DE2058573B2

DE2058573B2 - Verfahren zur herstellung einer papierartigen folie

Info

Publication number: DE2058573B2
Application number: DE19702058573
Authority: DE
Inventors: Hiro; Shin Yoichi; Kobayashi Yoichi; Sumiyoshi Makoto; Yokkaichi Mie Otsubo (Japan)
Original assignee: Yupo Corp
Current assignee: Yupo Corp
Priority date: 1969-11-28
Filing date: 1970-11-27
Publication date: 1977-07-07
Also published as: NO138201B; NL7017358A; SE389634B; FR2072513A5; DE2058573A1; NO138201C; US3741860A; CA947922A; GB1329598A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ier papierartigen Folie auf Polystyrolbasis, bei dem ie kleine Teilchen einer gummiartigen Komponente disperse Phase enthaltende Polystyrolfolie biaxial reckt wird, die biaxial gereckte Folie kurzzeitig bis zu ligen 10 see lang mit einem Lösungsmittel behandelt rd, das Polystyrol anlöst und auf die gummiartige >mponente quellend wirkt und das Lösungsmittel lließlich wieder entfernt wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung von synthetischem Papier.

Es wurden bereits Versuche durchgeführt, Folien auf Polystyrolbasis in einen papierartigen Zustand zu bringen und diese Folien als synthetische Papiere zu verwenden. Bei diesen Arbeitsweisen erfolgt im wesentlichen eine Behandlung der Oberflächen einer Folie aus geschäumtem oder ungeschäumtem Polystyrol mit einem Lösungsmittel für Polystyrol oder einem Quellmittel, sodann erfolgt eine entsprechende Behandlung mit einem Polystyrol nichtlösenden Mittel, damit man eine geweißte Schicht auf der Folienoberfläche erhält. Die erhaltenen synthetischen Papiere sind hinsichtlich der Beschreibbarkeit und Bedruckbarkeit nicht befriedigend.

Die US-PS 32 34 313 beschreibt eine Folie für Verpackungszwecke, die auch als Beschichtung oder als Bezugsfolie geeignet ist. Die Folie selbst ist durchsichtig. Durch eine lokale Plastifizierung, die gemäß dem eingangs dargelegten Verfahren durchgeführt wird, soll ein lokales Schrumpfen der Folienoberfläche und damit eine Undurchsichtigkeit erzielt werden, so daß man lokale Muster auf der Folie erhalten kann. Durch die lokale Schrumpfung der Folie wird die Folie daher undurchsichtig, jedoch auch wellig, so daß diese Folie als Papier schlecht geeignet ist. Denn die Welligkeit der Folie beeinträchtigt die Bedruckbarkeit.

Aufgabe der Erfindung ist eine solche Behandlung einer Folie der genannten Art, daß man eine papierartige Oberfläche erhält.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das biaxiale Recken mit einem Reckfaktor von mindestens 6 und die Lösungsmittelbehandlung ganzflächig bei einer Temperatur oberhalb 30° C jedoch unterhalb der Verformungstemperatur der Folie durchgeführt wird, wobei der Lösungskoeffizient des Lösungsmittels bei der Behandlungstemperatur einen Wert von mindestens 10"² hat und daß im Anschluß an die Lösungsmittelbehandlung die Folie auf eine Temperatur unterhalb 4O⁰C abgekühlt wird, bei der der Quellungskoeffizient des Lösungsmittels höchstens einen Wert von 10 -³ hat.

Durch die Anwendung einer Polystyrolmasse, die gummiartige Teilchen als disperse Phase enthält und durch die Lösungsmittelbehandlung der gereckten Folie erreicht man eine Rückstellung, der bei der Reckung verformten gummiartigen Teile im Oberflächenbereich der Folie. Dadurch bilden sich Hohlräume im Oberflächenbereich der Folie aus. Dieses bedingt eine ausgezeichnete Opazität der Folie. Die Oberfläche ist aufgerissen, so daß das Papier Tinte und Druckfarbe gut aufnimmt. Die Oberfläche ist jedoch nicht uneben oder wellig, so daß die Bedruckbarkeit nicht leidet.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung des Einflusses des Reckfaktors auf die Mattheit des synthetischen Papiers.

Fig.2 (a) bis 2 (d) elektronenmikroskopische Fotografien (Vergrößerung 250fach) des Querschnitts einer gereckten Polystyrolfolie nach der Lösungsbehandlung, die die Schlagfestigkeit erkennen lassen und

F i g. 3 ein Schaubild zur Erläuterung der Temperaturabhängigkeit des γ-Wertes verschiedener Lösungsmittel.

Die Erfindung liegt in der Kombination verschiedener wichtiger Merkmale, die jeweils einen bestimmten Einfluß auf das Endprodukt ausüben. Wenn im einzelnen

»ine gereckte Folie aus Polystyrol mit einem Gehalt kleiner Teilchen einer gummiartigen Komponente jbspw. eine biaxial gereckte Polystyroifolie hoher Schl&üfestigkeit) mit einem entsprechenden Lösungsmittel behandelt wird, wird Polystyrol teilweise aufgelöst, und gleichzeitig stellt sich die gumrr.iartige Komponente, die in den Reckrichtungen veriormt war, infolge einer Quellwirkung in ihren Ausgangszustand zurück.

Wenn dann die Quellwirkung des an dem Film ,₀ anhängenden Lösungsmittels abgebrochen wird, fällt das ausgelöste Polystyrol aus. Gleichzeitig kommen die Verformung und Quellung der Gummiteilchen zum Abbruch. Da die Gummiteilchen durch die Quellung in Dickenrichtung der Folie zunehmen, nimmt die Foiiendicke zu, gleichzeitig bildet sich eine rauhe Folienoberfläche aus. Wenn der Reckfaktor in diesem Fall ausreichend groß ist, bspw. mindestens 6 hat, ist die Formerholung der Gummiteilchen aufgrund der Quellung merklich. Dies bringt die folgenden überraschenden Vorteile mit sich:

1. Ein hoher Weißgrad oder eine hohe Opazität.

2. Eine hohe Haftfestigkeit der geweißten Schicht.

3. Eine große Aufnahmefähigkeit für Tinte und eine hohe Trockenfähigkeit für Tinte infolge der Bildung kontinuierlicher Risse.

Nach den durchgeführten Versuchen muß die Quellwirkung des auf die Folie aufgebrachten Lösungsmittels unmittelbar nach der Behandlung abgebrochen werden, wenn eine Lösungsmittelbehandlung zur Auflösung und Quellung der Oberfläche durchgeführt wird. Deshalb muß man das Lösungsmittel sehr schnell entfernen, das während der Behandlung in die Folie eingedrungen ist.

Die Abbruchbehandlung für die Wirkung des Lösungsmittels auf die Folie erfolgt nach der Erfindung durch ein Abkühlverfahren.

Im Rahmen des vollständigen Verfahrens sind folgende Bedingungen zu beachten.

(I) Grundfolie

Die im Rahmen der Erfindung benutzte Folie ist eine Polystyrolfolie mit kleinen Teilchen eines darin gleichmäßig verteilten gummiartigen Stoffes. Für diese gummiartige Komponente kann man verschiedene Elastomere benutzen, wie Polybutadiene und PoIybutadiene/styrole mit einem entsprechenden Gelanteil. Es hat sich gezeigt, daß die Teilchengröße dieser Komponente zwischen 0,1 und 10 μπι liegen soll, damit man ein brauchbares Ergebnis erhält. Die Teilchen dieser gummiartigen Komponente können an der Oberfläche zu dem Polystyrol eine Propfbindung naben, bspw. bei einem ABS-Kunststoff.

Für das ein Gerüst bildende Polystyrol sind Homopolymer und Mischpolymere von Styrolmonomer sowie von kern- und/oder seitenkettensubstituierten Styrolderivaten brauchbar, bspw. λ-MethyIstyroI und Vinyltoluol. Solche modifizierten Polystyrole sind im Handel als schlagfestes Polystyrol oder hochschlagfestes Polystyrol oder als ABS-Kunststoff erhältlich. Diese modifizierten Polystyrole können zusätzlich zu Stabilisatoren und anderen Hilfsstoffen einen Füllstoff enthalten, bspw. ein feines anorganisches Pulver. Das hochschlagfeste Polystyrol kann als · Mischung mit f,₅ anderen Kunststoffen vorliegen. Solche Mischungen müssen selbstverständlich zu einer Folie ausformbar sein. Der Gehalt an hochsclilagfestem Polystyrol in einer jeden Mischung ist vorzugsweise mindestens 50 Gewichts-%. Diese hochschlagfesten Polystyrolfolien werden biaxial gereckt, der Reckfakior beträgt mindestens 6. Unter dem Reckfaktor wird das Produkt des Längsreckverhältnisses und des Querreckverhältnisses verstanden. Die Obergrenze des Reckfaktors ist durch das jeweilige Reckw fahren und die Beständigkeit des Polystyrols gegenüber der Reckung begrenzt. Der Einfluß dieser Reckung ist bemerkenswert. Wenn sich der Kunststoff in ungerecktem Zustand befindet, ist der Aufhellungseffekt auch bei einer Lösungsmittelbehandlung unzureichend, man kann dann nur eine Undurchsichtigkeit erzielen, die paraffiniertem Papier entspricht.

(I I) Behandlung mit dem Lösungsmittel.

Das Lösungsmittel muß folgende Eigenschaften haben: 1) der y-Wert des Lösungsmittels muß die folgende Gleichung für die Lösungsbehandlung der Folie zur Aufquellung derselben erfüllen:

/■= fo-f

mit

/0 als Filmdicke (μπι) vor der Behandlung,

f als Dicke (μπι) der ungequollenen Schicht der Folie nach der Behandlung,

t als Behandlungsdauer (see) und

*' als einer von dem Lösungsmittel und der Behandlungstemperatur abhängigen Konstanten.

2) Das Lösungsmittel muß bei der Behandlungstemperatur einen y-Wert von 10~² oder mehr sowie bei der Abkühltemperatur einen y-Wert von 10 -³ oder weniger aufweisen.

Der y-Wert gibt die Wirkungen eines Lösungsmittels hinsichtlich Auflösung und Quellung des Polystyrolanteils an. Wenn bei Verwendung verschiedener Lösungsmittel die γ-Werte bei einer bestimmten Temperatur einander gleich sind, sind die Wirkungen dieser Lösungsmittel aus Polystyrol und die Teilchen der gummiartigen Komponente bei der betreffenden Temperatur gleich. Deshalb kann man die verwendbaren Lösungsmittel durch diesen γ- Wert festlegen.

Wenn der y-Wert 10~³ oder weniger beträgt, hört die Wirkung des Lösungsmittels auf die Folie bei dieser Temperatur im wesentlichen auf. Folglich muß der y-Wert eines im Rahmen der Erfindung brauchbaren Lösungsmittels IO-³ oder weniger bei der Abkühltemperatur, also bei Zimmertemperatur, betragen, wo die Wirkung des Lösungsmittels aufhören soil. Bei der Behandlungstemperatur zur Quellung der Folienoberfläche muß der y-Wert 10-² oder größer sein, damit das Lösungsmittel voll zur Wirkung kommt. Im Falle einer Mischung von 15 Volumen-% Toluol und 85 VoIumen-% n-Heptan wird der y-Wert nicht IQ-³ oder weniger im Bereich der Zimmertemperatur. Infolgedessen schreitet die Auslösung des Polystyrols und die Quellung der gummiartigen Komponente so lange fort, als das in der Folie enthaltene Lösungsmittel nicht entfern: ist. Jedoch sind die γ-Werte einer Mischung von 5% Toluol und 95% n-Heptan sowie eines einheitlichen Lösungsmittels von η-Hexan, n-Heptan oder n-Octan 10~³ oder weniger in der Nähe der Zimmertemperatur. Durch Kühlung der Folie auf eine Temperatur in der Nähe der Zimmertemperatur kann man also die Lösungs- und Quellwirkung im wesentlichen vollständig

unterbinden, auch wenn das in der Folie enthaltende Lösungsmittel nicht entfernt wird.

Somit kann der y-Wert als Richtwert zur Beurteilung der Brauchbarkeit eines bestimmten Lösungsmittels dienen. Die oben angegebene Gleichung zur Berechnung des y-Wertes beruht aus den folgenden Eigenschaften und Überlegungen.

Wenn eine gereckte Folie aus hochschlagfestem Polystyrol einer Dicke k (μπι) bei einer bestimmten Temperatur in einem bestimmten Lösungsmittel behandelt wird, quillt die Oberfläche nach t see, wobei ein ungequollener Teil einer Dicke f (μηι) zurückbleibt. Nach Lufttrocknung der so behandelten Folie erfolgt eine Fixierung mit Paraffin; die Folie wird geschnitten, die erhaltenen Schnitte werden unter dem Mikroskop untersucht. Man erhält dann Bilder nach den F i g. 2 (a) bis 2 (d). Diese Bilder zeigen jeweils einen Schnitt nach 5,10, 15 und 20 see. Behandlungsdauer in n-Heptan bei 60⁰C für eine gereckte Folie aus hochschlagfestem Polystyrol; die Folie hat eine Dicke von 15μιη, der Reckfaktor beträgt etwa 8, der Polybutadienanteil liegt zwischen 4 und 6%. Wenn auch die Grenzflächen zwischen den mittleren ungequollenen Schichten und den gequollenen Randschichten nicht immer eben und gleichmäßig sind, He;,: doch die Meßgenauigkeit für f_n zur Bestimmung des y-Wertes in einem zulässigen Fehlerbereich.

Die oben angegebene Gleichung hat für ein bestimmtes Lösungsmittel normalerweise innerhalb solcher Grenzen Gültigkeit, wo eine große Schrumpfung der Folie nicht zu beobachten ist, unabhängig von der Behandlungstemperatur und der Behandlungsdauer. Zur Messung der y-Werte sind jedoch solche Verhältnisse günstig, wo /o = 75 μιτι und /^ΙΟμηι beträgt, jeweils für eine biaxial gereckte Folie (Reckfaktor = 8) aus einem schlagfesten Polystyrol (Poly-polybutadien/ styrol) mit einem Polybutadienanteil von 4 bis 6 Gewichts-% und einer Polybutadien-Teilchengröße von 6 μιτι.

Der y-Wert ändert sich gemäß Fig.3 mit der Temperatur; welche die Temperaturkurven der γ- Werte für verschiedene Lösungsmittel angibt. Dieses Schaubild läßt eine Beziehung zwischen dem y-Wert und der Temperatur gemäß der folgenden Beziehung erkennen:

= )'o^c

γ = y-Wert bei der Temperatur T(⁰C);
y₀ = y-Wert bei der Temperatur 0(° C);
7"= Behandlungstemperatur (° C) und
a - Temperaturgradient von γ, der eine Konstante des betreffenden Lösungsmittels ist.

Lösungsmittel, die dieser Bedingung genügen, können einzeln oder inform einer Mischung aus mehreren Komponenten benutzt werden, bei der man die gewünschten y-Werte erhält. Da die Behandlungstemperatur für die Quellung der Folienoberfläche und die Abkühltemperatur zum Abbruch der Quellung relativ zueinander gegeben sind, kann man das zu benutzende Lösungsmittel auswählen, nachdem diese Temperaturen festgelegt sind. Wenn man für die Behandlungstemperatur 60⁰C und für die Abkühltemperatur 2O⁰C vorgibt, kann man nach gekennzeichnet Fig.3 diejenigen Lösungsmittel, insgesamt fünf, benutzen, deren y-Temperatur-fCennlinien beide Isothermen A und B für 60 bzw. 20°C schneiden.

Wenn das Bedürfnis besteht, ein Gemisch zu benutzen, dessen y-Wert bei Zimmertemperatur nicht unter 10~³ liegt (15% Toluol und 85% n-Heptan) kann man die y-Temperaturkennlinien extrapolieren, damit man diejenige Temperatur bestimmen kann, bei der der y-Wert den Betrag 10~³ annimmt. Dann kann man Temperaturen von — 15°C oder weniger als Abkühltemperaturen auswählen.

(III) Abkühlverfahren

Im Rahmen dieser Verfahrensweise wird die Temperaturabhängigkeit der Lösungswirkung ausgenutzt. Diese Arbeitsweise wird als Einbadverfahren ausgeführt, wo die Quellwirkung des auf die Folie einwirkenden Lösungsmittels durch Ausnutzung der Temperaturabhängigkeit der Quellwirkung ausgeschaltet wird. Bei diesem Verfahren liegt normalerweise die Abkühltemperatur im Bereich der Zimmertemperatur. Bei einer Behandlungstemperatur dieser Größe kann man unmittelbar nach der Lösungsbehandlung Abquetschwalzen anwenden.

Wenn nämlich eine in der beschriebenen Weise behandelte Folie unmittelbar nach der Lösungsbehandlung oder nach dem Abkühlen abgequetscht wird, steigt der Anteil des zurückgewonnenen Lösungsmittels an; die behandelte Folie kann alsdann mittels einfacher Lufttrocknung in das Endprodukt umgewandelt werden. Die Opazität des Endprodukts wird nicht verringert, die Glätte des Endprodukts ist verbessert, weil Abquetschwalzen mit einer Spiegelfläche benutzt werden. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die

yo Opazität der Folie durch eine kurze Behandlungsdauer gesteigert werden kann.

(IV) !.Arbeitsweise.

Die Behandlung und Abkühlung der Folie kann untei beliebigen Arbeitsbedingungen und nach einer solcher Arbeitsweise erfolgen, wo eine Quellung der Folienoberfläche und ein Abbruch dieser Quellung möglich sind. Im allgemeinen ist die Behandlungsdauer geringei als 60 see und liegt üblicherweise zwischen einigen wenigen Sekunden bis 20 see. In manchen Fällen isi jedoch in Abhängigkeit von der Behandlungstemperatur und/oder dem gewünschten Quellungsgrad eine längere Zeitdauer notwendig.

Man kann zwar die Quellung so weit führen, dal;

keine nichtgequollene Schicht innerhalb der Folie verbleibt. Es ist jedoch eine solche Verfahrensführunj

vorzuziehen, wo im Mittelteil der Folie eine nichtgc

quollene Schicht verbleibt, damit die Folie nach dei

Behandlung einen bestimmten Festigkeitsbetrag hat

so und daß die Folie nicht übermäßig schrumpft.

Entsprechend der vergleichsweise kurzen Behänd lungsdauer geht man üblicherweise so vor, daß die Folii durch din Lösungsmittelbad der entsprechenden Tem peratur geführt wird; oder man führt die Folie durch eit Lösungsmittelbad von Zimmertemperatur und leite anschließend die Folie mit dem anhaftenden Lösungs mittel durch eine Heizzone. Die Behandlungstempera tür hegt bei 3O⁰C oder höher, vorzugsweise bei 4O⁰C oder höher; eine obere Grenze ist durch diejenig« to Temperatur gegeben, bei der die Folie eine merlclichi Verformung erfährt.

Zur Abkühlung wird die Folie üblicherweise durcl eine Abkühlkammer geleitet oder mit einer ode TiüSS⁸" ^Kühlwal2en ·η Berührung gebracht. Di< f>5 Abkühltemperatur liegt bei 4O⁰C oder daruntei vorzugsweise bei 3O⁰C oder darunter. Vorzugsweisi erfolgt die Abkühlung so, daß die Folie nicht auf eim Temperatur unter O⁰C abgekühlt wird. Abgesehen voi

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dem Fall, wo ein Lösungsmittel mit einem genügend kleinen y-Wert bei der Abkühltemperatur benutzt wird, ist es vorzuziehen, daß das an der Folie anhaftende oder in derselben enthaltene Lösungsmittel schnell nach der Abkühlung entfernt wird. Eine schnelle Entfernung des ^ Lösungsmittels ist auch im Hinblick auf die Verfahrensgeschwindigkeit erwünscht. Die Entfernung des Lösungsmittels kann durch Abquetschwalzcn und/oder durch Lufttrocknung erfolgen.

Ein bereits genanntes Merkmal des vorgeschlagenen Verfahrens liegt darin, daß die Folie nach der Lösungsbehandlung mit dem noch anhaftenden oder aufgenommenen Lösungsmittel zwischen Abquetschwalzen durchgeführt werden kann, damit das Lösungsmittel entfernt wird. Wenn die Abquetschwalzen is lediglich zur Entfernung des Lösungsmittels bestimmt sind, kann man Gummiwalzen benutzen. Wenn jedoch auch die Glätte der Folienoberfläche verbessert werden soll, muß man Hartwalzen mit glatter Oberfläche bspw. hochglanzpolierte Walzen benutzen.

Die Abquetschbchandlung kann unmittelbar anschließend an die Lösungsmittelbehandlung erfolgen. In diesem Fall muß jedoch die Obcrflächentemperatur der Abquetschwalzen unter derjenigen Temperatur liegen, wo der y-Wert des Lösungsmittels einen Betrag 10 ' :s oder weniger erreicht. Wenn die Walzcnobcrfläche auf einer Temperatur liegt, wo der y-Wert des Lösungsmittels den Betrag 10 -^} übersteigt, wird möglicherweise die Durchsichtigkeit der fertigen Folie beeinträchtigt. Nach dem Abquetschen ist die Menge des anhaftenden und \o aufgenommenen Lösungsmittels klein, so daß die Folie erhitzt und getrocknet weiden kann.

(V) 2. Arbeitsweise

Wenn das Lösungsmittel mit Wasser nicht mischbar .m ist (manche der brauchbaren Lösungsmittel sind mit Wasser nicht mischbar) und die Behandlungstempcratur unter dem Siedepunkt des Wassers liegt, kann die genannte i leizzonc ein Wasserbad Wasserbad sein.

Wenn nämlich eine Folie mit einem olcophilcn und hydrophoben, anhaftenden Lösungsmittel für eine bestimmte Behandlungszeit in ein Wasserbad entsprechender Temperatur getaucht wird, bleibt das Lösungsmittel an der Folie haften und verteilt sich nicht in dem Wasserbad, was durch Versuche bestätigt werden kann. Deshalb kann die gewünschte ladungsbehandlung in dem Wasserbad ausgeführt werden. Das Wasserbad kann neben reinem Wasser auch andere wasserlösliche Stoffe enthalten, bspw. anorganische Salze, die nicht lösend auf das Lösungsmittel einwirken.

Der Effekt der Weißung der Folie ist im wesentlichen der gleiche wie bei dem oben beschriebenen Verfahren. Ein wichtiges Kennzeichen der vorliegenden Verfahrensweise liegt jedoch darin, daß keine überschüssige Lösungsmiuelmenge erforderlich ist, Da außerdem die Reaktion des anhaftenden Lösungsmittels in einem Warmwassersystem abläuft, kann nur eine begrenzte Lösungsmittelmenge abdampfen. Deshalb kann diese Verfahrensweise in technischem Maßstab sehr leicht und betriebssicher ausgeführt werden.

Mit dieser Arbeitsweise ergeben sich die folgenden Vorteile:

t. Da eine Unterwasserbehandlung erfolgt, ist ein Abdampfen des Lösungsmittels von der Folien· oberfläche ausgeschaltet. Demzufolge reicht eine sehr kleine Lösungsmiuelmenge zur Benetzung der Folienoberfläche aus.

2. Da die minimale, zur Weißung notwendige

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Lösungsmittelmenge zur Benetzung der Folie ausreicht, läßt sich eine unnötige Auflösung der Folienoberfläche ausschalten. Bei einer Behandlung außerhalb eines Wasserbades ergibt sich leicht ein Anhaften des Lösungsmittels in einem überschüssigen Ausmaß, so daß eine unnötig starke Auflösung der Folienoberfläche bei der Weißung auftritt.

3. Da der Siedepunkt des Wassers normalerweise höber als derjenige des Lösungsmittels liegt, und eine Temperaturregelung bis in die Nähe des Siedepunktes möglich ist, läßt sich die Weißungsbehandlung innerhalb kurzer Zeit durchführen. Da außerdem die Temperatur des Lösungsmittels in dem Wasser geregelt wird, wird ein Abdampfen des Lösungsmittels eingeschränkt, so daß sich eine hohe Betriebssicherheit ergibt.

4. Die Güte des Erzeugnisses ist gleich oder größer als in dem Fall, wo die Behandlung außerhalb eines Wasserbads erfolgt.

5. Die Menge des auf oder in der Folie vorhandenen Lösungsmittels ist vergleichsweise klein; deshalb läßt sich die Entfernung des Lösungsmittels und die Trocknung der Folie leicht und einfach durchführen. Umfangreiche und aufwendige Einrichtungen zur Rückgewinnung des Lösungsmittels sind nicht erforderlich.

6. Entsprechend der kleinen Menge des anhaftenden Lösungsmittels und des kleinen Verdampfurgsverlustcs desselben während des Verfahrensablaufs ist die Aufbringung des Lösungsmittels auf die Folie sehr einfach. Das Lösungsmittel kann bspw. sehr mit Hilfe einer Beschichtungswalzc auf die Folie aufgebracht werden, oder indem das Lösungsmittel über die gesamte Oberfläche oder einen Oberflächenanteil des Wasserbades aufgeschwemmt und die Folie durch die Lösungsmittclschicht in das Wasserbad eingeleitet wird.

Die folgenden Einzelbeispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.

In folgenden Einzelbeispielen sind die jeweiligen Meßwerte nach folgenden Verfahren gemessen: Weißgrad:

Japanische Industrienorm, JIS P 8123, Prüfverfahren für den Weißgrad von Papier.
Opazität:

JIS P 8138, Prüfverfahren für die Opazität von Papier. Glätte:

Gemessen mit einem Ohkcn-shiki-Lufi-Mikroglättcprüfgerät. Je größer die Glätte der Fläche ist, umso höher ist der angegebene numerische Wert. Oberflächenfestigkeit oder Rupffesligkcit:

Dieses ist die Festigkeit der Papieroberfläche gegenüber den Beanspruchungen beim Druckvorgang Der Wert wird gemessen nach der TAPPI-Norrr T499SU-64 mit einem IGT-Druck-Prüfgerät (Inktac 20.1). Je höher die Rupffestigkeit ist. um so höher ist dci angegebene numerische Wert. Die gemessene Rupf festigkeit ist in den Tabellen in der Spalte »IGT< angegeben.

Beispiel 1

1. Eine biaxial hochschlagfcste gereckte Polystyrol Folie mit 94 bis 96% Styrol und 6 bis 4% Butadler Reckfaktor etwa 8, wird 5 see lang bei einer Temperatu von 65⁰C in n-Heptan getaucht. Nach Herausnahme au dem n-Heptan-Bad läuft die Folie zwischen Abquetsch walzen aus Gummi zum Abquetschen des an de

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Folienoberfläche haftenden Lösungsmittels durch. Die Folie wird dann bei Zimmertemperatur in der Luft getrocknet, wobei man eine undurchsichtige Folie erhält.

Die Opazität beträgt 88,2%, die Glätte 63 see und die IGT-Oberflächenfestigkeit 230 cm/sec.

2. Eine biaxial hochschlagfeste gereckte Polystyrol-Folie wird 10 see lang in n-Heptan von 50⁰C getaucht, abgequetscht und dann bei Zimmertemperatur in Luft

K)

getrocknet, entsprechend der Arbeitsweise des Beispiels 1,1. Man erhält eine undurchsichtige Folie. Die Opazität hat einen Wert von 81,7%, die Glätte einen Wert von 122 see, die IGT-Oberflächenfestigkeit hat einen Wert von 140 cm/sec.

Andere synthetische Papiere werden entsprechend unter ähnlichen Verfahrensbedingungen hergestellt. Die jeweiligen Meßwerte sind in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1	Behandlungs	Behandlungs-	Foliendicke nach	Eigenschaften	des synthetischen	Papiers
Benutztes	temperatur	riauer	der Behandlung	Opa/.itiit	Glätte	IGT
Lösungsmittel	(C)	(see)	(μηι)	(%)	(see)	(cm/sec)
	50	5	92	70,7	55	80
n-Hexan	50	10	103	81,7	122	140
	50	20	143	92,5	47	210
	60	3	110	81,2	82	125
	60	5	120	85,3	62	>23O
	60	10	148	89,8	33	>230
	50	10	82	52,5	310	80
n-Heptan	50	20	86	70,0	225	110
	50	30	104	82,5	152	145
	50	60	134	92,0	66	160
	60	10	112	86,9	94	180
	60	15	132	90,7	70	222
	60	20	146	91,4	50	>230
	70	2	113	81,2	53	>230
	70	3	120	83,0	35	>230
	70	5	144	88,5	23	>230
	50	20	82	44,1	380	65
n-Octan	50	30	84	56,7	280	90
	50	60	97	77,2	220	120
	60	5	88	61,4	230	80
	60	10	95	75,7	180	110
	60	20	118	88,8	84	175
	60	30	146	93.4	50	225

Beispiel 2

: Eine biaxial gereckte hochschlagfeste Polystyrol-Folie wird 15 see lang in ein n-Heptan-Bad von 60°C getaucht, aus dem Bad herausgenommen und nach Abkühlung auf 20°C mit einem Druck von 6.56 kp/cm ^/wlscnen hochglanzpolierten Metallwalzen abgequetscht. Die abgequetschte Folie wird bei Zimmertcrnperatur in Luft getrocknet, so daß man eine undurchsihti Folie erhält. Das Abauetschverhältnis beträgi

Abquetschverhältnis

Gewicht des abgequetschten Lösungsmittels Gewicht des anhaftenden Lösungsmittels

100.

Die erhaltene Folie hat eine Opazität von 88,0%, eine Glattheit von 215 see und eine IGT-Oberflächenfestigkeit von 110 cm/sec.

2. Eine biaxial hochschlagfeste gereckte Polystyrol-Folie wird 10 see lang In ein n-Hexan-Bad von 5O⁰C getaucht, aus dem Bad herausgenommen und nach Abkühlung auf 2O⁰C mit einem Druck von 4,37 kp/cm zwischen hochglanzpolierten Metallwalzen abge· quetscht. Die Folie wird bei Zimmertemperatur in Lufi gettocknet, so daß man eine Opazität der Folie erhält. Das Abquetschverhältnis beträgt 72%. Die undurch·

Sri Fi ^olle,^{hat eine} Opazität von 81,7%, eine Glattheit von 300 see und eine IGT-Oberflächenfestig' keit von 140 cm/sec.

5 873 Γ

3. Eine biaxial hochschlagfeste gereckte Polystyrolfolie wird 15 sec lang in ein Bad eines Lösungsmittelgemischs von 90 Teilen n-Heptenund 10 Teilen Toluol auf einer Temperatur von 40°C getaucht. Die Folie wird aus dem Bad herausgenommen und nach Abkühlung auf 5⁰C mit einem Druck von 2,18 kg/cm zwischen hochglanzpolierten Metallwalzen abgequetscht. Die abgequetschte Folie wird bei Zimmertemperatur in Luft getrocknet, so daß man eine undurchsichtige Folie erhalt.

Das Abquetschverhältnis beträgt 48,0%. Die Folie hat eine Opazität von 88,4%, eine Glätte von 172 see und eine IGT-Oberflächenfestigkeit von 215 cm/sec.

IO mittels und des Abquetschverhältnisses sowie die Eigenschaften der erhaltenen Folien sind in Tabelle 2 angegeben, wo die jeweiligen Verhältnisse angegeben sind.

Tabelle 2 zeigt, daß bei Quellungsbedingungen, die eine Undurchsichtigkeit von 30% oder mehr ergeben, im wesentlichen keine Verringerung der Opazität auftritt und die Glätte verbessert wird, wenn das Abquetschverhältnis bis auf 80% mit einem Abquetschdruck von 4 bis 8 kp/cm erhöht wird. Außerdem ergeben sich Verbesserungen des Reflexionsfaktors der Druckoberfläche bzw. des Reflexionsvermögens und des Glanzes der Druckfläche.

Beispiel 3

1. Einfluß des Drucks der Abquetschwalzen

Eine biaxial hochschlagfeste gereckte Polystyrol-Folie von 75 μπι Dicke wird mit n-Heptan bei 60⁰C behandelt, auf Zimmertemperatur abgekühlt und dann zwischen hochglanzpolierten Metallwalzen bei einer Temperatur von 2O⁰C abgequetscht. Die unterschiedlichen Werte der Lösungsmittel-Behandlungsdauer, des Abquetschdrucks, der Menge des anhaftenden Lösungs-

2. Einfluß der Temperatur der Abquetschwalze

Eine biaxial hochschlagfeste gereckte Polystyrol-Folie von 75 μηη Dicke wird 15 see lang in n-Heptan bei einer Temperatur von 60⁰C behandelt, auf Zimmertemperatur abgekühlt und dann mit unterschiedlichem Abquetschdruck zwischen hochglanzpolierten Abquetschwalzen bei verschiedenen Temperaturen zwischen 17 und 53° C abgequetscht. Die Beziehungen zwischen der Temperatur der Abquetschwalze und der Opazität der erhaltenen Folie in Abhängigkeit vom Abquetschdruck sind in Tabelle 3 angegeben.

Tabelle 2

Behandlungs-	Zylinder	Liniendruck	Menge der	Ab-	Dicke	Folien	Papier	Eigenschaften	(see)	des
daucr	druck		anhaftenden	quctsch-	Gesamt	schicht	schicht	synthetischen	155	Papiers
			Flüssigkeit	verhältnis		(μηΐ)	(um)	Opa/.i- Glätte tat	255	IGT
(see)	(kp/cm³)	(kp/eni)	(g/cm²)	(%)	(μηι)	61	28	(%)	420	(cm/scc
5	0	0	31,4	0	89		26	76,3	660	>324
	1	2,18	6,1	80,6	88		22	73,5	750	>324
	2	4,37	4,7	85,0	84		20	71,1	108	>324
	3	6,56	3,0	90,5	82		16	70,1	185	>324
	4	8,73	3,6	88,6	76	53	50	63,3	310	280
IO	0	0	44,2	0	103		46	85,0	325	310
	I	2,18	16,3	63,2	99		46	84,2	600	170
	2	4,37	12,4	72,0	100		40	84,8	64	130
	3	6,56	9,4	79,0	92		40	82,2	150	137
	4	8,73	9,0	79,5	93	43	80	78,5	160	150
15	0	0	60,3	0	123		70	91,1	215	>324
	1	2,18	31.3	48,1	113		68	88,2	250	215
	2	4,37	19.4	40,9	Ut		62	90,0	58	125
	3	6,56	17,2	71.4	106		60	88,0	92	UO
	4	8,73	18,2	69,9	103	34	102	87,2	122	120
20	0	0	80,5	0	135		96	93,4	200	>324
	1	2,18	57,6	28,5	129		88	92,4	210	255
	2	4,37	23,5	70,8	123		90	92,7	203
	3	6,56	20,9	74,2	125		78	92,0	170
	4	8,73	22,2	72,5	Ul		91,7	110

Tabelle 3

Temperatur der	Opazität (%)	4,37	(kp/cm)	8.73
Abquetschwalze	Abquetschdruck	92,6	6,56	92,0
C	2,18	88,3	93,4	88,0
17	91,1	86,7	88,3	86,3
25	91,2	79,0	86,6	77,7
30	88,9	62,2	82,3	66,0
35	73,0	61,8	54,9	57,5
45	62,3		59,7
53	62,3

Beispiel 4

Eine biaxial hochschlagfeste gereckte Polystyrol-Fo_lie wTrd momentan in „-Heptan von 25°C getaucht, dam! das n-Heptan an der Fohenoberflache anhaftet. Se Folie mit dem anhaftenden Losungsmitte wird dann 15 see lang in warmes Wasser von 6O⁰C getaucht, aus dem Wasser herausgenommen und bei Zimmertempe-

Aus diesen Meßwerten erkennt man, daß bei einer Abquetschtemperatur oberhalb 3O⁰C eine große Verringerung der Opazität auftritt. Dieser Einfluß nimmt mit der Walzentemperatur zu. In der Nähe von 20⁰C tritt im wesentlichen keine Änderung der Opazität auf, auch wenn die Folie mit einem Abquetschdruck zwischen 2,18 bis 8,73 kp/cm abgequetscht wird.

Wenn gemäß Fig. 3 der γ-Wert kleiner als 5 χ ΙΟ"⁴ 2j ist, wird die Quellung abgebrochen. Der y-Wert für n-Heptan hat bei etwa 30⁰C einen Wert von 5 χ ΙΟ-¹⁴. Mit einer Lösungsmittelzusammensetzung, die eine Quellwirkung auf Polystyrol bei Temperaturen in der Nähe der Zimmertemperatur ausübt, wird der y-Wert ^o nicht unter die Größe 5 χ 10-⁴ bei Temperaturen oberhalb 0⁰C abgesenkt, so daß die Abquetschung eine große Herabsetzung der Opazität mit sich bringt.

StteSfhS eine Opazität von 91,4%, eine von 45 see und eine IGT-Oberflächenfest.gke.t von 230 cm/sec.

Beispiel 5

Ein Lösungsmittelgemisch aus 90 Teilen η-Hexan und 10 Teilen Monochlorbenzol wird mittels eines Walzenbeschichters auf beide Oberflächen einer biaxial hochschlagfesten gereckten Polystyrol-Fol.e ,„ einer Menge von 6 g/m-' pro Oberfläche aufgezogen. D_ie beschichtete Folie wird dann 10 see lang in warmes Wasser von 3O⁰C getaucht, herausgenommen und in einem Kaltluftstrom von I0°C getrocknet, so daß man eine durchscheinen^ Folie erhält Die Opazität dieser Folie beträgt 67% und die Glattheit 467 see.

Beispiel 6

Eine biaxial gereckte Folie im wesentlichen aus 50 Teilen hochschlagfestem Polystyrol und 50 Teilen Polyäthylen hoher Dichte bestehend, wird 0,5 see lang in n-Heptan von 70°C getaucht, herausgenommen und bei Zimmertemperatur luftgetrocknet.

Die erhaltene Folie hat eine Opazitat von 85% und eine Glattheit von 280 see.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer papierartigen Folie auf Polystyrolbasis, bei dem eine kleine ί Teilchen einer gummiartigen Komponente als disperse Phase enthaltende Polystyrolfolie biaxial gereckt wird, die biaxial gereckte Folie kurzzeitig bis zu einigen 10 see lang mit einem Lösungsmittel behandelt wird, das Polystyrol anlöst und auf die ι ο gummiartige Komponente quellend wirkt und das Lösungsmittel schließlich wieder entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das biaxiale Recken mit einem Reckfaktor von mindestens 6 und die Lösungsmittelbehandlung ganzflächig bei einer Temperatur oberhalb 3O⁰C jedoch unterhalb der Verformungstemperatur der Folie durchgeführt wird, wobei der Lösungskoeffizient des Lösungsmittels bei der Behandlungstemperatur einen Wert von mindestens I0~² hat und daß im Anschluß an die Lösungsmittelbehandlung die Folie auf eine Temperatur unterhalb 4O⁰C abgekühlt wird, bei der der Quellungskoeffizient des Lösungsmittels höchstens einen Wert von 10 -³ hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel n-Hexan, n-Heptan oder n-Octan auf die Folie aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel ein Gemisch eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs wie n-Hexan, n-Heptan und/oder n-Octan sowie eines aromatischen Kohlenwasserstoffs wie Benzol, Toluol und/ oder Monochlorbenzol auf die Folie aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie zur Abkühlung über mindestens eine Kühlwalze mit einer Temperatur nicht höher als die Temperatur geführt wird, bei der die Einwirkung des benutzten Lösungsmittels aufhört.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlwalze eine Walze einer Abquetschvorrichtung mit mehreren Walzen benutzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mit dem oberflächlich anhaftenden Lösungsmittel in einem Wasserbad auf die Behandlungstemperatur erhitzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch Aufschwemmung mindestens auf einer Teiloberfläche des Wasserbades eine Lösungsmittelschicht gebildet wird und daß die zu behandelnde Folie durch die Lösungsmittelschicht in das Wasserbad eingeführt wird.