DE2132706B2

DE2132706B2 - Verfahren zur Herstellung von synthetischem Papier

Info

Publication number: DE2132706B2
Application number: DE2132706A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Miyabe; Takashi Toyoda; Yokkaichi Yozo
Original assignee: Yupo Corp
Current assignee: Yupo Corp
Priority date: 1970-07-06
Filing date: 1971-07-01
Publication date: 1974-08-08
Also published as: CA949869A; FR2098190B1; FR2098190A1; FI58958C; US3741841A; NO136881C; ES393604A1; DE2132706A1; BR7104229D0; GB1352439A; NO136881B; NL7109304A; SE390136B; FI58958B; DE2132706C3

Description

30

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von synthetischem Papier, bei dem eine PoIy- |)ropylen-Trägerfolie in Längsrichtung einachsig gereckt wird, worauf auf mindestens eine Oberfläche dieser Trägerfolie eine Polypropylen-Schicht mit einem Füllstoffgehalt von 0,2 bis 30 Volumprozent aufgebracht wird und worauf schließlich die Verbundfolie quer gereckt wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Hersteilung synthetischer Papiere mit hohen Werten für Weißgrad, Opazität und möglichst kleiner Wärmeschrumpfung.

Die deutsche Offenlegungsschrift 1914 972. offengelegt am 16. Oktober 1969, betrifft ein synthetisches Papier mit Schichtaufbau aus einer Thermoplastträgerfolic mit einer Beimischung von 0 bis 20 Gewichtsprozent eines feinen anorganischen Füllstoffes und aus einer papierartigen Schicht mit einer Beimischung von 0,5 bis 65 Gewichtsprozent eines feinen unorganischen Füllstoffes, die auf mindestens einer Oberfläche der Trägerfolie festhaftend aufliegt, wobei die Trägerfolie biaxial gereckt und die papierartige Schicht einachsig gereckt ist.

Ein solches synthetisches Papier wird dadurch hergestellt, daß eine papierartige Schicht aus einem Thermoplast mit einer Beimischung von 0.5 bis 65 Gewichtsprozent eines feinen anorganischen Füllstoffes auf mindestens eine Oberfläche einer Trägerfolic aus einem Thermoplast mit einer Beimischung zwischen 0 und 20 Gewichtsprozent eines feinen anorganischen Füllstoffes, die unter einem Reckfaktor von mindestens 1.3 einachsig längs gereckt ist. aufgetragen wird: dieser Vcrbiindaufbau wird erwärmt und unter einem Reckfaktor von mindestens 2.5 in Querrichtung senkrecht zu der genannten Längsrichtung gereckt; der Aufbau wird abgekühlt, damit der Reckzustand fixiert wird.

Hei einem synthetischen Papier dieser Art enthält die einachsig gereckte papierartige Schicht mit der Beimischung des feinen Füllstoffes eine große Anzahl von Mikrohoblräuraen infolge der Reckung des Verbundaufbaus. Diese Mikrobo'alräume bewirken sehr gute Werte der Opazität und des Weißg/ades des synthetischen Papiers. Außerdem hält die biawalgereckte Trägerfolie die vergleichsweise dünne papierartige Schicht und bringt die mechanische Festigkeit auf, die für die Verwendung dieses synthetischen Papiers erforderlich ist.

Bei der Herstellung eines synthetischen Papiers dieser Art- wo der Grid der Weißmachung der papierartigen Schicht hauptsächlich von den Mikrohohlräumen in der papierartigen Schicht abhängt, müssen die ReckbedinguBgen in besonderem Hinblick auf die Ausbildung dieser Mikrobohlräume ausgewählt werden. Dementsprechend muß der Reckfaktor der papierartigen Schicht groß sein, und gleichzeitig ist es wünschenswert, daß die Reckung bei einer möglichst niederen Temperatur innerhalb des optimalen Reckbereiches Tür den Thermoplast erfolgt.

Innerhalb eines synthetischen Papiers mit Folienaufbau führt das Anwachsen von Reckspannungen normalerweise zu Schwierigkeiten. Wenn nämlich das synthetische Papier im wesentlichen unter Fixierung des Reckzustandes abgekühlt wird, wachsen die bei der Reckung bewirkten Reckspannungen in manchen Fällen an, ohne daß dieselben in ausreichendem Maße entlastet werden. Wenn diese Span nungszunahme einen bestimmten Wert überschreitet. ergibt sich Tür das synthetische Papier eine schlechte-Maßhaltigkeit; es treten ungewöhnliche Verformun gen auf. nämlich Falten, Wellungen und Kräuselungen, was Schwierigkeiten bei der Bedruckung ergibi.

Außerdem stellt in einem synthetischen Papier au-. gereckten Folien normalerweise die Richtungsah hängigkeit bestimmter Eigenschaften ein Problem dar. Im herkömmlichen Papier aus Cellulosefaser!] in vernetziem Zustand haben bestimmte Eigenschaf ten wie die Zugfestigkeit. Scherfestigkeit und Steifigkeit normalerweise eine Richtungsabhängigkeit hinsichtlich der Längsrichtung und der Querrichtung der Papierbahn. Solche Richtungsabhängigkeiten sind für manche Anwendungsfälle erwünscht. Andererseits gibt es auch Anwendungsfälle, wo solche Richtungsabhängigketten unerwünscht sind. Insbesondere bei synthetischen Papieren ist eine Isotropie der Eigenschaften außerordentlich erwünscht, da dieselbe ohne weiteres erzielbar sein sollte, weil Rich'ungsabhängigkeiten nicht unvermeidlich «.md. wie bei her könrrilichem Papier.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Her stellung von synthetischem Papier in möglichst span nungsfreicm und isotropem Zustand.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurcl gelöst, daß dem Polypropylen der Trägerfolie al· Zusatzstoff ein Weichmacherpolymeres oder ein lull stoff mit einer Teilchengröße von 0.5 bis 5 um bei gemischt wird, wobei die Untcrgren/e des Tem pcraturbcreichs in dem eine Reckung von Poly propylen möglich ist, herabgesetzt wird.

Das nach dem crfindungsgemäßcn Verfahren crhal tcne synthetische Papier ist im wesentlichen frei vm Spannungen. Die Eigenschaften dieses Papiers sim isotrop.

Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden aus gehend von allgemeinen tibcrlcgungen und Gesichts P'inklen und hinführend zu Einzelbeispielen erläutert

Für die papierartige Schiebt wird Polypropylen im Hinblick auf eine große Ctoerfläcbenhärte der papierwagen Schicht und die Möglichkeit der Weißmachung bzw. Bleichung oder der Ausbildung von Mikrohohlräuraen benutzt. Eine Mischung von Polypropylen und einem Zusatzstoff, die eine niedrigere optimale Recktemperatur als die papierartige Schicht hat und außerdem eine ausreichende Festigkeit aufweist, wird RIr die Trägerfolie benutzt.

Ein synthetisches Papier dieser Art erfüllt die obengenannten Forderungen.

Wenn im einzelnen die papierartige Schicht aus Polypropylen unter Beimischung eines feinen anorganischen Füllstoffes besteht, liegt die Temperatur für die Bleichung oder Weißraachung infolge der Ausbildung von Mikrohohlräuraen 'ij Bereich von 140 bis 160 C. Wenn andererseits die Trägerfolie aus Polypropylen ohr; Zusatzstoff besteht, liegt der Bereich der möglichen Recktemperaturen zwischen 150 und 170 'C. Infolgedessen ist der Temperatur bereich vergleichsweise schmal, in dem Mikrohohlräume in merklichem Umfang gebilde! v/erden und gleichzeitig unter stabilen Bedingungen eine Reckung des Schichtaufbaus möglich ist.

Wenn jedoch die Trägerfolie eine Mischung von Polypropylen und einem Weichmacherpolymeren darstellt, wird der Temperaturbereich, in dem eine Reckung der Grundschicht unter betriebsmäßigen Bedingungen möglich ist, verbreitert und nach niederen Temperaturen verschoben Der Temperaturbereich, in dem die Herstellung eines synthetischen Papiers mit einem erforderlichen Anteil von Mikrohohlräumen möglich ist. wird um einen Betrag von 10 bis 15 C, in manchen Fällen um 10 bis 30 C vergrößert. Eine Herabsetzung der Untergrenze um 10 bis 15 oder 30 C ist deshalb .ehr wichtig, weil dies für die gleichmäßige Weißmachung der papierartigen Schicht in hohem Maße beiträgt. Dann wird eine gleichmäßige Arbeitsweise unter stabilen Bedingungen sichergestellt, ohne daß Schwierigkeiten wie ein Reißen der Folie infolge überschreiten der Temperaturgrenzen auftreten.

Der Temperaturbereich, in dem eine Reckung in betriebsmäßigem Umfang möglich ist. bezeichnet denjenigen Temperaturbereich, der unterhalb der Temperaturgrenze liegt, bei der der hauptsächliche Thermoplast bestandteil der Folie flüssig wird und oberhalb derjenigen Temperatur, bei der sich der Kunststoff unter äußeren Spannungen plastisch verformt. Innerhalb dieses Temperaturbereichs kann die Folie gleichmäßig gereckt werden, ohne daß sie beim Recken unter hoher Reckgeschwindigkeit reißt.

Dieser Recktemperaturbereich hängt von /.ahlreichen Einflüssen, wie der Rcckgeschwindigkcit. den Zusatzstoffen, wie Weichmachern, und der Beimischung anderer Thermoplaste ab. Bei gleichbleibenden sonstigen Bedingungen steigt im allgemeinen die Reckspannung an. und der Rcektetnpcralurbereicli wird kleiner, wenn die Reckgcsehwindigkeit vergrößert wird.

Die Maßhaltigkeit oder die Wiirmeschrumpfung des Erzeugnisses spielt bei einem synthetischen Papier in Form einer gereckten Folie eine besondere Rolle. Die in der Trägerfolie zunehmende Rcckspaniiung. die in großem Ausmaß die Maßhaltigkeit des synthetischen Papiers beeinflußt, läßt sich offenbar weitgehend herabsetzen, wenn als Zusatzstoff ein weiteres Polymeres eingesetzt wird.

Dementsprechend besitzt ein synthetisches Papier nach der Erfindung eine hohe Maßhaltigkeit auf Grund der niederen Recktemperatur. Dies betrifft die Erzeugung und Anhäufung der Reckspannungen.

Außerdem ist die Wärmeschrumpfung klein. Die Wärmescbrurapfung bezieht sich auf einen Temperaturbereich zwischen Zimmertemperatur und 10OC, was weit niedriger als der Schmelzpunkt des benutzten Kunststoffes liegt. Da außerdem die Spannungsverteilung gleichförmig ist, ist das Auftreten von Spannungsabwtichungen und Unregelmäßigkeiten ausgeschaltet.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgeraäßen Verfahrens liegt darin, daß man die Recklaktoren in Längsrichtung und Querrichtung unabhängig voneinander und außerdem in erheblicher Größe einstellen kann.

Wenn normalerweise die Querreckung im Anschluß an die Längsreckung einer biaxialgereckten Folie erfolgt, wird die Längsausrichtung bis zu einem gewissen Grade aufgehoben. Deshalb muß man normalerweise den Reckfaktor in Längsrichtung etwas größer machen, damit man eine biaxialgereckle Folie mit gleichartigen Spannungen in Längs- und Querrichtung unter Anwendung des schrittweisen biaxialen Reckverfahrens erhält. In Abhängigkeit von der Art des benutzten Kunststoffes muß man demgemäß in manchen Fällen das Verhältnis von Längsreckfaktor zu Querreckfaktor größer als 1 wälilen, damit man eine Richtungsabhängigkeit vermeidet.

Wenn jedoch die Längsreckung übermäßig groß wird, wird die Verformbarkeit für die Querreckung merklich herabgesetzt. Infolgedessen gibt es eine Grenze Tür den Längsreckfaktor. Entsprechend ist auch der Querreckfaktor eingeschränkt. Wenn beispielsweise der Längsreckfaktor 7 beträgt, hält man normalerweise den Querreckfaktor auf einen Wert von etwa 5.

Im Rahmen der Erfindung kann man vor allem bei Verwendung von Polyäthylen als Weichmacherpolymer ein im wesentlichen isuropes synthetisches Papier mit gleichen Reckfaktoren, nämlich 7x7. in Längs- und Querrichtung erzeugen, indem die Quemxkung zunimmt. Eine große Querreckung.

also die Reckung der papieiartigcn Schicht, bedeutet eine Zunahme der Bleichung oder Weißmachung und eine Verbesserung der Zugfestigkeit der papierartigen Schicht.

Insbesondere bei Anwendung eines feinen Füllstoffes als Zusatzstoff liegt ein weiterer Vorteil der Erfindung darin, daß auch in der Trägerfolie in entsprechendem Maße Mikrohohlräume ausgebildet werden. Infolgedessen wird die Fallbarkcit und die Steifigkeit nach Clark verbessert. Unter Faltbar-

keit wird die Beibehaltung des gefalteten Zustandcs nach Faltung eines Blattes verstanden. Der Grund hierfür kann darin liegen, daß sich die durch die Faltung erzeugte Spannung infolge der Mikrohohlräume nicht nur in der papierartigen Schicht, sondern auch

fto in der Trägerfolie ausgleichen kann. Die Fdltbarkcit bekannter synthetischer Papiere ist dagegen normalerweise unbefriedigend: es ist schwierig, den gefalteten Zustand in diesen synthetischen Papieren zu erhallen.

(>5 Thermoplast der Trägerfolie

Der Thermoplast für die Trägerfolie ist eine Mischung von Polypropylen und einem Zusatzstoff.

Polypropylen

Als Polypropylen können Homopolymere von Propylen und Mischpolymere von Propylen mit einem jeweiligen Gebalt eines Mischmonomeren in einem kleinen Anteil, so daß diese Mischpolymere noch afs Polypropylene bezeichnet werden können, benutzt werden. Beispiele solcher Propylenmischpolymere sind Mischpolymere von Propylen mit «-Olefinen wie Äthylen und Buten-1 sowie mit Vinylmonomeren wie Vinylchlorid, Styrol und mit Estern der Acrylsäure. Der Mischmonomeranteil in einem jeden dieser Mischpolymere beträgt 10 Gewichtsprozent oder weniger.

Zusatzstoff

Als Zusatzstoff läßt sich einerseits ein Weichmacherpolymer oder ein feiner Füllstoff verwenden.

1. Weichmacherpolymer

Ein Beispiel eines Weichmacherpolymers ist PoIyäthylen hoher Dichte. Polyäthylene hoher Dichte sind nach dem Mitteldruckverfahren, dem Niederdruckverfahren oder anderen entsprechenden Verfahren erzeugt und haben eine Dichte von mindestens 0,95 g/cm³. Dieses Polyäthylen kann ein Mischpolymeres mit einem Mischmonomeren in einem kleinen Anteil sein, so daß das Mischpolymere als Polyäthylen bezeichnet werden kann. Solange die Zielsetzung nach der Erfindung nicht beeinträchtigt wird, können beide Thermoplaste ein beliebiges Molekulargewicht sowie einen beliebigen Schmelzindex M. I. und auch einen beliebigen isotaktischen Index 1.1. haben.

Das Mischungsverhältnis der beiden Thermoplaste. Polypropylen/Polyäthylen liegt zwischen 90 10 und 40 60. vorzugsweise zwischen 90 10 und 70 30. Wenn der Polyäthylenanteil kleiner als 10 Gewichtsprozent ist. ist eine ausreichende Mischwirkung nicht erkennbar. Wenn andererseits der Polyäthylenanteil 60 Gewichtsprozent überschreitet, wird die Formgebungstemperatur zu niedrig, so daß der praktisch nut/bare Bereich der Weißmachungstemperatur verengt wird.

Als Weichmacherpolymere können neben Polyäthylen hoher Dichte auch verschiedene Thermoplaste und Elastomere benutzt werden, die in Polypropylen wechselweise löslich sind und einen Weichmachereinfluß auf Polypropylen haben. Da diese Stoffe zwecks Erweiterung des nutzbaren Recktemperaturbereichs nach niederen Temperaturen benutzt werden, müssen ihre Schmelzpunkte oder Erweichungspunkte normalerweise unterhalb der betreffenden Werte von Polypropylen liegen. Beispiele für solche Weichmacherpolymere sind Polyäthylen niedriger Dichte zwischen 0.90 und 0.94 g cnr\ Äthylenmischpolymere wie Äthylenpropylen-Mischpolymcrc. jeweils mit einem Äthylengehalt von weniger als 5 Gewichtsprozent, Äthylen-Vinylester-Mischpolvmcre. wie Mischpolymere mit einem Vinylacciatgchiill von weniger als 40 Gewichtsprozent. Äthylen= Vinylchlorid-Mischpolymere. Styrole allein und als Mischpolymere, sowohl seitenkette!!- und oder ringsubstituiertc Styrole wie «-Mcthylstyrol und Vinyltoluolc. Mischpolymere dieser Styrole mit Acrylnitril und Estern der Methacrylsäure. Vinylhalogenide ;ils Homo- und Mischpolymere wie Polyvinylchlorid und Poly-1 Vinylchlorid-Vinylidenchlorid), ataklische Polypropylene wie Nebenprodukte bei der Herstellung yon Polypropylen, vorzugsweise mit einer Löslichkeit in siedendem n-Heptan mit einem Anteil von mehl als 50 Gewichtsprozent.
Die optimalen Mischverhältnisse dieser Weich·

s roacherpolymere unterscheiden sich nach der Art des Polymeren. Im Falle ataktiscber Polypropylene zeigt eine Zusatzmenge von weniger als 5 Gewichtsprozent keine Wirkung nach der Mischung. Wenn andererseits die Zusatzmenge 20 Gewichtsprozent überscbrei-

ίο tet, wird die Ausformbarkeit des Kunststoffes sv.nlec.ht, und gleichzeitig wird die Festigkeit des Produkts, nämlich die Steifigkeit und die Zugfestigkeit, verschlechtert.

Bei Verwendung von Äthylen-Propylen-Mischpoly-

is nieren liegt der Bereich der Zusatzmenge zwischen 10 und 50 Gewichtsprozent. Bei Verwendung von Polyäthylen geringer Dichte liegt dieser Zusatzbereich zwischen 10 und 3U Gewichtsprozent. Üei Verwendung von Äthylen-Vinylacetat-Mischpoly- meren liegt dieser Bereich zwischen 10 und 30 Gewichtsprozent.

2. Feine Füllstoffe

Wenn ein feiner Füllstoff ils Zusatzstoff benutzt wird, muß derselbe bestimmte Bedingungen hinsichtlich der Teilchengröße des Füllstoffes, der Zusatzmenge und der Reckbehandlung bei der Herstellung des synthetischen Papiers erfüllen. Solange diese Bedingungen erfüllt sind, läßt sich die Erfindung verwirklichen.

Zwar können organische Füllstoffe in Form von Thermoplastpulvern, die nicht wechselweise in den genannten Polypropylenen löslich sind, als feine Füllstoffe benutzt werden, doch normalerweise benutzt man anorganische Füllstoffe. Beispiele hierfür sind Tone. Talk. Asbest. Gips, Bariumsulfat. Calciumcarbonat. Magnesiumcarbonat, Titanoxid. Zinkoxid. Magnesiumoxid. Diatomeenerde, Siliciumoxid und Mischungen der genannten Stoffe.

Wichtig ist für diese Füllstoffe. daß die mittlere Teilchengröße zwischen 0,5 und 5 μ liegt. Weiterhin ist wichtig, daß der Anteil dieser feinen Füllstoffe in der Grundschicht zwischen 0,2 und 8 Volumprozent, vorzugsweise zwischen 0.8 und 6 Volumprozent liegt.

Volumprozent stellt einen Wert dar. der durch Berechnung der Volumina des Füllstoffes und des Thermoplasts jeweils auf Grund der eiiwsetztcn Gewichte und der wahren spezifischen Gewichic gemäß Füllstoffvolumen + Thermoplastvolumen bcrechnet ist.

Unabhängig davon, ob der Zusatzstoff ein Weichmacherpolymercs oder ein feiner Füllstoff ist. kann er erforderlichenfalls einen kleinen Anteil anderer Hilfsstoffe enthalten, beispielsweise einen Stabilisator.

einen Weichmacher, einen Farbstoff, einen Füllstoff und Kunstharze. Wenn der Zusatzstoff ein Weich macherp:ilymcrc ist. kann man einen Füllstoff dci genannten Art in einem Anteil bis zu 20 Gewichtsprozent zugeben. Danach läßt sich ein Beitrag der Gnindschichl hinsichtlich des Grades der Aiifhcliuni: bzw. Wcißmachung oder auch eine Verbesserung der Haftung zwischen Grundschicht und papicrartigcr Schicht erwarten.

Papierartige Schicht

Einerseits ist der Kunststoff für die papicrartigi' Schicht ein Polypropylen, das von den' Pohpropylen der Grundschichl deich oder verschieden sein kann

Dieser Thermoplast fur die papicrartige Schicht enthält auch andererseits einen feinen Füllstoff. Dieses kann ein organischer Füllstoff in F'orm eines Thcrmoplastpulvers sein, das nicht wechselweise in dem genannten Polypropylen löslich ist: doch zieht man s normalerweise einen anorganischen Füllstoff vor.

Beispiele solcher anorganischen Füllstoffe sind Tone. Talk. Asbest. Gips. Bariumsulfat. Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat. Titanoxid. Zinkoxid. Magnesiumoxid, Diatomeenerde. Siliciumoxid und Mischungen derselben. Diese Füllstoffe müssen in einem möglichst feinvcrteilten Zustand benutzt werden, nämlich mit einer Teilchengröße zwischen 5 und 30 μ. Ein zweckmäßiger Gehalt dieses feinen Füllstoffes innerhalb der papierartigen Schicht liegt zwischen 0,2 und 30 Volumprozent, vorzugsweise zwischen 2 und 25 Volumprozent.

Erforderlichenfalls kann dieser feine anorganische Füllstoff zusammen mit anderen Zusatzstoffen wie Farbstoffen und tierischen, pflanzlichen oder minerauschen Fasern benutzt werden. Der Thermoplast der papierartigen Schicht kann auch eine kleine Menge von anderen Kunststoffzusätzen enthalten.

Wenn der Zusatzstoff der Grundschicht ein feiner Füllstoff ist. muß der Füllstoffgehalt in der Grundschicht kleiner als der Füllstoffgchalt in der papierartigen Schicht sein.

Beschichtung

Nach der Erfindung wird zunächst eine längsgereckte Folie aus der obigen Mischung von Polypropylen und einem Weichmacherpolymer nach einem geeigneten Verfahren hergestellt. Der Reckfaktor liegt zwischen 1,3 und 10, vorzugsweise zwischen 2.5 und 7.

Auf mindestens eine Oberfläche dieser längsgereckten Folie wird der Kunststoff der papierartigen Schicht durch Kalandrieren unter Aufschmelzung des Kunststoffes oder durch Schmelzcxtrusionsbcschichtung oder in anderer geeigneter Weise aufgetragen. Man kann auch auf die Grundschicht einen Haftbelag auftragen, der im Rahmen der Schmelzextrusionsbeschichtung benutzt wird. Die papierartige Schicht enthält einen feinen Füllstoff. Man kann den Füllstoffgehalt in denjenigen Bereichen der papierartigen Schicht, die auf die Zonen längs der beiden Seitenkanten der längsgereckten Folie aufgetragen werden, herabsetzen oder auf den Füllstoff dort ganz verzichten.

Der Schichtaufbau aus der längsgereckten Folie und der im wesentlichen ungerecklen papicrartigen Folie wird sodann unter Erwärmung in Querrichtung gereckt. Durch diesen Reckvorgang erfolgt eine Weißmachung der papierartigen Schicht. Außerdem kann man eine starke Bindung zwischen der Grundschicht und der papierartigen Schicht sicherstellen. Gleichzeitig werden beide Schichten außerordentlich dünn. Diese Reckung erfolgt mit einem Reckfaktor zwischen 2,5 und 12, vorzugsweise zwischen 3,5 und 10. Die Recktemperalur ist oberhalb des Erweichungspunktes und unterhalb des Schmelzpunktes der benutzten Thermoplaste, sie liegt vorzugsweise zwischen 110 und 165° C.

Wenn der Zusatzstoff für die Grundschicht ein feiner Füllstoff ist, muß man die Reckung in den beiden genannten Richtungen derart ausführen, d&ü. das Produkt der Reckfaktoren, nämlich des Längsreckfaktors der Grundschichl und der Querreckfaktor der Verbundschicht mindestens 3,5 beträgt.

Nach der Qucrreckung der Verbundschicht wird dieselbe unter Fixierung des Reckzuslandes abgekühlt. Dann werden die Scitenkantcn beschnitten, so daß man ein synthetisches Papier erhält.

Wenn die Konzentration des Füllstoffes im Bereich der Seitenkanten, also im Bereich der Seitenkanten der Grumdschicht klein oder verschwindend ist. werden die Kantenbeschnitte wieder aufgearbeitet und als Ausgangsstoffe von neuem benutzt. Die Einstellung des Füllstoffanteils in diesem Ausgangsstoff ist dann gewährleistet.

Ein auf die oben beschriebene Weise hergestelltes synthetisches Papier kann erforderlichenfalls einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden, beispielsweise einer Koronaentladungsbehandlung oder einer Oxydationsbehandlung, um dadurch die Oberflächencigcnschafien abzuwandeln oder zu verbessern.

Die Erfindung wird nunmehr in weiteren Einzelheiten an Hand von Einzelbeispielen erläutert.

Beispiel 1

20 Teile Polyäthylen hoher Dichte mit M. I. = 1.00 in Pulverform werden in einem Mischer mit 80 Teilen Polypropylen mit M.I. = 0,8 gemischt. Die erhaltene M'ichung wird granuliert. Das Granulat wird erhitzt und in einem Extruder bei einer Temperatur von 27O^rC plastifiziert und schließlich durch die Extiruderdüse extrudiert. Die erhaltene Folie wird mittels einer Kühleinrichtung auf eine Temperatur unterhalb 4(PC abgekühlt und liegt dann als ungereckte Folie vor. Diese Folie wird mittels einer Längsreckmaschine unter Anwendung eines Reckfaktors 6 gereckt.

40 Teile Ton werden mit 60 Teilen Polypropylen mit M.I. = 4,0 gemischt. Dieses Gemisch wird durch Extrusionsbeschichtung auf eine Oberfläche der einachsiggereckten Folie aufgetragen. Der erhaltene Schichitaufbau wird unter einem Reckfaktor 7 in Querrichtung bei einer Temperatur von 145^r C gereckt und dann zur Fixierung des Reckzustandes abgekühlt. Die Seitenkanten werden beschnitten. Das erhaltene synthetische Papier wird aufgewickelt.

Dieses synthetische Papier hat einen Schichtaufbau aus einer 50 μ dicken Grundschicht und einer 40 μ dicken papierartigen Schicht. Die Bindungsfestigkeit zwischen den beiden Schichten ist stark. Die beiden Schichten können nicht voneinande» abgelöst werden, wenn man Teile eines druckempfindlichen Cellophanklebebandes abzieht, die zuvor angeheftet worden sind. Dieser Schichtaufbau kann füi genau gleiche Zwecke wie herkömmliches Papiei verwendet werden, weil er sehr gute Eigenschaftei hinsichtlich Festigkeit, Handhabung, Bedruckbar keit und Beschreibbarkeit hat. Die hauptsächlichei Kenngrößen des synthetischen Papiers sind folgende

Dicke 90 μ

Steifigkeit nach Clark-S-Wert .. läne;s/quer

= 25/30

Verhältnis der Elastizitätsmodulen in Längsrichtung

und Querrichtung 1/1,3

Verhältnis der Steifigkeiten 1/1,2

WciSheit 89°/«

(H u η t e r)
!Spezifisches Gewicht 0.75

409 532/4

Beispiel 2

10

Die gleiche Arbeitsweise wird mit unterschiedlichen Anteilen des Polyäthylens hoher Dichte durchgerührt. )ie erhaltenen Werte sind in der Tabelle I angegeben.

Tabelle

Versuch Nr.

Mischungen

f iiundsihichl PP Pl-: (Gcw ichispro/cnt)

100

90/10 80/20 70/30 50/50 40/60 30/70

papier» rtigc Schicht

(Gewichtsprozent)

PP 60%

Füllstoff

40%

Qiicrrcckimg	Kcckfaklor
Temperatur Γ Π
155
150
150
145
145
140	7
	7
7
7
7
7

Temperaturbereich für die Wcißmachiini*

eng

breit
breit
breit
breit
breit
eng

	Verhältnis
	tier Stcifig-
(leweißlcr	kcilcn nach
Zustand	Clark
	(TD MDI
Unregelmäßig	2,5
keit der
lokalen
Wcißmachung
gut	2,0
gut	1,7
gut	1,5
gut	1,3
gut	1,1

Wcißgrad

nach Munter

87

88 89 90 90 90

Abkürzungen: PP = Polypropylen. PE = Polyäthylen hoher Dichte. TD = Querrichtung. MD = Längsrichtung. Beispiel 3

Sieben Thermoplast proben werden durch Mischung eines Ä'.hylen-Propylen-Mischpolymeren (Äthylengehalt 3 Gewichtsprozent) in Anteilen von 0, 10, 30, 40, 50, 60 und 80 Gewichtsprozent mit einem Polypropylen mit M.I. = 0,8 zubereitet. Jede Thcrmoplastprobe wird dann erhitzt und in einem Extruder bei einer Temperatur von 270⁰C geknetet. Sosann wird die Probe durch die Extruderdüse extrudicrt. Die erhaltene Folie wird auf eine Temperatur unterhalb 40⁰C abgekühlt und liegt als ungereckte Folie dann vor. Diese Folie wird unter einem Reckfaktor mit Hilfe einer Längsreckmaschine gereckt.

Sodann wird eine Zusammensetzung durch Mischung von 60 Teilen Polypropylen mit M. I. = und 40 Teilen Ton durch Extrusionsbeschichtung auf eine Oberfläche der einachsiggereckten FoSic aufgetragen. Der erhaltene Schichtaufbau wird unter einem Reckfaktor 7 in Querrichtung gereckt.

Jede der erhaltenen Folien besitzt einen Schichtaufbau aus einer 50 u dicken Trägerfolie und einer 40 μ dicken, papierartigen Oberflächenschicht. Die Bindungsfestigkeit zwischen den beiden Folien ist sehr stark. Die beiden Folien können nicht voneinander abgelöst werden, wenn Stücke eines aufgeklebten Cellophanbandes abgezogen werden.

Diese synthetischen Papiere besitzen die in Ta belle 2 angegebenen Eigenschaften und sind für glei ehe Zwecke wie herkömmliche Papiere brauchbar weil sie entsprechende Eigenschaften hinsieht lic! Festigkeit, Handhabung. Bedruckbarkeit und Be schreibbarkeit haben.

Tabelle

Versuch Nr.

10
11
12
13

14

Grundschichl-

Mischung

A/B")

100/0

90/10

70/30 60/40 50/50 40/60

20/80

Qucrreckung	Rcck- faktor
Tcmp. CC)	7
155	7
153	7 7 7 7
150 150 150 150	7
145

Weißmachungsbereich

eng

etwas breiter breit breit breit breit

breit

	Steifigkeit	Weißgrad	Opa/ilät
Weißgemachter	nach	nach	nach
Zustand	Clark	Hunter	Hunter
	*TD, MD²)**	(%l	(%!
lokale	2,5	87	90
Unregel
mäßigkeit
der Weißheil
gut	2,5	89	92
gut	2,4	88	92
gut	2,5	89	92
gut	2,3	88	93
lokale	2,6	88	94
Unregel
mäßigkeit
der Weißheit
desgl.	2,4	89	94

Wärmeschrumpfung längs/qiKT

) Λ Pol)prop)lcn: B ^ Athjlcn-I'ropylcn-Mischpolymeres. •²) TD = Querrichtung: MD = Längsrichtung. 4,2/2,5

4,2/2,3 4,0/2,1 4,0/2,1 3,6/2,1

3,4/2,1

Beispiel 4

Fünf KunststofTproben werden durch Mischen eines ■taktischen Polypropylens, das als Nebenprodukt bei der Herstellung von Polypropylen erhalten ist. jeweils in Anteilen von 0. 5. 10. 20. 30 Gewichtsprozent mit einem Polypropylen mit M. I. = 0.8 Zubereitet. Jede Kunststoffprobe wird dann erhitzt Und in einem Extruder bei einer Temperatur von 270"C geknetet, über die Extruderdüse erfolgt eine Ausformung zu einer Folie, die dann mit Kühlwasser auf eine Temperatur unterhalb 40"C gekühlt wird. Man erhält so eine ungercckte Folie. Diese Folie wird mittels einer Längsreckmaschine unter einem Reckfaktor 6 gereckt.

Sodann wird eine Zusammensetzung durch Mischen von 40 Teilen Ton mit 60 Teilen Polypropylen mit M.l. = 4.0 zubereitet und durch Extrusionsbeschichtung auf eine Oberfläche der einachsiggereckten Folie aufgebracht. Der erhaltene Schichtaufbau wird dann in Querrichtung unter einem Reckfaktor 7 gereckt.

Jedes Endprodukt ist ein Schichtaufbau aus einer 50 μ dicken Grundschicht und einer 40 μ dicken, papierartigen Oberflächenschicht. Die Haftung zwischen beiden Schichten ist stark. Die beiden Schichten lassen sich nicht voneinander ablösen, wenn angeheftete Cellophanbandstücke abgezogen werden.

Die synthetischen Papiere haben die in Tabelle 3 angegebenen Kenndaten und lassen sich in genau gleicher Weise wie herkömmliche Papiere verwenden: sie haben eine entsprechende Festip.keit. sind entsprechend zu handhaben, zu bedrucken und zu beschreiben.

Tabelle 3

Versuch

Nr.

15

16
17
18
19

Grnmlschichl-	Ouerrcckimg	Rcek-
Mischung		faklor
**MC')***	Tcmp.	7
	( O	7
too/o	155	7
95/5	150	7
90/10	150
80/20	145
70/30	—

VVeißmachungsbereich

eng

breit

schlecht

reckbar WeißgeniachiT Zustand

lokale
Unregelmäßigkeit
der Weißheit
gut
gut
gut

Steifigkeit

nach

Clark

TD MD*')

2,5

2,3
2,3
2,2

WciBgriiil	Opazität
nach	nach
Hunter	Munter
(%)	1%)
87	90
89	93
89	93
89	95

Wärme-

schriinipfung

längs/quer

4,4/2,6

4,0/2,5

3,8/2,2
3,1/2,2

*') A = Polypropylen: C = ataktisches Polypropylen. *²1 TD = Querrichtung; MD = Längsrichtung.

Beispiel 5

Ein Polypropylen, dem ein Füllstoff, bestehend aus Calciumcarbonat und Ton zugesetzt ist, wird für die papierartige Schicht benutzt. Der Füllstoffanteil beträgt 18 Volumprozent. Des weiteren werden fünf Proben Polypropylen mit unterschiedlichen Anteilen des gleichen Füllstoffes Tür die Grundschichl zur Herstellung von fünf synthetischen Papierproben benutzt.

Die Faltbarkeit dieser Proben wird ausgedrückt durch den Rückstellwinkel und die Steifigkeit nach Clark. Die entsprechenden Meßwerte sind in Tabelle 4 angegeben. Die Werte der Steifigkeit nach Clark sind Werte auf Grund eines Vergleichs mit einer gleichen Menge von Papier mit 75 g/m².

Tabelle 4

Füllstoflgehall der Grundschicht (Volumpro/cnl)

0,8

2,0

4,0

6,0

Fallbarkeit	Steifigkeit
RückMcllwinkel	nach Clark
126	23
95	25
52"	28
51 44'	32 37

Beispiel 6

Zu sechs Proben Polypropylen (PP) mit M. I. = 0,8 werden jeweils unterschiedliche Mengen Ton mit einem mittleren Teilchendurchmesser von I μ und einer wahren Dichte von 2,7 g/cm³ zugefügt. Jede Mischung wird weiter in pulverförmig~m Zustand gemischt und dann granuliert. Das Granulat wird nach Erwärmung in einen Extruder bei einer Temperatur von 270⁰C geknetet und durch die Extruderdüse zu einer Folie ausgeformt. Dieselbe wird mittels einer Kühleinrichtung gekühlt, worauf man eine ungereckte Folie erhält.

Diese Folie wird in einer Längsreckmaschine unter einem Reckfaktor 6 gereckt. Eine Zusammensetzung wird aus 84 Volumprozent Polypropylen mit M.l. = 4.0 und 16 Volumprozent Ton mit einer mittleren Teilchengröße von 1 μ zusammengemischt und dann auf eine Oberfläche der einachsiggereckten Folie aufgetragen. Der erhaltene Schichtaufbau wird in Querrichtung gereckt, und zwar mit einem Reckfaktor 7.

Für die sechs Proben erwies sich eine Längsreckung möglich innerhalb eines Temperaturbereichs von 85 bis 140⁰C. Eine Querreckung war möglich innerhalb eines Temperaturbereichs von 130 bis 165 C. Jede Folie wird im Reckzustand in der Wärme fixiert und dann abgekühlt. Schließlich werden die Seitenkanten jeder Folie beschnitten. Die erhaltene Folie wird aufgewickelt.
Jede Folie war in genau gleicher Weise wie herkömmliches Papier brauchbar. Sie war gleichwertig hinsichtlich Festigkeit, Handhabbarkeit, Bedruckbarkeit, Beschreibbarkeit und hinsichtlich anderer Kenngrößen.

13 14

Die verschiedenen Kenngrößen der sechs synthetischen Papicrprobcn sind in der folgenden Tabelle 5 angegeben.

Tabelle 5

	Querrcckiini!	lern ρ
(lrniHlM.'hii.'hl		I Cl
Vol.-Verliiilliiis	Rci-:<-
	fiiklor	155
pp Füllstorr		150
1000	7	150
99.2.0.8	7	150
99/1	7	150
94/6	7	150
92/8	7
90/10	7

t.'iicr' cck-

leinper.it in-

hcreidi

165-145 165 135 165-130 165-130 165 130 165-135 Slcitk-keil j _UvM|(!,_r

n.idi I
(" l.i ι k j

I I

j : I W.irme- j

!RikMI J · I

! winkel

I 87	90	I 126
88	92	95
89	93	52
89	93	51
91	95	44
91	96	42

.;„„. J₁₁₁₁.,

4.4/2.6 3,5/3,0 2,5/3,0 2,4/2,8 2,5/2,8 2,5/2,5

schlechte Ausformbarkeit. geringe Haftfestigkeit der papierartigen Schicht

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von synthetischem Papier, bei dem eine Polypropylen-Trägerfolie in Längsrichtung einachsig gereckt wird, worauf auf mindestens eine Oberfläche dieser Trägerfolie eine Polypropylen-Schicht mit einem Fülistoffgebalt von 0,2 bis 30 Volumprozent aufgebracht wird und worauf schließlich die Verbund- folie quer gereckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polypropylen der Trägerfolie als Zusatzstoff ein Weichmacherpolymeres oder ein Füllstoff mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 5 μπι beigemischt wird, wobei die Unter- »5 grenze des Temperaturbereichs, in dem eine Reckung von Polypropylen möglich ist, herabgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trägerfolie als Weichmacherpolymeres ein Polyäthylen einer Dichte von mehr als 0,95 g/cm³ in einem Gewichtsverhältnis Polypropylen/Polyäthylen zwischen 40/60 und 90/10 verwendet wird.

25