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Verfahren zur Herstellung von Filmen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Wasserundurchlässig- keit und der Schweissbarkeit von Filmen, insbesondere aus Polyestern, regenerierter Zellulose und Vinyl- kopolymere. Derartige Filme eignen sich insbesondere für Verpackungszwecke.
Es ist bekannt, dass Filme aus Polyestern, beispielsweise aus Polyäthylenterephthalat, zwei Haupt- nachteile zeigen. Der erste Nachteil liegt in der Schwierigkeit, welche sich bei der Durchführung von
Verschweissungen ergibt und der zweite Nachteil liegt darin, dass die Wasserdichtheit im allgemeinen we- sentlich geringer ist als die von andern Materialien, welche zu Verpackungszwecken verwendet werden können.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zur Behandlung von Filmen vor, welches darin besteht, dass auf wenigstens eine Oberfläche des Filmes eine Lösung eines amorphen oder teilweise kristallinen Polypropylens mit einer Grenzviskosität unter 1 aufgebracht wird und dass darauf das Lösungsmittel verdampft wird.
Es ist bekannt, dass mit Hilfe von stereospezifischen Katalysatoren hergestelltes Polypropylen neben isotaktischen Polymeren andere Fraktionen enthält, welche aus amorphem Polymer bestehen und einen niedrigen Kristallisationswert aufweisen. Diese Fraktionen zeigen im Vergleich mit isotaktischem Polypropylen unter anderem die Eigenschaften, dass sie einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen und in Lösungsmitteln besser löslich sind. Infolge dieser letzteren Eigenschaft eignen sich diese Fraktionen besonders zur Verwendung als Überzüge.
Für die Extraktion können verschiedene Arten von Lösungsmitteln verwendet werden, beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan und Heptan, chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Chloroform, Trichloräthylen, Perchloräthylen und Tetrachlorkohlenstoff und schliesslich Äthyl- äther.
Die Fraktionen, welche durch die Extraktion vonpolypropylen mit derartigen Lösungsmitteln erhalten wurden, können bei dem erfindungsgemässen Verfahren direkt verwendet werden. Im allgemeinen wird es aber vorgezogen, das extrahierte Produkt einer zusätzlichen Extraktion mit Aceton zu unterwerfen, so dass dadurch die extrem niedermolekularen Polymeren, welche eine beträchtliche Klebrigkeit des Überzuges bewirken können, entfernt werden.
Gemäss einer wichtigen Ausführungsform der Erfindung wird das Polypropylen chloriert, bevor es auf den Trägerfilm aufgebracht wird.
Die Chlorierung des Polypropylens wird vorzugsweise in Lösung durchgeführt, wobei als Lösungsmittel beispielsweise Tetrachlorkohlenstoff verwendet wird. Die chlorierte Polymerlösung kann nach Entfernen des Chlorüberschusses und nach sorgfältiger Filtration direkt verwendet werden ; gelegentlich wird es aber vorgezogen, das chlorierte Polymer beispielsweise mit Methanol auszufällen und nach dem Trocknen in geeigneten Lösungsmitteln wie Chloroform, Trichloräthylen, Perchloräthylen oder Toluol aufzulösen. Um einen guten Überzug zu erhalten, soll die Konzentration der Lösung nicht unter 10 - 15 Gew. -% liegen.
Chloriertes Polypropylen ergibt einen transparenten und flexiblen Überzug, welcher am Trägerfilm tadellos haftet. Diese Eigenschaften sind insofern vom Chlorierungsgrad abhängig, als bei einem sehr hohen Chlorgehalt ausserordentlich brüchig und schlecht haftende Überzüge erhalten werden. Die besten
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Resultate werden bei Verwendung von chloriertem Polypropylen mit 10-50% Chlorgehalt erhalten.
Der Überzug kann durch Eintauchen des Trägerfilmes in die Polymerlösung aufgebracht werden.
Bei Polyäihylenterephthalatfilmen kann auch eine wässerige Dispersion von chloriertem Polypropylen verwendet werden ; in diesem Fall wird das Polymer in einer Tetrachlorkohlenstofflösung chloriert, die Lösung wird mit Wasser. welches ein Dispersionsmittel enthält, emulgiert und das Lösungsmittel wird durch Erhitzen entfernt und später wiedergewonnen. Die Dispersion dient als Überzugsbad für die Filme aus Polyäthylenterephthalat. Die Filme werden in das Bad, welches bei einer Temperatur zwischen q0 uni 100C gehalten wird, eingetaucht.
Die Undurchlässigkeit für Wasser wurde wie folgt bestimmt : Der überzogene Film wird über ein Aluminiumgefäss gespannt, welches eine bestimmte Wassermenge enthält. Das ganze System wird dann genau gewogen und in einen Trockenschrank mit zwangsläufiger Luftzirkulation gebracht, dessen Temperatur bei 400C gehalten wird. Die Gewichtsänderung infolge Verdampfung wird bis zur Gewichtskonstanz alle Stunden bestimmt. Der festgestellte Gewichtsverlust wird dann angegeben als Verlust an Gramm Wasser pro Dicke in mm pro 100 m2 Oberfläche unter einer Druckdifferenz von 1 cm Hg. Die Verschweissbarkeit wird bestimmt durch Zusammenschweissen zweier Enden von 8 cm langen und 3 cm breiten überzogenen Filmstreifen unter Verwendung einer elektrischen Impulsschweissmaschine.
Die Widerstandskraft der Schweissnaht wird durch Befestigung der beiden freien Enden an die Greifer eines Dynamometers, welche mit einer Standardgeschwindigkeit in entgegengesetzte Richtung bewegt werden, bestimmt. Als Mass für die- Verschweissbarkeit wird die Kraft angegeben, welche zur Trennung der beiden Streifen notwendig ist ; dieKraftwird in den folgenden Tabellen sowohl in kg pro cm als auch in g pro Zoll angegeben. Dieser Versuch gibt offensichtlich auch einen Anhaltspunkt für die Haftfestigkeit des Überzuges am Trägerfilm.
Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der vorliegenden Erfindung erläutern, ohne dass diese jedoch hierauf beschränkt werden soll.
Beispiel l : Ein Propylenpolymer, welches unter Verwendung eines stereospezifischen Katalysato'.'s hergestellt worden war, wird zur A btrennung der Stereoblockpolymeren von Propylen mit Heptan extrahiert.
DasBlockpolymerwird bei 70 C in Tetrachlorkohlenstoff gelöst und es wird 4Stunden lang Chlorgas darauf einwirken gelassen. Die Lösung wird dann mit Methanol gefällt und es wurde festgestellt, dass das Polymer, welches eine in Tetralin bei 1300C gemessene Grenzviskosität von 0, 71 besitzt nach dem Trocknen 33, 6% Chlor enthält. 20 Teile dieses Polymers werden in 60 Teilen einer Mischung von 70 Teilen Chloroform und 30 Teilen Toluol gelöst. Durch ein Bad dieser Lösung wird ein Polyäthylenterephthalatfilm mit einer Dicke von 50 bt beiraumtemperatur gezogen und dann in einemLuftstrom bei 600C getrocknet. Auf diese Art wird ein transparenter und tadellos haftender Überzug auf dem Film gebildet.
Der Film ist undurchlässig für Wasserdampf, verschweissbar und derüberzug besitzt eineDicke von 5/l. Die Eigenschaften des Filmes sind in Tabelle 1 angegeben.
EMI2.1
EMI2.2
<tb>
<tb> Film <SEP> Durchlässigkeit <SEP> für <SEP> Festigkeit <SEP> der
<tb> Wasserdampf <SEP> g/100 <SEP> m2/h <SEP> Schweissstelle
<tb> bei <SEP> 400C <SEP> kg/cm <SEP> g/Zoll
<tb> Nicht <SEP> überzogen <SEP> 144 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Überzogen <SEP> mit
<tb> Stereoblockpolypropylen
<tb> (33, <SEP> 6019 <SEP> CI) <SEP> 25 <SEP> 0, <SEP> 210 <SEP> 533
<tb>
Beispiel 2:
Das in Beispiel 1 beschriebene Stereoblockpropylen wird 6 Stunden lang chloriert ; es hat dann eine in Tetralin bei 1300C gemessene Gienzviskosität von 0, 68 und enthält 45, 06% Chlor.
EMI2.3
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Tabelle 2
EMI3.1
<tb>
<tb> Film <SEP> Durchlässigkeit <SEP> für <SEP> Festigkeit <SEP> der
<tb> Wasserdampf <SEP> g/100 <SEP> m2/h <SEP> Schweissstelle
<tb> bei <SEP> 400C <SEP> kg/cm <SEP> g/Zoll
<tb> Nicht <SEP> überzogen <SEP> 144 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Überzogen <SEP> mit
<tb> Stereoblockpolypropylen
<tb> (45, <SEP> 06% <SEP> Cl) <SEP> 31 <SEP> 0,25 <SEP> 635
<tb>
Beispiel 3 :
Ein Propylenpolymer, welches durch Extraktion mit Trichloräthylen aus mit Hilfe von stereospezifischen Katalysatoren gewonnenem Polypropylen erhalten und darauf mit Aceton extrahiert wurde, wird 5 Stunden lang bei 700C chloriert. Nach Fällen und Trocknen des Polymers (Grenzviskosität gemessen in Tetralin bei 1300C = 0,. 5) enthält es 40,17% Chlor.
Das Polymer wird in einer Mischung von 80 Teilen Chloroform und 20 Teilen Toluol zu einer 20 Gew.-% igen Lösung gelöst. Diese Lösung wird wie in Beispiel 1 beschrieben zum Überziehen eines Poly- äthylenterephthalatfilmes verwendet. Die Eigenschaften des Polyäthylenterephthalatfilmes sind in Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3
EMI3.2
<tb>
<tb> Film <SEP> Durchlässigkeit <SEP> für <SEP> Festigkeit <SEP> der
<tb> Wasserdampf <SEP> g/100 <SEP> m2/h <SEP> Schweissstelle
<tb> bei <SEP> 40 C <SEP> kg/cm <SEP> g/Zoll
<tb> Unüberzogen <SEP> 144 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb> Überzogen <SEP> 64 <SEP> 0, <SEP> 310 <SEP> 787
<tb>
Beispiel 4 : Das in Beispiel 3 beschriebene Verfahren wird auf Cellphanfilme angewendet. "Cellophan" ist eine eingetragene Schutzmarke und wird zur Bezeichnung von Filmen aus regenerierter Zellulose verwendet.
Es werden Trichloräthylenextrakte verwendet, welche anschliessend mit Aceton extrahiert wurden und 29, 12% (Grenzviskosität gemessen in Tetralin bei 1300C = 0, 41) bzw. 40% (Grenzviskosität gemessen in Tetralin bei 1300C = 0, 49) Chlor enthalten. Die Eigenschaften des Filmes sind in Tabelle 4 angegeben ; die Dicke der Trägerfilme beträgt 35 während der Überzug 2 - 3 IL stark is.
Tabelle 4 :
EMI3.3
<tb>
<tb> Film <SEP> Durchlässigkeit <SEP> für <SEP> Festigkeit <SEP> der
<tb> Wasserdampf <SEP> g/100 <SEP> m/h <SEP> Schweissstelle
<tb> bei <SEP> 400C <SEP> kg/cm <SEP> g/Zoll
<tb> Nicht <SEP> überzogenes
<tb> Cellophan <SEP> 2152 <SEP> nicht <SEP> 0
<tb> schweissbar
<tb> Cellophan <SEP> überzogen
<tb> mit <SEP> chloriertem <SEP> Polypropylen <SEP> (29, <SEP> 12% <SEP> Cl) <SEP> 137 <SEP> 0, <SEP> 190 <SEP> 482
<tb> (40, <SEP> 0% <SEP> C1) <SEP> 93 <SEP> 0, <SEP> 145 <SEP> 368
<tb>
Es können auch verschiedene Zusätze wie Weichmacher, Stabilisatoren und Antioxydantien zu der Lösung des chlorierten Polypropylens zugesetzt werden.
Beispiel 5 : Das in den vorhergehenden Beispielen beschriebene Verfahren wird auf Filme aus Co-
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polymeren angewendet, welche aus 90 Teilen Vinylchlorid und 10 Teilen Vinylacetat bestehen und eine Dicke von 50 sus aufweisen. Es wird ein Heptanextrakt verwendet, welches anschliessend mit Aceton extrahiert wurde und eine in Tetralin bei 130 C gemessene Grenzviskosität von 0, 8 sowie einen Chlorgehalt von 26, 78% besitzt. Die folgende Tabelle 5 zeigt die Weite der Durchlässigkeit.
Tabelle 5
EMI4.1
<tb>
<tb> Film <SEP> Durchlässigkeit <SEP> für <SEP> Wasserdampf <SEP> g/100 <SEP> m2/h <SEP> bei <SEP> 400C
<tb> Nicht <SEP> überzogener <SEP> Film <SEP> aus <SEP> einem
<tb> Copolymer <SEP> aus <SEP> 90 <SEP> Teilen <SEP> Vinylchlorid <SEP> und <SEP> 10 <SEP> Teilen <SEP> Vinylacetat <SEP> 210
<tb> Überzogener <SEP> Film <SEP> 37
<tb>
Beispiele 6-9 : Die Verfahren nach den Beispielen 1 und 3 wurden wiederholt aber ohne Chlorie- rung desPolypropylens ; es wurden Filme guter Wasserundurchlässigkeit und guter Verschweissbarkeit erhal- ten.
Das Polypropylen nach Beispiel 1 kann mit andem Lösungsmitteln, z. B. mit Diäthyläther, extrahiert und weiter wie im Beispiel 1 beschrieben oder ohne Chlorierung behandelt werden, wobei Filme mit guter
Wasserundurchlässigkeit und guter Verschweissbarkeit erhalten werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Filmen mit guter Wasserundurchlässigkeit und guter Verschweissbar- keit insbesondere zur Verwendung für Verpackungszwecke, welche aus Polyestern, Cellulosepolymeren,
Vinylcopolymeren u. dgl. erhalten wurden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Oberfläche des
Trägerfilmes mit einer dünnen Schicht eines Polypropylens, dessen Grenzviskosität nicht über 1 liegt, überzogen wird.