CZ20002908A3

CZ20002908A3 - Za tepla kašírovatelná vícevrstvá folie a způsob její výroby

Info

Publication number: CZ20002908A3
Application number: CZ20002908A
Authority: CZ
Inventors: Bernd Sperlich; Willi Schwarz
Original assignee: Wolff Walsrode Ag
Priority date: 2000-08-08
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2001-03-14

Abstract

Za tepla kašírovatelná, alespoň monoaxiálně orientovaná vícevrstvá folie se základní vrstvou I, která v podstatě sestává z polypropylenu, vnější vrstvou II, která rovněž v podstatě sestává z polypropylenu a přívodem tepla za tepla kašírovatelnou vnější vrstvou III. Vrstva III sestává v podstatě z ethylenvinylacetátového kopolymeru A a ethylenvinylacetátového kopolymeru B a oba tyto ethylenvinylacetátové kopolymery mají různý obsah vinylacetátu pro výrobu spojení s různými substráty, jako je například papír, lepenka, kartony, kovové a plastové folie, látkové pásy a tkaninové sítě.

Description

Za tepla kašírovatelná vícevrstvá folie a způsob její výroby

Oblast techniky

Vynález se týká za tepla kašírovatelných a vysoce lesklých alespoň monoaxiálně orientovaných vícevrstvých folií s za tepla kašírovatelnou vrstvou pro výrobu spojení s různými substráty, jako je například papír, lepenka, kartony, kovové a plastové folie, látkové pásy a tkaninové sítě.

Dosavadní stav techniky

Vícevrstvé folie z polyolefinů, které mají dlouženou polypropylenovou vrstvu a jsou potažené různými za tepla lepivými látkami, například polyethylenem, ethylvinylacetátem nebo ionomery, jsou například známé z JP/60-109 834, JP/53-4082, US-A-4 629 657 a EP-A-0 263 882. Známé vícevrstvé folie vykazuji diversní nevýhody, například nedostatečnou přilnavost spojení, sklon kašírovaného produktu k rolování a obzvláště neuspokojivé optické vlastnosti. Další nevýhodou je sklon ke slepení folie v roli, což ovlivňuje zpracovatelnost. EP 0 424 761 B1 popisuje folii s dobrou přilnavost spojení a nepatrný sklon ke slepování, optické vlastnosti této folie však neodpovídají současným požadavkům .

Úkolem předloženého vynálezu tedy je dát k disposici za tepla kašírovatelné vícevrstvé folie, které by nevykazovaly uváděné nevýhody, obzvláště neuspokojivé optické vlast·« ♦· ·· ♦· « <· · · ♦· * • · ·♦ · * · · ·· ·· · * · · · · • · · · · · · · • φ φφ *· ·· »· ·· • · · ·

Φ · ΦΦ

Φ · · · φ φ Φ ·

Φ· ·· nosti a sklon ke slepování v roli a které by byly tedy vhodné jako kašírovací folie, obzvláště pro vysoce lesklé kašírování.

Podstata vynálezu

Překvapivě se toto podařilo vyrobením alespoň monoaxiálně orientované folie výše uvedeného druhu, jejíž podstata spočívá v tom, že obsahuje základní vrstvu I , která v podstatě sestává z polypropylenu, vnější vrstvu II, která rovněž v podstatě sestává z polypropylenu a přívodem tepla za tepla kašírovatelné vnější vrstvy III , přičemž vrstva III sestává v podstatě z ethylenvinylacetátového kopolymeru A a ethylenvinylacetátového kopolymeru B a oba tyto ethylenvinylacetátové kopolymery mají různý obsah vinylacetátu

Základní vrstva I sestává v podstatě nebo úplně z polypropylenu, výhodně se použije isotaktický polypropylen

O s hustotou 0,90 až 0,91 g/cm a s indexem toku taveniny 1 až 4 g/10 min při 230 °C/21,6 N (podle DIN 53 735). Dále může základní vrstva I obsahovat kluzné prostředky a antistatická additiva.

Kluzné prostředky jsou amidy vyšších alifatických kyselin, estery vyšších alifatických kyselin, vosky a kovová mýdla, jakož i polydimethylsiloxany. Účinné množství kluzných prostředků je v rozmezí 0,01 až 3 % hmotnostní, výhodně 0,02 až 1 % hmotnostní. Obzvláště vhodný je přídavek amidů vyšších alifatických kyselin v rozmezí 0,01 až 0,25 % hmotnostních. Obzvláště vhodný amid alifatické kyseliny je amid kyseliny erukové.

• φ

φ φ

φ φ ♦ φφφ φ ♦ φφ φ φφφ φ φ φφφ φ φ φ φφφ

Obzvláště vhodná antistatická additiva jsou alkansulfonáty alkalických kovů, polyethermodifikované, to znamená ethoxylované a/nebo propoxylované, polydiorganosiloxany (polydialkylsiloxany, polyalkylfenylsiloxany a podobně) a/nebo v podstatě přímé a nasycené alifatické terciární aminy s alifatickým zbytkem s 10 až 20 uhlíkovými atomy, které jsou substituované omega-hydroxyalkylovými skupinami s 1 až 4 uhlíkovými atomy, přičemž obzvláště vhodné jsou

N, N-bis-(2-hydroxyethyl)-alkylaminy s 10 až 20 uhlíkovými atomy, výhodně 12 až 18 uhlíkovými atomy, v alkylovém zbytku. Účinné množství antistatika je v rozmezí 0,05 až

O, 5 % hmotnostních. Dále je vhodný glycerolmonostearát a používá se jako antistatikum v množství 0,03 až 0,5 % hmotnostních.

Vnější vrstva II sestává rovněž v podstatě z polypropylenu. Výhodně se používá isotaktický polypropylen s a

hustotou 0,90 až 0,91 g/cm^J a s indexem toku taveniny 1 až 10 g/10 min při 230 °C/21,6 N (podle DIN 53 735). Vnější vrstva II obsahuje výhodně 0,02 až 1,0 % antiblokačních činidel, obzvláště výhodně 0,05 až 2 % . Vhodná antiblokační činidla jsou anorganické přísady, jako je oxid křemičitý, uhličitan vápenatý, křemičitan hořečnatý, křemičitan hlinitý, fosforečnan vápenatý a podobně a/nebo inkompatibilní polymery, jako polyamidy, polyakryláty, polymethakryláty, polyestery, polykarbonáty a podobně. Výhodně se používá oxid křemičitý. Obsah antiblokačních činidel leží v rozmezí 0,05 až 1 % hmotnostní, výhodně 0,1 až 0,3 % hmotnostních. Střední velikost částic je v rozmezí 1 až 6 pm, obzvláště 2 až 5 pm.

Při výhodné formě provedení má kopolymer ethylenvinyl4 ♦ · · • · ♦ ♦ · φ · • ·

♦ · acetátu A obsah vinylacetátu 10 až 30 % a kopolymer ethylenvinylacetátu B obsah vinylacetátu 1 až 10 % . Při obzvláště výhodné formě provedení má kopolymer ethylenvinyl acetátu A obsah polymerisovatelných vinylacetátových jednotek 15 až 25 % hmotnostních a kopolymer ethylenvinylacetátu B obsah polymerisovatelných vinylacetátových jednotek 3 až 7 % hmotnostních. Při výhodné formě provedení činí podíl ethylenvinylacetátových kopúolymerů A ve vnější vrstvě III 60 až 95 % a podíl ethylenvinylacetátových kopolymeru. B ve vnější vrstvě III 5 až 40 % . Při obzvláště výhodné formě provedení činí podíl ethylenvinylacetátových kopolymerů A ve vnější vrstvě III 70 až 90 % a podíl ethylenvinylacetátových kopolymerů B ve vnější vrstvě III 10 až 30 % .

Hodnoty MFI obou ethylenvinylacetátových kopolymerů A a B jsou výhodně v rozmezí 1 až 30 g/10 min (ASTM D 1238) . Hodnota MFI ethylenvinylacetátových kopolymerů A je obzvláště výhodně v rozmezí 10 až 30 g/10 min (ASTM D 1238) a hodnota MFI ethylenvinylacetátových kopolymerů B je obzvláště výhodně v rozmezí 4 až 15 g/10 min (ASTM D 1238) .

Vícevrstvé folie podle předloženého vynálezu jsou obzvláště vhodné jako vysoce leské kašírované folie pro výrobuspojených vrstev papíru a lepenky a pro zušlechťování grafických výrobků, jako jsou knihy a vložky do CD-disků a prospektů, které mohou být také ražené.

Vícevrstvé folie podle předloženého vynálezu se mohou produkovat obvyklými způsoby, jako je laminování, potahování, extruse taveniny nebo koextruse taveniny. Při výhodné formě provedení se koextruduje základní vrstva I a vnější • ·

00 ♦ 0 · · 0 « ·· 0

00

00 0 0 ·· 0 00 00 00 00 vrstva II a dlouží se v jednom směru, přičemž v návaznosti na dloužení následuje laminování nebo extruse za tepla kašírovatelné vrstvy III . Potom se takto získaná vícevrstvá folie ještě jednou dlouží, výhodně ve směru, ve kterém se dosud neprovádělo dloužení.

Vícevrstvé folie podle předloženého vynálezu jsou alespoň monoaxiálně, výhodně biaxiálně dloužené, přičemž dloužení se provádí ve směru běhu stroje výhodně v poměru 5 : 1 až 7 : 1 a příčně ke směru běhu stroje v poměru 7 : 1 až 10 : 1 .

U vícevrstvých folii podle předloženého vynálezu má základní vrstva I všeobecně tloušťku 8 až 50 pm, výhodně 12 až 20 pm, vnější vrstva II má výhodně tloušťku 0,6 až 3,0 pm a teplem kašírovatelná vnější vrstva III má všeobecně tloušťku 5 až 20 pm, výhodně 7 až 15 pm.

Folie podle předloženého vynálezu mohou být jednostranně nebo oboustranně podrobeny předzpracování koronou.

Předmětem předloženého vynálezu je dále způsob výroby vrstvených výrobků z libovolných substrátů a folie podle předloženého vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se substrát a folie vzájemně svedou do styku za působeni tepla a tlaku, přičem teplem kašírovatelná vnější vrstva III je přivrácená k substrátu. U substrátů se jedná výhodně o materiály, které se obvykle používají pro vysoce lesklé kašírování, jako je například papír, lepenka, plasty, kovy, dřevo, tkaniny, rouno a rostlinné produkty, ale také folie, obzvláště plastové nebo kovové folie.

9 9 ·

9 99

9 9 9

9 9 9 • 9 9 9

99 99 99

9 9 9 9 9 ♦ « 99 9999

999 99 9

99 9 9 99 ·

99 99 9·

Zkušební metody :

Schopnost odvíjení :

Schopnost odvíjení se zkouši na zhotoveném vzorku role. Při tom se folie navine při šířce asi 250 mm v délce 20 m . Při tom činí hmotnost role včetně navíjecího jádra asi 1,5 kg. Odvíjitelnost je rozdělena do následujících kategorií.) :

1. Odvíjení hmotností role (+) :

Fixuje se volný konec vzorku role a potom se nechá vzorek viset, tak se odrolovává zhotovená folie vlastní hmotností.

2. Možné odvíjení přídavným tahem (0) :

Odrolovávání pomocí hmotnosti role sice není možné, folie se však dá odvinout bez přetažení nebo odtrženin.

3. Role je zablokovaná (-) :

Odvíjení role není možné bez toho, že by se silně zdeformovala nebo zničila.

Přilnavost spojení :

Přilnavost spojení se zkouří pomoci kaširovacího pokusu. K tomu se zkoušené folie kašírují na termokašírovacím stroji firmy Billhofer s černě potištěným archem papíru.

Jako procesní podmínky se při tom používá kašírovací teplota asi 120 °C , tlak kaširovacího válce 15 MPa a rychlost kašírování 5 m/min. Z těchto zhotovených vzorků se ve směru běhu vyříznou proužky o šířce 15 mm. Na těchto proužcích se měří přilnavost spojení odtrháváním pod úhlem • 0 00 »0 ·0

0*0 0 0 0 0 0

0 00 «000

00 000 0· ·

00 0 0 00 0

00 00 *♦

0« 0 0 0 0 0 0

0 00 0 0 0 0

0 0 0

00 ° a záznam síly odtrhávání.

Lesk :

Pro měření lesku se vyrobí kašírovaný vzorek s černě potištěným archem papíru, stejným, jaký byl vyroben pro zjišťování přilnavosti spojení. Na tomto vzorku se provádí měření lesku podle DIN 67 530 pod úhlem 20 °. Jako lesk se označuje regulérně odražený podíl svštla, vztažený na světelný paprsek, dopadající pod úhlem 20 ° na kolmici. Lesk se udává v jednotkách lesku (GE) , které jsou vztahované na standard černého skla. Hodnota povrchového lesku by měla být pokud možno vysoká.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Za tepla kašírovatelná vrstva III se součástmi, uvedenými v následující tabulce ί , se nanese na monoaxiálně dlouženou základní folii z polypropylenu o hustotě 0,91 g/cm^ a tavném indexu 3,0 g/10 min při 230 °C/21,6 N a potom se dlouží, takže se získá vrstvená folie s podélným dloužením v poměru 5 : 1 a s příčným dloužením v poměru 10 : 1 .

Základní folie se skládá z vnější vrstvy II o tloušťce 1,0 pm, která sestává z polypropylenu o hustotě 0,91 g/cm^ a s tavným indexem 3,0 g/10 min při 230 °C/21,6 N, jakož i přídavku 0,1 % oxidu křemičitého se střední zrnitostí 4 pm a základní vrstvy I z výše uvedeného polypropylenu. Folie, která se skládá z vrstev I a II , má

99

9 9 9

9 99 «* ·♦ • 9 9 4 • 9 99 > · 9 9 9 · · «

99 ·· ·*

99 • 9 9 ·

9 9 9

99 celkovou tloušťku 15 μπι a za tepla kašírovatelná vrstva III má tloušťku 10 pm.

Příklad 2

Způsob výroby a složení vrstev I a III jsou stejné jako v příkladě 1 . Vnější vrstva II neobsahuje žádné antibliokační additivum.

Příklad 3 až 5 (srovnávací)

Způsob výroby a složení vrstev I a II jsou stejné jako v příkladě 1 (vnější vrstva II s 0,1 % oxidu křemičitého jako antiblokační additivum). Složeni teplem kašírovatelné vnější vrstvy III je patrné z tabulky 1 .

ΦΦ *· » * · • Φ ΦΦ φ Φ Φ ·

Φ 9 9 9

99

Φ Φ · 9

9 99

9 9 9 ·9

9 9 9

99

Tabulka 1

Příklad	Složení teplem kašírovatelné vnější vrstvy III
Kopolymer A	kopolymer B
př. 1	80 % ethylenvinylacetáto- vého kopolymerů se 20 % obsahu vinylacetátového monomeru (MFI=20 g/10 min ASTM D 1238); hustota: 0,940 g/cm³)	20 % ethylenvinylace- tátového kopolymerů s 5 % obsahu vinylacetátového monomeru (MFI=7,5 g/10 min (ASTM D 1238); hustota: 0,925 g/cm³)
př. 2	j ako v př. 1	j ako v př. í
př. 3 srovn.	j ako v př. 1	20 % LDPE (MFI=7,5 g/10 min (ASTM D 1238) hustota: 0,9155 g/cm³)
př. 4 srovn.	j ako v př. 1	20 % kopolymerů kyseliny ethylenakrylové s 11 % obsahu monomeru kyseliny akrylové (MFI=8,0 g/10 min (ASTM D 1238); hustota: 0,940 g/cm³)

• Φ φφ

Φ Φ Φ · β Φ ΦΦ «Φ Φ» • Φ Φ · • ΦΦΦ • · · · • · · ·

Φ· ··

Φ · · 9

44

99

4 9 ·

4 4 4 · · 8

Φ Φ Φ 4

44

Tabulka 1 (pokračocvání) př. 5 100 % ethylvinylacetátosrovn. vého kopolymeru se 20 % obsahu vinylacetátového monomeru (MFI=20 g/10 min (ASTM D 1238); hustota: 0,940 g/cm^

T a	bulka	2
Příklad	schopnost	přilnavost	lesk v GE
		odvíj ení	spojení v N
př.	1	+	3,5	75
př.	2	0	3,4	78
př.	3 (srovn.)	+	1,0	73
př.	4 (srovn.)	+	3,3	62
př.	5 (srovn.)	-	3,7	77

Z tabulky 2 je patrné, že folie podle předloženého vynálezu podle příkladů 1 a 2 vykazují proti foliím podle srovnávacích příkladů zřetelná zlepšení se zřetelem na jejich schopnost odvíjení, přilnavost spojení a lesk. Folie • ·

00

0 0 ·

0 0 0

0«

9 9

00 • 0 0 · ·· 99 podle srovnávacího příkladu 3 vykazují sice přijatelné hodnoty schopnosti odvíjení a lesku, přilnavost spojení je však nedostatečná. U folií podle srovnávacího příkladu 4 neodpovídá lesk současným požadavkům a u folií podle srovnávacího přikladu 5 je folie zablokovaná a nedá se odvíjet.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Za tepla kašírovatelná, alespoň monoaxiálně orientovaná vícevrstvá folie se základní vrstvou I , která v podstatě sestává z polypropylenu, vnější vrstvou II, která rovněž v podstatě sestává z polypropylenu a přívodem tepla za tepla kašírovatelnou vnější vrstvou III , vyznačující se tím, že vrstva III sestává v podstatě z ethylenvinylacetátového kopolymeru A a ethylenvinylacetátového kopolymeru B a oba tyto ethylenvinylacetátové kopolymery mají různý obsah vinylacetátu.
2. Vícevrstvá folie podle nároku 1 , vyznačující se tím, že ethylenvinylacetátový kopolymer A má obsah polymerovaných vinylacetátových jednotek 10 až 30 % hmotnostních a ethylenvinylacetátový kopolymer B má obsah polymerovaných vinylacetátových jednotek 1 až 10 % hmotnostních.
3. Vícevrstvá folie podle nároku 1 , vyznačující se tím, že ethylenvinylacetátový kopolymer A má obsah polymerovaných vinylacetátových jednotek 15 až 25 % hmotnostních a ethylenvinylacetátový kopolymer B má obsah polymerovaných vinylacetátových jednotek 3 až 7 % hmotnostních.
4. Folie podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že podíl ethylenvinylacetátového kopolymeru A ve vnější vrstvě III činí 60 až 95 % a podíl ethylenvinylacetátového kopolymeru B ve vnější vrstvě III činí 5 až 40 % .

φφ «φ φ · · φ • φφφ φ

φ φ · φ · φ * φ • φφφ φφ

Φ φ φ φ φ φ φφ φφ φ φ φ φ φφ φφ
5. Folie podle nároku 4 , vyznačující se tím, že podíl ethylenvinylacetátového kopolymeru A ve vnější vrstvě III činí 70 až 90 % a podíl ethylenvinylacetátového kopolymeru B ve vnější vrstvě III činí 10 až 30 % .
6. Folie podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vnější vrstva II obsahuje antiblokační additivum.
7. Folie podle nároku 6 , vyznačující se tím, že obsah antiblokačního additiva ve vnější vrstvě II je v rozmezí 0,02 až 1,0 % hmotnostních.
8. Folie podle nároku 6 , vyznačující se tím, že obsah antiblokačního additiva ve vnější vrstvě II je v rozmezí 0,05 až 0,2 % hmotnostních.
9. Folie podle alespoň jednoho z nároků 6 až 8 , vyznačující se tím, že antiblokační additivum je oxid křemičitý se střední velikosti částic 2 až

5 μπι .
10. Způsob výroby vrsvených výrobků z libovolných substrátů a folie podle nároku 1 , vyznačující se tím, že se substrát a folie přivedou do styku za působení tepla a tlaku, přičemž vrstva III je přivrácená k substrátu.
11.

Způsob podle nároku 10 , ♦ · ·· • · · · β ♦ ··

9 9 9 9 9

9 9 9 9

99 99 ·· ·· • · · · • 9 99

I 9 9 9

9 9 9 · ·· ··

99 99

9 9 9 9

9 9 9 9

9 9 9 9

9 9 9 9

9 9 9 9 v y z n a č u pír, lepenka, produkty nebo jící se tím, že substrátem je paplast, kov, dřevo, tkanina, rouno, rostlinné síťovina.