DE1963807A1 - Verfahren zur Herstellung eines opaken und weissen Polyolefinharzpapiers - Google Patents

Description

Belegexemplar

Darf nicht geändert werden Hon Fat ft Oil Co., Ltd. 1 9.DEZ. 1969

Tokyo* Japan

Verfahren zur Herstellung eines opaken und welsaea Folyoleflnharapapiers _~.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Umwandlung eine3 Polyolefinharzblattes aus einem Polyolefin, Polypropylen und monomeres Äthylen enthaltenden Copolymer in Papierform und lehrt insbesondere, «lie man ein solches Blatt opak «M ifelss machen kann» Die Erfindung betrifft fernerhin ®1ϊε ferfahren, wie man einem solchen opaken und weisssn Harzblat^ au«h noch Bemal- und Bedruckbarkeit erteilen kann«

Bisher hat man zu erstarem Sieeck dem Hansblatt ein vie etwa Titandioxyd zugesetzt viswS su !©tstsrsia spezielle Behandlung des Blattes eine suaMtzliöii© auf seiner ObarriUahe

Zur Erreichung der Erfiniungaaafgaben -aitsf» die l^fitldusig stimmte Eigenschaften von CAlQiu<ir#@rbindui3jge!ä txi^.r, Ca2,βSui»» sulfat unterteilt man bekanntlich in vl«r Sorten^ loMmlloh Gips* Calciumsulfat-hemihydrati· llSslielie^ Anhydrit und gebrannten bzw. Stuckgips« Zwei von ihnen, nSmlloli das Hsali^rat und das Anhydrit lassen sich ausseiet fein verteilen» Oipa aMererseits kann auch fein pulverisiert «erden und besitzt obeisärejm die Eigenschaft» eich im Schmalsbereich von Polyo.lefinha^Ej d«h« bei etwa 128° bis 16?°C in das Hemihydrat oder das Anhydrit umzuwandeln« Auf diesen Erscheinungen baut sich die Erfindung auf« wobei festgestellt wurde, dass ein Polyolefinhnrto selbst bei Zusatz grosser Mengen dieser pulverisierten Calciumsulfate keine Blgensehaft*elnbus8· erleidet« also weiterhin verformbar bleibt und in Blattf orn gebracht werden kann·

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s BAD

Venn nan ein Polyolefin alt feinteillgem Resibydrat» Anhydrit oder alps «Is Füllstoff verreibt und zu Blättern vor formt» dann befindet sich das In fertigen Blatt enthalten· Calciumsulfat In allen Fällen, also selbst bei ursprünglicher Olpszugabe, la Zustand von Hemihfdrat oder Anhydrit* und das so gefüllte Blatt sieht äusserlicii opak und allehweiss aus und selg$ auch den für ein olefinharx charakteristischen Wachsgla&z» Venn es in freier Luft aufbewahrt wird« verstärkt sich seine Weiss turning im Laufe der Zeit in lrrsgullr suneta&eßiieai Kasse*

Bin derart gelager&es Polyolef itiblatt verliert mit zunehmender Verweiseiiohu^ anderereeite an Vachaglaru uad bekommt dadurch

papierähnliches Aussehen» uas vom Standpunkt seiner Verwertung als Packmaterial eniflng&t ist * Bei der Nachforschung nach 4er

Ursache dieses Weisawerdens eines Foljtjief iiVtolettea _T das derart

feinverteilt®^ öalöiymtiuXfat enthält₃ t&ird® nun festgestellt^ dass dieser Vfir^arsg auf ©Iejs rHuadiah« Ausäelssuiig des Blattes surücksufili^a^ ist« ύ%& @a dutcii allaähl.1';^ Aufnahme vo^ UiStfeuchtiglcait wad umix^M verursacht® ifsmankSl^JLis oder Αϊίίι^ί-ι**2*ίί In Sips $i*f Hi!*&» AusseMti» «rgali sicls* dmss

Äuaiüsiis -dic-r F«uelsfe23&4ltsa&ifnähme 5« naefe fesperaturi,

grad υζίΑ. d@r Umluft variiert· Auf Qrusii ai««er kamen die Sri Inder su d@r ©rf IMungsbe^ttoilcä^ien V«raaitar^_; Jaes man eine gl«iohfunii||e Weisetönung uem Bl&ttea dadurch könnte* dass «an das in 1b» enthaltene oaloiii^ dratisiert* indeis man um frisch gefoiiate Blatt sofort mit ser behandelt· B«l umr praktischen Brprobung diese« sips ergab eich <2i* uberrasehende fateashe« dass das des Blattes durch eiiä» solche l^dratisierungsbehandlung nicht nur viel schnell«!» »le erwartet* sondern auch viel glelohsäsel· ger vor sich geht und aan auf diese Weise ein völlig gleiohmUÄ* slg welsees Blatt erzielt·

Ausserdem gelang es den Erfindern» opakes« weisaes Polyolefin« blatt dadurch beoalb&r und bedruokbar zu oaohen* dass nan der

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Polyolefinharzmasse aueser den vorerwähnten Calciumsulfatteilchen auch noch CalciuiB&ulf Itteilchen xumiachte und das fertige Blatt nach des Hydratisierungevorgang weiterhin einer Säurebehandlung unterwarf» durch die das oberflKohennahe Calciumsulfit zur Bffusion, d.h. Gasbildung verursacht wurde.

DengemSss besteht ein Erfindungsgegenstand aus einen Verfahren zur Herstellung eines opaken und welssen Polyolef Inharzpapiers, dessen kennzeichnende Merkmale darin bestehen, dass man

a) eine Polyolefinmasse* in die mindestens ein Füllstoff in Form von Gips» Calciumsulfat-hemlhydrat oder löslichem Anhydrit eingearbeitet worden 1st, zu einem Blatt verformt«

b) das so gewonnene Blatt mit Wasser behandelt und dadurch eine Hydratisierung des blattoberflächennahen CaIciumsulfat-hemihydrats bewirkt und

c) nach beendeter Hydratisierungsbehandlung das Blatt trocknet.

Ein weiterer Erflndungagegenatand besteht in der Herstellung eines bemalbaren und bedruckbaren Polyolef inharzpapiers, dessen kennzeichnende Merkmale darin bestehen, dass man

a*) eine Polyolef Inmasse, in die mindestens ein Füllstoff in Form von Gips, Calciumsulfat-hemihydrat oder löslichem Anhydrit und zusätzlich Calciumsulfit eingearbeitet worden ist, zu einem Blatt verformt,

b*) das so gewonnene Blatt mit Wasser behandelt und dadurch eine Hydratisierung des blattoberfl&ohennahen Calcium· sulfat-hemihydrats bewirkt,

c⁽) nach beendeter Hydratisierung das Blatt mit einer wässrigen Lösung einer anorganischen Säure behandelt und dadurch eine Effusion des blattoberflSchennahen CaIciumsulfits bewirkt und

d¹) nach beendeter Säurebehandlung das Blatt abspült und trocknet.

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Mit dem in den vorliegenden Unterlagen benutzten Ausdruck "Poly· olefinharz" ist dabei ein Copolymer gemeint« das ein Produkt einer Monomeroleflopolymerisatlon« wie x.B. Polyäthylen, Poly· propylen usw., und ein aonomeres olefin ala Copolymerbestandtell enthalt. Vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit und der Materialeigenschaften aus gesehen eignen eich vor allen Mittel- bzw· Niederdruck-Polyäthylen und »Polypropylen «le aolchea Polyolefinharz.

Von den CaIciumsulfatteilehen arbeitet man -auf das Gesamtgewicht von Harz und Teilchen bezogen- etwa 50 % bis 90 £ ein; sofern man aber gleichzeitig mit dem Calciumsulfat auch noch Calciumsulfit zumisoht« ist es ratsam, die Gesamtmenge des Zugemlechten auf 70 Gew.-ji einzustellen. Innerhalb dieses Zugabemengenbereichs erfolgt eine glatte Einmischung in das Harz. Erforderlichenfalls kann man zwecks erleichterter Harzverformung dem Ansatz irgendeinen geeigneten Viskositätsverbesserer sowie obendrein noch irgendeinen geeigneten Stabilisator und/ oder Alterungshemmstoff zugeben. Je nach Blattstärke wählt man die Korngrösse der Teilchen zwischen 5 μ und 100 M* Eine mit solchen Teilchen verknetete Polyolefinharzmasse kann ohne Schwierigkeiten mit Hilfe üblicher Polyäthylenblatt usw•-Formungsverfahren« also beispielsweise durch Auswalzen oder Strangverpressen zu Blättern verarbeitet werden·

Die so gewonnenen Polyolefinharzblätter werden nach erfolgter Formgebung vorzugsweise so schnell wie tauglich der Hydratlelerungsbehandlung unterworfen« indem man sie einige Minuten lang in Wasser taucht und dadurch« wie bereits gesagt« das blattoberflächennahe Calciumsulfat-hemlhydrat oder Anhydrit bequem in Gips umwandelt· Man kann daher diese Hydratisierung einfach dadurch bewirken« dass man das Blatt unmittelbar nach Formgebung durch ein wassergefülltes Oefäss hindurchleitet· Man kann dabei mit einfachem Frischwasser arbeiten« löst aber zwecks Beschleunigung des Hydrati8lerungsvorganges vorzugsweise in iha etwas

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BAD ORIGINAL

Alaun« z.B. Kalialaun auf· Erfindungsgemäss wurde festgestellt« dass sich zur Hervorrufung dieser Hydratisierung«reaktion eine wässrige Lösung eines Metallsalze* der Salpeter« oder Cyanwasserstoffeäure «insbesondere Aluminat, Zinkat oder Stannateignet, das man zu 0,5 bis 5,0 0ew.-£ in Wasser auflöst· Die Umsetzung nimmt man dabei zwischen etwa 0° und 100⁰C und vorzugsweise zwischen 10° und 30⁰C vor*

Venn man ein opakes und weisses Harzpapier haben will, dann trocknet man das Blatt einfach nach dieser Hydratationsbehandlung· Venn es Jedoch mit Hilfe der früher erwähnten CaIelumsulfitzugabe auch noch bemalbar und/ oder bedruckbar werden soll» dann behandelt man es nach der Hydratationsbehandlung auch noch mit einer anorganischen Säure, wofür sich unter anderem «Haarige Lösungen einer Halogen·* z.B. der Chlor-, Brom- oder Jodwasserstoffsaure,von Schwefelsäure oder Salpetersäure oder Mischungen solcher Säuren eignen* Alle diese/i Säuren vermögen die Auflösung des CaIc iumsulf its ohne Bee intr Seht igung der polyolef inharzelgenschaften zu bewirken, wobei vor allem verdünnte Salzsaure das Üblichste und praktischste Mittel ist» Man arbeitet dabei je nach Behandlungstemperatur mit 1 bis 10 gewiohtspro£©ntlger Konzentration, wobei man durch passende Abstimmung dieser beiden Variabein dafür sorgt, dass die Calciumsulfiteffusion nicht zu gering oder zu stark ausfällt·

Im Anschluss an die Säurebehandlung wird das Polyolef inharzblatt sorgfältig abgespült und getrocknet, worauf das Endprodukt fee· druckbar ist*

Aus der voretcshendssi Beschreibung ergibt sich «tlM^utign dass; das erfindungegerailßg hergestellte Polyoleflnfe&s^£zpapiop nicht mein* den für Polyoltfijshars typischen tfachsglaxiz aufweist« dern weictsfarbig und opak ist unä sehr paplerätpilicli aussieh

Da obendr«^fii die eigentlichem F^i^iefltjhmpzeigeiiseli&ftea ni

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Ib geringsten beeinträchtigt sind, kann nan ee vielseitig, z.B. als Packmaterial und dergleichen, verwenden. Sofern es geoHss zweiter Erfindungaregel bedruckbar gemacht wurde, kann nan auf lha mit Bleistift, Tinte uaw. schreiben oder malen und ea sogar bedrucken·

Die erf lndungsgemBsee Harzpapierherstellung kann gemHss nach· folgenden Beispielen chargenmSssig durchgeführt werden j es 1st aber eraichtlicherweise vorteilhafter, in kontinuierlichem Betrieb zu arbeiten, nobel dessen Durchführung für den Harzblatt«· herstellungsfachniann insbesondere in Kenntnis der Erfindung keiner näheren ErlXuterung bedarf*

Die nachstehenden, bevorzugten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung näher erläutern, jedoch nicht schutzumfangsaSssig einschränken«

Beispiel 1

Bit QmiB&s mm 20 Oß*«,~J< handc ^jliohea Mittel/Nlederdruclc-Polyttbcsgrlen und 39 @e?j_#-£ Gips wurde durch Walzenbehandlung bei X6o - 5°C zu einem o,l mm starken Blatt verarbeitet· Dieses Blatt wurde £,, Sinns der Brftndungslehre sofort 15 Minuten lang in ein® Iu ^ige, wässrige Eftlialaunlösung eingetaucht, danach aus ü®m Bsä entnßrm%n und getrocknet· Seine Durchlässigkeit und sein lefleslonsvernZfeen für sichtbares Licht waren dabei im Vergleich ^u Einern nieiiu ^: ■ H^ratisl^rungsbehandlung unterworfenem Blatt m£<# In iiashsttefiS'nder Tabelle» angegeben·

gabeile I

nicht hydratisi* erfindungsge tes Blatt aissea Blatt

für
Licht (£) 65 ^

für
Licht (Ji) 3* 77

i 2 ?.··/ 7 18 6

BAD ORIGINAL Beispiel g

Ein Gemisch aus 15 Oew.-£ handelsüblichem MltteX/Klederdruck-PolyHthylen, 10 Qew»«-£ handelsüblichem Hochdruck-PplTÄthylen und 75 Gew.-5t oips wurde mittels ko mm Strangpresse for 3 »■ starke Blätter und Schwalbenschwanz-T-DUse zu einem 0,1 mm starken Blatt extrudiert, das gemäsa Erfindungslehre unmittelbar danach 15 Minuten lang in eine 10 £ige« wässrige Kalialaunlösung eingetaucht und nach Herausnahme aus dem Bad getrocknet wurde· Seine Durchlässigkeit und sein Reflexionsvermögen für sichtbares Licht waren dabei im Vergleich zu einem nicht der Qydratiaierungs behandlung unterworfenen Blatt wie in nachstehender Tabelle eingegeben.

Tabelle II

	nicht hydratisier- tes Blatt	erfindungsge masses Blatt
Durchlässigkeit für sichtbares Licht {$}	70	24
Reflexvermögen für sichtbares Licht (*)	29	7*
Beispiel 3

Ein Gemisch aus 30 Qew*«j£ handelsüblichem Mittel/Niederdruck· Polyäthylen sowie je 3$ 0ew,«£ Calciumsulfit und Calciumsulfat als Füllstoff wurde unter einachsiger Ausbreitung zu einem Ο» 1 mm starken Blatt ausgewalzt«

Dieses Auswalzen erfolgt« dabei in einem Zweiwalzenstuhl mit

QIl

je 89 mm dicken und 200 mm langen Walzen» der UmlaufverhMltnle

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BAD OBlGlNAL

16 ι 19 betrug« und 0*07 mn weitem Spalt und wurde 10 bis 15 Minuten lang bei 160 ± 5°C durchgeführt.

Aus dem so hergestellten Blatt wurde eine 100 x 200 am grosse probe ausgeschnitten und dann in der Weise erflndungsgemBss weiterverarbeitet« dass Ban ale 15 Minuten lang in eine 20 - 5°C warme» 5 #ige wässrige Aluminiumnitratlösung eintauchte« um die Hydratisierung zu bewirken« und ansohliessend 5 Minuten lang mit 70 - 5°C warmer« 5 £iger wässriger Salzsäure behandelte« die ausserdea 5 £ einer kationischen, oberflächenaktiven Sub· stanz (Handelsprodukt Arquad 2C/75 der Firma Armour & Co·) enthielt, um dadurch die Calolumsulfiteffusion su erzielen· Schliesa lich wurde das Blatt abgespült und getrocknet und war nunmehr ein erfindungsgemasses Erzeugnis. Seine Durchlassigkeit und sein Reflexionsvermögen für sichtbares Licht waren dabei Int Vergleich zu einem nicht der Hydratlsierungs- und Effusionsbehandlung unterworfenen Blatt wie in nachstehender Tabelle angegeben.

Tabelle III

Blatt ohne Hydrations«· erf Indungsge· u. Effu3ion3behandlung «asses Blatt

Durchlässigkeit für

sichtbares Licht ($) 48 8

Reflexionsvermögen für

sichtbares Licht (£) 50 90

Zum Vergleich dazu/erwähnt« dass die DurchlKsaigkeit von normalem Papier bei 10 bis 12 Ji liegt*

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10 9 8? ?7?18 6

BAD ORIGINAL

Beispiel 4

Beispiel 3 wurde alt der einzigen Abwandlung wiederholt« dass 21 Oew.«£ Calciumsulfit und 49 Gew*-£ Calciumsulfat eingemisoht wurden· Seine Durchlässigkeit und sein Reflexionsvermögen für sichtbares Licht waren dabei la Vergleich zu eine» nicht der Qydratislerungs·· und Bffusionsbehandlung unterworfenen Blatt wie in nachstehender Tabelle angegeben·

Tabelle IV

Blatt ohne Hydrations- erfindungage- und Effusionabehandlung raSases Blatt

durchlässigkeit für

sichtbares Licht {%) 48 7

Reflexionsvermögen für

sichtbares Licht (£} 50 91

Beispiel 3

Beispiel 4 wurde mit den einzigen Abwandlungen wiederholt* das« als Harzkomponente handelsübliches Polypropylen verwendet und die Nasse bei 175 - 5°C ausgewalzt wurde» Seine Durchlässigkeit und sein Reflexionsvermögen für sichtbares Licht waren dabei im Vergleich zu einem nicht der Hydratlsierungs* und Effusionsbehandlung unterworfenen Blatt wie in nachstehender Tabelle angegeben·

- 10 -

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Tabelle V

Blatt ohne Hyurafclons- erfindungsge· und EffusAonsbehandlupg masses Blatt

Durchlässigkeit für

sichtbares Licht (J^) 48 7

Reflexionsvermögen für

siohtbaree Licht {$) 50 91

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10982?:7?186

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Claims (5)

-11-Lion Fat ft Oil Co.» Ltd· Tokyo. Japan Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines opaken und weiss en PoIyolefinharzpapiers« dadurch gekennzeichnet«- dass man

a) eine Polyolefinmasse« in die mindestens ein Füllstoff

in Form von Gips« Calciurasulfat-hemihydrat oder löslichem Anhydrid eingearbeitet worden 1st« zu einem Blatt verformt«

b) das so gewonnene Blatt mit Wasser behandelt und dadurch eine Hydratisierung des blattoberflSchennahen Calciumsulfat-hemlhydrats bewirkt und

c) nach beendeter Hydratisierungsbehandlung das Blatt trocknet·

2· Verfahren nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet« dass roan als Polyolef inhar* nach dem Mittel/Niederdruck-Prozess hergestelltes Polyethylen verwendet.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet« dass man den Füllstoff in einer Korngrösse von 5 bis 100 M und in einer Menge von 70 Gewichtsprozent anwendet·

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet« dass man die Hydratisierung mit einer wässrigen Kalialaunlösung durchführt·

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5. Verfahren nach einem der vorangehe- <*ά» anapiileh®, dadurch gekennzeichnet» dass man die Hydr&tislerung alt einer 0»5 bis 5 gewichtsprozentigen wässrigen Lösung von ealpeter- oder cyanwasaerstoffsaurem Aluminium» Zink oder Zinn verwendet.

4 *

6· Verfahren zur Herstellung eines bemalbaren und bedruckteren Polyolefinharzpapiers, dadurch gekennzeichnet* dass nan

a^v) eine PolyolefInsasse» in die mindestens ein Füllstoff " in Form von Qips» CalQluDsulfat*hemihydrat oder 18s· liehen Anhydrit und zusatzlich Calciumsulfit eingearbeitet worden ist» zu einen Blatt verformt,

b^v) das so gewonnene Blatt eit Wasser behandelt und dadurch " eine Hydratisierung des blattoberflKchennahen Calcium· sulfat-hemihydrats bewirkt»

c*) nach beendeter Hydratisierung das Blatt mit einer wMss-" rigen Lösung einer anorganischen Säure behandelt und dadurch eine Effusion des blattoberflBcheimahen Calcium·» sulflts bewirkt und

d') nach beendeter Säurebehandlung das Blatt abspült und trocknet·

7· Verfahren nach Anspruch 6» dadurch gekennzeichnet» dass man als Polyolefinharz nach dem Mittel/Niederdruck-Prozess hergestelltes Polyäthylen verwendet«

8· Verfahren nach Anspruch 6 oder 7» dadurch' gekennzeichnete dass man den Füllstoff in einer Xämgrusse von 5 bis 100 M und in einer Menge von 70 Gewichtsprozent anwendet*

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9· Verfahren naeh Anspruch 6 oder folgenden« dadurch gekennzeichnet» dass aan die Hydratisierung alt einer wässrigen Kallalaualösung durchführt.

10· Verfahren nach Anepruoh 6 oder folgenden« dadurch gekennzeichnet« dass na die qjrdratlsierung mit einer 0,5 bis
5 gewiohtsproxentlgeii wässrigen Lösung von salpeter- oder oyanwasserstoffaaureni Aluelniun« Zink oder Zinn Temendet·

· Verfahren nach Anspruch 6 oder folgenden« dadurch gekennzeichnet« dass man die CaIclunaulfiteffusion mit einer nase· rigen Lösung einer Halogeimasseretof fs Hure, Salpetersaure« Schwefelsaure oder einer lüsohung derselben durchfuhrt·

12» Verfahren nach Anspruch 1* dadurch gekennzeichnet« dass
man die Caloiunsulflteffueion alt 1 bis 10 gewlohtsprozentiger« wässriger Salze Sture durchführt·

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