weight, the proportion of the amide structures is 95 to 30% by weight and in a preferred form of the biodegradable polyester amides the ester proportion I) and / or II) is at least 30% by weight, based on the The sum of I), II), III) and IV) is preferably 30 to 70% by weight of the ester structures and 70 to 30% by weight of the amide structures.
- polyester amides suitable according to the invention can be both pure polyester amides and mixtures of different polyester amides.
- polyester amides suitable according to the invention can contain a maximum of 5% by weight for
- Nucleating agents typically used in polyester for example 1,5-naphthalenedisodium sulfonate or layered silicates, for example talc, or nucleating agents of nanoparticle size, ie average particle diameter ⁇ 1 ⁇ m, of for example titanium nitride, aluminum hydroxyl hydrate, barium sulfate or zirconium compounds) and with a maximum of 5% by weight of usual stabilizers and
- gases with radicals Components such as ozone or a plasma-excited gas mixture of, for example, hexamethyldisiloxane with nitrogen (N 2 ) and / or oxygen (O 2 )
- the usual stabilizing compounds for polyester compounds can be used as stabilizers and neutralizing agents.
- the amount added is a maximum of 5% by weight.
- Phenolic stabilizers, alkali / alkaline earth stearates and / or alkali / alkaline earth carbonates are particularly suitable as stabilizers. Phenolic stabilizers are preferred in an amount of 0 to 3% by weight, in particular 0.15 to 0.3% by weight and with a molar mass of more than 500 g / mol. Pentaerythrityl tetrakis
- Neutralizing agents are preferably dihydrotalcite, calcium stearate, calcium carbonate and / or calcium montanate with an average particle size of at most 0.7 ⁇ m, an absolute particle size of less than 10 ⁇ m and a specific surface area of at least 40 m 2 / g.
- the film has a nucleating agent content of 0.0001 to 2% by weight and a stabilizer and neutralizing agent content of 0.0001 to 2% by weight.
- Lubricants and release agents are higher aliphatic amides, tertiary amines, aliphatic acid amides, higher aliphatic acid esters, low molecular polar modified waxes, montan waxes, cyclic waxes, phthalates, metal soaps and silicone oils.
- Aliphatic acid amides are amides of a water-insoluble monocarboxylic acid (so-called fatty acids) with 8 to 24 carbon atoms, preferably 10 to 18 carbon atoms. Erucic acid amide, stearic acid amide and oleic acid amide are preferred among them. - 8th -
- release agents or lubricants are compounds which contain both esterais and amide groups, such as stearamide ethyl stearate or 2 stear amido ethyl stearate.
- Suitable cyclic waxes are components such as cyclic adipic acid tetramethylene esters or 1,6-dioxa-2,7-dioxocyclododecane, or the homologous hexamethylene derivative. Such substances are known as commercial products with the name Glycolube VL.
- Suitable silicone oils are polydialkylsiloxanes, preferably polydimethylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, olefin-modified silicone, and modified with polyethers
- Silicone such as polyethylene glycol and polypropylene glycol as well as epoxyamino and alcohol modified silicone.
- the viscosity of the suitable silicone oils is in the range from 5,000 to 1,000,000 mm 2 / s.
- Polydimenthylsiloxane with a viscosity of 10,000 to 100,000 mm 2 / s is preferred.
- the amount of lubricant added is at most 5% by weight. In a particularly preferred embodiment of the film, it has a lubricant content of 0.005 to 4% by weight. In a very particularly preferred embodiment of the film, it has a lubricant content of 0.05 to 1% by weight.
- Suitable antiblocking agents are both inorganic and organic additives, which protrude from the film surface as an elevation and thus cause a spacer effect.
- Aluminum silicates for example kaolin or kaolin clay
- Aluminum oxides for example ⁇ -aluminum oxide
- Micro glass balls and the following substances are used as organic antiblocking agents: organic polymers such as starch which are incompatible with the biodegradable polymer
- Polycarbonate cross-linked and uncross-linked polymethyl methacrylate cross-linked polysiloxane e.g. Tospearl
- polar-modified polyethylene e.g. maleic anhydride-grafted polyethylene
- polar-modified polypropylene e.g. maleic anhydride-grafted polypropylene
- Benzoguanamine formaldehyde polymers aliphatic and partially aromatic polyesters with different melting points than that
- the effective amount of antiblocking agent is up to a maximum of 5% by weight.
- the film contains 0.005 to 4% by weight of antiblocking agent.
- the film contains 0.05 to 1% by weight of antiblocking agent.
- the average particle size is between 1 and 6 ⁇ m, in particular 2 and 5 ⁇ m, particles with a spherical shape, as described in EP-A-0 236 945 and DE-A-38 01 535, being particularly suitable.
- Combinations of different spacer systems are also particularly suitable.
- the spacer systems are added to the outer cover layers.
- the polymers for the film provided with additives are provided with the desired amounts by weight of organic or inorganic fillers in the production of raw materials. This happens when the raw material is granulated, for example in twin-screw extruders, where the additives are added to the raw material. In addition to this type of additive, there is also the possibility that some or all of the necessary additives are added to a raw material that is not or only partially finished in the form of a masterbatch.
- masterbatch in the context of the present invention is to be understood as a masterbatch, in particular a granular, dust-free concentrate of a plastic raw material with high amounts of additives, which is used as an intermediate product in mass preparation (as a material addition to one) - 11 -
- the masterbatch is mixed in such amounts before the polymer granules are introduced into the extruder to the raw materials which are not or only partially or incompletely equipped with additives, so that the desired percentages by weight of fillers are achieved in the films.
- the preferred materials from which the masterbatches are produced in addition to the additives are substances which are compatible with the polyesteramides mentioned in this invention.
- the materials from which the masterbatches are produced in addition to the additives are also biodegradable in a particularly preferred form.
- the procedure is expediently such that the film is passed between two conductor elements serving as electrodes, such a high voltage, usually alternating voltage (approximately 5 to 20 kV and 5 to 30 kHz), being applied between the electrodes that spray or corona discharges can take place.
- a high voltage usually alternating voltage (approximately 5 to 20 kV and 5 to 30 kHz)
- alternating voltage approximately 5 to 20 kV and 5 to 30 kHz
- the level of the applied voltage is between 400 and 3000 V, preferably in the range from 500 to 2000 V.
- the applied voltage gives the ionized atoms increased acceleration and impacts the polymer surface with greater kinetic energy. The chemical bonds within the polymer molecule are broken up more easily and the
- gases e.g.
- a high-energy field e.g. Microwave radiation
- Foil surface is firmly connected. With a suitable material composition, this results in an increase in the surface tension on the film.
- the at least two-layer film according to the invention is expediently produced using an extrusion process.
- the polyester amides in granular form are melted in extruders, homogenized, compressed and - 13 -
- the nozzle can be an annular nozzle for producing a seamless tubular film.
- the carried out or e.g. Film pulled out by roller pressers is then cooled until solidification.
- the cooling can take place both over air and over water or also by means of cooling rollers.
- the cooling can take place on one or both sides, in the case of a tubular film on the inside and outside or only on the inside or only on the outside.
- the tubular film can also be cut on one or both sides, so that a multilayer undrawn flat film is obtained.
- the tubular film produced as described above can furthermore be tempered as a primary tube after cooling in the case of partially crystalline polyester amides at crystallite melting temperature and in the case of amorphous polyester amides above the glass transition temperature and then biaxially, ideally simultaneously.
- a particularly suitable method is simultaneous biaxial stretching using double-bubble technology, in which a primary bladder is stretched by applying internal pressure.
- the film can then be subjected to a heat treatment in order to adjust the shrink properties. In this fixing process, the film can be heated up again to just below the crystallite melting temperature.
- the tubular film can then be subjected to an inside or outside surface treatment.
- the invention also relates to an extrusion process for producing the multilayer film according to the invention, in which the multilayer nozzle is designed as a flat nozzle for producing a multilayer flat film.
- the discharged film is then cooled until solidification.
- the cooling can take place over water by means of cooling rollers. - 14 -
- the flat film After cooling, the flat film can be tempered to temperatures below the crystallite melt temperature in the case of partially crystalline polyamides and above the glass transition temperature in the case of amorphous polyamides and then stretched one or more times monoaxially or biaxially. After the stretching stage or stages, the film can optionally be fixed in each case. After the stretching processes and the possibly prevailing fixing stages, the film thus produced can possibly be surface-pretreated in-line.
- the invention also relates to a method for monoaxial or biaxial stretching of the film according to the invention.
- the biaxial stretching can be carried out in the simultaneous stretching process or in the two-stage sequential process, where both first longitudinal and then transverse stretching as well as first transverse and then longitudinal stretching, or in the three-stage sequential process, whereby both first longitudinal, then transverse and finally longitudinal stretching as can also first be stretched transversely, then lengthwise and finally crosswise, or in the four-stage sequential process, whereby both first stretched longitudinally, then crosswise, then lengthwise and finally crosswise as well as first crosswise, then lengthwise, then crosswise and finally can be stretched longitudinally.
- the film may be attached to each individual stretching.
- the individual stretching in the longitudinal and transverse directions can take place in one or more stages.
- the biaxial stretching of the film according to the invention is characterized in that it is a sequential process which begins with the longitudinal stretching.
- the monoaxial stretching of the film according to the invention is characterized in that the stretching ratio in the longitudinal direction is 1: 1.5 to 1:10. - 15 -
- the monoaxial stretching of the film according to the invention is characterized in that the stretching ratio in the longitudinal direction is 1: 2.8 to 1: 8.
- the biaxial stretching of the film according to the invention is characterized in that the total stretch ratio in the longitudinal direction is 1: 1.5 to 1:10 and the total stretch ratio in the transverse direction is 1: 2 to 1:20.
- the biaxial stretching of the film according to the invention is characterized in that the total stretch ratio in the longitudinal direction is 1: 2.8 to 1: 8 and the total stretch ratio in the transverse direction is 1: 3.8 to 1:15.
- the film according to the invention has a thickness which is less than 500 ⁇ m.
- the film according to the invention has a thickness which is less than 80 ⁇ m. It is therefore advantageous if the outer layer has a smaller thickness than the inner layer immediately adjacent to it.
- the outer layer particularly preferably has a thickness of 5 to 20 ⁇ m and the inner layer adjacent to it has a thickness of 20 to 40 ⁇ m. Any next inner layer that is present preferably has a thickness of 5 to 20 ⁇ m.
- the invention also relates to the use of the invention
- This film is used as a multilayer film in pretreated or untreated as well as in printed, unprinted or varnished form for packaging in the food and non-food sectors or as a multilayer film in pretreated or untreated form for protective and separating functions in connection with Cosmetics and
- Hygiene articles for example for baby diapers or sanitary napkins or as multi - 16 -
- Layered film in pretreated or untreated form for surface protection or surface finishing in the area of cardboard, paper and letter window lamination or as a refined film that is used in pretreated or untreated as well as printed or unprinted form as well as provided with adhesive as a label or adhesive strip can be considered.
- the multilayer film made of biodegradable polyester amides in pretreated or untreated form for greenhouse covers or mulch films in the fields of horticulture or agriculture or refined into sacks for storing and transporting goods, for example organic waste can be used, the multilayer structure making them possible Orientation of the molecules / crystals and the painting / printing a control of the degradation rate can be achieved. Furthermore, the good permeability of the multilayer films made of various polyester amides to oxygen, carbon dioxide and water vapor is particularly important for the packaging of fresh food
- the film surface can be coated with a corona, a flame, a plasma or another oxidative substance or mixture of substances, e.g. gases with radical components such as ozone or a plasma-excited gas mixture of, for example, hexamethyldisiloxane during manufacture and / or subsequently during further processing with nitrogen (N 2 ) and / or oxygen (O 2 ), pretreated so that there is an increase in surface tension.
- gases with radical components such as ozone or a plasma-excited gas mixture of, for example, hexamethyldisiloxane during manufacture and / or subsequently during further processing with nitrogen (N 2 ) and / or oxygen (O 2 ), pretreated so that there is an increase in surface tension.
- the invention also relates to the use of the multilayer film according to the invention as a coated film or in a film composite.
- the other films in the composite can be non-degradable films or also biodegradable and compostable films.
- the coating or adhesive used can be both normal - 17 -
- this multilayer film according to the invention only those substances are used to produce the coated film or a film composite that the overall composite is also biodegradable and compostable in accordance with DIN V 54 900.
- the invention furthermore relates to the use of the multilayer film according to the invention as a starting material for the production of a bag which releases its contents after the disintegration by the biodegradation process.
- the bag can be produced by gluing and sealing the film and can both be closed and have an opening with a corresponding closure or connection.
- the invention also relates to the use of the multilayer film or composites according to the invention as a starting material for the production of a packaging or separating or surface protection film with very high water vapor permeability by piercing this film with a cold or tempered needle roller.
- the purpose of this film is the packaging of moisture-releasing goods, for example bread or various types of fruit or vegetables, or as a separating and protective film in the hygiene area.
- a two-layer film with an AB structure was produced from two different polyester amides, whose structure belongs to the subgroup of biodegradable polyester amides.
- Material A polyester amide from 54
- ⁇ -caprolactam 23% by weight adipic acid, 23% by weight 1,4-butanediol with 60% by weight amide structures and 40% by weight ester structures, LP BAK 403-004, Bayer AG
- MFI MFI of 7 (in g / lO min at 190 ° C, 2.16 kg, measured according to DIN 53 735), a melting point of 125 ° C, measured according to ISO 3146 / C2, a proportion of lubricant of 1% by weight % and an antiblock content of 0.1% by weight.
- Material B (polyester amide from 62% by weight ⁇ -caprolactam, 29% by weight adipic acid, 17% by weight 1,4-butanediol with 65% by weight amide structures and 35% by weight ester structures, LP BAK 404- 002, Bayer AG) has an MFI of 10 (in g / 10 min at 190 ° C, 2.16 kg, measured according to DIN 53 735), a melting point of 140 ° C, measured according to ISO 3146 / C2 Lubricant of 0.4 wt .-% and a
- Antiblock content of 0.1% by weight The two-layer film was coextruded and then sequentially biaxially stretched.
- the maximum extrusion temperature for material A was 180 ° C, for material B 190 ° C.
- the melt was cooled as a flat film on a cooling roll mill at roll temperatures of 43 ° C. on the casting roll and 22 ° C. on the cooling roll.
- a solid thick film was formed, which in the next process step was heated to stretching temperature by tempering rolls at temperatures of 82 ° C.
- the actual stretching rollers were operated at a temperature of 85 ° C.
- the flat film was stretched in one step by the ratio 1: 4.2 in the longitudinal direction.
- the post-heating rollers over which the film then ran were at a temperature of 50 ° C.
- the transverse stretching oven was heated to 130 ° C.
- the temperature in the actual transverse stretch was 120 ° C.
- the film was stretched transversely by a ratio of 1: 4.6. This resulted in a calculated area stretch ratio of 1: 19.3.
- the film was fixed at a temperature of 105 ° C.
- the production speed at the outlet of the transverse stretch was 18.0 m / min. A film with a thickness of 55 ⁇ m could be produced. - 19 -
- Example 2 The same biodegradable polyesteramides from Example 1 were processed under the process conditions described in Example 1 to give a three-layer biaxially oriented ABA film. In this case, a film with a total thickness of 80 ⁇ m was produced, the polyester amide with the lower melting point forming the outer layers in order to achieve the improved sealing properties of the film.
- a three-layer ABA film was produced from the same biodegradable polyester amides from Examples 1 and 2 on a blown film line.
- the maximum extrusion temperature was 160 ° C.
- the melt was discharged through a multi-layer ring nozzle and cooled by air.
- the maximum nozzle temperature was also 160 ° C. In this case, a film with a total thickness of 75 ⁇ m and a width of 500 mm was produced, the polyester amide with the low melting point forming the outer layers.
- a single-layer film was produced from the biodegradable polyester amide (material A) from Examples 1, 2 and 3 on a blown film line.
- the maximum extrusion temperature was 160 ° C.
- the melt was discharged through an annular die and cooled by air.
- the maximum nozzle temperature was also 160 ° C. In this case, a film with a thickness of 95 ⁇ m and a width of 300 mm was produced.
- the mechanical parameters tear strength and elongation at break were determined on the samples both in the longitudinal and in the transverse direction in accordance with DIN 53 455.
- the E module in the longitudinal and transverse directions was determined in accordance with DIN 53 457.
- the thickness of the individual samples was determined in accordance with DIN 53 370.
- the permeability of oxygen to the samples was measured at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 75% in accordance with DIN 53 380. Furthermore, the permeability of water vapor at a temperature of 23 ° C and a relative humidity of 85% was determined in accordance with DIN 53 122.
- Sealing seam strengths The strength of the sealing seams, which were produced on a sealing device with a sealing tool heated on both sides, was determined on the samples.
- the seal strength is understood as the maximum force that is required to separate a seal seam produced under defined conditions (pressure, time, temperature).
- the sealing seam is given in N, the strip width is added as an index (N / 15mm).
- the sealing area is the temperature range in which a measurable
- Two clean, clean sample strips were removed from the film web to be tested. For sealing, they were placed on top of one another with the surfaces to be sealed and held between the sealing jaws in such a way that the sample protruded at least 1 cm on each side. Sealing must be perpendicular to the direction of film travel.
- test strip A 15 mm wide test strip was cut from the center of the seal seam produced, exactly in the film running direction, using a test strip cutter. It was tested for seal strength using a tensile strength machine by separating it perpendicular to the seal seam. The maximum value of the force occurring during tearing was given in each case.
Abstract
The invention relates to a multi-layer film made of different polyester amides which differ in their molecular structure. The polyester amides can be biodegradable so that the entire multi-layer film is also biodegradable. The multi-layer film can be both non-oriented and monoaxially or biaxially oriented. To make it easier to process it can contain additives and has improved sealing properties.
Description
Mindestens zweischichtige, thermoplastische Folien aus Polyesteramid mit verbessertem Siegelverhalten, Verfahren zu deren Herstellung und ihre VerwendungAt least two-layer thermoplastic films made of polyester amide with improved sealing behavior, process for their production and their use
Die Erfindung betrifft mindestens zweischichtige, thermoplastische Folien aus Polyesteramid.The invention relates to at least two-layer, thermoplastic films made of polyester amide.
Thermoplastische Folien aus Polyesteramid sind beispielsweise aus der DE-A- 44 44 948 oder (als Teil von Verbundmehrschichtfolien) aus der DE-A-196 32 799 bekannt. Derartige, einschichtige Folien weisen aber ein für viele Anwendungen unzureichendes Siegelverhalten, insbesondere eine unzureichende Siegelfestigkeit auf.Thermoplastic films made of polyester amide are known, for example, from DE-A-44 44 948 or (as part of composite multilayer films) from DE-A-196 32 799. Such single-layer films, however, have inadequate sealing behavior for many applications, in particular inadequate sealing strength.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, eine Folie aus Polyesteramid mit verbesserten Siegeleigenschaften herzustellen. Dieses Ziel wurde dadurch erreicht, daß eine mindestens zweischichtige Folie aus verschiedenen Polyesteramiden, die sich in ihrem molekularen Aufbau und damit thermischen Eigenschaften unterscheiden, hergestellt wird. Dabei sind die mindestens zwei Schichten so angeordnet, daß die außen liegende Polyesteramidschicht einen niedrigeren Schmelzpunkt auf- weist als die unmittelbar benachbarte innere Schicht. Jede Schicht kann dabei aus einem einzelnen oder einer Mischung mehrerer Polyesteramide bestehen. Außerdem kann die Folie zur besseren Herstellung oder besseren Weiterverarbeitung mit üblichen Additiven und Hilfsmitteln ausgerüstet sein. Die mindestens zweischichtige Folie wird bevorzugt durch einen Extrusionsprozeß hergestellt. Zudem kann die mindestens zweischichtige Folie anschließend einer monoaxialen oder biaxialenThe object of the present invention was therefore to produce a polyester amide film with improved sealing properties. This goal was achieved in that an at least two-layer film is made from different polyester amides, which differ in their molecular structure and thus thermal properties. The at least two layers are arranged in such a way that the polyesteramide layer on the outside has a lower melting point than the immediately adjacent inner layer. Each layer can consist of a single or a mixture of several polyester amides. In addition, the film can be equipped with conventional additives and auxiliaries for better production or better processing. The at least two-layer film is preferably produced by an extrusion process. In addition, the at least two-layer film can then be monoaxial or biaxial
Orientierung unterzogen werden.Orientation.
Dabei war es überraschend, daß sich die Polyesteramide thermoplastisch verarbeiten lassen und bei unverstreckten, monoaxial oder biaxial verstreckten Folien durch den mindestens zweischichtigen Aufbau aus unterschiedlichen Polyesteramiden ein verbessertes Siegelverhalten realisiert wird. Die verbesserte Siegeleigenschaft der ver-
- 2 -It was surprising that the polyester amides can be processed thermoplastically and that, in the case of undrawn, monoaxially or biaxially stretched films, the at least two-layer structure of different polyester amides results in improved sealing behavior. The improved sealing properties of the - 2 -
streckten und unverstreckten Folien macht sich im Gegensatz zu einer einschichtigen Folie durch eine geringere Verformung der Siegelnaht und eine höhere Siegelnahtfestigkeit bemerkbar.Stretched and undrawn films, in contrast to a single-layer film, are noticeable by less deformation of the seal seam and a higher seal seam strength.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die der äußeren Schicht unmittelbar benachbarte innereIt is advantageous if the inner layer immediately adjacent to the outer layer
Schicht einen höheren Anteil an Polyamidstrukturen aufweist als die äußere Schicht.Layer has a higher proportion of polyamide structures than the outer layer.
Ganz besonders bevorzugt ist ein dreischichtiger Aufbau der erfindungsgemäßen Folie, bei dem eine weitere innere (d.h. dritte) Schicht wiederum einen niedrigeren Schmelzpunkt als die der äußeren Schicht unmittelbar benachbarte innere Schicht aufweist und insbesondere eine mit der äußeren Schicht identische Zusammensetzung aufweist.A three-layer structure of the film according to the invention is very particularly preferred, in which a further inner (i.e. third) layer in turn has a lower melting point than the inner layer immediately adjacent to the outer layer and in particular has a composition identical to the outer layer.
Gegenstand der Erfindung ist eine mindestens zweischichtige Folie, die sowohl un- verstreckt als auch monoaxial oder biaxial verstreckt sein kann und deren Schichten aus verschiedenen Polyesteramiden oder Mischungen aus mehreren Polyesteramiden bestehen sowie zusätzlich mit maximal 5 Gew.-% Nukleierungsmitteln und maximal 5 Gew.-% der üblichen Stabilisatoren und Neutralisationsmittel und maximal 5 Gew.-% der üblichen Gleit- und Trennmittel in einer, mehreren oder allen Schichten sowie maximal 5 Gew.-% der üblichen Antiblockmittel bevorzugt in den äußerenThe invention relates to an at least two-layer film which can be both unstretched and monoaxially or biaxially stretched and whose layers consist of different polyester amides or mixtures of several polyester amides and additionally with a maximum of 5% by weight of nucleating agents and a maximum of 5% by weight. % of the usual stabilizers and neutralizing agents and a maximum of 5% by weight of the usual lubricants and release agents in one, more or all layers and a maximum of 5% by weight of the conventional antiblocking agents, preferably in the outer
Deckschichten enthält.Contains top layers.
In einer besonderen Form kann die mindestens zweischichtige Folie zusätzlich mit einer Corona- und/oder Flamm- und/oder Plasmavorbehandlung und/oder einem oxidativ wirkenden Stoff und/oder einem an-/ablagerbaren Stoff und/oder einemIn a special form, the at least two-layer film can additionally be treated with a corona and / or flame and / or plasma pretreatment and / or an oxidizing substance and / or a depositable / depositable substance and / or a
Stoffgemisch aus oxidativ wirkenden und/oder anlagerbaren Stoffen, z.B. Gase mit radikalischen Komponenten wie Ozon oder einem plasmaangeregten Gasgemisch aus beispielsweise Hexamethyldisiloxan mit Stickstoff (N2) und/oder Sauerstoff (O2), auf der Oberfläche behandelt werden. Dabei erfolgen die genannten Oberflächenvor- behandlungen bei den verstreckten Folien vorzugsweise nach der Orientierung.
- 3 -Mixture of substances having an oxidative effect and / or attachable substances, for example gases with free radical components such as ozone or a plasma-excited gas mixture of, for example, hexamethyldisiloxane with nitrogen (N 2 ) and / or oxygen (O 2 ), are treated on the surface. In the case of the stretched films, the surface pretreatments mentioned are preferably carried out according to the orientation. - 3 -
Die monoaxiale oder biaxiale Orientierung erfolgt bei amorphen Thermoplasten in Temperaturbereichen oberhalb der Glasübergangstemperatur sowie bei teilkristallinen Thermoplasten oberhalb der Glasübergangstemperatur und unterhalb der Kristallitschmelztemperatur.The monoaxial or biaxial orientation takes place in the case of amorphous thermoplastics in temperature ranges above the glass transition temperature and in the case of partially crystalline thermoplastics above the glass transition temperature and below the crystallite melting temperature.
Es ist bekannt, daß bestimmte Polyesteramide wie auch andere polymere Werkstoffe einem biologischen Abbau unterliegen können. Hauptsächlich sind hier Materialien zu nennen, die aus natürlich vorkommenden Polymeren direkt oder nach Modifizierung erhalten werden, beispielsweise Polyhydroxyalkanoate wie Polyhydroxybutyrat, plastische Cellulosen, Celluloseester, plastische Stärken, Chitosan und Pullulan. Eine gezielte Variation der Polymerzusammensetzung oder der Strukturen, wie sie von seiten der Polymeranwendung wünschenswert ist, ist aufgrund des natürlichen Synthesevorgangs nur schwer und oftmals nur sehr eingeschränkt möglich. Unter den Begriffen "biologisch abbaubare und kompostierbare Polymere bzw. Folien" werden im Sinne dieser Erfindung Güter verstanden, die entsprechend der Prüfung nach DINIt is known that certain polyesteramides as well as other polymeric materials can be subject to biodegradation. Mainly materials that are obtained directly or after modification from naturally occurring polymers are to be mentioned, for example polyhydroxyalkanoates such as polyhydroxybutyrate, plastic celluloses, cellulose esters, plastic starches, chitosan and pullulan. A targeted variation of the polymer composition or the structures, as is desirable on the part of the polymer application, is difficult and often only possible to a very limited extent due to the natural synthesis process. For the purposes of this invention, the terms "biodegradable and compostable polymers or films" are understood to mean goods which correspond to the test according to DIN
V 54 900 von 1998 die "Bioabbaubarkeit" testiert bekommen.V 54 900 from 1998 got the "biodegradability" tested.
Viele der synthetischen Polymere hingegen werden durch Mikroorganismen nicht oder nur äußerst langsam angegriffen. Hauptsächlich synthetische Polymere, die Heteroatome in der Hauptkette enthalten, werden als potentiell biologisch abbaubar angesehen. Eine wichtige Klasse innerhalb dieser Materialien stellen die Polyester dar. Synthetische Rohstoffe, die nur aliphatische Monomere enthalten, weisen zwar eine relativ gute biologische Abbaubarkeit auf, sind aufgrund ihrer Materialeigenschaften nur äußerst eingeschränkt anwendbar; vergl. Witt et al. in Macrom. Chem. Phys., 195 (1994) S. 793 - 802. Aromatische Polyester zeigen dagegen bei guten Materialeigenschaften deutlich verschlechterte, biologische Abbaubarkeit.However, many of the synthetic polymers are not attacked by microorganisms, or only very slowly. Mainly synthetic polymers that contain heteroatoms in the main chain are considered to be potentially biodegradable. An important class within these materials are the polyesters. Synthetic raw materials that only contain aliphatic monomers have a relatively good biodegradability, but can only be used to a very limited extent due to their material properties; see Witt et al. in Macrom. Chem. Phys., 195 (1994) pp. 793-802. Aromatic polyesters, on the other hand, show significantly deteriorated, biodegradability with good material properties.
Seit neuerer Zeit sind verschiedene biologisch abbaubare Polymere bekannt (siehe DE-44 32 161). Diese besitzen die Eigenschaft, daß sie gut thermoplastisch verarbeit- bar und auf der anderen Seite biologisch abbaubar sind, d.h. deren gesamte Polymerkette von Mikroorganismen (Bakterien und Pilzen) mittels Enzyme gespalten und
- 4 -Various biodegradable polymers have been known recently (see DE-44 32 161). These have the property that they can be processed easily thermoplastically and, on the other hand, are biodegradable, ie their entire polymer chain is split by microorganisms (bacteria and fungi) by means of enzymes and - 4 -
vollständig zu Kohlendioxid, Wasser und Biomasse abgebaut werden. Ein entsprechender Test in natürlicher Umgebung unter Einwirkung von Mikroorganismen, wie es u.a. in einem Kompost vorherrscht, wird u.a. in der DIN V 54 900 gegeben. Diese biologisch abbaubaren Materialien können aufgrund des thermoplastischen Ver- haltens zu Halbzeugen wie Gieß- oder Blasfilmen verarbeitet werden. Dennoch ist der Einsatz dieser Halbzeuge stark begrenzt. Zum einen zeichnen sich diese Filme durch schlechte mechanische Eigenschaften aus und zum anderen sind die Sperreigenschaften hinsichtlich Wasserdampf und Gasen im Vergleich zu Filmen aus typischen, jedoch nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen wie Polyethylen, Poly- propylen oder Polyamid sehr schlecht.be completely broken down into carbon dioxide, water and biomass. A corresponding test in a natural environment under the influence of microorganisms, such as prevails in a compost, is among other things given in DIN V 54 900. Due to the thermoplastic behavior, these biodegradable materials can be processed into semi-finished products such as cast or blown films. However, the use of these semi-finished products is very limited. On the one hand, these films are characterized by poor mechanical properties and, on the other hand, the barrier properties with regard to water vapor and gases are very poor in comparison to films made from typical, but not biodegradable plastics such as polyethylene, polypropylene or polyamide.
Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus die Verwendung bestimmter biologisch abbaubarer und kompostierbarer Polyesteramide oder eine Mischung dieser Polymere zur Herstellung der mehrschichtigen Folie.The invention also relates to the use of certain biodegradable and compostable polyester amides or a mixture of these polymers for the production of the multilayer film.
Erfindungsgemäß geeignet sind aliphatische oder teilaromatische Polyesteramide, die aus folgenden Monomeren aufgebaut sein sind:Suitable according to the invention are aliphatic or partially aromatic polyester amides which are composed of the following monomers:
I) aliphatischen bifiinktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C]0- Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders bevorzugt Butandiol, und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktio- nellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifiinktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3-C12-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglygol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3-C12-Alkylpolyole, wie bei- spielsweise 1,2,3-Propantriol, Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bi- ftmktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette,
wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifiinktionellen Säuren wie beispielsweise Tere- phthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oderI) aliphatic bifiinktionellen alcohols, preferably linear C 2 to C] 0 - dialcohols such as for example ethanediol, butanediol, hexanediol, more preferably butanediol, and / or optionally cycloaliphatic bifunctional alcohols, preferably having 5 to 8 carbon atoms, such as cyclohexanedimethanol , and / or partially or completely instead of the diols monomeric or oligomeric polyols based on ethylene glycol, propylene glycol, tetrahydrofuran or copolymers thereof with molecular weights up to 4000, preferably up to 1000, and / or optionally small amounts of branched bifunctional alcohols, preferably C 3 -C 12 - Alkyldiols, such as neopentylglygol and additionally optionally small amounts of higher-functional alcohols, preferably C 3 -C 12 -alkyl polyols, such as, for example, 1,2,3-propanetriol, trimethylolpropane, and from aliphatic bifunctional acids, preferably with 2 to 12 C- Atoms in the alkyl chain, such as, for example, and preferably succinic acid, adipic acid and / or optionally aromatic bifunctional acids such as, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and, if appropriate, small amounts of higher-functional acids such as, for example, trimellitic acid or
II) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Kohlenstoffkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε- Caprolacton oder Dilactid,II) from acid- and alcohol-functionalized building blocks, preferably with 2 to 12 carbon atoms in the carbon chain, for example hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, lactic acid, or their derivatives, for example ε-caprolactone or dilactide,
oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus I) und II), wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen, undor a mixture and / or a copolymer of I) and II), the aromatic acids making up no more than 50% by weight, based on all acids, and
III) einem Amidanteil aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifiinktionellen und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifiinktionellen Aminen, bevorzugt sind lineare aliphatische C2 bis C]0-Diamine, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Aminen, unter den Aminen bevorzugt Hexamethylendiamin, Isophorondiamin und besonders bevorzugt Hexamethylendiamin, sowie aus linearen und/oder cycloaliphatischen bifiinktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette bzw. C5- oder C6-Ring im Falle von cycloaliphatischen Säuren, bevorzugt Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweig- ten bifiinktionellen und/oder gegebenenfalls aromatischen bifiinktionellenIII) an amide content of aliphatic and / or cycloaliphatic bifunctional and / or optionally small amounts of branched bifunctional amines, preference is given to linear aliphatic C 2 to C ] 0 -diamines, and additionally optionally small amounts of higher-functional amines, among the amines preferably hexamethylenediamine, isophoronediamine and particularly preferably hexamethylenediamine, and from linear and / or cycloaliphatic bifunctional acids, preferably having 2 to 12 carbon atoms in the alkyl chain or C 5 or C 6 ring in the case of cycloaliphatic acids, preferably adipic acid, and / or optionally small amounts branched bi-functional and / or optionally aromatic bi-functional
Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 10 C-Atomen, oder
oder einer Mischung aus III) und IV) als Amidanteil, wobei der Esteranteil I) und/oder II) mindestens 3 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus I), II), III) und IV) beträgt, vorzugsweise der Gewichtsanteil der Esterstrukturen 5 bis 70 Gew.-%, der Anteil der Amidstrukturen 95 bis 30 Gew.-% beträgt und in einer bevorzugten Form der biologisch abbaubaren Polyesteramide der Esteranteil I) und/oder II) mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus I), II), III) und IV) beträgt, vorzugsweise der Gewichtsanteil der Esterstrukturen 30 bis 70 Gew.-%, der Anteil der Amidstrukturen 70 bis 30 Gew.-% beträgt.Acids such as, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and additionally, if appropriate, small amounts of higher-functional acids, preferably having 2 to 10 carbon atoms, or or a mixture of III) and IV) as the amide fraction, the ester fraction I) and / or II) being at least 3% by weight, based on the sum of I), II), III) and IV), preferably the weight fraction of the ester structures is 5 to 70% by weight, the proportion of the amide structures is 95 to 30% by weight and in a preferred form of the biodegradable polyester amides the ester proportion I) and / or II) is at least 30% by weight, based on the The sum of I), II), III) and IV) is preferably 30 to 70% by weight of the ester structures and 70 to 30% by weight of the amide structures.
Bei den erfindungsgemäß geeigneten Polyesteramiden kann es sich sowohl um reine Polyesteramide als auch um Mischungen aus verschiedenen Polyesteramiden handeln.The polyester amides suitable according to the invention can be both pure polyester amides and mixtures of different polyester amides.
Die erfingungsgemäß geeigneten Polyesteramide können mit maximal 5 Gew.-% fürThe polyester amides suitable according to the invention can contain a maximum of 5% by weight for
Polyester typisch eingesetzte Nukleierungsmitteln (beispielsweise 1,5- Naphthalindinatriumsul-fonat oder Schichtsilikate, beispielsweise Talkum, oder Keimbildner der Nanoteilchengröße, d.h. mittlerer Teilchendurchmesser <1 μm, aus beispielsweise Titannitrid, Aluminiumhydroxylhydrat, Bariumsulfat oder Zirkonverbindungen) und mit maximal 5 Gew.-% der üblichen Stabilisatoren undNucleating agents typically used in polyester (for example 1,5-naphthalenedisodium sulfonate or layered silicates, for example talc, or nucleating agents of nanoparticle size, ie average particle diameter <1 μm, of for example titanium nitride, aluminum hydroxyl hydrate, barium sulfate or zirconium compounds) and with a maximum of 5% by weight of usual stabilizers and
Neutralisationsmittel und mit maximal 5 Gew.-% der üblichen Gleit- und Trennmittel und maximal 5 Gew.-% der üblichen Antiblockmittel, ausgestattet und möglicherweise mit einer Corona- oder Flamm- oder Plasmavorbehandlung oder einem oxidativ wirkenden Stoff oder Stoffgemisch, z.B. Gase mit radikalischen Komponenten wie Ozon oder einem plasmaangeregten Gasgemisch aus beispielsweise Hexamethyldisiloxan mit Stickstoff (N2) und/oder Sauerstoff (O2), auf der Oberfläche behandelt sein.Neutralizing agents and with a maximum of 5% by weight of the usual lubricants and release agents and a maximum of 5% by weight of the usual antiblocking agents, and possibly with a corona or flame or plasma pretreatment or an oxidizing substance or mixture of substances, for example gases with radicals Components such as ozone or a plasma-excited gas mixture of, for example, hexamethyldisiloxane with nitrogen (N 2 ) and / or oxygen (O 2 ), have been treated on the surface.
Als Stabilisatoren und Neutralisationsmittel können die üblichen stabilisierend wir- kenden Verbindungen für Polyesterverbindungen eingesetzt werden. Deren Zusatzmenge liegt maximal bei 5 Gew.-%.
Besonders geeignet als Stabilisatoren sind phenolische Stabilisatoren, Alkali-/Erd- alkalistearate und/oder Alkali-/Εrdalkalicarbonate. Phenolische Stabilisatoren werden in einer Menge von 0 bis 3 Gew.-%, insbesondere 0,15 bis 0,3 Gew.-% und mit einer Molmasse von mehr als 500 g/mol bevorzugt. Pentaerythrityl-Tetrakis-The usual stabilizing compounds for polyester compounds can be used as stabilizers and neutralizing agents. The amount added is a maximum of 5% by weight. Phenolic stabilizers, alkali / alkaline earth stearates and / or alkali / alkaline earth carbonates are particularly suitable as stabilizers. Phenolic stabilizers are preferred in an amount of 0 to 3% by weight, in particular 0.15 to 0.3% by weight and with a molar mass of more than 500 g / mol. Pentaerythrityl tetrakis
3(3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxyphenyl)-Propionat oder 1 ,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris- (3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxybenzyl)-benzol sind besonders vorteilhaft.3 (3,5-di-tertiary-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate or 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-tertiary-butyl-4-hydroxybenzyl) -benzene are special advantageous.
Neutralisationsmittel sind vorzugsweise Dihydrotalcit, Calciumstearat, Calcium- carbonat und/oder Calciummontanat einer mittleren Teilchengröße von höchstens 0,7 μm, einer absoluten Teilchengröße von kleiner 10 μm und einer spezifischen Oberfläche von mindestens 40 m2/g.Neutralizing agents are preferably dihydrotalcite, calcium stearate, calcium carbonate and / or calcium montanate with an average particle size of at most 0.7 μm, an absolute particle size of less than 10 μm and a specific surface area of at least 40 m 2 / g.
In einer besonders bevorzugten Aufuhrungsform der Folie besitzt diese einen Nuk- leierungsmittelanteil von 0,0001 bis 2 Gew.-% und einen Stabilisatoren- und Neutralisationsmittelanteil von 0,0001 bis 2 Gew.-%.In a particularly preferred embodiment, the film has a nucleating agent content of 0.0001 to 2% by weight and a stabilizer and neutralizing agent content of 0.0001 to 2% by weight.
Gleit- und Trennmittel sind höhere aliphatische Amide, tertiäre Amine, aliphatische Säureamide, höhere aliphatische Säureester, niedrigmolekulare polarmodifizierte Wachse, Montanwachse, cyclische Wachse, Phthalate, Metallseifen sowie Silikonöle.Lubricants and release agents are higher aliphatic amides, tertiary amines, aliphatic acid amides, higher aliphatic acid esters, low molecular polar modified waxes, montan waxes, cyclic waxes, phthalates, metal soaps and silicone oils.
Besonders geeignet ist der Zusatz von höheren aliphatischen Säureamiden und Silikonölen.The addition of higher aliphatic acid amides and silicone oils is particularly suitable.
Unter den aliphatischen Amiden sind insbesondere die Angebotsformen von Ethylen- amid bis Stearylamid geeeignet. Aliphatische Säureamide sind Amide einer wasserunlöslichen Monocarbonsäure (sogenannte Fettsäuren) mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 10 bis 18 Kohlenstoffatomen. Erucasäureamid, Stearinsäure- amid und Ölsäureamid sind hierunter bevorzugt.
- 8 -Among the aliphatic amides, the supply forms from ethylene amide to stearyl amide are particularly suitable. Aliphatic acid amides are amides of a water-insoluble monocarboxylic acid (so-called fatty acids) with 8 to 24 carbon atoms, preferably 10 to 18 carbon atoms. Erucic acid amide, stearic acid amide and oleic acid amide are preferred among them. - 8th -
Geeignet als Trenn- oder Gleitmittel sind außerdem Verbindungen, die sowohl Esterais auch Amidgruppen enthalten, wie beispielsweise Stearamid-Ethylstearat bzw. 2 Stear- Amido-Ethyl- Stearat.Also suitable as release agents or lubricants are compounds which contain both esterais and amide groups, such as stearamide ethyl stearate or 2 stear amido ethyl stearate.
Unter der Bezeichnung Montanwachse fallt ein Reihe von verschiedenen Verbindungen. Siehe hierzu Neumüller et al. in Römpps Chemie-Lexikon, Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart, 1974.A number of different compounds fall under the name montan waxes. See Neumüller et al. in Römpps Chemie-Lexikon, Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart, 1974.
Als cyclische Wachse sind beispielsweise Komponenten wie cyclische Adipinsäure- tetramethylenester bzw. 1.6-Dioxa-2.7-dioxocyclododecan, oder das homologe Hexa- methylenderivat geeignet. Solche Stoffe sind als Handelsprodukte mit dem Namen Glycolube VL bekannt.Examples of suitable cyclic waxes are components such as cyclic adipic acid tetramethylene esters or 1,6-dioxa-2,7-dioxocyclododecane, or the homologous hexamethylene derivative. Such substances are known as commercial products with the name Glycolube VL.
Geeignete Silikonöle sind Polydialkylsiloxane, vorzugsweise Polydimethylsiloxan, Polymethylphenylsiloxan, olefinmodifiziertes Silikon, mit Polyethern modifiziertesSuitable silicone oils are polydialkylsiloxanes, preferably polydimethylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, olefin-modified silicone, and modified with polyethers
Silikon wie z.B. Polyethylenglykol und Polypropylenglykol sowie epoxyamino- und alkoholmodifiziertes Silikon. Die Viskosität der geeigneten Silikonöle liegt im Bereich von 5 000 bis 1 000 000 mm2/s. Polydimenthylsiloxan mit einer Viskosität von 10.000 bis 100.000 mm2/s ist bevorzugt.Silicone such as polyethylene glycol and polypropylene glycol as well as epoxyamino and alcohol modified silicone. The viscosity of the suitable silicone oils is in the range from 5,000 to 1,000,000 mm 2 / s. Polydimenthylsiloxane with a viscosity of 10,000 to 100,000 mm 2 / s is preferred.
Die Menge des zugesetzten Gleitmittels beträgt maximal 5 Gew.-%. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Folie besitzt diese einen Gleitmittelanteil von 0,005 bis 4 Gew.-%. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Folie besitzt diese einen Gleitmittelanteil von 0,05 bis 1 Gew.-%.The amount of lubricant added is at most 5% by weight. In a particularly preferred embodiment of the film, it has a lubricant content of 0.005 to 4% by weight. In a very particularly preferred embodiment of the film, it has a lubricant content of 0.05 to 1% by weight.
Geeignete Antiblockmittel sind sowohl anorganische als auch organische Zusatzstoffe, die als Erhebung aus der Folienoberfläche herausragen und somit einen Ab- standshaltereffekt hervorrufen.Suitable antiblocking agents are both inorganic and organic additives, which protrude from the film surface as an elevation and thus cause a spacer effect.
In einer bevorzugten Form werden als anorganische Antiblockmittel die folgendenIn a preferred form, the following are used as inorganic antiblocking agents
Stoffe eingesetzt:
- 9 -Fabrics used: - 9 -
AluminiumhydroxidAluminum hydroxide
Aluminiumsilikate, beispielsweise Kaolin oder Kaolinton,Aluminum silicates, for example kaolin or kaolin clay,
Aluminiumoxide, beispielsweise Θ-AluminiumoxidAluminum oxides, for example Θ-aluminum oxide
Aluminiumsulfat Keramiken aus Silica-AluminiumoxidenAluminum sulfate ceramics made of silica aluminum oxides
Bariumsulfat natürliche und synthetische KieselsäurenBarium sulfate natural and synthetic silicas
Schichtsilikate, beispielsweise Asbest,Layered silicates, for example asbestos,
Siliciumdioxid Calciumcarbonat vom Calcit-TypSilicon dioxide Calcium carbonate of the calcite type
CalciumphosphatCalcium phosphate
MagnesiumsilikateMagnesium silicates
MagnesiumcarbonatMagnesium carbonate
Magnesiumoxid TitandioxidMagnesium oxide Titanium dioxide
Zinkoxidzinc oxide
Microglaskugeln und als organische Antiblockmittel die folgenden Stoffe eingesetzt: mit dem biologisch abbaubaren Polymer unverträgliche organische Polymerisate wie StärkeMicro glass balls and the following substances are used as organic antiblocking agents: organic polymers such as starch which are incompatible with the biodegradable polymer
PolystyrolePolystyrene
PolyamidePolyamides
Polycarbonate vernetztes und unvernetztes Polymethylmethacrylat vernetztes Polysiloxan (z.B. Tospearl) polarmodifizierts Polyethylen (z.B. Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polyethylen) polarmodifizierts Polypropylen (z.B. Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polypropylen) statistische Copolymer auf Ethylen- oder Propylenbasis mit Vinylalcohol oder Vinyl- acetat oder Acrylsäure oder Acrylsäureester oder Methacrylsäure oder Methacryl-
- 10 -Polycarbonate cross-linked and uncross-linked polymethyl methacrylate cross-linked polysiloxane (e.g. Tospearl) polar-modified polyethylene (e.g. maleic anhydride-grafted polyethylene) polar-modified polypropylene (e.g. maleic anhydride-grafted polypropylene) statistical copolymer on ethylene or propylene acid or acrylic or acrylic acid or acrylic or methacrylic acid or acrylic methacrylic or methacrylate with acrylic alcohol - - 10 -
säureester oder Metallsalzen der Methacrylsäure oder Metallsalze der Methacryl- säureesteracid esters or metal salts of methacrylic acid or metal salts of methacrylic acid esters
Benzoguanamin Formaldehyd Polymere aliphatische und teilaromatische Polyester mit anderen Schmelzpunkten als derBenzoguanamine formaldehyde polymers aliphatic and partially aromatic polyesters with different melting points than that
Folienrohstoff aliphatische Polyesteramide mit anderen Schmelzpunkten als der Folienrohstoff aliphatische Polyesterurethane mit anderen Schmelzpunkten als der Folienrohstoff aliphatisch-aromatische Polyestercarbonate mit anderen Schmelzpunkten als derFilm raw material aliphatic polyester amides with different melting points than the film raw material aliphatic polyester urethanes with different melting points than the film raw material aliphatic-aromatic polyester carbonates with different melting points than that
FolienrohstoffFoil raw material
Die wirksame Menge an Antiblockmittel liegt im Bereich bis maximal 5 Gew.-%. In einer besonders bevorzugten Ausfuhrung enthält die Folie 0,005 bis 4 Gew.-% Antiblockmittel. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführung enthält die Folie 0,05 bis 1 Gew.-% Antiblockmittel. Die mittlere Teilchengröße liegt zwischen 1 und 6 μm, insbesondere 2 und 5 μm, wobei Teilchen mit einer kugelförmigen Gestalt, wie in der EP-A-0 236 945 und der DE-A-38 01 535 beschrieben, besonders geeignet sind. Besonders geeignet sind auch Kombinationen verschiedener Abstandshalter- systeme. In einer besonders bevorzugten Ausführung werden die Abstandshalter- systeme den äußeren Deckschichten zugegeben.The effective amount of antiblocking agent is up to a maximum of 5% by weight. In a particularly preferred embodiment, the film contains 0.005 to 4% by weight of antiblocking agent. In a very particularly preferred embodiment, the film contains 0.05 to 1% by weight of antiblocking agent. The average particle size is between 1 and 6 μm, in particular 2 and 5 μm, particles with a spherical shape, as described in EP-A-0 236 945 and DE-A-38 01 535, being particularly suitable. Combinations of different spacer systems are also particularly suitable. In a particularly preferred embodiment, the spacer systems are added to the outer cover layers.
Nach den bisher angewandten Verfahren werden die Polymere für die mit Additiven versehene Folie bei der Rohstoffherstellung mit den gewünschten Gewichtsmengen an organischen oder anorganischen Füllstoffen ausgerüstet. Dies geschieht beim Granulieren des Rohstoffs beispielsweise in Zweischneckenextrudern, wo dem Roh- stoff die Additive zugegeben werden. Neben dieser Art der Additivierung besteht auch die Möglichkeit, daß ein Teil oder alle notwendigen Additive einem nicht oder teilweise ausgerüsteten Rohstoff in Form eines Masterbatches zugegeben werden. Unter dem Begriff Masterbatch ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Stammischung zu verstehen, insbesondere ein granulatförmiges staubfreies Konzen- trat eines Kunststoffrohstoffes mit hohen Mengen an Additiven, das in der Masseaufbereitung als Zwischenprodukt verwendet wird (als Materialzusatz zu einem nicht
- 11 -According to the processes previously used, the polymers for the film provided with additives are provided with the desired amounts by weight of organic or inorganic fillers in the production of raw materials. This happens when the raw material is granulated, for example in twin-screw extruders, where the additives are added to the raw material. In addition to this type of additive, there is also the possibility that some or all of the necessary additives are added to a raw material that is not or only partially finished in the form of a masterbatch. The term masterbatch in the context of the present invention is to be understood as a masterbatch, in particular a granular, dust-free concentrate of a plastic raw material with high amounts of additives, which is used as an intermediate product in mass preparation (as a material addition to one) - 11 -
oder nur teilweise oder unvollständig mit Additiven ausgerüstetem Granulat), um daraus Folien herzustellen, die eine bestimmte Menge an Additiven enthalten. Das Masterbatch wird vor dem Einfüllen des Polymergranulates in den Extruder in derartigen Mengen zu den nicht oder nur teilweise oder unvollständig mit Additiven ausgerüsteten Rohstoffen zugemischt, so daß die gewünschten Gewichtsprozentanteile an Füllstoffen in den Folien realisiert werden.or only partially or incompletely with granules equipped with additives) in order to produce therefrom films which contain a certain amount of additives. The masterbatch is mixed in such amounts before the polymer granules are introduced into the extruder to the raw materials which are not or only partially or incompletely equipped with additives, so that the desired percentages by weight of fillers are achieved in the films.
Die bevorzugten Materialien, aus denen neben den Additiven die Masterbatche hergestellt werden, sind Stoffe, die mit den in dieser Erfindung genannten Polyesterami- den verträglich sind.The preferred materials from which the masterbatches are produced in addition to the additives are substances which are compatible with the polyesteramides mentioned in this invention.
Für die Untergruppe der biologisch abbaubaren Polyesteramide sind die Materialien, aus denen neben den Additiven die Masterbatche hergestellt werden, in einer besonders bevorzugten Form ebenfalls biologisch abbaubar.For the subgroup of biodegradable polyester amides, the materials from which the masterbatches are produced in addition to the additives are also biodegradable in a particularly preferred form.
Bei der Coronabehandlung wird zwecksmäßigerweise so vorgegangen, daß die Folie zwischen zwei als Elektroden dienenden Leiterelementen hindurchgeführt wird, wobei zwischen den Elektroden eine so hohe Spannung, meist Wechselspannung (etwa 5 bis 20 kV und 5 bis 30 kHz), angelegt ist, daß Sprüh- oder Coronaent- ladungen stattfinden können. Durch die Sprüh- oder Coronaentladung wird die Luft oberhalb der Folienoberfläche ionisiert und reagiert mit den Molekülen der Folienoberfläche, so daß zusätzlich polare Einlagerungen in der Polymermatrix entstehen.In corona treatment, the procedure is expediently such that the film is passed between two conductor elements serving as electrodes, such a high voltage, usually alternating voltage (approximately 5 to 20 kV and 5 to 30 kHz), being applied between the electrodes that spray or corona discharges can take place. The air above the film surface is ionized by the spray or corona discharge and reacts with the molecules of the film surface, so that additional polar deposits are formed in the polymer matrix.
Für eine Flammbehandlung mit polarisierter Flamme (vgl. US-A-4 622 237) wird eine elektrische Gleichspannung zwischen einem Brenner (negativer Pol) und einerFor flame treatment with polarized flame (cf. US-A-4 622 237), an electrical direct voltage is applied between a burner (negative pole) and one
Kühlwalze angelegt. Die Höhe der angelegten Spannung beträgt zwischen 400 und 3000 V, vorzugsweise liegt sie im Bereich von 500 bis 2000 V. Durch die angelegte Spannung erhalten die ionisierten Atome eine erhöhte Beschleunigung und treffen mit größerer kinetischer Energie auf die Polymeroberfläche. Die chemischen Bin- düngen innerhalb des Polymermoleküls werden leichter aufgebrochen und dieCooling roller created. The level of the applied voltage is between 400 and 3000 V, preferably in the range from 500 to 2000 V. The applied voltage gives the ionized atoms increased acceleration and impacts the polymer surface with greater kinetic energy. The chemical bonds within the polymer molecule are broken up more easily and the
Radikalbildung geht schneller vonstatten. Die thermische Belastung des Polymeren
- 12 -Radical formation is faster. The thermal load on the polymer - 12 -
ist hierbei weitaus geringer als bei der Standardflammbehandlung, und es können Folien erhalten werden, bei denen die Siegeleigenschaften der behandelten Seite sogar besser sind als diejenigen der nicht behandelten Seite.is much lower than that of the standard flame treatment, and films can be obtained in which the sealing properties of the treated side are even better than those of the untreated side.
Bei einer Plasmavorbehandlung werde in einer Niederdruckkammer Gase, z.B.In a plasma pretreatment, gases, e.g.
Sauerstoff oder Stickstoff oder Kohlendioxid oder Methan oder Halogenkohlenwasserstoffe oder Silanverbindungen oder höhermolekulare Verbindungen oder auch Mischungen hiervon, einem hochenergiereichen Feld, z.B. Mikrowellenstrahlung, ausgesetzt. Es entstehen hochenergiereiche Elektronen, die auf die Moleküle treffen und ihre Energien übertragen. Hierdurch entstehen lokal radikalische Strukturen, deren Anregungszustände Temperaturen von einigen zehntausend Grad Celsius entsprechen, obwohl das Plasma selbst sich nahezu auf Raumtemperatur befindet. Dadurch besteht die Möglichkeit, chemische Bindungen aufzubrechen und Reaktionen in Gang zu setzen, die normalerweise erst bei hohen Temperaturen ablaufen können. Es bilden sich Monomerradikale und Ionen. Aus den entstandenen Mono- merradikalen bilden sich - teilweise schon im Plasma - kurzkettige Oligomere, die dann auf der zu beschichtenden Oberfläche kondensieren und polymerisieren. Auf dem Beschichtungsgut scheidet sich dadurch ein homogener Film ab.Oxygen or nitrogen or carbon dioxide or methane or halogenated hydrocarbons or silane compounds or higher molecular compounds or also mixtures thereof, a high-energy field, e.g. Microwave radiation, exposed. High-energy electrons are created, which hit the molecules and transfer their energies. This creates local radical structures, the excitation states of which correspond to temperatures of a few tens of thousands of degrees Celsius, even though the plasma itself is almost at room temperature. This makes it possible to break chemical bonds and initiate reactions that can normally only take place at high temperatures. Monomer radicals and ions are formed. Short-chain oligomers are formed from the resulting monomer radicals, some of them already in plasma, which then condense and polymerize on the surface to be coated. A homogeneous film is deposited on the coating material.
Bevor sich jedoch die Monomerradikale bzw. Ionen auf dem Substrat abscheiden, besteht außerdem zusätzlich die Möglichkeit, in der sogenannten After-Glow-Zone einen weiteren Stoffstrom den angeregten Molekülen hinzuzufügen. Hierdurch ist es möglich, einen Stoff oder ein Stoffgemisch zu erzeugen, das bei dem Auftreffen auf der Polymerfilmoberfläche einen oxidativen Angriff bei den Substratpolymeren erzeugt. Es bildet sich eine glasartige und meist hochvernetzte Schicht, die mit derHowever, before the monomer radicals or ions deposit on the substrate, there is also the option of adding a further material flow to the excited molecules in the so-called after-glow zone. This makes it possible to produce a substance or a mixture of substances which, when it strikes the polymer film surface, produces an oxidative attack on the substrate polymers. A glass-like and mostly highly cross-linked layer is formed, which with the
Folienoberfläche fest verbunden ist. Bei geeigneter Stoffzusammensetzung ergibt sich hierdurch einen Anstieg der Oberflächenspannung auf der Folie.Foil surface is firmly connected. With a suitable material composition, this results in an increase in the surface tension on the film.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen mindestens zweischichtigen Folie geschieht zweckmäßig über ein Extrusionsverfahren. Die in Granulatform vorliegenden Polyesteramide werden in Extrudern aufgeschmolzen homogenisiert, komprimierert und
- 13 -The at least two-layer film according to the invention is expediently produced using an extrusion process. The polyester amides in granular form are melted in extruders, homogenized, compressed and - 13 -
über eine Mehrschichtdüse ausgetragen. Dabei kann es sich bei der Düse um eine Ringdüse zur Herstellung eines nahtlosen Schlauchfilms handeln. Der so ausgetragene bzw. z.B. mittels Walzenpresseuren ausgezogene Film wird anschließend bis zur Verfestigung abgekühlt. Die Kühlung kann dabei sowohl über Luft als auch über Wasser oder auch mittels Kühlwalzen erfolgen. Die Kühlung kann dabei einseitig oder beidseitig, im Falle einer Schlauchfolie innen- und außenseitig oder nur innen- oder nur außenseitig erfolgen. Die Schlauchfolie kann zudem einseitig oder beidseitig geschnitten werden, so daß man eine mehrschichtigen unverstreckte Flachfolie erhält.discharged through a multi-layer nozzle. The nozzle can be an annular nozzle for producing a seamless tubular film. The carried out or e.g. Film pulled out by roller pressers is then cooled until solidification. The cooling can take place both over air and over water or also by means of cooling rollers. The cooling can take place on one or both sides, in the case of a tubular film on the inside and outside or only on the inside or only on the outside. The tubular film can also be cut on one or both sides, so that a multilayer undrawn flat film is obtained.
Die wie oben beschrieben hergestellte Schlauchfolie kann weiterhin als Primärschlauch nach der Abkühlung bei teilkristallinen Polyesteramiden unter Kristallit- schmelztemperatur und bei amorphen Polyesteramiden oberhalb der Glasübergangstemperatur temperiert und dann biaxial, idealerweise simultan verstreckt werden. Ein besonders geeignetes Verfahren ist dabei das simultane biaxiale Recken mittels Double-Bubble-Technologie, bei der die Verstreckung einer Primärblase über einen anliegenden Innendruck erfolgt. Zur gezielten Einstellung von Schrumpfeigen- schaften kann die Folie anschließend einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Die Folie kann in diesem Fixierprozess wieder bis kurz unter die Kristallitschmelz- temperatur erwärmt werden.The tubular film produced as described above can furthermore be tempered as a primary tube after cooling in the case of partially crystalline polyester amides at crystallite melting temperature and in the case of amorphous polyester amides above the glass transition temperature and then biaxially, ideally simultaneously. A particularly suitable method is simultaneous biaxial stretching using double-bubble technology, in which a primary bladder is stretched by applying internal pressure. The film can then be subjected to a heat treatment in order to adjust the shrink properties. In this fixing process, the film can be heated up again to just below the crystallite melting temperature.
Die Schlauchfolie kann anschließend einer innen- oder außenseitigen Oberflächenbehandlung unterzogen werden.The tubular film can then be subjected to an inside or outside surface treatment.
Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus ein Extrusions verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie, bei dem die Mehrschichtdüse als Flachdüse zur Herstellung einer mehrschichtigen Flachfolie ausgeführt ist. Die ausgetragene Folie wird anschließend bis zur Verfestigung abgekühlt. Die Kühlung kann über Wasser mittels Kühlwalzen erfolgen.
- 14 -The invention also relates to an extrusion process for producing the multilayer film according to the invention, in which the multilayer nozzle is designed as a flat nozzle for producing a multilayer flat film. The discharged film is then cooled until solidification. The cooling can take place over water by means of cooling rollers. - 14 -
Nach der Abkühlung kann die Flachfolie bei teilkristallinen Polyamiden auf Temperaturen unterhalb der Kristallit-Schmelzetemperatur und bei amorphen Polyamiden oberhalb der Glasübergangstemperatur temperiert und anschließend ein oder mehrfach monoaxial oder biaxial verstreckt werden. Nach der oder den Verstreckstufen kann jeweils optional eine Fixierung der Folie erfolgen. Nach den Verstreckvorgängen und den möglicherweise vorherrschenden Fixierstufen kann die somit gefertigte Folie eventuell in-line oberflächenvorbehandelt werden.After cooling, the flat film can be tempered to temperatures below the crystallite melt temperature in the case of partially crystalline polyamides and above the glass transition temperature in the case of amorphous polyamides and then stretched one or more times monoaxially or biaxially. After the stretching stage or stages, the film can optionally be fixed in each case. After the stretching processes and the possibly prevailing fixing stages, the film thus produced can possibly be surface-pretreated in-line.
Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus ein Verfahren zur monoaxialen oder biaxialen Verstreckung der erfindungsgemäßen Folie. Die biaxiale Verstreckung kann im Simultanreckverfahren oder im zweistufigen sequentiellen Verfahren, wobei sowohl zuerst längs- und dann quergereckt als auch zuerst quer- und dann längsgereckt werden kann, oder im dreistufigen sequentiellen Verfahren, wobei sowohl zuerst längs-, dann quer- und abschließend längsgereckt als auch zuerst quer-, dann längs- und abschließend quergereckt werden kann, oder im vierstufigen sequentiellen Verfahren, wobei sowohl zuerst längs-, dann quer-, dann längs- und abschließend quergereckt als auch zuerst quer, dann längs-, dann quer- und abschließend längsgereckt werden kann, erfolgen. An jede einzelne Verstreckung kann sich eventuell eine Fixierung des Films anschließen. Die einzelne Verstreckung jeweils in Längs- und Querrichtung kann dabei ein- oder mehrstufig erfolgen.The invention also relates to a method for monoaxial or biaxial stretching of the film according to the invention. The biaxial stretching can be carried out in the simultaneous stretching process or in the two-stage sequential process, where both first longitudinal and then transverse stretching as well as first transverse and then longitudinal stretching, or in the three-stage sequential process, whereby both first longitudinal, then transverse and finally longitudinal stretching as can also first be stretched transversely, then lengthwise and finally crosswise, or in the four-stage sequential process, whereby both first stretched longitudinally, then crosswise, then lengthwise and finally crosswise as well as first crosswise, then lengthwise, then crosswise and finally can be stretched longitudinally. The film may be attached to each individual stretching. The individual stretching in the longitudinal and transverse directions can take place in one or more stages.
In einer bevorzugten Form ist die biaxiale Verstreckung der erfindungsgemäßen Folie dadurch gekennzeichnet, daß es sich um ein sequentielles Verfahren handelt, das mit der Längsreckung beginnt.In a preferred form, the biaxial stretching of the film according to the invention is characterized in that it is a sequential process which begins with the longitudinal stretching.
In einer noch mehr bevorzugten Form ist die monoaxiale Verstreckung der erfindungsgemäßen Folie dadurch gekennzeichnet, daß das Reckverhältnis in Längsrichtung 1 :1,5 bis 1 :10 beträgt.
- 15 -In an even more preferred form, the monoaxial stretching of the film according to the invention is characterized in that the stretching ratio in the longitudinal direction is 1: 1.5 to 1:10. - 15 -
In einer noch mehr bevorzugten Form ist die monoaxiale Verstreckung der erfindungsgemäßen Folie dadurch gekennzeichnet, daß das Reckverhältnis in Längsrichtung 1:2,8 bis 1:8 beträgt.In an even more preferred form, the monoaxial stretching of the film according to the invention is characterized in that the stretching ratio in the longitudinal direction is 1: 2.8 to 1: 8.
In einer noch mehr bevorzugten Form ist die biaxiale Verstreckung der erfindungsgemäßen Folie dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtreckverhältnis in Längsrichtung 1 :1,5 bis 1 :10 und das Gesamtreckverhältnis in Querrichtung 1 :2 bis 1 :20 beträgt.In an even more preferred form, the biaxial stretching of the film according to the invention is characterized in that the total stretch ratio in the longitudinal direction is 1: 1.5 to 1:10 and the total stretch ratio in the transverse direction is 1: 2 to 1:20.
In einer noch mehr bevorzugten Form ist die biaxiale Verstreckung der erfindungsgemäßen Folie dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtreckverhältnis in Längsrichtung 1:2,8 bis 1:8 und das Gesamtreckverhältnis in Querrichtung 1:3,8 bis 1 :15 beträgt.In an even more preferred form, the biaxial stretching of the film according to the invention is characterized in that the total stretch ratio in the longitudinal direction is 1: 2.8 to 1: 8 and the total stretch ratio in the transverse direction is 1: 3.8 to 1:15.
In einer bevorzugten Form der erfindungsgemäßen Folie besitzt diese eine Dicke, die kleiner als 500 μm ist.In a preferred form of the film according to the invention, it has a thickness which is less than 500 μm.
In einer noch mehr bevorzugten Form der erfindungsgemäßen Folie besitzt diese eine Dicke, die kleiner als 80 μm ist. Daher ist es vorteilhaft, wenn die äußere Schicht eine geringere Dicke aufweist, als die ihr unmittelbar benachbarte innere Schicht. Besonders bevorzugt hat die äußere Schicht eine Dicke von 5 bis 20 μm und die ihr benachbarte innere Schicht eine Dicke von 20 bis 40 μm. Eine eventuell vorhandene nächste innere Schicht hat vorzugsweise wiederum eine Dicke von 5 bis 20 μm.In an even more preferred form of the film according to the invention, it has a thickness which is less than 80 μm. It is therefore advantageous if the outer layer has a smaller thickness than the inner layer immediately adjacent to it. The outer layer particularly preferably has a thickness of 5 to 20 μm and the inner layer adjacent to it has a thickness of 20 to 40 μm. Any next inner layer that is present preferably has a thickness of 5 to 20 μm.
Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus die Anwendung der erfindungsgemäßenThe invention also relates to the use of the invention
Folie. Als Anwendung kommt der Einsatz dieser Folie als mehrschichtige Folie in vorbehandelter oder unvorbehandelter sowie in bedruckter, unbedruckter oder lackierter Form für die Verpackung in den Bereichen Lebensmitteln und Nicht- lebensmitteln oder als mehrschichtige Folie in vorbehandelter oder unvorbehandelter Form für Schutz- und Trennfunktionen im Zusammenhang mit Kosmetik undFoil. This film is used as a multilayer film in pretreated or untreated as well as in printed, unprinted or varnished form for packaging in the food and non-food sectors or as a multilayer film in pretreated or untreated form for protective and separating functions in connection with Cosmetics and
Hygieneartikeln, beispielsweise für Babywindeln oder Damenbinden oder als mehr-
- 16 -Hygiene articles, for example for baby diapers or sanitary napkins or as multi - 16 -
schichtige Folie in vorbehandelter oder unvorbehandelter Form für den Oberflächenschutz oder die Oberflächenveredelung im Bereich der Pappe-, Papier- und Brief- fensterkaschierung oder als veredelte Folie, die in vorbehandelter oder unvorbehandelter sowie bedruckter oder unbedruckter Form sowie mit Kleber versehen als Etikett oder Klebestreifen eingesetzt werden kann, in Betracht.Layered film in pretreated or untreated form for surface protection or surface finishing in the area of cardboard, paper and letter window lamination or as a refined film that is used in pretreated or untreated as well as printed or unprinted form as well as provided with adhesive as a label or adhesive strip can be considered.
Weiterhin kann die mehrschichtige Folie aus biologisch abbaubaren Polyesteramiden in vorbehandelter oder unvorbehandelter Form für Treibhausabdeckungen oder Mulchfolien in den Bereichen Gartenbau bzw. Landwirtschaft oder zu Säcken ver- edelt zur Lagerung und Transport von Gütern, beispielsweise Biomüll ihre Anwendung finden, wobei durch den mehrschichtigen Aufbau die Orientierung der Moleküle/Kristalle und die Lackierung/Bedruckung eine Steuerung der Abbaugeschwindigkeit erzielt werden kann. Desweiteren ist die gute Durchlässigkeit der mehrschichtigen Folien aus verschiedenen Polyesteramiden gegenüber Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf für die Veφackung von frischen Lebensmitteln von besondererFurthermore, the multilayer film made of biodegradable polyester amides in pretreated or untreated form for greenhouse covers or mulch films in the fields of horticulture or agriculture or refined into sacks for storing and transporting goods, for example organic waste, can be used, the multilayer structure making them possible Orientation of the molecules / crystals and the painting / printing a control of the degradation rate can be achieved. Furthermore, the good permeability of the multilayer films made of various polyester amides to oxygen, carbon dioxide and water vapor is particularly important for the packaging of fresh food
Bedeutung. Hierbei kann die biologische Abbaubarkeit bestimmter Polyesteramide für bestimmte Anwendungen von großem Vorteil sein.Importance. The biodegradability of certain polyesteramides can be of great advantage for certain applications.
Zur Verbesserung der Druckhaftung oder Verklebbarkeit kann die Folienoberfläche während der Herstellung und/oder nachträglich während der Weiterverarbeitung mit einer Corona, einer Flamme, einem Plasma oder einem anderen oxidativen Stoff oder Stoffgemisch, z.B. Gase mit radikalischen Komponenten wie Ozon oder einem plasmaangeregten Gasgemisch aus beispielsweise Hexamethyldisiloxan mit Stickstoff (N2) und/oder Sauerstoff (O2), derart vorbehandelt werden, so daß sich ein Anstieg der Oberflächenspannung ergibt.To improve pressure adhesion or adhesiveness, the film surface can be coated with a corona, a flame, a plasma or another oxidative substance or mixture of substances, e.g. gases with radical components such as ozone or a plasma-excited gas mixture of, for example, hexamethyldisiloxane during manufacture and / or subsequently during further processing with nitrogen (N 2 ) and / or oxygen (O 2 ), pretreated so that there is an increase in surface tension.
Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus die Anwendung der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie als beschichtete Folie oder in einem Folienverbund. Dabei kann es sich bei den anderen Folien des Verbundes um nichtabbaubare Folie oder auch um biologisch abbaubare und kompostierbare Folien handeln. Außerdem können die eingesetzten Beschichtungs- oder Klebstoffe sowohl zu den normalen
- 17 -The invention also relates to the use of the multilayer film according to the invention as a coated film or in a film composite. The other films in the composite can be non-degradable films or also biodegradable and compostable films. In addition, the coating or adhesive used can be both normal - 17 -
nichtabbaubaren Systemen als auch zu den biologisch abbaubaren und kompostierbaren Rohstoffen gehören.non-degradable systems as well as biodegradable and compostable raw materials.
In einer besonders bevorzugten Form der Anwendung dieser erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie werden zur Herstellung der beschichteten Folie oder eines Folienverbundes nur solche Stoffe eingesetzt, daß der Gesamtverbund ebenfalls biologisch abbaubar und kompostierbar gemäß der DIN V 54 900 ist.In a particularly preferred form of use of this multilayer film according to the invention, only those substances are used to produce the coated film or a film composite that the overall composite is also biodegradable and compostable in accordance with DIN V 54 900.
Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus die Anwendung der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie als Ausgangsmaterial für die Herstellung eines Beutels, der nach dem Zerfall durch den biologischen Abbauprozeß seinen Inhalt freisetzt. Der Beutel kann durch Verklebung sowie durch Versiegelung der Folie hergestellt werden und sowohl geschlossen sein als auch eine Öffnung mit einem entsprechenden Verschluß oder Anschluß besitzen.The invention furthermore relates to the use of the multilayer film according to the invention as a starting material for the production of a bag which releases its contents after the disintegration by the biodegradation process. The bag can be produced by gluing and sealing the film and can both be closed and have an opening with a corresponding closure or connection.
Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus die Anwendung der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie oder Verbünde als Ausgangsmaterial für die Herstellung einer Veφackungs- oder Trenn- oder Oberflächenschutzfolie mit sehr hoher Wasserdampfdurchlässigkeit, indem diese Folie mit einer kalten oder temperierten Nadelwalze durchstochen wird. Der Einsatzzweck dieser Folie ist die Veφackung von Feuchtigkeit abgebenden Gütern, beispielsweise Brot oder verschiedene Obst- oder Gemüsesorten, oder als Trenn- und Schutzfolie im Hygienebereich.
The invention also relates to the use of the multilayer film or composites according to the invention as a starting material for the production of a packaging or separating or surface protection film with very high water vapor permeability by piercing this film with a cold or tempered needle roller. The purpose of this film is the packaging of moisture-releasing goods, for example bread or various types of fruit or vegetables, or as a separating and protective film in the hygiene area.
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Beispiel 1example 1
Aus zwei unterschiedlichen Polyesteramiden, die hinsichtlich ihrer Struktur zu der Untergruppe der biologisch abbaubaren Polyesteramide gehören, wurde eine zwei- schichtige Folie im AB-Aufbau hergestellt. Das Material A (Polyesteramid aus 54A two-layer film with an AB structure was produced from two different polyester amides, whose structure belongs to the subgroup of biodegradable polyester amides. Material A (polyester amide from 54
Gew.-% ε-Caprolactam, 23 Gew.-% Adipinsäure, 23 Gew.-% 1 ,4-Butandiol mit 60 Gew.-% Amidstrukturen und 40 Gew.-% Esterstrukturen, LP BAK 403-004, Bayer AG) hat einen MFI von 7 (in g/lO min bei 190°C, 2,16 kg, gemessen nach DIN 53 735), einen Schmelzpunkt von 125°C, gemessen nach ISO 3146 / C2, einen Anteil an Gleitmittel von 1 Gew.-% und einen Antiblockanteil von 0,1 Gew.-%. Das% By weight ε-caprolactam, 23% by weight adipic acid, 23% by weight 1,4-butanediol with 60% by weight amide structures and 40% by weight ester structures, LP BAK 403-004, Bayer AG) an MFI of 7 (in g / lO min at 190 ° C, 2.16 kg, measured according to DIN 53 735), a melting point of 125 ° C, measured according to ISO 3146 / C2, a proportion of lubricant of 1% by weight % and an antiblock content of 0.1% by weight. The
Material B (Polyesteramid aus 62 Gew.-% ε-Caprolactam, 29 Gew.-% Adipinsäure, 17 Gew.-% 1,4-Butandiol mit 65 Gew.-% Amidstrukturen und 35 Gew.-% Esterstrukturen, LP BAK 404-002, Bayer AG) hat einen MFI von 10 (in g/ 10 min bei 190°C, 2,16 kg, gemessen nach DIN 53 735), einen Schmelzpunkt von 140°C, gemessen nach ISO 3146 / C2, einen Anteil an Gleitmittel von 0,4 Gew.-% und einenMaterial B (polyester amide from 62% by weight ε-caprolactam, 29% by weight adipic acid, 17% by weight 1,4-butanediol with 65% by weight amide structures and 35% by weight ester structures, LP BAK 404- 002, Bayer AG) has an MFI of 10 (in g / 10 min at 190 ° C, 2.16 kg, measured according to DIN 53 735), a melting point of 140 ° C, measured according to ISO 3146 / C2 Lubricant of 0.4 wt .-% and a
Antiblockanteil von 0,1 Gew.-%. Die zweischichtige Folie wurde coextrudiert und anschließend sequentiell biaxial verstreckt. Die maximale Extrusionstemperatur betrug beim Material A 180°C, beim Material B 190°C. Die Schmelze wurde als Flachfilm auf einem Kühl walzenstuhl bei Walzentemperaturen von 43 °C an der Gießwalze und 22°C an der Kühlwalze abgekühlt. Es entstand ein fester Dickfilm, der im nächsten Verfahrensschritt durch Temperierwalzen mit Temperaturen von 82°C auf Verstrecktemperatur aufgeheizt wurde. Die eigentlichen Reckwalzen wurden bei einer Temperatur von 85°C betrieben. Dabei wurde der Flachfilm in einer Stufe um das Verhältnis 1 :4,2 in Längsrichtung verstreckt. Die Nachheizwalzen, über die der Film danach lief, besaßen eine Temperatur von 50°C. Die Vorheizzonen desAntiblock content of 0.1% by weight. The two-layer film was coextruded and then sequentially biaxially stretched. The maximum extrusion temperature for material A was 180 ° C, for material B 190 ° C. The melt was cooled as a flat film on a cooling roll mill at roll temperatures of 43 ° C. on the casting roll and 22 ° C. on the cooling roll. A solid thick film was formed, which in the next process step was heated to stretching temperature by tempering rolls at temperatures of 82 ° C. The actual stretching rollers were operated at a temperature of 85 ° C. The flat film was stretched in one step by the ratio 1: 4.2 in the longitudinal direction. The post-heating rollers over which the film then ran were at a temperature of 50 ° C. The preheating zones of the
Querreckofens wurden auf 130°C temperiert. Die Temperatur im eigentlichen Querreckteil betrug 120°C. Hier wurde der Film um das Verhältnis 1 :4,6 in Querrichtung verstreckt. Es ergab sich somit ein rechnerisches Flächenreckverhältnis von 1 :19,3. Nach der Querreckung wurde der Film bei einer Temperatur von 105°C fixiert. Die Produktionsgeschwindigkeit am Auslauf des Querrecks betrug 18,0 m/min. Es konnte ein Film mit einer Dicke von 55 μm produziert werden.
- 19 -The transverse stretching oven was heated to 130 ° C. The temperature in the actual transverse stretch was 120 ° C. Here the film was stretched transversely by a ratio of 1: 4.6. This resulted in a calculated area stretch ratio of 1: 19.3. After transverse stretching, the film was fixed at a temperature of 105 ° C. The production speed at the outlet of the transverse stretch was 18.0 m / min. A film with a thickness of 55 μm could be produced. - 19 -
Beispiel 2Example 2
Die gleichen biologisch abbaubaren Polyesteramide aus Beispiel 1 wurde unter den beschriebenen Prozeßbedingungen von Beispiel 1 zu einem dreischichtigen biaxial orientierten ABA-Film verarbeitet. Es wurde in diesem Fall eine Folie mit einer Gesamtdicke von 80 μm hergestellt, wobei das Polyesteramid mit dem niedrigeren Schmelzpunkt die äußeren Schichten bildet, um die verbesserte Siegeleigenschaft der Folie zu erreichen.The same biodegradable polyesteramides from Example 1 were processed under the process conditions described in Example 1 to give a three-layer biaxially oriented ABA film. In this case, a film with a total thickness of 80 μm was produced, the polyester amide with the lower melting point forming the outer layers in order to achieve the improved sealing properties of the film.
Beispiel 3Example 3
Aus den gleichen biologisch abbaubaren Polyesteramiden aus Beispiel 1 und 2 wurde an einer Blasfolienanlage ein dreischichtiger ABA-Film hergestellt. Die maximale Extrusionstemperatur betrug 160°C. Die Schmelze wurde über eine Mehrschichtringdüse ausgetragen und durch Luft abgekühlt. Die maximale Düsentemperatur betrug ebenfalls 160°C. Es wurde in diesem Fall eine Folie mit einer Gesamtdicke von 75 μm in einer Breite von 500 mm hergestellt, wobei das Polyesteramid mit dem niedrigen Schmelzpunkt die Außenschichten bildet.A three-layer ABA film was produced from the same biodegradable polyester amides from Examples 1 and 2 on a blown film line. The maximum extrusion temperature was 160 ° C. The melt was discharged through a multi-layer ring nozzle and cooled by air. The maximum nozzle temperature was also 160 ° C. In this case, a film with a total thickness of 75 μm and a width of 500 mm was produced, the polyester amide with the low melting point forming the outer layers.
VergleichsbeispielComparative example
Aus dem biologisch abbaubaren Polyesteramiden (Material A) aus Beispiel 1 , 2 und 3 wurde an einer Blasfolienanlage eine einschichtige Folie hergestellt. Die maximale Extrusionstemperatur betrug 160°C. Die Schmelze wurde über eine Ringdüse ausgetragen und durch Luft abgekühlt. Die maximale Düsentemperatur betrug ebenfalls 160°C. Es wurde in diesem Fall eine Folie mit einer Dicke von 95 μm in einer Breite von 300 mm hergestellt.A single-layer film was produced from the biodegradable polyester amide (material A) from Examples 1, 2 and 3 on a blown film line. The maximum extrusion temperature was 160 ° C. The melt was discharged through an annular die and cooled by air. The maximum nozzle temperature was also 160 ° C. In this case, a film with a thickness of 95 μm and a width of 300 mm was produced.
An den gefertigten Mustern wurden die folgenden physikalischen Eigenschaften wie folgt gemessen:
- 20 -The following physical properties were measured as follows on the samples produced: - 20 -
Mechanische Eigenschaften:Mechanical properties:
An den Proben wurden die mechanischen Größen Reißfestigkeit und Reißdehnung sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gemäß DIN 53 455 bestimmt. Der E-Mo- dul in Längs- und Querrichtung wurde entsprechend der DIN 53 457 bestimmt. DieThe mechanical parameters tear strength and elongation at break were determined on the samples both in the longitudinal and in the transverse direction in accordance with DIN 53 455. The E module in the longitudinal and transverse directions was determined in accordance with DIN 53 457. The
Dicke der einzelnen Muster wurde nach DIN 53 370 bestimmt.The thickness of the individual samples was determined in accordance with DIN 53 370.
Permeationseigenschaften:Permeation properties:
An den Proben wurde die Durchlässigkeit von Sauerstoff bei einer Temperatur von 23 °C und einer relativen Feuchte von 75 % nach DIN 53 380 gemessen. Weiterhin wurde die Durchlässigkeit von Wasserdampf bei einer Temperatur von 23 °C und einer relativen Feuchte von 85 % gemäß DIN 53 122 bestimmt.The permeability of oxygen to the samples was measured at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 75% in accordance with DIN 53 380. Furthermore, the permeability of water vapor at a temperature of 23 ° C and a relative humidity of 85% was determined in accordance with DIN 53 122.
Siegelnahtfestigkeiten: An den Proben wurde die Festigkeit von Siegelnähten, die an einem Siegelgerät mit beidseitig beheiztem Siegelwerkzeug gefertigt wurden, bestimmt. Unter der Siegelfestigkeit wird die Höchstkraft verstanden, die erforderlich ist, um eine unter definierten Bedingungen (Druck, Zeit, Temperatur) hergestellte Siegelnaht zu trennen. Die Siegelnaht wird in N angegeben, die Streifenbreite als Index hinzuge- fügt (N/15mm). Der Siegelbereich ist der Temperaturbereich, in dem eine meßbareSealing seam strengths: The strength of the sealing seams, which were produced on a sealing device with a sealing tool heated on both sides, was determined on the samples. The seal strength is understood as the maximum force that is required to separate a seal seam produced under defined conditions (pressure, time, temperature). The sealing seam is given in N, the strip width is added as an index (N / 15mm). The sealing area is the temperature range in which a measurable
Siegelfestigkeit vorhanden ist.Seal strength is present.
Aus der zu prüfenden Folienbahn wurden zwei fehlerfreie, saubere Probenstreifen entnommen. Zur Siegelung wurden sie mit den zu versiegelnden Flächen aufeinan- dergelegt und so zwischen die Siegelbacken gehalten, daß die Probe an jeder Seite mindestens 1 cm überstand. Die Siegelung muß senkrecht zur Folienlaufrichtung erfolgen.Two clean, clean sample strips were removed from the film web to be tested. For sealing, they were placed on top of one another with the surfaces to be sealed and held between the sealing jaws in such a way that the sample protruded at least 1 cm on each side. Sealing must be perpendicular to the direction of film travel.
Die Siegelfestigkeitsprüfung erfolgte nach folgender Standardbedingung:
- 21 -The seal strength test was carried out according to the following standard condition: - 21 -
Druck: 50N/cm2 Pressure: 50N / cm 2
Zeit: 0,5secTime: 0.5sec
Temperatur: in 1 OK-Schritten ab 150°C.Temperature: in 1 OK steps from 150 ° C.
Aus der hergestellten Siegelnaht wurde aus der Mitte exakt in Folienlaufrichtung mit einem Prüfstreifenschneider ein 15 mm breiter Prüfstreifen geschnitten. Mit einer Zugfestigkeitsmaschine wurde er auf Siegelfestigkeit untersucht, indem er senkrecht zur Siegelnaht getrennt wurde. Angegeben wurde jeweils der Maximalwert der beim Zerreißen auftretenden Kraft.A 15 mm wide test strip was cut from the center of the seal seam produced, exactly in the film running direction, using a test strip cutter. It was tested for seal strength using a tensile strength machine by separating it perpendicular to the seal seam. The maximum value of the force occurring during tearing was given in each case.
Die Ergebnisse der Untersuchungen an den Proben aus Beispiel 1, 2 und 3 sowie dem Vergleichsbeispiel sind in Tabelle 1 aufgeführt.
The results of the tests on the samples from Examples 1, 2 and 3 and the comparative example are shown in Table 1.
2222
Tabelle 1Table 1
m≠ύl φM'Z &b$ 3 .m ≠ ύl φM'Z & b $ 3.
Mechanische EigenschaftenMechanical properties
Dicke [μm] 56 77 74 95Thickness [µm] 56 77 74 95
E-Modul längs [MPa] 359 238 228 223Young's modulus along [MPa] 359 238 228 223
E-Modul quer [Mpa] 216 384 215 244E-module transverse [Mpa] 216 384 215 244
Reißfestigkeit längs [MPa] 92 91 36 49Longitudinal tensile strength [MPa] 92 91 36 49
Reißfestigkeit quer [MPa] 82 86 34 51Tear strength across [MPa] 82 86 34 51
Reißdehnung längs [%] 156 228 620 765Elongation at break along [%] 156 228 620 765
Reißdehnung quer [%] 165 171 716 854Elongation at break across [%] 165 171 716 854
PermeationPermeation
Sauerstoff 23°C/75 % r. F. 466 391 408 360 [cm3/m2/d/bar]Oxygen 23 ° C / 75% r. F. 466 391 408 360 [cm 3 / m 2 / d / bar]
Wasserdampf 23°C/85 % r. F. 145 107 122 100 [g/ 2/d]Water vapor 23 ° C / 85% r. F. 145 107 122 100 [g / 2 / d]
SiegelfestigkeitSeal strength
Notwendige Zerreißkraft [N/15mm] nicht nicht 18 1 1 gemessen gemessen (bei 150°C) (bei 150°C)
Tear force required [N / 15mm] not not measured 18 1 1 measured (at 150 ° C) (at 150 ° C)
Claims
1. Mindestens zweischichtige, thermoplastische Folie, deren Schichten im wesentlichen aus mindestens einem Polyesteramid bestehen und die gegebe- nenfalls bezogen auf die Gesamtmasse der Fomie zusätzlich maximal 51. At least two-layer thermoplastic film, the layers of which essentially consist of at least one polyester amide and, if appropriate, additionally a maximum of 5 based on the total mass of the film
Gew.-% Nukleierungsmittel und maximal 5 Gew.-% der üblichen Stabilisatoren und Neutralisationsmittel und maximal 5 Gew.-% der üblichen Gleit- und Trennmittel in einer, mehreren oder allen Schichten sowie maximal 5 Gew.-% der üblichen Antiblockmittel in mindestens einer äußeren Schicht enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Polyesteramidschicht einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als die ihr unmittelbar benachbarte innere Schicht.% By weight of nucleating agents and a maximum of 5% by weight of the customary stabilizers and neutralizing agents and a maximum of 5% by weight of the usual lubricants and release agents in one, more or all layers and a maximum of 5% by weight of the customary antiblocking agents in at least one contains outer layer, characterized in that the outer polyester amide layer has a lower melting point than the immediately adjacent inner layer.
2. Folie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der äußeren Schicht unmittelbar benachbarte innere Schicht einen höheren Anteil an2. A film according to claim 1, characterized in that the inner layer immediately adjacent to the outer layer has a higher proportion
Polyamidstrukturen aufweist als die äußere Schicht.Has polyamide structures as the outer layer.
3. Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Polyesteramiden um Polyesteramide handelt aus aliphatischen oder teilaromatischen Polyestern aus3. Film according to one of claims 1 to 2, characterized in that the polyester amides are polyester amides made from aliphatic or partially aromatic polyesters
I) aliphatischen bifiinktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bisI) aliphatic bifunctional alcohols, preferably linear C 2 to
C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders bevorzugt Butandiol, und/oder gegebenenfalls cycloalipha- tischen bifiinktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-C 10 -dial alcohols such as, for example, ethanediol, butanediol, hexanediol, particularly preferably butanediol, and / or optionally cycloaliphatic bifunctional alcohols, preferably with 5 to 8 C-
Atomen, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifiinktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3-C12-Alkyldiolen, wie bei-
- 24 -Atoms, such as, for example, cyclohexanedimethanol, and / or partially or completely, instead of the diols, monomeric or oligomeric polyols based on ethylene glycol, propylene glycol, tetrahydrofuran or copolymers thereof with molecular weights up to 4000, preferably up to 1000, and / or optionally small amounts of branched bifunctional alcohols, preferably C. 3 -C 12 alkyl diols, such as - 24 -
spielsweise Neopentylglygol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3-C]2-Alkyl- polyole, wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol, Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifiinktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, wie beispielsweise und bevorzugtfor example, neopentylglygol and additionally, if appropriate, small amounts of higher-functional alcohols, preferably C 3 -C 2 -alkyl polyols, such as, for example, 1,2,3-propanetriol, trimethylolpropane, and from aliphatic bifunctional acids, preferably with 2 to 12 C atoms in the alkyl chain such as and preferred
Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifiinktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Tri- mellitsäure oderSuccinic acid, adipic acid and / or optionally aromatic bifunctional acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and additionally optionally small amounts of higher functional acids such as trimellitic acid or
II) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Kohlenstoffkette, beispielsweise Hydroxy- buttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,II) from acid- and alcohol-functionalized building blocks, preferably with 2 to 12 carbon atoms in the carbon chain, for example hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, lactic acid, or their derivatives, for example ε-caprolactone or dilactide,
oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus I) und II), wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen, undor a mixture and / or a copolymer of I) and II), the aromatic acids making up no more than 50% by weight, based on all acids, and
III) einem Amidanteil aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifiinktionellen und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifiinktionellen Aminen, bevorzugt sind lineare aliphatische C2bis C10- Diamine, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunk- tionellen Aminen, unter den Aminen bevorzugt Hexamethylendiamin,III) an amide portion of aliphatic and / or cycloaliphatic bifunctional and / or optionally small amounts of branched bifunctional amines, linear aliphatic C 2 to C 10 diamines are preferred, and additionally optionally small amounts of higher functional amines, among the amines preferably hexamethylenediamine,
Isophorondiamin und besonders bevorzugt Hexamethylendiamin, sowie aus linearen und/oder cycloaliphatischen bifiinktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette bzw. C5- oder C6-Ring im Falle von cycloaliphatischen Säuren, bevorzugt Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifiinktionellen und/oder gegebenenfalls aromatischen bifiinktionellen
- 25 -Isophoronediamine and particularly preferably hexamethylenediamine, and from linear and / or cycloaliphatic bifunctional acids, preferably having 2 to 12 carbon atoms in the alkyl chain or C 5 or C 6 ring in the case of cycloaliphatic acids, preferably adipic acid, and / or if appropriate small amounts of branched bifunctional and / or optionally aromatic bifunctional - 25 -
Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphtha- lindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 10 C-Atomen, oderAcids such as, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid and additionally, if appropriate, small amounts of higher-functional acids, preferably having 2 to 10 carbon atoms, or
IV) einem Amidanteil aus säure- und aminfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 4 bis 20 C-Atomen in der cycloaliphatischen Kette, bevorzugt ω-Laurinlactam, ε-Caprolactam, besonders bevorzugt ε- Caprolactam,IV) an amide component from acid- and amine-functionalized building blocks, preferably with 4 to 20 carbon atoms in the cycloaliphatic chain, preferably ω-laurolactam, ε-caprolactam, particularly preferably ε-caprolactam,
oder einer Mischung aus III) und IV) als Amidanteil, wobei der Esteranteil I) und/oder II) mindestens 3 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus I), II), III) und IV) beträgt, vorzugsweise der Gewichtsanteil der Esterstrukturen 5 bis 70 Gew.-%, der Anteil der Amidstrukturen 95 bis 30 Gew.-% beträgt und in einer bevorzugten Form der biologisch abbaubaren Polyesteramide der Ester- anteil I) und/oder II) mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus I),or a mixture of III) and IV) as the amide fraction, the ester fraction I) and / or II) being at least 3% by weight, based on the sum of I), II), III) and IV), preferably the weight fraction of the ester structures is 5 to 70% by weight, the proportion of the amide structures is 95 to 30% by weight and, in a preferred form of the biodegradable polyesteramides, the ester content I) and / or II) based on at least 30% by weight to the sum of I),
II), III) und IV) beträgt, vorzugsweise der Gewichtsanteil der Esterstrukturen 30 bis 70 Gew.-%, der Anteil der Amidstrukturen 70 bis 30 Gew.-% beträgt.II), III) and IV), preferably the proportion by weight of the ester structures is 30 to 70% by weight, the proportion of the amide structures is 70 to 30% by weight.
4. Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Polyesteramiden sowohl um reine Polyesteramide als auch um4. Film according to one of claims 1 to 3, characterized in that the polyester amides are both pure polyester amides and
Mischungen aus verschiedenen Polyesteramiden handeln kann.Mixtures of different polyester amides can act.
5. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Gleitmitteln im Bereich von 0,005 bis 4 Gew.-% in einer, mehreren oder allen Schichten sowie der Anteil an Antiblockteilchen im Bereich von5. Film according to one of claims 1 to 4, characterized in that the proportion of lubricants in the range of 0.005 to 4 wt .-% in one, more or all layers and the proportion of antiblock particles in the range of
0,005 bis 4 Gew.-% vorzugsweise in den äußeren Deckschichten liegt.0.005 to 4 wt .-% is preferably in the outer cover layers.
6. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Gleitmitteln im Bereich von 0,05 bis 1 Gew.-% in einer, mehreren oder allen Schichten sowie der Anteil an Antiblockteilchen im Bereich von6. Film according to one of claims 1 to 5, characterized in that the proportion of lubricants in the range of 0.05 to 1 wt .-% in one, more or all layers and the proportion of antiblock particles in the range of
0,05 bis 1 Gew.-% vorzugsweise in den äußeren Schichten liegt.
- 26 -0.05 to 1 wt .-% is preferably in the outer layers. - 26 -
7. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine dreischichtige Folie handelt, bei der die weitere innere (dritte) Schicht wiederum einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als die der äußeren Schicht unmittelbar benachbarte innere Schicht.7. Film according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is a three-layer film in which the further inner (third) layer in turn has a lower melting point than that of the outer layer immediately adjacent inner layer.
8. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie in Längsrichtung monoaxial gereckt ist und das Reckverhältnis der monoaxial gereckten Folie in Längsrichtung 1:1,5 bis 1 :10 beträgt.8. Film according to one of claims 1 to 7, characterized in that the film is stretched monoaxially in the longitudinal direction and the stretching ratio of the monoaxially stretched film in the longitudinal direction is 1: 1.5 to 1:10.
9. Folie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reckverhältnis der monoaxial gereckten Folie in Längsrichtung 1 :2,8 bis 1 :8 beträgt.9. Film according to claim 8, characterized in that the stretching ratio of the monoaxially stretched film in the longitudinal direction is 1: 2.8 to 1: 8.
10. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie biaxial gereckt ist und das Gesamtreckverhältnis der biaxial gereckten10. Film according to one of claims 1 to 7, characterized in that the film is biaxially stretched and the total stretch ratio of the biaxially stretched
Folie in Längsrichtung 1:1,5 bis 1:10 und das Gesamtreckverhältnis in Querrichtung 1 :2 bis 1 :20 beträgt.Film in the longitudinal direction 1: 1.5 to 1:10 and the total stretch ratio in the transverse direction is 1: 2 to 1:20.
11. Folie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtreck- Verhältnis der biaxial gereckten Folie in Längsrichtung 1 :2,8 bis 1 :8 und das11. A film according to claim 10, characterized in that the total stretch ratio of the biaxially stretched film in the longitudinal direction 1: 2.8 to 1: 8 and that
Gesamtreckverhältnis in Querrichtung 1:3,8 bis 1 :15 beträgt.Total stretch ratio in the transverse direction is 1: 3.8 to 1:15.
12. Folie nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die biaxiale Verstreckung im sequentiellen Verfahren beginnend mit der Längs- reckung erfolgt ist.12. Film according to claims 10 or 11, characterized in that the biaxial stretching has been carried out in a sequential process starting with the longitudinal stretching.
13. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Foliendicke kleiner als 500 μm beträgt.13. Film according to one of claims 1 to 12, characterized in that the film thickness is less than 500 microns.
14. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die14. Film according to one of claims 1 to 13, characterized in that the
Foliendicke kleiner als 80 μm beträgt.
- 27 -Film thickness is less than 80 μm. - 27 -
15. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht eine Dicke von 5 bis 20 μm und ihre unmittelbar benachbarte innere Schicht eine Dicke von 20 bis 40 μm aufweist.15. Film according to one of claims 1 to 14, characterized in that the outer layer has a thickness of 5 to 20 microns and its immediately adjacent inner layer has a thickness of 20 to 40 microns.
16. Folie nach einem der Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesteramide allesamt biologisch abbaubar und kompostierbar sind.16. Film according to one of claims 1 to 15, characterized in that the polyester amides are all biodegradable and compostable.
17. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie in mindestens einer Schicht organische oder anorganische Pigmente zur17. Film according to one of claims 1 to 16, characterized in that the film in at least one layer for organic or inorganic pigments
Einfärbung enthält,Contains coloring,
18. Mehrschichtige Folie nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Pigmente biologisch unbedenklich sind und/oder in einer Menge von weniger als 1 Gew.-% enthalten sind.18. Multi-layer film according to claim 17, characterized in that the pigments are biologically harmless and / or are contained in an amount of less than 1 wt .-%.
19. Verwendung der Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 18 als mehrschichtige Folie in vorbehandelter oder unvorbehandelter sowie in bedruckter, unbedruckter oder lackierter Form für die Veφackung in den Bereichen Lebens- mittel oder Nichtlebensmittel oder für Treibhausabdeckungen oder Mulch- folien in den Bereichen Gartenbau bzw. Landwirtschaft oder zu Säcken veredelt zur Lagerung und Transport von Gütern oder für Schutz- und Trennfunktionen im Zusammenhang mit Kosmetik und Hygieneartikeln oder für den Oberflächenschutz oder die Oberflächenveredelung im Bereich der Pappe-, Papier- und Brieffensterkaschierung oder als veredelte Folie in vorbehandelter oder unvorbehandelter sowie in bedruckter oder unbedruckter Form und mit Kleber versehen als Etikett oder Klebestreifen.
- 28 -19. Use of the film according to one of claims 1 to 18 as a multilayer film in pretreated or untreated as well as in printed, unprinted or lacquered form for packaging in the areas of food or non-food or for greenhouse covers or mulch films in the fields of horticulture or Agriculture or sacks for the storage and transport of goods or for protective and separating functions in connection with cosmetics and hygiene articles or for surface protection or surface finishing in the area of cardboard, paper and letter window lamination or as a finished film in pretreated or untreated as well as in printed or unprinted form and provided with adhesive as a label or adhesive strip. - 28 -
20. Verwendung der Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 18 zur Herstellung von beschichteten Folien oder Verbunden oder Laminaten aus den gleichen oder anderen Polyesteramiden oder mit anderen nicht biologisch abbaubaren Folientypen.20. Use of the film according to one of claims 1 to 18 for the production of coated films or composites or laminates made of the same or different polyester amides or with other non-biodegradable film types.
21. Verwendung der Folie nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß alle im Verbund oder Laminat oder in der beschichteten Folie eingesetzten Folien und Beschichtungs- und Klebstoffe biologisch abbaubar und kompostierbar sind.21. Use of the film according to claim 20, characterized in that all of the films and coating and adhesives used in the composite or laminate or in the coated film are biodegradable and compostable.
22. Verfahren zur Herstellung einer mindestens zweischichtigen Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesteramide zunächst durch Wärme- und Schereinwirkung aufgeschlossen werden und die entstandene Schmelze in einem Werkzeug als Schlauchfolie oder Flachfolie ausgetragen und bis zur Verfestigung abgekühlt wird.22. A process for producing an at least two-layer film according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the polyester amides are first broken down by the action of heat and shear and the resulting melt is discharged in a tool as tubular film or flat film and cooled until solidification.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchfolie nach der Abkühlung bei teilkristallinen Polyesteramiden auf Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperaturen und unterhalb der Kristallitschmelz- temperaturen und bei amoφhen Polyesteramiden oberhalb der Glasübergangstemperaturen temperiert und anschließend ein oder mehrfach biaxial verstreckt und nach der oder den einzelnen Verstreckungen eventuell fixiert und nach diesen Verstreck- und Fixiervorgängen eventuell oberflächenbehandelt werden.23. The method according to claim 22, characterized in that the tubular film is tempered after cooling with partially crystalline polyester amides to temperatures above the glass transition temperatures and below the crystallite melting temperatures and with amorphous polyester amides above the glass transition temperatures and then one or more biaxially stretched and after or individual stretches may be fixed and after these stretching and fixing processes may be surface-treated.
24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachfolie nach der Abkühlung bei teilkristallinen Polyesteramiden auf Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperaturen und unterhalb der Kristallitschmelz- temperaturen und bei amoφhen Polyesteramiden oberhalb der Glasüber- gangstemperaturen temperiert und anschließend ein oder mehrfach monoaxial oder biaxial verstreckt und nach der oder den einzelnen Verstreckungen even-
- 29 -24. The method according to claim 22, characterized in that the flat film is tempered after cooling in the case of partially crystalline polyester amides to temperatures above the glass transition temperatures and below the crystallite melting temperatures and in the case of amorphous polyester amides above the glass transition temperatures and then stretched one or more monoaxially or biaxially and after the individual stretching or - 29 -
tuell fixiert und nach diesen Verstreck- und Fixiervorgängen eventuell oberflächenbehandelt werden.
fixed and possibly surface treated after these stretching and fixing processes.
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