DE1168072B

DE1168072B - Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern aus AEthylenpolymeren

Info

Publication number: DE1168072B
Application number: DEK44491A
Authority: DE
Inventors: Dr Paul Gehrke; Dr Walter Seifried
Original assignee: Kalle GmbH and Co KG
Current assignee: Kalle GmbH and Co KG
Priority date: 1961-08-12
Filing date: 1961-08-12
Publication date: 1964-04-16
Also published as: GB789880A; GB982858A; BE621272A; DE1168702B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WTWW^ PATENTAMT Internat. Kl.: C08f

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 39 b-22/06

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

K 44491IV c/39 b
12. August 1961
16. April 1964

In zunehmendem Maße geht man dazu über, auch schwere Füllgüter in aus Folie hergestellte Beutel oder Behälter zu verpacken. An die Verpackung werden dann hinsichtlich ihrer Stoßfestigkeit hohe Anforderungen gestellt. Unter anderem wird vielfach gefordert, daß gefüllte Beutel, die aus Folien hergestellt wurden, unter festgelegten Bedingungen einen Fall oder Wurf aus einer bestimmten Höhe zu einem bestimmten Teil ohne Beschädigung überstehen, wobei als Beschädigung angesehen wird, wenn nach dem Auftreffen der gefüllten Beutel Löcher oder Risse in der Folie entstanden sind, die den weiteren Gebrauch des Beutels verbieten, da das Füllgut aus ihm austreten kann. Man pflegt als Maß für die Fallfestigkeit die Höhe anzugeben, aus welcher von hundert gefüllten Beuteln fünfzig den Fall ohne Beschädigung der Verpackungsfolie überstehen, sogenannte 50-%-F^al^möhe.

Untersucht man im Hinblick auf die verlangte Eigenschaft z. B. Folien aus Polyäthylen niedriger Dichte, von sogenanntem Hochdruckpolyäthylen, so findet man nach dem weiter unten beschriebenen Prüfverfahren »50-%-Fallhöhen«, welche erfahrungsgemäß eine befriedigende Brauchbarkeit der Folie bei der praktischen Verwendung hinsichtlich der Stoßbeanspruchung erwarten lassen. Ein wesentlicher Nachteil des Hochdruckpolyäthylens ist jedoch seine große Nachgiebigkeit gegenüber einer Zugbeanspruchung. Sie bedeutet, daß mit schwerem Füllgut gefüllte Beutel aus Hochdruckpolyäthylen beim Anheben oder Tragen erhebliche Dehnungen erleiden, was in der Regel unerwünscht ist. Im Gegensatz zu Folien aus Hochdruckpolyäthylen zeigen solche aus Niederdruckpolyäthylen diese Eigenschaft nicht. Sie besitzen jedoch den Nachteil, daß sie spröder als solche aus Hochdruckpolyäthylen sind und niedrige »50-%-Fallb.öhen« ergeben.

Dieser auffällige Unterschied läßt sich auch an Hand der Zugdehnungsdiagramme der beiden Folien charakterisieren, die A b b. 1 und 2 zeigen, erstere für Niederdruckpolyäthylen, letztere für Hochdruckpolyäthylen, In beiden Abbildungen ist im gleichen Maßstab als Abszisse die Verlängerung ε und als Ordinate die einwirkende Zugkraft δ eingetragen. Im Gegensatz zur Niederdruckpolyäthylenfolie (A b b. 1) beginnt die Hochdruckpolyäthylenfolie (A b b. 2) schon bei geringern Kraftangriff sich zu dehnen, läßt sich aber sehr viel weiter dehnen, ehe es zum Zerreißen kommt.

Es ist bekannt, im Hinblick auf die obengenannten Anforderungen, Olefinpolynierisate miteinander zu vermischen, um als erwünschte Eigenschaften hohe Festigkeit und hohes Dehnungsvermögen zu erhalten. Man hat beispielsweise Folien aus Mischungen von Verfahren zur Herstellung von Formkörpern
aus Äthylenpolymeren

Anmelder:

Kalle Aktiengesellschaft, Wiesbaden-Biebrich

Als Erfinder benannt:

Dr. Walter Seifried, Wiesbaden-Biebrich,

Dr. Paul Gehrke, Wiesbaden

Hochdruckpolyäthylen und Niederdruckpolyäthylen hergestellt. Aus solchen Mischungen hergestellte Folien besitzen eine Zugdehnung, welche zwischen der des Niederdruckpolyäthylens und der des Hochdruckpolyäthylens liegt. Für die Herstellung von Behältnissen, z. B. Beutel, Säcke, die für starke Beanspruchung geeignet sein sollen, sind aber die Eigenschaften der aus solchen Polyäthylenmischungen hergestellte Folien häufig nicht ausreichend. Daß gilt auch für sonstige in der Kunststoffverarbeitung als Werkstoff bekannte Mischungen von Olefinpolymerisaten, so auch für die aus der deutschen Patentschrift 1 062 925 bekannten Mischungen, die in der Hauptsache aus im Niederdruckverfahren gewonnenem Äthylenpolymerisat, zu 1 bis 20 % aus im Hochdruckverfahren gewonnenem Polyäthylen und zu 0,01 bis 6% ^aus Butylkautschuk, bestehen. Diese Olefinpolymerisatmischungen sollten den Mangel beseitigen, daß Gegenstände aus Äthylenpolymerisaten Spannungskorrosion aufweisen. Über die Stoßfestigkeit der aus den genannten Mischungen hergestellten Formkörper ist nichts berichtet worden; diese Mischungen bringen im übrigen keine Verbesserung hinsichtlich der Stoßfestigkeit. Man konnte somit aus der genannten Patentschrift nicht entnehmen und auch nicht vermuten, daß ein Polyisobutylenzusatz zu Äthylenpolymerisat zu einem Werkstoff führen kann, der als Folie oder folienähnlicher Formkörper eine hohe Stoßfestigkeit zeigt.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere Folien, aus Äthylenpolymeren im Gemisch mit Polyisobutylen oder Butylkautschuk, bei welchem man Formkörper erhält, die hohe Festigkeit mit hohem Dehnungsvermögen gepaart aufweisen. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel erreicht, indem man eine Mischung aus

a) 70 bis 85 Gewichtsprozent eines Äthylen-Buten-(1)-Mischpolymerisates mit einem Buten-(l)-Anteil von 1 bis 10% und

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b) 15 bis 30 Gewichtsprozent Polyisobutylen oder Butylkautschuk oder einer Mischung beider verwendet.

Den Formmassen können die üblichen Zusatzstoffe, wie Farbstoffe, Pigmente, Füllstoffe, UV-Absorber, zugemischt sein. Abb. 3 zeigt in einem gleichen Maßstab wie die A b b. 1 und 2 das Zugdehnungsverhalten einer erfindungsgemäß hergestellten Folie. Vergleicht man in den A b b. 1 und 3 die zwischen der Abszisse und den eingezeichneten Kurven vorhandene Fläche, deren Größe jeweils bis zum Zerreißen der Folie aufgenommenen Energie entspricht, so sieht man deutlich, daß selbst bei Hochdruckpolyäthylenfolien die bis zum Zerreißen-aufgenommene Energie wesentlich kleiner ist als bei gemäß Erfindung hergestellten Folien. Im Vergleich zu einer Folie aus Niederdruckpolyäthylen (Abb. 1) ist eine gemäß Erfindung hergestellte Erfindung nur geringfügig leichter verformbar, kann aber bis zum Zerreißen eine viel größere Energie aufnehmen.

Das günstigere Zugdehnungsverhalten einer erfindungsgemäß hergestellten Folie äußert sich in einer entsprechend günstigen »50-%-Fallhöhe« daraus hergestellter Beutel oder anderer Behälter. In A b b. 4 ist das Maß der »50-%-Fallhöhe« von Beuteln in Abhängigkeit von dem Buten-(1)-Gehalt des Äthylen-Buten-(1)-Mischpolymerisats in der Kunststoffmischung dargestellt. Wie man aus A b b. 4 erkennt, ist die »50-%-Fallhöhe« am besten bei einem Buten-(l)-Gehalt dieses Mischpolymerisats von mehr als etwa 1 Gewichtsprozent. Günstige 50-%-Fallhöhen erhält man aber auch noch bei einem Buten-(1)-Gehalt von etwa 1 Gewichtsprozent oder weniger.

Stellt man diese Behälter, beispielsweise Beutel, nicht aus den entsprechenden Folien, sondern direkt aus der homogenisierten Mischung der Bestandteile her, so weisen die durch Heißformung hergestellten geformten Körper die gleiche Stoßfestigkeit auf wie die Folien.

Zur Herstellung der Formmasse werden die Bestandteile auf einem Walzenstuhl gemischt und plastifiziert. Das erhaltene Walzfell wird zweckmäßig vor der Weiterverarbeitung auf Formkörper granuliert. Die Weiterbehandlung kann auf den üblichen Schneckenpressen oder durch andere Heißverformung erfolgen, z. B. auf Kalandern. Besondere Bedeutung haben Verpackungsbehälter, wie aus Folien hergestellte Beutel.

Die erhaltenen Formkörper zeichnen sich außer durch die hohe Beanspruchbarkeit auf Stoß auch dadurch aus, daß das Kunststoffgemisch, aus dem sie bestehen, sich auch bei höherer Temperatur nicht entmischt. In der Wärme erfolgt auch kein »Ausschwitzen« von Bestandteilen. Die Folien neigen bei Zimmertemperatur nicht zum Verkleben und lassen sich sehr gut verschweißen.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

15 Gewichtsteile Polyisobutylen mit einem Molekulargewicht von etwa 200000 werden auf dem Walzwerk bei 180⁰C plastifiziert. Anschließend gibt man Gewichtsteile eines Äthylen-Buten-(1)-Mischpolymerisats mit einem Molekulargewicht von etwa 100000 mit 1,5 Gewichtsprozent Buten-(1)-Anteil hinzu und durchmischt beide Polymerisate auf dem Walzwerk, bis eine homogene Mischung entstanden ist. Das erhaltene Walzfell wird zu einem Granulat zerkleinert und aus dem Granulat in bekannter Weise eine Schlauchfolie von 125 μ. durch Auspressen aus einer Ringdüse hergestellt. Aus Abschnitten dieser Schlauchfolie hergestellte Beutel weisen eine 50-%-Fallhöhe von 145 cm auf.

Zur Bestimmung der Fallhöhe stellt man aus nahtlosen Folienschläuchen von 125 μ Wandstärke Beutel von 10 cm Breite und 15 cm Länge her, die an den beiden Schlauchenden durch Verschweißen verschlossen sind, nachdem man vorher in sie 1200 g Stahlkugeln von 5 mm Durchmesser eingefüllt hat. Als Maß für die Stoßfestigkeit der Folien wird die Höhe in Metern angegeben, bei der von zehn Beuteln fünf den Fall ohne Beschädigung überstehen.

Beispiel 2

Vermischt man 20 Gewichtsteile Polyisobutylen mit einem Molekulargewicht von etwa 200000 mit 80 Gewichtsteilen des im Beispiel 1 angegebenen Äthylen-Mischpolymerisats und verfährt im übrigen, wie im Beispiel 1 angegeben, so weisen die aus dem Polymerisatgemisch hergestellten Folienbeutel eine 50-%-Fallhöhe von 200 cm auf.

Beispiel 3

Stellt man die Beutel aus einem Gemisch aus 20 Gewichtsteilen Butylkautschuk und 80 Gewichtsteilen des im Beispiel 1 genannten Äthylenmischpolymerisats nach der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise her, so findet man 50-%-Fallhöhen von 195 cm.

Beispiel 4

Beutel aus 15 Gewichtsteilen Polyisobutylen mit einem Molekulargewicht von 200000, 5 Gewichtsteilen Butylkautschuk und 80 Gewichtsteilen des im Beispiel 1 genannten Äthylenmischpolymerisats, die entsprechend Beispiel 1 hergestellt werden, erreichen eine 50-%-Fallhöhe von 130 cm.

Der in den Beispielen 3 und 4 verwendete Butylkautschuk ist ein hochmolekulares Mischpolymerisat aus Isobutylen und Isopren, in dem der Gehalt an Isoprenbausteinen etwa 2,1 bis 2,5% beträgt. Er weist eine Mooneyviskosität von 41 bis 49 bei 100° C und 8 Minuten Laufdauer auf.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Äthylenpolymeren im Gemisch mit Polyisobutylen oder Butylkautschuk, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung aus

a) 70 bis 85 Gewichtsprozent eines Äthylen-Buten-(1)-Mischpolymerisats mit einem Buten-(l)-Anteil von 1 bis 10% und

b) 15 bis 30 Gewichtsprozent Polyisobutylen oder Butylkautschuk oder einer Mischung beider verwendet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 062 925; britische Patentschrift Nr. 825 884; USA.-Patentschrift Nr. 2 854 435; australische Patentschrift Nr. 211 527.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 559/586 4.64 © Bundesdruckerei Berlin