DE2141270C3 - Imprägnierter Kunststoffzellkörper - Google Patents

Description

Steing-

^zj^:zt^X Λ ι- ηr oÄcheSShS^r

mere ein Polymeres eines äthylenisch ungesättigten Behandlung auch die ^iflacheiie.genschaften der Monomen·/:« ³ Folie in günstiger Weise beeinflußt. Im Falle einer ver-

Monomen.n ist. gleichsweise beständigen Polyolefinfolie kann man

durch Einbringungeines polaren Kunststoffpolymeren wie Polymethylmethacrylat in die Mikrohohlräume die Haftfähigkeit und die Bedruckbarkeit der Folie verbessern.

30 Kunststoffolien mit einer großen Anzahl von Mikro-

hohlräumen in der Nähe der Außenflächen haben in manchen Falten eine ungenügende Oberfiächenhärte. Die Oberflächenhärte einer solchen Folie läßt sich durch Einbringung eines Kunststoffpolymeren, insbe-35 sondere eines schlagfesten Polymeren, in diese Mikro-

Die Erfindung betrifft einen imprägnierten Kunst- hohlräume verbessern. Eine weitere günstige Wirkung stoffzellkörper aus einem Grundmaterial mit Hohl- dieser Behandlung hegt in der Verbesserung des Oberräumen, die ursprünglich mit dem Außenraum in Ver- flächenglanzes der Ausgangsfolie indem em PoIybindung standen, und einem in die Hohlräume im- meres mit hohem Glanz benutzt wird, wie Polymethylprägnierten Polymeren. 4° methacrylat.

Anwendungsgebiet der Erfindung sind Kunststoff- Da im Rahmen der Erfindung nur die Mikrohohl-

folien. räume in oberflächennahen Bereichen mit dem Außen-

Es läßt sich eine Kunststoffolie mit Mikrohohl- raum in Verbindung itehen, dringt das Kunststoffpolyräumen herstellen, die mindestens in oberflächennahen mere nur in die oberflächennahen Bereiche der Folie Bereichen mit dem Außenraum in Verbindung stehen. ₄S ein. Infolgedessen läßt sich eine unerwünschte Er-Die Ausformung einer solchen Folie erfolgt unter höhung des spezifischen Gewichts der Folie, eine uner-Verwendung eines Treibmittels oder durch Reckung wünschte Verringerung der Weißheit oder Opazität einer Kunststoffolie, der ein feiner Füllstoff beigemischt sowie eine unerwünschte Vergrößerung der Herstelist. Außerdem sind Folkn dieser Art als geschichtete lungskosten vermeiden, welche Wirkungen auftreten Verbundfolien herstellbar. Eine solche Kunststoffolie 50 können, wenn das Polymere auch in innere Bereiche ist in weitem Umfang brauchbar, etwa als synthetisches der Folie eingeführt wird.

Papier brauchbar. Solche Folien sind beschrieben in Kunststoffe für solche Folien sind beispielsweise:

den deutschen Offenlegungsschriften 1 914 972, offen- 1. Polyolefine wie Homopolymere und Mischpolymere gelegt am 16. Oktober 1969, und 2 064068, offengelegt von «-Olefinen, z.B. Äthylen, Propylen, Buten-1; am 1. Juli 1971. 55 2. Polystyrole wie Homopolymere und Mischpolymere

In vielen Fällen ist jedoch die Steifigkeit solcher von Styrol, ring- und/oder seitenkettensubstituierte Kunststoffolien nicht voll befriedigend, was in der Art Styrole, z.B. «-Methylslyrol, Vinyltoluole, Chlordes benutztem Kunststoffes begründet ist. Wenn die styrole; 3. Polymethacrylatester wie Homopolymere Steifigkeit dieser Folien verbessert werden könnte, und Mischpolymere.von nieder-Alkylestern; 4. PoIywürden solche Folien noch wertvoller. 60 vinylchloride; 5. Polyvinylalkohole; 6. Polyamide; so-

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 811 656 ist wie Mischungen der genannten Stoffe. Diese Kunstein imprägnierter Kunststoffzellkörper bekannt, dessen stoffe können Füllstoffe und andere Zusatzstoffe ent-Grundmaterial ein Schaumstoff ist und in dessen Hohl- halten.

räumen ein Polymerisat auspolymerisiert ist. Durch Die Folie kann einen Schichtaufbau aus zwei oder

die Imprägnierung lassen sich die Eigenschaften des 65 mehreren dieser Kunststoffe oder aus einem oder Grundmaterials verändern. Dieses bekannte Verfahren, mehreren dieser Kunststoffe und anderen Foliendas einen Schaumstoff voraussetzt, läßt sich auf stoffen besitzen. Die Folie kann unterschiedliche Aus-Kunststoffolten nicht anwenden. formungen haben, beispielsweise als Blätter mit er-

IO

hsblicher Breite oder als Bänder vergleichsweise geringer Breite. Außerdem liegt die Foliendicke normalerweise zwischen 20 und 100 μ.

Die MDcrohohlräuine innerhalb der FoUe, die in oberflächennahen Bereichen vorhanden sind und mit dem Außenraum in Verbindung stehen, haben vorzugsweise einen Durchmesser oder eine Längserstrek-Jcung bei nichtkugelförmigen Mikrohohlräumen zwischen 5 and 20 μ. Mikrohohlräume können in der Folie durch jedes geeignete Verfahren ausgebildet werden. Eine bevorzugte Arbeitsweise ist eine einachsige oder biaxiale Reckung einer Folie, die als Einmischung einen feinen Füllstoff enthält Im Rahmen der Erfindung lassen sich vorzugsweise Kunststoffolien einsetzen, die durch Reckung einer einzigen Schicht oder einer Verbundfolie aus mindestens einem Polyolefin, ζ. B. Polypropylen oder Polyäthylen hoher Dichte mit einem Gehalt eines feinen Kunststoffs oder mit einer Zumischung von Kunststoffen unterschiedlicher optimaler Recktemperatur erhalten sind. Bei- spiele solcher Folien sind in den genannten deutschen Offenlegungsschriften beschrieben.

Da in einer solchen Folie die Mikrohohlräume senkrecht zur Folienoberfläche diskontinuierlich angeordnet sind, kann das polymerisierbare Monomere nicht in die Innenschichten der Folie eindringen. Infolgedessen ist die Einführung des Polymeren auf oberflächennahe Bereiche beschränkt, so daß man die genannten Vorteile erhält.

Ein polymerisierbares Monomeres zur Einbringung in die Mikrohohlräume der Kunststoffolie muß in flüssiger Phase vorliegen. Es muß selbst eine Flüssigkeit sein oder als Lösung unter den Zustandsbedingungen bei der Einleitung und Polymerisation vorliegen. Wenn das Monomere als Lösung vorliegt, ist ein nachfolgender Auszug des Lösungsmittels notwendig. Dieses ist jedoch leicht möglich, da das Verfahrensprodukt eine Folie ist. Das polymerisierbare Monomere muß ein Monomeres sein, das im wesentlichen den Kunststoff der Folie nicht auflöst. Ein Beispiel für ein solches polymerisierbares Monomeres ist eine Verbindung mit mindestens einer ungesättigten Äthylenbindung.

Beispiele solcher Verbindungen sind Vinylverbindungen und konjugierte Diene. Unter diesen Verbin- düngen sind Monomere vorzuziehen, die Polymere mit einem Umwandlungspunkt 2. Ordnung oberhalb 40^c C ergeben, da dann die Wirksamkeit zur Vergrößerung der Steifigkeit der Folie am ausgeprägtesten ist. Monomere mit ungesättigter Äthylenbindung dieser Art sind bekannt, nämlich Styrol, Methylmethacrylat, Acrylnitril, Divinylbenzol.

Ein polymerisierbares Monomeres dieser Art kann i\ i /meres durch Polykondensation oder Poly-Das in die Mikrohohlräume der Folie eingebrachte Monomere wird unter entsprechenden Polymerisationsbedingungen polymerisiert. Das zweckmäßigste Verfahren für ein Monomeres mit ungesättigten S Äthylenbindungen ist die Zugabe eines Auslösestoffes für eine radikalische Polymerisation und die Erhitzung des Monomeren zusammen mit diesem Auslösestoff. Eine andere Arbeitsweise liegt in der Bestrahlung des Monomeren mit Strahlen hoher Energie, womit eine Pfropf-Mischpolymerisation erwartet werden kann.

Im Anschluß an die Polymerisation erfolgt eine Nachbehandlung durch Waschen und Entfernung des an der Folienoberfläche anhaftenden Polymeren. Dann liegt das Ausgangsprodukt fertig vor.

Einzelbeispiele

1. Ein Blatt synthetisches Papier, in dem Polypropylen (PP) benutzt ist und das eine Oberflächenschicht mit Mikrohohlräumen sowie eine Gesamtdicke von 50 μ hat, wird zubereitet und zunächst zur Entgasung der Oberflächenschicht in ein evakuiertes Gefäß eingebracht. Das Blatt wird dann in eine Mischlösung von Methylmethacrylat (MMA) und Methanol (MeOH) in einem Gewichtsverhältnis von 7: 3 eingetaucht. Nach 3 min wird das mit der MMA-Lösung imprägnierte synthetische Papier aus der Lösung herausgenommen und in einen Polyäthylenbeutel eingesetzt. Proben dieses synthetischen Papiers werden dann mit Strahlungsdosen von 0,5 und 1,0 Mrad jeweils bei Zimmertemperatur unter Verwendung einer Co*°-Strahlungsquelle von 1500 Curie bestrahlt, damit eine Pfropf-Mischpolymerisation auftritt.

Sodann wird eine Polypropylenfolie mit einem Schmelzindex (MI) = 4 und einer Dicke von 50 μ zubereitet und der gleichen Behandlung unterzogen.

Die jeweilige Menge der Imprägnierungslösung und die prozentuale Gewichtszunahme werden für jede Probe bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 eingetragen.

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Tabelle 1

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addition ergeben. Eine Polykondensationsreaktion setxt einen Stoff wie Wasser. Alkohol oder Ammoniak frei; da das Verfahrensprodukt eine Folie ist, läßt sich die Freisetzung leicht durchführen. In solchen Fällen, insbesondere für ein polykondensierbares Monomeres, kann das Monomere in einer Form vorliegen, wo die Kondensation bereits bis zu einem gewissen Grad ausgebildet ist

Das polymerisierbare Monomere kann in die Mikrohohlräume der Kunststoffolie normalerweise durch eine Kontaktbehandlung der Folie unter verringertem Druck, also im Vakuum, und durch anschließende Anwendung von Atmosphärendruck oder überdruck eingebracht werden.

	Zusammensetzung	Absor	Ge wichts zunahme	Steifig keit
Probe		bierte Strah lungs-
		dosis	(7.)	Clark
Nr.	PP-synth. Papier	(Mrad)		15
1	PP-synth. Papier	_	6	20
2	PP-synth. Papier	0,5	9	23
3	PP-Folie	1,0	—	4
4	PP-Folie	—	—	4
5	PP-Folie	0,5	—	4
6	1,0

2. Verschiedene Folien werden mittels eines 24-MeV-, 750-W-Linearbeschleunigers bestrahlt. Eine Zusammenfassung der Ergebnisse befindet sich in Tabelle

Tabelle 2

Probe Nr.	Zusammensetzung	Imprägnie rungsdauer (min)	Behandlung. MMA/ MeOH	»bedingungen Strahlungs dosis (Mrad)	Gew.-Zun. (%)	Steifig keit, Clark	Dicke μ	Spez. Gewicht
10	PE-synth. Papier			_		13	50	0.61
■11	PE-synth. Papier	5	80/20	3	6	14	50	0,62
12	PE-synth. Papier	10	80/20	3	15	20	51	0,65
13	PE-synth. Papier	10	80/20	8	15	18	52	0,65
14	PE-synth. Papier	20	80/20	3	18	25	51	0,7
15	PE-synth. Papier	10	70/30	3	14	22	52	0,65
16	PP-synth. Papier	—	—	—	—'	20	70	0,7
17	PP-synth. Papier	10	70/30	3	20	32	72	0,8
18	PP-synth. Papier	10	70/30	8	18	30	73	0,8
19	PE-FoHe	10	70/30	3	—	3	50	0,96
20	PP-Folie	10	70/30	3	—	4	50	0,90

3. Das PP-synthetische Papier wird folgendermaßen hergestellt. Ein Polypropylen mit MI = 0,8 wird erhitzt und in einem Extruder bei einer Temperatur von 270⁰C plastifiziert und durch eine Düse zu einer Folie ausgeformt. Dieselbe wird auf eine Temperatur unter 40⁰C mittels einer Kühleinrichtung abgekühlt, womit man eine ungereckte Folie erhält. Diese Folie wird mit einem Reckverhältnis von 5,5 in Längsrichtung in einer Längsreckmaschine gereckt.

Gesondert wird eine Zusammensetzung durch Mischen von 15 Gewichtsprozent Kalk, 15 Gewichtsprozent Titanweiß und Polypropylen mit MI = 4,00 zubereitet. Diese Zusammensetzung wird durch Extrusionsbeschichtung auf eine Oberfläche der einachsig gereckten Folie aufgebracht. Die erhaltene Verbundfolie wird dann erwärmt und im Verhältnis 7,5 in Breitenrichtung gereckt. Dann wird die Folie zur Fixierung des gereckten Zustandes abgekühlt. Die Seitenkanten der Folie werden beschnitten, und die Folie wird aufgewickelt. Die jeweiligen Foliendicken sind in Tabelle 2 angegeben.

Das PE-synthetische Papier wird folgendermaßen erhalten. Eine Zusammensetzung von 60% Polyäthylen hoher Dichte, 20% Polypropylen und 20% eines feinen Füllstoffes, jeweils in Gewichtsprozent, wird erhitzt und in einem Extruder bei einer Temperatur von 230⁰C plastifiziert. Dann wird die Zusammensetzung durch eine Düse zu einem Blatt ausgeformt. Dasselbe wird dann auf eine Temperatur unterhalb 40° C abgekühlt, womit man ein ungerecktes Blatt ei hält.

Dieses Blatt wird simultan biaxial mit einem Faktor 4 · 4 bei einer Reckgeschwindigkeit von 180 cm/min in jeder Richtung gereckt. Das erhaltene Blatt wird dann gekühlt, damit der Reckungszustand fixiert wird. Die Kanten werden beschnitten.

Die PE-Folie hat eine Dicke von 50 μ, sie enthält Polyäthylen hoher Dichte mit ΜΪ = 0,3 und einem spezifischen Gewicht von 0,95.

Die Steifigkeit nach Clark wird gemäß TAPPl/ T-451 gemessen.

Claims (1)

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Kunststoffolie mit hoher Steifigkeit Patentansprüche: Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch ge löst, daß das Grundmaterial die Form einer monoaxial • „_, e nAer biaxial gereckten, einen feinen Füllstoff enthalten-

1. Imprägnierter Kunststonzellkorper aus_ einem 5 ^gSnfdkSe^ in oberflächennahen Be-Grundmaterial mit Hohlräume^ die f^unghch ^f^e^fc_ohlräume mit einer Längsstreckung mit dem Außenraum in Verbindung stände^ und «g^S» _μ besitzt, wobei die Mikrohohlräumf einem in die Hohlräume jmpragnierten Polymeren ^^J^ in den oberflächennahen Bereichen dadurch gekennzeichnet, daß das ^^_{ύΛαιαααι m} Verbindung standen, und daß Grundmaterial die Form einerI"-""*«*r£ » J* *£d^£_{m nw} <£ _oberflä?hennah_Cn

axial gereiften, einen feinen Füllstoff entnaltenaen 'ff/ri*~zl„-fr,nt

^FO^^h^^eT^^eBSin>^te^ⁿn^trer " I^SSnach der Erfindung wird in der

reichen Mikrohohlraume mit-««»^Jggg: _We£ fiJ* daß zunächst eine Grundfoüe mit

kung zwischen 5 und 20 μ besim, wobei die ^kro- we*eJgumen ausgeformt wird, die mindestens in

hohlräume ursprünglich nur m den °berfachen- ₁₅ ^™^_{βη Bcre}%_{hen vorhanden sind und} ^

nahen Bereichen nut dem Anßeaiauinin Voten- SXSSrSn Verbindung haben, daß ein polymeri-

dung standen^ «nd daß dasJf%?^™ß^im Sa^Monomeres in diese Mikrohohlräume einge-