DE1446753A1 - Verfahren zur Behandlung der Oberflaeche von Polyolefinen zur Erhoehung ihrer bindenden Eigenschaften - Google Patents

Description

• lopohre tuni Verfahren zur @@@@@@@@@@@@@ der Oberfläche ven Pelyelfeime @@@ @@@@@@@@@@@ ihrer bindene @@@@@@@@@@@@@ten.
• Die verliegende Erfindungen besicht sich auf ein Verfahren sur Be@@@@@@@@@@@@ von Polyelefinen zur Erhähung ihrer bindunden @@@@@@@@@@@@@@@@. @@@@@@ der @@@@@@@@@@igen Problene bei der Ver-@@@@@@@@@@@ @@@ @@@@@@@@@@@@@@felien und Übersügen ist ihre geringe iffinität gegenäber @@@anderen Verbindungen. z.B. Druckfarben, Kleb@mitteln @@@. @@@@@@ @@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@flächen Mi@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@, @@ sie gegenüber Druckfarben oder .>-tta b-£un.w - n.bo DISSOS Vertskrea Lt jedench @@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@, imdem ide hitzebehandelte Oberfläche beim Altern und bie der reibenden Berührung mit ander- @@@@@@@@@@@@@ tkr. @irksamkeit erliert.
• 1. ist bekannt, die bindenden Eigenschaften von Polyäthylen durhc Oxydation der Polyäthylenoberfläce su verbessern. Be diesen Verfahren werden die Kunststoffe aus Polyäthylen oxydative behandelt und da gelagert.
• Ei wurde nun festgestellt, dass die oxydierten tolyelefinflächen, wenn sie nicht innerhalb einer kurzen Zeit nach der Behandlung überzogen werden, ihre gewünschten Eigenshcaften verliceren. Durch die Einwirkung von Luft oder nach der Berührung alt anderen Gegenständen, wie Friktionswalsen und Maschinenteilen, gehen die bindenden Eingenschaften des derartig behandelten Polyolefins schnell urück.
• Weiter wurde festgestellt, dass man von der oxydtiven Behandlung des Polyolefine den grössten Nutzen hat, wenn man den Deckanstrich praktisch unaittelbar naoh der Oxydation aufbriagt. Das unmitelbare Auftragen des Deckanstriches ist auoh sur Erzielung einer wirklioh gleichmässigen und dauarhaften Oberfläche netwendig. Die unmittelbare Aufbringung des Deckanstriches "friert" die chemischen Veränderungen ein, die durch die Oxydation der Polyolefinoberfläche verursacht worden.
• E@ wurde weiter festgestellt, dass die Eigenoschaften von polyolefinischen Folienm@@en als Verpackungsmaterial erheblich verbessert werden, wenn nan eine Grund@@@@ mit einem Polyelefin in einem Strangpresverfarhen ubersiht, die poly -olefinische schicht zur Erhöhung ihrer bindenden Eigenschafte@ einer oberflächlichen Oxydation unterwirft und park@@@@@@ @@@@ mittelbar darauf einen Deckanstricht aus einem hydrophilen polaren nicht-polynerisierenden Material auf die anoxydierte Polyolefinoberfläche aufbringt.
• Die Vorteile der Verwendung eines hydrophilen polaren nicht-polymerisierenden Deckanstriches auf der Polyolefinoberfläche liegen in einer erheblich geringeren Neigung, statische Elektrizität auf da Libersug su speichern, in einer verbeserten Gleitsicherheit des ilaterials und einer verbesserten Gleichmässigkeit der Oberfläche. Verbesserte Gleichmässigkeit bedeutet, dass der Deckanstrich nicht die kleinen unregelmässigkeiten neigt, die auf der Wärmebehandlung beruhen, die charkateristisch ftlr dic bisher behandelten Polyäthylenüberzüge und alelien ist. Eins der Probleme bei den bisherigen Verfahren war die Schwierigkeit einer gleichmässigen Oxydation der Polyäthylenoberfläche. Aus diesem Grunde fanden derartige Verfahren keine grössere Anwendung. Im Gegensatz hiezu emöglicht das erfindungsgemäßese Verfahren die Herstellung eines Endporduktes mit einer Oberfläche sehr hoher Gelischmässigkeit.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ee, ein Verfahren m shcaffen. bei da die erhähte Bidnungskraft von oberflächlih oxydiertrn Polyäthylenfolien erhalten bleibt.
• Bei der vorliegenden Erfindung ist jede Grundma@@@ verwendbar, die durch Strangpressberziehen mit einem Pelyolefin und insbesondere einem Polyäthylen überzogen werden kann. Die Grundmasse sollte sich für Verpackungszweck eignen. Als geeignete Verpackungsmassen seien Kraftzellstoff, Kartonpapiermassen, Textilgewebe, Folien, Cellophan usw. erwähnt. Besonders gut verwendbar sind Cellulosegrundmassen, wie Kraftpapier-und kartonpapiermassen.
• Als Polyolefine werden Kunststoffe verstanden, die durch Homopolymerisation eines aliphatischen Monoolefins oder durch Mi.ohpolynerisation von zwei oder mehreren derartigen Monoolefinen hergestellt werden. Die Monomeren, aus denen das Polyolefin hergestellt wird, sind vorzugsweise die niederen geradkettigen oder verzweigten Olefine. Als Polyolefine seien Polyäthylen, Polypropylen, Poly- @-butylen, Polyisopropylpropylein, Polyisopropylbuten usw. angeführt.
• Wie bereits oben erwähnt, eignen sich a15 Deckanstrich für die vorliegende Erfindung hydrophile polare nioht-polymerisierende Massen, z.B. Stärke, Carboxymethylcellulose, Proteine, wie Gelatine und Casein, Polyvinylalkohol. Polyvinylaoetat, Methyloellulose usw. Ene typische Deckanstrichma@@@ enthält eine 10 %-ige Lösung von Penford Gum 260, einem Hydroxyäthylätherderivat der Maisstärke. Eine weitere Deckanstriohmasse enthält Socyabohnenprotein oder Casein, das in Überschuss Ammoniumhydroxyd in Gegenwart von Zinksulfat gelöst wird. Die Zusammenscetzung der masse ist folgende: 100 Gew.-Teile Protein 683 Gow.-Teile Wasser 5,12 Gew.-Teile Zinksulfat 26,50 Gew.-Teile wässriger Ammoniak Dichte 1,22 (26 Be) Von besonderem Interesse sind die Deckanstrichmassen mit Pigmenten des Lehmtyps. Da die Affinität eines Polyolefine dureh Oxydation seiner oberfläche gegenüber hydrophilen Vorbindungen srhöht wird, besteht hier eine ausgeseichnet Mögliechkeit, verierende Überzüge @ufzubringen. Beispiels für decküberzüge mit Pigementen, die auf anoxydierte Polyäthylenoberflächen aufgetragen werden können, sind in der folgenden Tabelle angeführt, Die Zahlen bedeuten Gewichtsteile. s X C D Le@@ 100 90 so 70 Yitadiexy - 10 - 10 Caleimmcarbentat - - 20 15 Casein 15 10 Stärke - 20 - 15 Styrol-Butadien - 5 5 10 Wasser 170 so 130 90 Die Kempenenten worden in üblicher Weise vermischt. Der Gehalt an festen Destandteilen wird je nach der geünschten Vi.>..it Ost t- 45 bis 5 % olagesteUt0 Das Über-gigewicht kann von etwa @ @ bis 1. 10 Se 92,9 m2 schwanken.
• Man erhält einem schr gut verankeren und fest haftenden l@@ @@@@@@@@@@@@@@ Decküberaug, der uf Grund des glatten Polyäthylens@bstrats eine äusserst hohe Glätte aufweist, die darüberhi@@@ Timte bzw. Druckfarbe gut aufnimmt.
• Mach glä@@@@@@de Über@üge mit ausgesichneter @@@@@@@@@@@arkeit erhält man durhc Bürsten doer Schwabbeln nach dem Aufbringen der Piegnent enthaltnende Decküberzüge. Ein typisches Bürstverfahren wird weiter umten genauer beschrieben. Mach dem Bürsten ist keine weitere Bearbeitung mehr notwendig.
• Zur Veranschaulichung der Erfindung dient die Pigur I der Zeichnung, die in einem Teilschnitt die in der vorilegenden Erfindung verwendete Vorrichung zum Überziehen zeigt.
• In den folgenden Beispielen soll die Erfindung näher erläutert werden.
• Beispiel 1 In der Figur I wird eine Kraftpapierbahn 36 von einer niobt geigten Trommel abgezogen und Uber eine mit Gummi überzogen Rolle 37 in eine durch die Rolle und eine Kühltrommel 38 gebildete Spalte eingeführt. Das Kraftpapier wird sn der ßpslt mit Polyäthylen nach irgendeinem üblichen Strangpreseüberzugeverfahren übersogen. Da mit dem Polyäthylenübersug bedckete Papier wird anschlie@@end ber eine Rolle 39 und unter einem Gasbrenner 40 vorbei geführt, der die Oberfläche des Polyäthylen überzuges anoxydiert.
• Die Papierbahn wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 m/Min. (200 f.p.m.) bewegt und der Gezbranner, der eine maximale Flammentemperatur von etwa 1650°C (3000°F) entwickelt, wird in einem Abstand von etwa 12,7 - 19 mm (1/2 bis 3/4 inch) von der Oberfläche des Polyäthylenfims angebracht.
• Der Polyäthylenüberzug wird dann Uber eine Reiche @@ Rollen 41 in eine durch die Rollen 42 UM 43 gebildete Spalte geführt. Eine Pigment enthaltende Uberzugslösung "A". die 100 Gew.-Teile Lehm, 15 Gew.-Teiel Gasein und 170 Gew.-Teile Wasser enthält, wird aus dem Bad 44 mit hilfe der Rollo 45 auf die Oberfläche der Rolle 42 übertragen. Der @berzug wird dann durch die Rolle 42 unmittelbar auf die Polyäthylen-Papierbahn aufgetragen, die durch die zwischen den Rollen 42 und 43 gebildete Spalte hindurchtritt.
• Die überzogenen Polyäthylen-Papierbahn wird dann durch einen Hissluft-Trockenofen 46 geführt, in dem bei einer Temperatur zwischen 50 und 650 a (120 bis 1500 F) Wasser aus dem überzug verdampft. Die Bahn wird dann über eine Reihe von Rollen 47 auf einer Aufwickelrolle aufgewickelt.
• Bei einem anderen Verfahren zur Aufbringung des Docküberzuges wird das sogenannte "Luftmesser"-Verfahren sagewendet. Ein Luftmesser-@berzicher bestehn aus einer Laufwalze von etwa 25 cm #. der in einem mit Überzugmasse gefüllten Trog rotiert und der die Überzugsmasse in überchüssiger Menge auf eine Bahen aufbringt. Nach dem passieren dieser Rolle wird die Bahn an einer Brustalze umgewendet. An dieser Stelle wird überschüssige Überzugsmasse durch einen Luftstrom weggebleanm, wobei die gewunsohte Menge an Überzugsmmasse auf der Bahn zurückbleibt. Diese. Luftmeser ist in der U.S. Patentschrift 1 590 417 beschrieben. Der Spalt in dem Luftmeser ist veränderlioh, jedoch wird gewähnlich mit einer spaltbraeite ven 0,4 bis 0,63 mm (0,018 bis 0,025 inch) gearbeitet. Der Luftdruck wird im allgemeinen zwischen 0,105 bis 0,245 kg/cm2 (1,5 bia 3,5 lbs.sq. inoh) gehalten. Die Viskosität der Überzugsmasse soll unterhalb etwa 2000 eP bleiben.
• Nachdem das Material auf diese Weise überogen ist, kann es in einem Heisslufttunnel oder auf einem Gestell getrocknet werden. Beim erfindungsgemässen Verfahren wird ein Gestell mit einer Lufttemperatur von etwa 570 C (135° F) bevorzugt. Im allgemeinen wird der Überzug in dieser Atniosphäre vier bis fühf Minutan getrocknet.
• Beispiel 2 Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt, nur wird eine 10 %-ige wässrige Lösung von Penford Gum 260, einem Hydroyäthylätherderivat von Maisstärke, als Uberzugamasse verwendet.
• B.ispiel 3 Das im Beispiel 1 geschilderte Verfahren wird wiederholt; als Überzugsösung wird eine pigmenthaltige Masse "B" verwendet, die folgende Bestandteile enthält: Gew.-Teile Lehm 90 Titandioxyd 10 Stärke 20 Wasser 80 Beispiel 4 Das im Beipsiel 1 geschildert Verfahren wird wiederholt; als Überzugslösung wird folgende Lösung verwendet: Gew.-Teile Lehm 80 Calciumcarbonat 20 Casein 10 Styrol-Butadien 5 Wasser 130 Beispiel 5 Das im Beipsiel 1 geschilderte Verfahren wird wiederholt, jedoch folgende Überzugslösung verwendet: Gew.Teile Lehm 75 Titandioxyd 10 Caloiumcarbonat 15 Stärke 15 Styrol-Butadien 10 Wasser 90 In diesem Falle wird das "Luftmesser"-Verfahren angewendet.
• Beispiel 6 Das im Beispiel 1 geschilderte Verfahren wird angewendet, Jedoch wird folgende Überzugslösung verwendet: Gew.-Teile Soyabohnenprotein 100 Wasser 638 Zinksulfat 5,12 Wässriger Ammoniak 26,50 Dichte 1,22 (260 Be) Wie oben erwähnt, erhält man einen hochglänzenden Überzug mit ausgeseichneter Bedruckbarkeit, wenn man nach dos Aufbringen des Überzugen, insbesondere eines pigmentierten Überuges, die Bahn bzw. Folie büreste oder schwabbbelt.
• Das Büsten mit hoher Geschwindigkeit wird wie folgt durhcgeführt. Die überzogene UM getocknete Papierbahn des Beispiels 1 wird unter einer Reihe von sylinrischen Bärsten bewegt, die gegen die Oberfläche rotieren, wobei eine Stütze hinter der Papierbahn angeordnet ist. Die Bürsten besitzen einen Durchmesser von etwa 30 em und rotieren mit einer Genchwindigkeit von 750 bis 1500 U/Min. bei einer Fortbewegungsgeschwindigkeit der Papierbahn von etwa 45 bis 165 m/Min., im allgemeinhen von 90 m/Min.
• Die Bürstenborsten sind etwa 4 cm lang und aus Tampicofaser hergestellt. Die Bürsten kennen sowohl gegen die Papierbahnlaufrichtung als auch mit der Papierbahn rotiert werden.
• In dem erfindungsgemässen Verfahren werden sieben Bürsten verwendet, Jedoch können je nach der Geschwindigkeit der Papier bahn Jede Anzahl von Bürsten verwendet werden. Selbst verstädlich ist es auch möglich, ala Borstenmaterial bei den Bürsten andere Pasern, z.B. China-Borsten oder Nylon, zu verwenden. Vorzugsweise werden Tampico-Borsten banutzt.
• Zur Erleichterung der Bearbeitung kann man die Bahn kurs vor dem BUs-sten mit Wasser durch SprUhen oder eine andere Methode anfeuchten. Bevorzugt verwendet werden eine Reihe von Düsen, die etwa 15 cm voneinander angeordnet sind, von denen Jede einen Strom vernebeltes Wasser etwa 45 cm vor die erste Bürzte ausbläst. Auf diese Weise dient das Wasser zum Weich-und Gleitendmachen des Überzugen und man erhält ein besseres Aussehen.
• Statt der oben beschriebenen Wärmebehandlung können zur Verbeserung der Haftfähigkeit der Oberflabe des Polyäthylen@ auoh andere Bearbeitungen vorgenommen werden. Beispielsweise kann man die Oberfläche des Polyäthylens durch Einwirkung von Oson, Chlor, Säure und/oder Strahlung, insbesondere Korpuskularstrahlung, stärker polar und damit sufnahmefähiger für die wässrigen @berzugslösungen machen.
• Patentansprüche

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von Polyolefinen zur erhöhung ihrer bindenden Eigenschaften, dadurch g 5 -k e n n z e i c h n e t , dass man die Oberfläche oxydiert und kurz darnf einen Deckanstrich auf sie aufbringt.

   2, Verfahren zur Herstellung geschichteter Folien aus Gewebematerial, einer wischenschicht eines Polyolefins, und einem polaren nicht polymerlsierenden Deckanstrich durch Strangpressüberziehen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass man das Polyolefin an seiner Oberfläche oxydiert, worauf man die oxydierte Oberfläche praktisch unmittelbar nach der Oxydation mit einer Lösung eines polaren nichtpolymerisierenden Deckanstrichs behandelt, 3, Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n s e i c h -n e t , dass nan die Oberfläche des Polyolefins mit einer offenen Flamme oxydiert.

   4. Verfahren zur Herstellung geschichteter Folien aus Gewebematerial, einer Zwischenschicht eines Polyolefine und einem hydrophilen polaren nichtpolymerisierenden Deckanstrich durch Strangpresstiberziehen des Gewebematerials mit einem Polyolefin, dadurch g e k e n n z e i e h n e t z dass man die Oberfläche der Polyolefinschicht su ihrer Oxydation mit einer offenen Flamme behandelt, prgktisch unmittelbar danach eine hydrophile, polare, nichtpolymeri-@@@erende @berzugslösung aufbringt und die überzogene Polyelefinboerfläche trocknet, worauf man die getrocknete Oberfläche mit hoher Geschwindigkeit bürstet.

   5. Verfahren mar Herstellung geschichteter Folien aus Papiergewebaterial, einer Zwischenschicht von Polyäthylen und einem polaren nichtpolymerisierenden Deckanstrich durch Strangpressüberzichen des Papiergewebes mit Polyäthylen, dadurch g 5 k 5 n n s e i o h n e t , dass man die Oberfläche der Yolyäthylenechioht zur Erhöhung ihrer bindenden Eigenmchaften mit einer offenen Flamme behandelt, praktisch unmittelbar danach eine hydrophile polare nictpolymerisierende Überzugslösung aufbringt und die geschichtete Folie trocknet.

   6. Verfahren nach Anepruoh 4 oder 5, dadurch g 5 k 5 n n -s e i o h n 5 t , dass die hydrophile polare nichtpolymerisierende Überzugslösung einen hohen Pigmentgehalt aufweist.

   7. Verfahren naoh Anspruch 4 oder 5, dadurch g e k 5 n n -s @ i o h n e t @ dass der Anteil des Pigmenten etwa 30 bis 55 Gew.-% der Überzugsmanse beträgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g 5 k 5 n n s 5 i e h -m e t , dass man den getrockenten Deckantrich mit hoher Geswckwindigkeit bürztet.

   L e e r s e i t e