DE1234005B

DE1234005B - Durchsichtige Folie mit guten Gleiteigenschaften

Info

Publication number: DE1234005B
Application number: DEP32440A
Authority: DE
Inventors: Leroy Frederick Gronholz; Daniel Kenyon Owens; Charles Ronald Price
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1962-08-20
Publication date: 1967-02-09
Also published as: GB995591A; BE636349A; LU44285A1; FR1372075A; NL296798A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND IntCl.: B29d

DEUTSCHES PATENTAMT

Deutsche KL: 39 a3 - 7/22

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1234005 Aktenzeichen: P 32440 X/39 a3

J 234 005 Anmeldetag: 20.August 1963

Auslegetag: 9. Februar 1967

Durchsichtige Folie mit guten Gleiteigenschaften

Die Erfindung betrifft eine durchsichtige Folie mit

guten Gleiteigenschaften, deren von einem thermo- Anmelder*
plastischen, polymeren Material gebildete Oberfläche

eine Vielzahl von Erhebungen aufweist. E. I. du Pont de Nemours and Company,

Mit Polyäthylen überzogenes ZeUglas ist durch- 5 Wilmington, Del. (V. St. A.)
sichtig, feuchtigkeitsundurchlässig und heißsiegelbar ν t t ·

und besitzt eine gute Dauerhaftigkeit und die meisten Vertreter.

anderen physikalischen Eigenschaften, die bei einem Dr.-Ing. W. Abitz und Dr.D. Morf,

hochwertigen Einwickelmaterial gewünscht werden. Patentanwälte, München 27, Pienzenauer Str. 28

Mit nicht modifiziertem Polyäthylen überzogenes io

Zellglas hat jedoch auf Grund der etwas klebrigen _{ÄIs Erfinder bemamt:}

Natur des Polyathylenharzes schlechte Gleiteigen- _T ,,₇

schäften, neigt zurTrübung und bleibt häufig stecken, ^Ler°y ^edenck Gronholz, Richmond, Va.;

wenn es auf automatischen Verpackungs- und Ein- Daniel Kenyon Owens, Bon Air, Va.;

wickelmaschinen eingesetzt wird. 15 Charles Ronald Price, Borger, Tex. (V. St. A.)

Eine Verbesserung der Oberflächeneigenschaften ·

von Folien aus thermoplastischen Polymerisaten kann Beanspruchte Priorität:

erfolgen, indem man die FoHe im Schmelzzustand V. St. v. Amerika vom 20. August 1962 (218105)

mit einer kalten, gerauhten Oberfläche, wie einer

sandgestrahlten »Abschreckwalze«, zusammenbringt, 20 ,»
damit die Oberfläche des geschmolzenen Polymerisates in Form einer spiegelbildlichen Abbildung der fläche im wesentlichen Abbildungen der Oberfläche kalten, gerauhten Oberfläche erstarrt. Dieses Ver- einer bei ihrer Herstellung eingesetzten »Abschreckfahren ist bei der Herstellung undurchsichtiger walze« darstellt. Die Oberfläche der Folie wird bis Folien und Uberzüge recht zufriedenstellend, hat 25 zu etwa 16 % von glatten, halbkugelartigen Erhebunaber bei der Herstellung von durchsichtiger Poly- gen gebildet, während die restliche, um die Erhebunäthylenfolie oder polyäthylenüberzogenem Zellglas gen herum und zwischen diesen befindliche Fläche niemals völlig befriedigen können, da alle bekannten sehr glatt ist.

Abschreckwalzenflächen, deren Rauhigkeit ausreicht, Durch den ziemlich großen Anteil der glatten um zu zufriedenstellenden Gleiteigenschaften der 30 Oberfläche erhält die Folie einen starken Glanz, Folie zu führen, auch das Aussehen der Folien und während die Erhebungen durch Verminderung der Überzüge dadurch verschlechtern, daß sie einen ge- Folienberührungsfläche gute Gleiteigenschaften erringen Glanz und eine starke Trübung ergeben. geben. Die Erhebungen beugen anscheinend auf

Die vorliegende Erfindung schafft FoMen aus Grund ihrer glatten, halbkugelartigen Form nur eine thermoplastischen Polymerisaten, insbesondere eine 35 unwesentliche Menge des auf die Folie auftreffenden mit Polyäthylen überzogene Folie aus regenerierter Lichtes, so daß sie weder die Durchsichtigkeit der Cellulose, die zufriedenstellende Gleiteigenschaften Folie verschlechtern noch zu einer merklichen Trü- und ein gutes Aussehen besitzen. bung führen.

Die Folie ist erfindungsgemäß dadurch gekenn- Zur Herstellung von Folien und Überzügen aus zeichnet, daß je Quadratzentimeter Folienoberfläche 40 thermoplastischen Polymerisaten, die sowohl durch-3000 bis 2 000 000 halbkugelförmige Erhebungen mit sichtig sind als auch gute Gleiteigenschaften besitzen, einem Durchmesser im Bereich von etwa 1270 bis wird vorzugsweise eine »Abschreckwalze« eingesetzt, 38100ηΐμ vorhanden sind und die Rauhigkeit der deren Oberfläche 3000 bis 2000000 halbkugelartige Folie im Bereich zwischen 102 bis 508 ηΐμ liegt, aus- Vertiefungen je Quadratzentimeter Walzenoberfläche gedrückt als der quadratische Mittelwert der durch- 45 mit Durchmessern im Bereich von 1270 bis 38100 πΐμ, schnittlichen Abweichung von der mittleren Ober- und eine Gesamtrauhigkeit, d.h. Tiefe der Vertiefläche. hingen von 102 bis 508 πΐμ aufweist. Der Einsatz;

Ein mit der Oberflächenbeschaffenheit gemäß der einer Abschreckwalze mit einer Gesamtrauhigkeit Erfindung versehenes, mit Polyäthylen überzogenes von weniger als etwa 102 πΐμ, führt zu einer Folie, Zellglas ist hochtransparent und trübungsfrei und go die gut durchsichtig ist, aber schlechte Gleiteigenbesitzt einen starken Glanz. Die mikroskopische schäften besitzt. Ähnliche Ergebnisse werden erUntersuchung solcher Folien zeigt, daß ihre Ober- halten, wenn die Oberfläche der Abschreckwalze

Vertiefungen von weniger als etwa 1270 ηΐμ Durchmesser oder in einer Häufigkeit von weniger als etwa 3000 je Quadratzentimeter aufweist. Die Anwendung einer Abschreckwalze andererseits, die eine Gesamtrauhigkeit von mehr als etwa 508 πΐμ, Vertiefungen in einer Häufigkeit von mehr als etwa 2000000 je Quadratzentimeter, Vertiefungen von mehr als etwa 38100πΐμ Durchmesser oder Vertiefungen, die durch eine keine Spiegelbeschaffenheit aufweisende Fläche getrennt sind, aufweist, führt zu einer Folie, die gute Gleiteigenschaften aber ein schlechtes Aussehen zeigt. In gleicher Weise führt die Anwendung einer Abschreckwalze, die Vertiefungen unregelmäßiger und nicht kugelartiger Form aufweist, zu einer trüben Folie, da die an der Folienoberfläche ausgeformten Erhebungen einen großen Teil des auf die Folie auftreffenden Lichtes zerstreuen.

Vorzugsweise wird bei der Herstellung von polyäthylenüberzogenem Zellglas geschmolzenes Polyäthylen in bekannter Weise auf eine Grundfolie aus ao regenerierter Cellulose aufgebracht unter Verwendung einer bevorzugten, verchromten Abschreckwalze mit einer Gesamtrauhigkeit von etwa 229 Γημ, die etwa 20000 (je, Quadratzentimeter) glatte, in regellosen Abständen angeordnete, halbkugelartige Vertiefungen von etwa 20320 bis 33020πΐμ Durchmesser aufweist, die in einer Oberfläche mit Spiegelbeschaffenheit vorliegen.

Bei der Herstellung der Folie wird geschmolzenes Polyäthylenharz, das vorzugsweise ein Antioxydationsmittel und eine kleine Menge (0,1 bis 0,2%) eines Fettamid-Gleitmittels enthält, kontinuierlich vertikal nach unten aus einer Schlitzdüse durch einen Luftzwischenraum in den Spalt zwischen zwei Walzen ausgepreßt, durch den die zu überziehende Grundfolie läuft. Die in geringem Abstand angeordneten Walzen pressen den Schmelzfilm aus Polyäthylen fest gegen die Grundfolie. Die mit dem Polyäthylen in Berührung kommende Abschreckwalze wird auf einer Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Polyäthylens (etwa 105° C) gehalten und bewirkt die Erstarrung des geschmolzenen Polyäthylens im Kontakt mit der Grundfolie aus regenerierter Cellulose. Die beiden Walzen, die zum Walzenspalt hin mit der gleichen Lineargeschwindigkeit wie die Grundfolie laufen, ziehen das geschmolzene Polyäthylen mit dieser Geschwindigkeit von der Auspreßdüse ab. Die Abschreckwalze erfüllt noch weiter die wichtige Funktion, an der Oberfläche des Polyäthylenüberzuges halbkugelartige Erhebungen auszuformen, die von sehr glatten, glänzenden Bereichen getrennt sind, welche gute Gleiteigenschaften ergeben, ohne andere Folieneigenschaften, wie Aussehen, Heißsiegelbarkeit, Verankerung, Feuchtigkeitsundurchlässigkeit usw., nachteilig zu beeinflussen.

Da ein erfolgreiches Arbeiten davon abhängig ist, der Oberfläche des Polyäthylenüberzuges die Form der Abschreckwalzenoberfläche aufzudrücken, muß man Abschreckbedingungen anwenden, die dies bei normalen Überzugsgeschwindigkeiten erlauben. Es hat sich gezeigt, daß man beim Überziehen von Grundfolien aus regenerierter Cellulose mit den gebräuchlichen Polyäthylenharzen bei einer Geschwindigkeit von 91 m/Min. die Abschreckwalzentemperatur auf über 45° C, aber unter 85° C halten muß, um die gewünschten Ergebnisse zu erhalten. Die optimale Abschreckwalzentemperatur jedoch hängt sowohl von dem Schmelzpunkt des Harzes als auch der

Überzugsgeschwindigkeit ab. Bei Verwendung einer Vielfalt von Harzen zum Überziehen in einem breiten Bereich von Überzugsgeschwindigkeiten wird man daher die bestgeeignete Abschreckwalzentemperatur jeweils im Versuch bestimmen. Als Hauptfaktor ist zu beachten, daß eine zu rasche Abkühlung des Überzugsharzes zur Erstarrung der Harzüberzugsfläche führt, bevor diese einen Abdruck der Abschreckwalzenfläche angenommen hat. Durch ein zu rasches Abkühlen des geschmolzenen Polyäthylenharzes während des Überziehens kann auch leicht eine Verschlechterung der Verankerung des Überzuges an der Grundfolie eintreten.

Die Erfindung wurde in Verbindung mit dem Überziehen von Zellglas mit Polyäthylen unter Verwendung einer verchromten Stahl-AbschreckwaIze mit einer Oberfläche beschrieben, die das Negativ der gewünschten Folienoberfläche darstellt.

Die Erfindung ist jedoch auch auf selbsttragende Folien aus polymeren Stoffen bzw. deren Herstellung durch Vergießen einer Lösung, Dispersion oder Schmelze des entsprechenden Polymerisates auf eine Gießfläche anwendbar, deren Oberfläche das Negativ der gewünschten Folienoberfläche darstellt und die das Polymerisat zur Konzentrierung, zum Zusammenwachsen oder Erstarren zu einem Film in Berührung mit der genannten Oberfläche bringt. Die Gießfläche kann zylindrisch oder flach sein oder die Form eines zwischen zwei umlaufenden Walzen laufenden Bandes haben.

Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel

Eine Rolle einer Folie aus regenerierter Cellulose, die 5,5% Feuchtigkeit, 20% Glycerin und 0,35% Melamin - Formaldehyd - Polyalkylen - Polyamin als Verankerungsharz enthält und ein Flächengewicht von 32,6 g/m² besitzt, wird einseitig unter Verwendung einer verchromten Abschreckwalze, die eine Gesamtoberflächenrauhigkeit von 178 ηΐμ aufweist und mit etwa 20000 halbkugelartigen Vertiefungen je Quadratzentimeter Oberfläche mit einem Durchmesser im Bereich von 20 320 bis 33 010 ιημ versehen ist, mit Polyäthylen in einer Menge von 5,5 g/m² beschichtet. Die halbkugelartigen Vertiefungen liegen in regellosen Abständen vor und sind von hochpolierten Flächenbereichen umgeben, durch welche die Abschreckwalze ein verhältnismäßig glänzendes Aussehen zeigt.

Der Polyäthylenharz-Schmelzüberzug, der auf die Grundfolie mit einer Geschwindigkeit von 91,4 m/Min. aufgebracht wird, enthält zusätzlich zu 50 bis 100 ppm Oxydationsmittel 0,2% Erucamid. Während der Beschichtung wird die Temperatur der Abschreckwalze auf 65° C gehalten.

Die erhaltene, überzogene Folie besitzt eine gute Feuchtigkeitsundurchlässigkeit, Verankerung, Heißsiegelbarkeit, Dauerhaftigkeit und Lauffähigkeit auf Verpackungsmaschinen sowie hinsichtlich Oberfläche und Aussehen einen Glanzwert von 75 und einen Gleitwinkel von 12°.

Glanzwert und Gleitwinkel werden bei den folgenden Prüfungen der überzogenen Folie erhalten:

Der Glanzwert ist ein Maß für das Vermögen der Folie, auf ihre Oberfläche unter einem Winkel auffallendes Licht zu reflektieren und steht in direkter Beziehung zum Glättegrad der Folienoberfläche. Alle

Claims

Glanzbestimmungen erfolgen mit einem 20°-Glanzmesser nach der Arbeitsweise gemäß ASTM-Priifnorm D 523-53 T. Der Glanzwert einer als erstklassig beurteilten Folie muß etwa 55 oder mehr betragen. Der Gleitwinkel ist ein Maß für die Reibung zwisehen zwei Stücken einer Folienprobe. Zur Bestimmung wird ein Folienstück auf einer glatten Ebene angeordnet, die sich gegen die Horizontale verdrehen läßt. Ein anderes Folienstück wird auf der Außenfläche eines glatten Halbzylinders von 4,8 cm Radius xo und 250 g Gewicht befestigt und die auf dem Halbzylinder befindliche Folie mit der auf der Ebene angeordneten Folie in Berührung gebracht und das bewegliche Ende der Ebene langsam gehoben, bis der Zylinder zu gleiten beginnt. Die Höhe der angehobenen Ebene, ausgedrückt in Grad, ist gleich dem Gleitwinkel der Folienprobe. Im allgemeinen sind die Gleiteigenschaften einer Folie als zufriedenstellend zu betrachten, wenn der Gleitwinkel 20° oder weniger beträgt. Zum Vergleich wird eine Kontrollprobe aus polyäthylenüberzogenem Zellglas in im wesentlichen der gleichen Weise wie oben mit der Abänderung hergestellt, daß man eine verchromte Abschreckwalze mit einer sandgestrahlten Oberfläche (Rauhigkeit 1016 Γημ) verwendet. Diese Kontrollprobe ergibt zwar einen ausgezeichneten Gleitwinkel (6°), stellt aber im Aussehen nicht zufrieden (Glanzwert 45). Nach der gleichen allgemeinen Arbeitsweise wie oben wird bei ähnlichen Beschichtungsbedingungen mit der Abänderung eine Reihe von mit Polyäthylen überzogenen Proben regenerierter Cellulose hergestellt, daß in jedem Versuch eine Abschreckwalze mit anderer Art von Oberflächenbeschaffenheit eingesetzt wird. Die Oberflächenbeschaffenheit der Folie und der bei der Herstellung jeder Probe eingesetzten, verchromten Abschreckwalze wie auch die Werte für das Aussehen und die Oberflächeneigenschaften der überzogenen Folien sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. FolienoberflächeBeispielRauhigkeitZahl der ErhebungenDurchmesserbereichÜberzogene Folieder Abschreckwalzeder Erhebungenπιμje QuadratzentimeterΓημGleitwinkelGlanzwert2102372·1031524 bis 5080207533561640·1031524 bis 1270086045081770 · 1031524 bis 5 080455517824 ■ 10320 320 bis 33 02066061025-10320 320 bis 33 0202090715211·10320 320 bis 33 0201586817822 · 10320 320 bis 33 020775950828 · 10320 320 bis 33 020455K* A63,5155 · ΙΟ»1524 bis 5 0804485K*B1016245 · 10s2 540 bis 15 240645K*C2031200·1032 540 bis 101602230K* D63,5264·1031524 bis 5 0804280Κ* E38,1keine4795K* F63,53-10320 320 bis 33 0203095 *) K = Kontrollversuch. Patentansprüche:

1. Durchsichtige Folie mit guten Gleiteigenschaften, deren von einem thermoplastischen, polymeren Material gebildete Oberfläche eine Vielzahl von Erhebungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß je Quadratzentimeter Folienoberfläche 3000 bis 2000 000 halbkugelförmige Erhebungen mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 1270 bis 38 100 πιμ vorhanden

45

50 sind und die Rauhigkeit der Folie im Bereich zwischen 102 und 508 πιμ liegt, ausgedrückt als der quadratische Mittelwert der durchschnittlichen Abweichung von der mittleren Oberfläche.

2. Folie nach Anspruch 1, bestehend aus einer Grundschicht aus regenerierter Cellulose und einem auf diese aufgebrachten Film aus Polyäthylen, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Polyäthylenfilms mit den Erhebungen versehen ist.