DE1247641B

DE1247641B - Thermoplastische Mischungen zur Herstellung von Folien

Info

Publication number: DE1247641B
Application number: DEU11283A
Authority: DE
Inventors: Jack H Gardner
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1963-12-24
Filing date: 1964-12-16
Publication date: 1967-08-17
Also published as: NL6606047A; BE680461A; AU440566A; BE657210A; GB1146421A; SE328701B; JPS4817373B1; GB1090059A; NL6414881A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND KEUTSCHES ffiUW PATENTAMT IntCL:

C08f

Co

Deutsche Kl.: 39 b-22/06 AUSLEGESCHRIFT

Nummer Aktenzeichen: Anmeldetag:
Auslegetag:

U112831V c/39 b

16. Dezember 1964

17. August 1967

Die Erfindung betrifft thermoplastische Mischungen zur Herstellung von Folien und Filmen. Die hergestellten Folien soften die charakteristischen und normalerweise üblichen Eigenschaften von Papier, trotzdem aber außerdem die typischen Eigenschaften von Kunststoffolien besitzen.

In geeigneter Weise behandelte Kunststoffolien können bekanntlich bedruckt und auf die gleiche Weise wie Papier zu verschiedenen Produkten verarbeitet werden. Als vollkommener Papierersatz haben sich solche Folien jedoch als nicht geeignet erwiesen, da die Oberflächen dieser Folien nicht leicht mit den bei Papier verwendeten Geräten, wie Bleistiften und Kugelschreibern, zu beschriften sind. Ein noch größeier Nachteil ist jedoch em Mangel an Steifigkeit, die Papier normalerweise besitzt, und außerdem können die Folien Dicht dauerhaft zusammengelegt oder gefaltet v/erden.

Bisher wurde keine vollständig zufriedenstellende polymere, papierähaliehe Folie entwickelt, die diese erwünschten typischen Eigenschaften des Papiers besitzt

Aufgabe der Erfindung ist es nun, verbesserte Folien zu schaffen.

Gegenstand der Erfindung sind thermoplastische Mischungen zur Herstellung von Folien aus einem Polyäthylen hoher Dichte und einem Mischpolymerisat aus Äthylen und einer Vinylverbindung, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie

1. Polyäthylen nut einem Schmelzindex von 0,1 bis 2 dg/Min, und

2. 5 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf 1, eines Mischpolymerisates aus.ufaeiwiegend Äthylen und einer"VInyrverbTndung unit einem !Schmelzindex von 0,"2*Btnöff3g7Min. sowie

3. a) 5 bis 75 Gewichtsprozent, bezogen auf 1,

eines feinzerteüten kieselhaltigen Füllstoffes mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 20 μ oder

b) 5 bfc 50 Gewichtsprozent, bezogen auf 1, eines nicht modifizierten Polystyrols oder _4S Polymethylsryrols mit einem Molekulargewicht von wenigstens» 48 000 oder

Thermoplastische Mischungen zur Herstellung von Folien

Anmelder:

Union Carbide Corporatio New York, N ^X

Vertreter:

Dr W.Schalk,Dipl.-Ing.P Wirth. Dipl.-Ing. G E M. Dannenberg

und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str 39 Als Erfinder benannt: Jack H. Gardner, South Bound Brook. N. J (V St. A }

Beanspruchte Priorität: %

V. St ν. Amerika vom 24. Dezember 1963 f

(333206) — j

c) 5 ibis 60*/«, bezogen auf 1, einer Mischung von a) und b)

enthalten

Geeignete Polyäthylene hoher Dichte sind solche mit im wesentlichen linearer Struktur, die als »lineare Polyäthylene« bekannt sind.

Sie sind im allgemeinen durch eine Dichte von mehr als 0,94 g/ccm und normalerweise zwischen 0,94 und 0,97g/ccm gekennzeichnet. Die für die erfindungsgemäßen Mischungen geeigneten Polyäthylene hoher Dichte besitzen einen Schmelzindex von 0,1 bis' 2,0 dg/Min., vorzugsweise 0,15 bis 0,5 dg/Min. ^:

Es können jedoch auch Mischungen aus Polyäthylenen hoher Dichte in den erfindungsgemäßen Mischungen verwendet werden, und in solchen Mischungen können auch Polyäthylene verwendet werden, deren Schmelzindex weniger als 0,1 oder mehr als 2,0 dg/Min, beträgt, vorausgesetzt jedoch, daß der Schmelzindex der Mischung 0,1 bis 2,0 dg/Min, beträgt.

Die Polyäthylene hoher Dichte können auch übliche Zusatzstoffe, die normalerweise einverleibt werden, um die Harze gegen Hitze, Oxydation und Beeinträchtigung durch Licht widerstandsfähig zu machen, enthalten. Stabilisatoren dieser Art sind unter anderem Ruß, 2£'-Tlüo-bis-(4-inethyl-6-tert-butylphenol), Di-

70IS37/J«

laurykhiodipriopionat wie auch die ,erschiedenen bekannten Amin- und Phenol-Stabilisatoren.

Geeignete Mischpolymerisate aus Äthylen und einem misdiipolymerisierbaren Vinylmonomeren

(mit der Gruppe — C = C —)

enthalten als Vinylmonomeres z. B. Vinylarylverbmdungen, wie Styrol, o-Methyloxystyrol, p-Methoxystyrol, m-Methoxystyrol, o-Nitrostyrol, m-Nitr^styrol. o-Methylstyrol, p-Methylstyi öl, m-Methylstyrr ^Dhenylstyrol, o-Phenylstyrol, m-Phenylstyrol unv »mylnaphthalin; Vinyl- und Vinyhdenhalogenide, wie Vinylchlorid, Vinylidenchlond und Vinylfluond; Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylchloiroacetat, Vinylchloropropionat, Vinylbenzoat und Vinylchlorbenzoat; Acryl- und «-Alkylacrylsäuren, deren Alkylester, deren Amide und deren Nitrile, wie Acrylsäure, Chloracrylsäure, Methacrylsäure, Äthacrylsäure, Methylacrylat, Äthylacry'at, Butylacry lat, n-Octylacrylat, 2-ÄthylhexylacryIat, n-Decylacrylat, Methylmethacrylat, Butylmeihacrylat, Methyläthacrylat, Äthyläthacrylat, Acrylamid, N-Methylacrylamid, Ν,Ν-Dimethylacrylamid, Methacrylamid, N -Methy !methacrylamid, N,N - Dimethylmethacrylamid, Acrylnitril, Chloracrylnitril, Methacrylnitril. und Äthacrylnitril; Alkylester von Maiein- und Fumarsäure, wie Dimethylmaleat und Diäthylmaleat; Vinylalkylester und Vinylketone, wie Vinylmethyläther, Vinyläthyläther, Vinylisobutyläther, 2-Chloräthylvinyläther, Methylvinylketon, Äthylvinylketon und Isobutylvinylketon, ebenso Vinylpyridin, N-Vinylcarbazol, N-Vinylpyrrolidon, Methyläthylvinylacetamid, Äthylmethylenmalonat und Propylen

Die für die erfindungsgemäßen Mischungen geeigneten Äthylen-Mischpolymerisate sind thermoplastische Mischpolymerisate mit einem Schmelzindex von 0,2 bis 100 dg/mm einschließlich, vorzugsweise mil einem Schmelzindex von 0,5 bis 20 dg/mm. Harze, deren Schmelzindex 0,8 bis 5,0 dg/mm beträgt, werden jedoch vorzugsweise verwendet.

Diese Mischpolymerisate sollen eine überwiegende Menge an polymerisiertem Äthylen enthalten, und zwar soll der Gehalt an polymensiertem Äthylen vorzugsweise 70 bis 95°/₀ betragen.

Vorzugsweise verwendete Mischpolymerisate sind Mischpolymerisate aus Äthylen und Vinylacetat, Äthylen und Äthylacrylat, Äthylen und Styrol, Äthylen und Acrylsäure und Äthylen und Propylen.

Besonders bevorzugt wird das Mischpolymerisat aus Äthylen und Vinylacetat, da hieraus Folien hergestellt werden können, die außerordentliche gute papierähnliche Eigenschaften besitzen

Das Äthylen-Mischpolymerisat ist in den erfindungsgemäßen Mischungen allgemein in einer Menge zwischen S und 50 Gewichtsteilen je 100 Genichtsteile des Polyäthylens vorhanden. Vorzugsweise werden jedoch 8 bis 20 Gewichtsteile Mischpolymerisat je 100 Gewichtsteile des Polyäthylens verwendet, da aus solchen Mischungen hergestellte Folien verbesserte papierähnliche Eigenschaften besitzen.

Die für die Erfindung geeigneten kieselhaltigen Füllstoffe besitzen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 20 μ. Vorzugsweise soll die durchschnittliche Teilchengröße des Füllstoffes 0.5 bis 10 μ einschließlich betragen. Diese Teilchengröße verringert die Vermischungsschwierigkeiten, erleichtert die Dispergierung und führt zu einem einheitlicheren Produkt.

Geeignete kieselhaltige Füllstoffe sind unter anderem Diatomeenerde, die handelsüblichen Kieselerden, SiIi-

kate, Kieselgele, Kiesel-Tonerde und Asbest, und zwar vorzugsweise die kurzfaserigen Asbestarten mit einer durchschnittlichen Faserlänge von nicht mehr als 22 μ.

Das nicht modifizierte thermoplastische Polystyrol

dient als Füllharz Dieses Harz wird mit der Mischung

ίο aus Polyäthylen und dem Äthylen-Mischpolymerisat innig verschmolzen und ist hiermit vertraglich Es wird angenommen, daß das Mischpolymerisat den

Grad der Verträglichkeit in der Mischung erhöht. Der Ausdruck »nicht modifiziertes Polystyrol« soll

auch solche polymerisierten Styrole umfassen, bei denen ein oder mehrere Methylsubstituenten im aromatischen Teil vorhanden sind.

Die fur die erfindungsgemaßen Mischungen geeigneten thermoplastischen Polystyrole besitzen ein ao Molekulargewicht von wenigstens 48 000, vorzugsweise von 58 000 bis 65 000.

Das Polystyrol wird im allgemeinen in einer Menge von 5 bis 50 Gewichtsteilen je 100 Gewichtstelle des Polyäthylens hoher Dichte verwendet, es wu*de jedoch as festgestellt, daß Mengen von 20 bis 40 Teilen je 100 Teile Polyäthylen hoher Dichte den Mischungen verbesserte Auspreßeigenschaften verleihen.

Wenn eine Kombination aus Polystyrol und kieselhaltigem Füllstoff verwendet wird, so beträgt die verwendete Menge an kieselhaltigem Füllstoff in der fertigen Mischung vorzugsweise weniger als 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Gesamtmischung Wenn größere Mengen als 10 Gewichtsprozent verwendet werden, so laßt sich die Mischung entsprechend schwer zu einer Folie auspressen.

Es können auch andere bekannte Füllstoffe als

zusätzliche Füllmittel verwendet werden, um die

Kosten zu senken oder um den erfindungsgemaßen Mischungen spezielle Eigenschaften zu verleihen Solche zusatzlichen Füllstoffe sind unter anderem die

inerten Metalloxyde, -carbonate und -sulfate. Beispiele derartiger zusätzlicher Füllstoffe sind Calciumoxyd.

Zinkoxyd, Magnesiumoxyd, Titanoxyd, Bleioxyd, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat. Calciumsulfat Magnesiumsulfat und Bleisuifat.

Zusätzliche Füllstoffe, wie Zinkoxyd, Titamumdioxyd, Magnesiumdioxyd und Calciumcarbonat oder Mischungen hieraus, eignen sich ausgezeichnet ah Weißungsmittel, wenn sehr undurchsichtige, papierähnliche Folien hergestellt werden sollen. Diese eventuellen zusätzlichen Füllstoffe oder Pigmente werden allgemein in einer Menge zwischen 1 und 50 Gewichtsteilen je 100 Teile des Polyäthylenharzes hoher Dichte verwendet. Es können zwar größere Mengen hiervon verwendet werden, doch verursachen große Mengen dieser Stoffe erhöhte Schwierigkeit beim Auspressen

Die kieselhaltigen Füllstoffe und/oder die zusätzlichen Füllmittel sollten relativ wasserfrei sein und keine eingeschlossenen Gase enthalten, da die Anwesenheit von Feuchtigkeit oder Gas in der erfindungsgemäßen Mischung die Bildung von Blasen bei den gegebenen Verarbeitungstemperaturen verursacht. Als kieselhaltiger Füllstoff wird auf Grund der Farbe und der leichten Erhältlichkeit \orzugsweise Diatomeenerde \envendet.

Die aus den erfindungsgemaßen Mischungen hergestellten Folien können auch in an sich bekannter

Weise zweiachsig verstreckt werden, wobei ein WeißmachungsefTekt und die gleichzeitige Verringerung der Foliendichte durch die Bildung kleinster Hohlräume bewirkt wird. Die matte Oberfläche der Folie wird durch diesen Vorgang nicht nachteilig beeinflußt.

Weitere übliche Zusatzstoffe, wie Schmiermittel, Weichmacher, flammverzögernde Mittel und Farbstoffe können in den Mischungen ebenfalls verwendet werden.

erfindungsgemäß erforderlich ist. Außerdem wird bei den bekannten Materialien in den meisten Fällen erheblich weniger Kieselsäure zugesetzt, als es erfindungsgemäß der Fall ist.

Aus Zusammensetzung und Eigenschaft dieser bekannten Materialien konnte man demnach nicht ableiten, in welcher Weise man vorgehen muß, um verbesserte, papierfreie Folien herstellen zu können.

In den nachfolgenden Beispielen wurde mit den

hergestellten Folien zu bewerten.

ASTM-Verfahren D-412-60T ASTM-Verfahren D-142-60T ASTM-Verfahren D-1004-49T

Zugfestigkeit... Dehnung . . Zerreißfestigkeit

Elmendorf-Zerreißfestigkeit ASTM-Verfahren D-689-44

Sekantmodul der Elastizität (Steifheit) Dieser Vorgang betrifft ein Verfahren zur Bestim-

Papierähntiche Folien werden aus den erfindungs- to folgenden Testverfahren gearbeitet, um die Eigengemäßen Mischungen im allgemeinen hergestellt, indem schäften der aus den erfindungsgemäßen Mischungen man die einzelnen Bestandteile bei einer Temperatur von 120 bis 160⁰C in einer geeigneten Mischvorrichtung heiß miteinander vermischt, die heiß vermischte Mischung auf einem Zweiwalzenstuhl odei einer ahn- 15 Sehen Vorrichtung auswalzt und den ausgewalzten Bogen in die geeignete Form zerschneidet oder tablettiert Das zugeschnittene oder tablettierte Material wird hierauf in eine auf einer geeigneten Temperatur gehaltene Strangpresse gegeben und durch eine folien- s>u bildende Form stranggepreßt

Aus den erfindungsgemäßen Mischungen können Folien in jeder praktischen Dicke bzw. Stärke hergestellt werden. Allgemein werden Folien mit einer Dicke von 0,06 bis 0,5 mm hergestellt, obwohl die 25 mung des Sekantmodulus der Elastizität oder Steifheit Stärke der Folien vorzugsweise 0,025 bis 0,12 mm unter Verwendung eines sogenannten »Instron Tensile beträgt Testers«, Modell TM.

Aus den erfindungsgemäßen Mischungen hergestellte Der »Tensile Tester« wird so eingestellt, daß sich

Folien besitzen, wie bereits erwähnt, typische papier- eine Kreuzkopfgeschwindigkeit von 5 mm/Mm und ähniicheEigenschaften. Sie sind steif, können dauerhaft 30 eine Registrierstreifengeschwindigkeit von 50 cm/Min. gefaltet werden, und ihre Oberflächen können auf ergibt Die Probe wird mit einem üblichen Schneider einen unauffälligen Glanz, ein mattes Aussehen oder zugeschnitten und ergibt so ein Versuchsmatenal mit auf Hochglanz gebracht werden. Sie besitzen sogar einer Länge von etwa 4,8 cm. Nachdem die Proben Eigenschaften, durch die sie Papier überlegen sind, so zugeschnitten wurden, wurde ihre Dicke gemessen und sind sie z. B. sowohl gegen Wasser als auch gegen ₃₅ notiert.

Fett beständig und besitzen gegenüber Papier eine Die Versuchsprobe wird auf dem »Tensile Tester«

verbesserte Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit und Zer- befestigt und der Tester in Betrieb gesetzt Nachdem reißfestigkeit und können außerdem m der WäTihe der Registrierstreifen eine vertikale Verschiebung von verschmolzen werden. 4,8 cm aufgezeichnet hatte, wurde der Tester abgestellt

Durch diese Eigenschaften eignen sich die Folien 40 und für die nächste Prüfung eingestellt Die durch ausgezeichnet zur Herstellung von Deckblättern für eine vertikale Federwanderung von 4,8 cm gemessene

Magazine und als Seiten in Nachschlagewerken sowie für die Herstellung von Beuteln. Sogenannte Markttaschen und Einkaufsbeutel dieser Art, die mit einem flachen Boden und Falten versehen sind, sind sehr fest, 45 selbsttragend und können mit nasser Waie gefüllt werden, ohne daß der Beutel reißt.

Es ist bereits bekannt, Polyäthylen ζ Β mit Mischpolymerisaten aus Äthylen und Vinylacetat zu mischen.

Dehnung stellt eine l%ige Dehnung der Versuchsprobe dar.

»Spencer«-Versuch zur Prüfung der Schlagfestigkeit

Dieser Versuch wird unter Anwendung des »Elinendorf-Tearing-Testers« durchgeführt, der mit einer »Spencer«-Zusatzvorrichtung zur Prüfung der Schlag-Derartige Mischungen ergeben Filme, die als Ver- 50 festigkeit versehen ist. Es werden Proben der Folie packungsmaterial -geeignet sind Diese Materialien einer Große von 12,5 χ 12,5 cm zugeschnitten. Die sind jedoch nicht geeignet zur Herstellung von papier- Dicke der Folie wird im zu prüfenden Bereich geähnlichen Folien, die eine bestimmte aufgerauhte messen. Die Probe wird in dem Ring und dem Halter Oberfläche und eine größere Steifheit als die bereits fur die Probe befestigt, um so eine faltenfreie Oberbekannten Folien für diesen Zweck besitzen sollen. 55 fläche zu erhalten. Hierauf wird der Tester in Betrieb Der Grund liegt darin, daß diese bekannten Materialien gesetzt und die Skalenwerte notiert, keine kieselhaltigen Füllstoffe in den gewünschten Mengenverhältnissen enthalten und auch die polymeren Komponenten nicht in diesem Maße eindeutig definiert and.

Es ist auch bekannt gewesen, Polyolefine durch Zusatz kolloidaler Kieselsäure anfärbbar zu machen. Auch diese bekannten Materialien legen die erfindungsgemäßen Mischungen nicht nahe, da diese aus zwei jeweils bestimmt definierten Polymensatkompo- 6s Packaging« vom November 1951, S. 1929, besehi ieben. nenten bestehen sollen. Außerdem ist die Teilchen- Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich alle

größe dei den bekannten Materialien zugesetzten Teil- und Prozentwerte auf das Gewicht, bezogen auf kolloidalen Kieselsäure wesentlich kleiner, als dies 100 Gewichtsteile des Polyäthylens hoher Dichte.

Einreißfestigkeit

60 Dieses Testverfahren ermöglicht die Feststellung der Widerstandsfähigkeit dunner Plastikfolien gegen ein Einreißen bei plötzlichen Schlagen. Dieses Verfahren wird in einer Veröffentlichung mit dem Titel »Methods of Rating Film Durability« in »Modem

Beispiel 1

Es wurden zwei folienbildende Mischungen (A und B) folgender Zusammensetzung hergestellt. Die Prozentwerte beziehen sich auf die Gesamt mischung.

	Polyäthylen	Zusammen	B
Bestandteil	Hochdichtes lineares Polyäthylen mit	setzung
	einer Dichte von 0,960 und einem	A
Schmelzindex von 0,2 dg/Min. ..
Mischpolymerisat aus Äthylen und		60
Vinylverbindung
Mischpolymerisat aus Äthylen und	70
Vinylacetat mit einem Gehalt von
20% rflischpolymerisieitem Vinyl
acetat und einer Dichte von 0,942
und einem Schmelzindex von
1,0 de/Min
Füllstoff		10
- Diatomeenerde mit einer durch
schnittlichen Teilchengröße von 4 μ	10
Pigment		20
Titandioxyd mit einer durchschnitt
lichen Teilchengroße von 0,2 μ .	20
	10

—

Jede der beiden aus den einzelnen Bestandteilen

bestehenden Zusammensetzung wurde in einen auf 140⁰C erhitzten Banbury-Mischer gegeben. Hierauf wurde jede Zusammensetzung innerhalb von 5 Minuten heiß vermischt und anschließend in einen Zweiwalzen stuhl gegeben und ausgewalzt. Die so erhaltenen Bogen wurden zur besseren Handhabung tablettiert. Die Tabletten wurden in Folien umgewandelt, indem man die Kugelchen in eine schneckenförmige Strangpresse, die auf 20O⁰C erhitzt worden war, einführte

ίο und die geschmolzene Mischung durch eine ringförmige Schlauchfolien-Preßform strangpreßte. Es wurden auch Folien hergestellt, indem man die geschmolzene Mischung durch eine flache Form preßte. Weitere Proben der schlauchformigen Folie wurden nach üblichem Biorientationsverf ahren, das zuerst Schläuche lieferte, hergestellt Alle auf diese Weise hergestellten Folien waren steif und papierähnlich und konnten sowohl mit Bleistift als auch mit Kugelschreiber beschriftet und diese Beschriftung wieder ausradiert

μ werden. Hierauf wurden die Folien auf ihre weiteren physikalischen Eigenschaften hin geprüft. Entsprechende Eigenschaften von Kraftpapier werden in der nachfolgenden Tabelle zum Vergleich ebenfalls aufgeführt.

as Die biorientierte Folie wurde durch das Luftblasenverfahren hergestellt. Diese Folie wurde durch den Faktor 4 in der Maschinenrichtung und durch den Faktor 7,5 in der Querrichtung orientiert. Wie aus der nachfolgenden Tabelle I ersichtlich, verbessert eine Biorienüerung der FoUe viele physikalische Eigenschaften der Folie, die mit der Filmdicke in Zusammenhang stehen.

Tabelle I

Zusammensetzung A bi- I schlauchorientiert I formig

flach

Zusammensetzung B flach

65-Kraftpapier flach

Bogendicle (mm) Dichte (gm/cm*) Einreißfestigkeit, 50% Reißen (g) . .. Schlagzähigkeit (cm kg/cm³)

M*

ö*

»Spencer«· Schlagfestigkeit (kg/cm¹)

bei 20⁰C

bei 0⁰C

Zugfestigkeit (kg/cm²)

M'

δ*

Dehnung (%)

M*

ß*

Zerreißfestigkeit (kg/cm²)

M'

Ö*

»Elmendorf «-Zerreißfestigkeit (g/mm)

M*

ß*

Sekantmodulus der Elastizität (kg/cm²) Mindestschmelztemperatur °Q

306 213

64,4 56,7

38,5 35

480 320

12950 16450

M* = Mlaischinenrichtung; Q^x = Querrichtung.

0,1 1,08 150

145 34

70

266 259

520 20

42 70

1200 8O0O

9100 10500

0,1 1,08 180

520 24,5

84 52,5

448 238

440

40,3 77

720 23200

7700 10500

0,1 1,18 170

204 17

77 35

371 252

400

23,1 77

720 8800

9800

10500

205

0,175 0,6 40

21 21,7

126

21 37,5

720 1000

18000 7700

leein Schmelzen

Auf ähnliche Weise wurden Mischungen hergestellt, die an Stelle des Mischpolymerisates aus Äthylen und Vinylacetat gemäß Beispiel 1 Mischpolymerisate aus Äthylen und Äthylacrylat, aus Äthylen und Propylen und aus Äthylen und Styrol enthielten.

Beispiel 2

Es wurden folienbildende Mischungen der folgenden Zusammensetzung hergestellt Die angegebenen Prozentwerte beziehen sich auf die Gesaratmischung.

10

(Fortsetzung der Tabelle)

Bestandteil

Zusammensetzung (%) A B

Polyäthylen

1. Hochdichtes lineares Polyäthylen mit einer Dichte von 0,960 und einem Schmelzindex von

0,2 dg/Mm

2. Pyrolysiertes, hochdichtes lineares Polyäthylen mit einer Dichte νΌη 0,960, thermisch abgebaut auf einen Schmelzindex von 0,2

Mischpolymerisat aus Äthylen und Vinylverbindung

Mischpolymerisat aus Alhylen und Vinylacetat mit einem Gehalt von 20°/_e raischpolymerisiertem Vinylacetat und einer Dichte von 0,942 und einem Schmelzindex von 1,0 dg/Mm.

Polystyrol

Nicht modifiziertes, thermoplastisches Polystyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 60000 und einer Dichte von 1,04

10

50 . —

ίο ; ίο Pigmente (mit einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 0,2 μ

Titaniumdioxyd

Calciumcarbonat

Kieselhaltige Füllstoffe
Diatomeenerde mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 4 μ

ο , 20

20 Bei jeder einzelnen Mischung wurden die Bestandteile in einen auf 14O⁰C erhitzten Banbury-Mischer gegeben. Jede Mischung wurde innerhalb von 5 Minuten heiß vermischt und hierauf in einen Zweiwalzenstuhl gegeben und ausgewalzt. Die so erhaltenen Bogen wurden zur besseren Handhabung tablet-

ao tiert und die Tabletten zu Folien umgewandelt, indem man sie in eine schneckenförmige Strangpresse, die auf 200⁰C vorerhitzt worden war, einführte und die geschmolzene Mischung durch eine ringförmige, Schlauchfolien liefernde Preßform strangpreßte. Die

as auf diese Weise erhaltenen Folien waren steif, papierähnlich und konnten mit Bleistift und Kugelschreiber beschriftet und diese Beschriftung auch wieder ausradiert werden. Die aus der Zusammensetzung A hergestellten Folien waren jedoch steifer und fühlten sich mehr wie Papier an. Die Filme wurden hierauf auf ihre anderen physikalischen Eigenschaften hin geprüft. Die Ergebnisse dieser Auswertung werden in der nachfolgenden Tabellen aufgeführt. Zu Vergleichszwecken werden die entsprechenden Eigenschäften von Kraftpapier ebenfalls mit aufgezeigt. Aus dieser Tabelle ist zu entnehmen, daß die Dichte der aus der Zusammensetzung A hergestellten Folien niedriger und ihre Steifheit größer ist als bei den aus der Zusammensetzung B hergestellten Folien, die kein Polystyrol enthalten.

Tabelle!!

Zusammensetzung
A I B

65-Kraftpapier flach

Bogendidee (nun)

Dichte (gna/cm⁸)

Zugfestigkeit (kg/cm²)

M'

0*

»Elmendorf «-Zugfestigkeit (g/mm)

M*

ß*

Sekantmodulus der Elastizität (kg/cm³)

M*

ß*

Af* = Maschinenrichtung; Q^x = Querrichtung.

0,1

1,0

9
53

1880
7520

10500
12390

0,1
UM

42 70

1200
8000

9100
1O50O

0,175
0,6

21
36,8

720
1000

28000
7700

Wenn Mischungen hergestellt wurden, die der Zu- 65 gestellt werden, die den hohen Steifheitsgrad und die sammensetzung A entsprachen, bei denen jedoch 60% niedrige Dichte der aus der Zusammensetzung A herdes Polyäthylens 1 verwendet wurden und kein pyroly- gestellten Folien besaßen, die aber eine wesentlich versiertes Polyäthylen, so konnten hieraus Folien her- besserte Festigkeit aufwiesen. Die Verwendung des

709Q7/743

pyrolysierten Harzes ermöglicht jedoch höhere Strangpreßgeschwindigkeiten.

Auf ähnliche Weise wurden Zusammensetzungen hergestellt, die an Stelle des Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymensates gemäß Beispiel 2 Mischpolymensate aus Äthylen und ÄthylacryJat, aus Äthylen und Propylen und aus Äthylen und Styrol enthielten.

Folien, die ohne das Mischpolymerisat hergestellt werden, besitzen eine mangelhafte Struktur. Solche Folien sind außergewöhnlich steif, besitzen harte, rauhe Oberflächen, und ihre Schlag- und Zerreißfestigkeit ist gering. In solchen folienbildenden Mischungen können außerdem nur engbegrenzte Mengen an Füllstoffen mit Erfolg dispergiert werden, um preßfähig und homogen zu bleiben.

Wenn also die überraschenden, papierähnlichen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Folien erreicht werden sollen, so müssen alle hierin aufgezählten Bestandteile verwendet werden.

Wie bereits erwähnt, verbessert die zwar nicht ent- ao scheidende Anwesenheit von Pigmenten in der Mischung die Beschriftungsfähigkeit und d.-c Farbe der hergestellten Folien und macht sie somit papierahnlicher.

Beispiel 3 *⁵

Es wurden folienbildende Mischungen der folgenden Zusammensetzung hergestellt. Die angegebenen Prozentwerte beziehen sich auf die Gesamtmischung.

30 Bestandteil

Polyäthylen

1. Hochdiehtes lineares Polyäthylen mit einer Dichte von 0,960 und einem Schmelzindex vonO,2dg/Min 10%

2. Pyrolysiertes, hochdichtes lineares Polyäthylen mit einer Dichte von 0,960 und thermisch abgebaut zu einem Schmelzindex vonO,2 45%

Mischpolymerisat aus Äthylen und Vinylverbindung

Mischpolymerisat aus Äthylen und Vinylacetat mit einem Gehalt von 20°/₀ mischpolymerisierten Vinylacetat, einer Dichte von 0,942 und einem Schmelzindex von

l,0dg/Min 10%

Polystyrol

Nicht modifiziertes thermoplastisches Polystyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 60000 und einer Dichte von etwa 1,04 20% Pigment

Titaniumdioxyd mit einer Teilchengröße

von 0,2 μ 10%

45

Füllstoff Diatomeenerde mit einer Teilchengröße

von 4 μ 5%

Die Mischung wurde auf die gleiche Weise, wie im Beispiel 2 beschrieben, vermischt und zu einer Folie gepreßt.

Diese Folie war weiß und besaß sehr gute papierähnhche Eigenschaften. Das dauerhafte Falten und die Beschriftungsfähigkeit dieser Folien waren ausgezeichnet. Die Oberfläche war jedoch rauher und die Zerreißfestigkeit geringer als bei der Folie gemäß Beispiel 2.

Claims

Patentansprüche:

1. Thermoplastische Mischungen zur Herstellung von Folien aus einem Polyäthylen hoher Dichte und einem Mischpolymerisat aus Äthylen und einer Vinylverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß sie

1. Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 0,1 bis 2 cFg/Min. und

2. 5 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf 1, eines Mischpolymerisates aus überwiegend Äthylen und einer^flaylverbindung mit einem Schmelzindex von 0,2 bis 100 dg/Min, sowie

3. a) 5 bis 75 Gewichtsprozent, bezogen auf 1,

eines feinzerteilten kieselhaltigen Füllstoffes mit einem Teilchendurchmesser von (£ϊ bis 20 μ oder

b) 5 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf 1, eines nicht modifizierten Polystyrols oder Polymetijvjstyrols mit einem Molekulargewichtvonwenigstens 48000 oder

c) 5 bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf 1, einer Mischung von a) und b)

erhalten.

2. Mischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Mischpolymerisat ein Mischpolymerisat aus Äthylen und Vinylacetat, Äthylacrylat, Styrol, Acrylsäure oder Propylen und als kieselhaltigen Füllstoff Diatomeenerde, handelsübliche Kieselerde, Silikat, Silikagel, Kiesel-Tonerde oder Asbest enthalten.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Auslegeschrift Nr. 1150 519;
französische Patentschriften Nr. 1287 912,1321201, 1314756;
(^.-Patentschrift Nr. 3156 666.

Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist 1 Prioritätsbeleg ausgelegt worden.

8.C7 © Bundodruckerei Berlin