CS227549B1

CS227549B1 - Laminated foil

Info

Publication number: CS227549B1
Application number: CS510682A
Authority: CS
Inventors: Lubos Ing Csc Balaban; Miroslav Ing Martinec; Jan Ing Kotoucek
Original assignee: Balaban Lubos; Martinec Miroslav; Jan Ing Kotoucek
Priority date: 1982-07-05
Filing date: 1982-07-05
Publication date: 1984-04-16

Description

Přihláška vynálezu se týká výroby stabilizovaných vrstvených fólií vyráběných z vysokohustotniho a nízkohustotniho polyetylénu.

Výrobky z nízkohustotniho a vysokohustotniho polyetylénu, které jsou vystaveny účinkům slunečního záření, vykazuji poměrně omezenou životnost. Ztrácejí postupně své dobré mechanické vlastnosti jako pevnost v tahu a tažnost a křehnou,a to tím rychleji, čím jsou finální výrobky tenčí.

Tento nežádoucí jev lze částečně zpomalit aditivaci těchto polyolefinických typů polymerů fenolickými antioxidanty, estery kyseliny thiodipropipnové, fosfity, případně dialkylsulfidy, které ochrání polymery proti oxidační degradaci jednak při zpracování a nepřímo při aplikaci finálních výrobků.

Podstatného zvýšeni atmosférické stability těchto produktů lze však dosáhnout pouze aditivaci látkami, které jsou schopny absorbovat ultrafialové záření sluneční a převádět je na neaktivní záření o větších vlnových délkách, připadne látkami, které jsou schopny zhášet excitované stavy určitých funkčních skupin na polymerním řetězci. Typickými představiteli těchto stabilizačních přísad jsou fenylestery kyseliny salicylové, deriváty benzotriazolu, benzofenonu, nikelnaté komplexy, deriváty piperidinu a piperazinu.

Vedle stabilizační účinnosti těchto látek je stejně významná i homogenita jejich rozptýlení.

Stabilizace polymerních směsí je prováděna bučí přímo u výrobce granulátu,a to dávkováním čistých komponent,nebo u zpracovatelů polymerních materiálů a to dávkováním převážně granu- 2 lovených stabilizačních koncentrátů. ₂₂₇

Při aplikaci granulovaných stabilizačních koncentrátů je jedním z nejzávažnějělch problémů vhodný výběr polymerniho nosiče, který musi spi novat řadu aplikačních požadavků: nosič musí být nizkomolekulárnl, jeho molekulová hmotnost nesmi věak klesnout pod určitou hranici, zvláště pak se nesmí koncentrace určitých nlzkomolekulárnich frakci pohybovat nad předepsanou hranici. Nepoužije-li se jako nosiče t&kového polymeru, který splňuje z technického hlediska požadavek na obsah a distribuci nlzkomolekulárnich frakci, dochází snadno k vytlačování a kumulováni nlzkomolekulárnich frakci na zpracovatelském zařízeni (na hubicích, válcích, na dloužících linkách), což si vynucuje přerušování výroby a čištěni celých provozních linek. Polymerni nosič musí být kromě toho strukturně podobný, není-li tomu tak, dochází snadno k vytěsňováni nosiče ze stabilizovaného materiálu, což se projevuje usazováním polymemích práškovitých substanci na celé výrobní lince.

Při výrobě vrstvených folii zhotovovaných v kombinaci vysokohustotní polyetylén - nizkohustotni polyetylén se používají koncentráty, připravované na nizkohustotnich polyolefinech případně polypropylenech a vysokohustotnich polyetylénech o vysokém indexu toku. Při použití koncentrátů na polypropylenovém nosiči velmi často dochází k vytěsňováni vysokomolekulárních částic z finálních výrobků v podobě prášku a při výrobě vrstvených folii se velmi často objevuji problémy zvýěené lepivosti a hromaděni nízkomolakulárních součásti na zpracovatelských válcích. Zmíněné potíže zhoršují hygienu pracovního prostředí, nepříznivě ovlivňuji následné textilní zpracováni a snižuji celkovou efektivnost výroby. Vedle těchto potíží komplikuje výrobu používání/dvou typů koncentrátů a to jedním speciálním typem pro vrstvu polyetylénu z vysokohustotniho polymeru a dalším typem pro kaširovaci vrstvu z nizkohustotnlho polyetylénu.

Byly proto hledány další nosiče, které by vykazovaly všechny základní dobré vlastnosti, nutné pro dispergaci koncentrátu, to je možnost přípravy homogenní éměsi stabilizátorů ve finálním výrobku, dobrou snášenlivost nosiče s nestabilizovanými lineárními i rozvětvenými polyetylény a

- 4 227 549 nálnim výrobku (folii) a které snižuji rychlost migrace stabilizačních přísad zvláště v tenkých výrobcích. Pohybuje-li se koncentrace chrómu pod hodnotou 0,5 ppm, neproběhne sítování v požadované míře, je-li koncentrace chrómu nad 5 ppm, uplatňuje se nepříznivě katalytické působení chrómu, což má za následek sníženou stabilitu finálního výrobku.

Dosavadní způsoby stabilizace vrstvených fólii si vynucovaly použiti 2 typů stabilizačních koncentrátů, které i přes snahu o optimalizaci výroby neustále způsobovaly již zmíněné provozní potíže. Způsob stabilizace dle vynálezu vylučuje použiti dispergátorů a navíc umožňuje univerzální použiti ve vrstvených fóliích jak ve vysokohustotní vrstvě tak i v nizkohustotni vrstvě polyetylénu včetně polypropylenu. Tím se v těchto provozech zjednodušuje i systém skladového hospodářství.

Vynález osvětlí následujíc! příklady. % v příkladech uváděná jsou hmotnostní, není-li uvedeno jinak.

□ako stabilizační přísady byly použity tyto látky:

1. 2-2 *hydroxy-3 *tercbutyl-5’-raetylfenyl 5-chlorbenzotriazol

II. 2-hydroxy-4 oktyloxybenzofenon

III. póly 2,2* , 6,6 tetrametylpipsridin-4 yl-N styl diester kyseliny jantarové

IV. bis 2,2 , 6,6 tetrametyl-4-piperidinyl sebakát

V. stearýlester 2,2, 6,6 tetrametylpiperidinolu

VI. 2,2 thiobis(4 diterc oktylfenolát) nikelnatý

VII. tetrakis-(metylen-3-(3,’5* ditercbutyl-4 hydroxy-fenyl průpionát)

VIII. diterc.butyl p kresol □ako polymerni nosiče pro přípravu koncentrátů byly použity vysokohustotní polyetylény vyráběné polymerací ve fluidním loži, a to:

Typ A o indexu toku 0,1 g/10 min, který byl definován pomocí gelově permeačni chroraatografie (GPC) těmito parametry: průměrná molekulová hmotnost MZ = 920 000, váhový střed molekulové hmotnosti MW » 191 000, číselný střed molekulové hmotnosti MN = 31 000. Obsah chrómu 1,5 ppm (dílů na milion).

Obsah frakce, kde MW 10θ je 4,1 hmotnostní %.

Typ B o indexu toku 5 až 7 g/10 min, definován pomocí GPC těmito parametry:

- 3 227 549 malý vliv polymerního nosiče na základní mechanické vlastnosti finálního produktu.

Předmětem vynálezu je vrstvená folie, složená ze tří i více polymernich vrstev, obsahující 96 až 99,5 hmotnostních % polyetylénu vysokohustotnlho nebo nízkohustotního, případně polypropylenu a 0,5 až 4 hmotnostní % stabilizačního koncentrátu, který je složen z 5 až 25 hmotnostních % stabilizačních přísad jako jsou benzotriazoly, benzofenony, sulfidy, deriváty piperidinu a piperazinu, fenoly, fosfity, estery kyseliny thiodipropionové, přičemž nosičem ve stabilizačním koncentrátu je vysokohustotni polyetylén o indexu toku 2 až 17 g/10 min. (při 190 °C), který obsahuje 1 až 2,5 hmotnostních % frakce o molekulové hmotnosti do 10 a do 0,5 hmotnostních % frakce s molekulovou hmotnosti vyěši než 10 a obsah chemicky vázaného chrómu v nosičovém polymeru je 0,5 až 5 hmotnostních dílů na 10 hmotnostních dílů koncentrátu. Při zkoumání různých druhů vysokohustotnich polyetylénů bylo zjištěno, že nosný polymer obsažený v koncentrátu musí vykazovat zcela specifické vlastnosti, které v dalši fázi použití koncentrátu umožňují jeho dokonalou dispergaci. Pbkud nosný polymer vykazuje více než 0,5 hmotnostních % vysokomolekulárnich frakci o molekulové hmotnosti MW » 10⁶ a vyšší, dochází k špatné homogenizaci stabilizační přísady s tímto polymernim nosičem, což má za následek i Spatnou homogenitu stabilizační přísady ve fóliích, obsahuje-li polymerní nosič v koncentrátu více než 2,5 hmotnostních % nizkomolekulárních frakcí o MW nižší než 10 , dochází sice k dobré homogenitě stabilizační přísady v koncentrátu, pódii nízkomolekulárni frakce nepříznivě ovlivňuje základní mechanické vlastnosti stabilizované fólie, avšak hlavně při kašírováni způsobuje lepivost fólii a částečné ukládáni těchto komponent na válcích a celém výrobním zařízení. Vykazuje-li však nosný polymer méně než 1 hmotnostní % nizkomolekulárních frakcí, dochází k špatné dispergaci stabilizátoru ve vyráběných fóliích a tim i k snížené jejich stabilitě. Nepostradatelnou součásti polymerního nosiče stabilizačních přísad je i přísně definovaný obsah chrómu, který se musí pohybovat v koncentrač6 nim rozmezí 0,5 až 5 hmotnostních dílů na 10 hmotnostních dílů (ppm) koncentrátu. Tyto koncentrace chrómu příznivě ovlivňuji nepatrné síťovaci procesy, které probíhají ve fi• 5 227 549 průměrná molekulová hmotnost MZ = 288 OOO, váhový střed molekulové hmotnosti MW 73 000, číselný střed molekulové hmotnosti MN β 13 000. Obsah frakce, kde MW 10θ je v nedetekovatelném množství, obsah frakce, kde MW 10 je pod 2 %, Polymer obsahoval 2 ppm chrómu.

Typ C o indexu toku 13 až 17 g/10 min definován pomocí GPC těmito parametry: průměrná molekulová hmotnost MZ β 223 000, váhový střed molekulové hmotnosti MW = 44 000, číselný střed molekulové hmotnosti MN = 7 000, frakce vyšší než MW « 10θ činila 0,3 %, obsah frakce s MW nižším než 10³ je 1,6 %. Polymer obsahoval 3,5 ppm chrómu.

Typ D 0 indexu toku 17 až 21 g/10 min definován pomocí GPC těmito parametry: průměrná molekulová hmotnost MZ = 210 000, váhový střed molekulové hmotnosti MW a 41 000, číselný střed molekulové hmotnosti MN = 6 500. Polymer neobsahoval frakce O molekulové hmotnosti MW = 10 a vyšší, obsah frakce s MW nižším než 10 byl 4,8 %. Obsah chrómu 7 ppm.

Typ E, nosný polymer je polypropylen, index toku *5 g/10 min definován pomoci GPC těmito parametry! váhový střed molekulové hmotnosti MW = 390 000, číselný střed molekulové hmotnosti MN a 64 000, obsah frakce o MW - 10⁶ je nad 10 %, poly3 mer neobsahuje frakci o molekulové hmotnosti MW * 10 .

Za použití uvedených stabilizačních přísad stabilizační koncentráty těchto složení:

byly použity

Koncentrát č. 1 Nosný polymer A

Koncentrát č. 2 Nosný polymer B

Koncentrát č. 3 Nosný polymer B

Koncentrát č. 4 Nosný polymer C

Koncentrát č. 5 Nosný polymer B

Koncentrát č. 6 Nosný polymer B obsahující 10 % obsahující 10 % obsahující 20 % obsahujíc! 10 % obsahující 10 % obsahující 20 % látky I a 0,2 % látky VII.

látky III a 0,2 % látky VII.

látk_y III a 0,2 % látky VIII.

látky IV a 0,1 % látky VII.

látky V a 0,2 % látky VIII.

látky V a 0,1 % látky VIII.

Koncentrát č. Nosný polymer

B obsahující obsahujíc! 9

E obsahující % látky VI a % látky IV a % látky IV a

227 549

0,2 % látky VIII.

0,3 % látky VIII.

Přiklad 1

Pro přípravu fólie byl použit vysokohustotní polyetylén, ke kterému bylo přidáváno 2 % hmotnostní stabilizačního koncentrátu 1. Zpracování na fólii bylo provedeno na fóliové lince Lenzing. Během výroby se objevovaly na vytlačovacl hlavě úsady a výsledná fólie vykazovala nehomogenitu rozptýlení stabilizačního systému. Měřeni dispergace UV absorbérem bylo provedeno spektrofotometricky.

Přiklad 2

Pro přípravu fólie bylo použito vysokohustotního polyetylénu, ke kterému bylo přidáváno 2 % hmotnostní stabilizačního koncentrátu č. 2. Zpracování na dlouženou fólii na lince Lenzing proběhlo bez závad. Neobjevovaly se ani úsady na vytlačovacl hlavě, vizuelně nebyly zjištěny defekty fólie a nedocházelo k vytěsňování práškových substanci při následném řezáni fólií na tryskovém stavu. Při aplikaci na kaširovaci lince při použiti nízkohustotního polyetylénu a 2 % stabilizačního koncentrátu č. 2 probíhala výroba bez problému a nedocházelo k vytěsňováni úsad na chladicích válcích, které bylo pozorováno při použití některých jiných stabilizačních koncentrátů.

Přiklad 3

Pro přípravu fólie bylo použito vysokohustotního polyetylénu Hostalen, ke kterému bylo přidáno 2 % stabilizačního koncentrátu 9. Výroba dloužené folie probíhala na lince Lenzing dobře, ovšem při následném textilním zpracováni (řezání folie na osnovni pásky) docházelo k vytěsňování prachových podílů.

- 7 227 549 které nepříznivým způsobem ovlivňovaly produktivitu práce (časté čištění).

Příklad 4

Směs nizkohustotniho polyetylénu s 2 % stabilizačního koncentrátu 8 byla použita pro povrstvení polyetylenové tkaniny na kašírovaci lince Lenzing, Při zpracováni materiálu docházelo na chladicích válcích po určité době k vytěsňování nízkomolekulárních podílů, které nepříznivým způsobem ovlivňovaly kvalitu povrchu (matné skvrny), povrstvení páskové tkaniny a snižovaly produktivitu práce (nutnost častého čištění válců).

Přiklad 5

Směs vysokohustotniho polyetylénu s 2 % stabilizačního koncentrátu 9 byla použita pro výrobu pásků na lince simplex fy Lenzing, Při zpracování na pásky byla pozorována v místech styku pásků s kovovými součástkami tvorba práškových úsad, které nepříznivě zhoršovaly hygienu pracovního prostředí (vznik dermatoz).

Přiklad 6

Způsobem uvedeným v příkladu 2 byla odzkoušena stabilizace folie z vysokohustotniho polyetylénu i kašírování přidáním 1 % koncentrátu 3. V obou případech probíhala výroba bez závad.

Přiklad 7

Způsobem uvedeným v příkladu 2 byla odzkoušena stabilizace fólie z vysokohustotniho polyetylénu i kašírování přidáním 2 % koncentrátu 4. V obou případech probíhala výroba bez závad.

Příklad 8

Způsobem uvedeným v přikladu 2 byla odzkoušena stabilizace fólie z vysokohustotniho polyetylénu i kašírování přidáním 2 % koncentrátu 5. V obou případech probíhala výroba bez závad.

- 8 Přiklad 9

227 549

Způsobem uvedeným v přikladu 2 byla odzkoušena stabilizace folie z vysokohustotniho polyetylénu i kašírováni přidáním 1,5 % koncentrátu 6. V obou případech probíhala výroba bez závad.

Přiklad 10

Způsoifin uvedeným v příkladu 2 byla odzkoušena stabilizace fólie z vysokohustotniho polyetylénu i kašírováni přidáním 2 % koncentrátu 7. V obou případech probíhala výroba bez závad.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

227 549

Vrstvená folie složená ze 3 i více polymernich vrstev obsahující 96 až 99^5 hmotnostních % polyetylénu vysokohustotního nebo nízkobustotního případně polypropylenu a 0,5 až 4 hmotnostní % stabilizačního koncentrátu, který je složen z 5 až 25 hmotnostních % stabilizačních přísad jako jsou benzotriazoly, bsnzofenony, sulfidy, deriváty piperidinu a piperazinu, feňoly, fosfity, estery kyseliny thiodipropionové, vyznačená tím, že nosičem v stabilizačním koncentrátu je vysoko hustotní polyetylén o indexu toku 2 až 17 g/lOmin.při 190 °C), který obsahuje 1 až 2,5 hmotnostních % frakce o molekulové hmotnosti do 10 a do 0,5 hmotnostních % frakce s molekulovou hmotnosti vyšši než 10 a obsah chemicky vázaného chrómu v nosičovóro polymeru je 0,5 až 5 hmotnostních dílů na 10⁶ hmotnostních dílů koncentrátu.