DE2400215A1

DE2400215A1 - Japanpapierartige filme oder folien und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2400215A1
Application number: DE19742400215
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Katsuki; Atsuo Mori; Akira Nakatsubo
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1973-01-11
Filing date: 1974-01-03
Publication date: 1974-07-25
Also published as: JPS5321017B2; IT1002627B; JPS4998468A; BE809600A; FR2213965A1

Description

HENKEL— KERN — FEILER — HÄNZEL— MÜLLER

DR. PHIL. DIPL.-1NG. DR. RER. NAT. DIPL.-ING. DIPL.-ING. TELEX: 05 29 802 HNKL D EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 BAYERISCHEHYPOTHEKEN-UND

TELEFON: C08 11) 66 3197.66 30 91-92 „ o_nnn „ΛνΓΠΓΗ on WECHSELBANKMUNCHENNR-SIe-BSm

TELEGRAMME: ELLIPSOID MÜNCHEN D-80U0 MUJNLHIlM 5*U POSTSCHECK: MCHN 1621 47 —80»

Sumitomo Chemical Company, Limited, g j«m ..q-,,

Osaka, Japan

Japanpapierartige Filme oder Folien und Verfahren zu ihrer

Herstellung

Die Erfindung betrifft die Herstellung japanpapierartiger Filme oder Folien, insbesondere die Herstellung japanpapierartiger Filme oder Folien aus thermoplastischen Harzen, Aluminiumhydroxid eines Teilchendurchmessers von 5 V. oder größer und eines weißen Pigments mit einem Brechungsindex von 1,8 oder höher durch Strangpressen oder Kalandrieren.

Zur Herstellung von künstlichem Papier unter Verwendung thermoplastischer Harze als Ausgangsmaterialien sind die verschiedensten Verfahren bekannt. So ist es beispielsweise bekannt, einen extrudierten Film mit Hilfe einer Prägewalze oberflächlich aufzurauhen. Ferner ist es bekannt, die Oberfläche eines gereckten Films durch Eintauchen in ein Lösungsmittel weiß zu machen. Weiterhin ist es bekannt, auf die Oberfläche eines Films einen mineralischen Füllstoff, z.B. Ton, aufzutragen. Es ist auch bekannt, einen Film, dem ein hydratisierbarer mineralischer Füllstoff einverleibt ist, durch Eintauchen in Wasser weiß zu machen. Schließlich ist es noch bekannt, ein mit einem feinkörnigen Füllstoff "gefülltes" Harz zu Filmen

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oder Folien zu extrudieren. Nachteilig an sämtlichen bekannten Verfahren ist jedoch, daß die hierbei erhaltenen künstlichen Papiersorten auch wie künstliches Papier oder Pauspapier aussehen und teurer sind als aus einer Pulpe hergestelltes Papier. Die nach den bekannten Verfahren hergestellten künstlichen Papiersorten besitzen folglich nur eine begrenzte Verwendbarkeit.

Wenn ein übliche mineralische Füllstoffe, wie Calciumcarbonat, Siliziumdioxid, Talkum, Calciumsilikat, Ton, Bariumsulfat, Titanoxid und dergleichen, enthaltendes thermoplastisches Harz durch Extrudieren oder Kalandrieren zu einem Film oder einer Folie ausgeformt wird, erhält man in der Regel ein künstliches Papier, das einen wachsartigen Glanz besitzt bzw, wie künstliches Papier aussieht. Es ist jedoch unmöglich, aus einem solchen Ausgangsmaterial wie Japanpapier aussehende Filme oder Folien herzustellen.

Um nun nach üblichen bekannten Verfahren ein künstliches Papier japanpapierartigen Gefüges herstellen zu können, wäre es für den Fachmann naheliegend gewesen, entweder den extrudierten Film biaxial zu recken oder die Oberfläche des extrudierten Films porös zu machen. Beide Verfahren sind jedoch kompliziert und nur unter hohen Kosten durchzuführen, weswegen ihnen zum gegenwärtigen Zeitpunkt praktisch keine Bedeutung zukommt.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise und preisgünstig japanpapierartige Filme oder Folien einer nach den bekannten Verfahren bisher nicht erreichbaren Struktur bzw, eines nach den bekannten Verfahren bisher nicht erreichbaren Gefüges zu schaffen.

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Gegenstand der Erfindung sind somit japanpapierartige Filme oder Folien, welche durch Vermischen eines thermoplastischen Harzes, mit 20 bis 80 Gew.-% pulverförmigen Aluminiumhydroxids eines Teilchendurchmessers von 5 » oder größer und 0,1 bis 10 Gew.-% eines xveißen Pigments mit einem Brechungsindex von 1,8 oder größer unter Erwärmen und anschließendes Strangpressen oder Kalandrieren der erhaltenen Mischung hergestellt wurden.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Japanpapierartigen Filmen oder Folien, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein thermoplastisches Harz, 20 bis 80 Gew.-$ pulverförmigen Aluminiumhydroxids eines Teilchendurchmessers von 5 V. oder größer und 0,1 bis 10 Gew„-% eines weißen Pigments mit einem Brechungsindex von 1,8 oder größer unter Erwärmen vermischt und daß man die erhaltene Mischung strangpreßt oder kalandriert.

Erfindungsgemäß verwendbare thermoplastische Harze sind Polyolefine, wie Hochdruckpolyäthylen, Mittel- und Niedrigdruckpolyäthylene, Polypropylen, Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymere, Äthylen/Acrylsäureester-Mischpolymere, wie Äthylen/Acrylsäureäthylester-Mischpolymere, Olefin-Mischpolymere, wie Äthylen/Propylen-Mischpolymere, Äthylen/ Acrylsäure-Ionomer-Mischpolymere, Äthylen/Methacrylsäureglycidylester-Mischpolymere, Polystyrol, hochschlagfestes Polystyrol sowie Mischungen hiervon. Den genannten Harzen können kleinere Mengen kautschukartiger Substanzen zugemischt sein.

Das erfindungsgemäß verwendete Aluminiumhydroxid kann entweder aus Gibbsit oder Bayerit bestehen und geringe Mengen

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Boehmit enthalten, es sollte jedoch einen Teilchendurchmesser von 5 η oder größer aufweisen. Bei Verwendtang eines pulverförrnigen Aluininiumhydroxids eines Teilchendurchmessers unterhalb 5 η erhält man keine japanpapierartigen Filme oder Folien. Vorzugsweise verwendet man ein pulverförmiges Aluminiumhydroxid eines Teilchendurchmessers von 10 bis 50 τα .

Sofern man das füllstoffhaltige Ausgangsmaterial nach einem Strengpreßverfahren zu Filmen oder Folien verarbeitet, sollen dem Ausgangsmaterial vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-% pulverförmiges Aluminiumhydroxid einverleibt werden. Sofern das Ausgangsmaterial durch Kalandrieren in Filme oder Folien überführt wird, sollen dem Ausgangsmaterial vorzugsweise 40 bis 80 Gew*$ pulverförmiges Aluminiumhydroxid einverleibt werden.

Als weiße Pigmente mit einem Brechungsindex von 1,8 oder größer können erfindungsgemäß Titanoxid, Zinkoxid, Lithopone, Zinksulfid und Mischungen hiervon verwendet werden. Würde ein weißes Pigment mit einem Brechungsindex unterhalb 1,8 verwendet, würden bei der Durchführung des geschilderten Verfahrens durchsichtige Filme oder Folien erhalten, die kein japanpapierartiges Aussehen besitzen. Vorzugsweise sollte das verwendete weiße Pigment einen Brechungsindex von 1,8 bis 3_f0 aufweisen. Je nach dem verwendeten Pigment kann dessen Menge sehr verschieden sein. Zweckmäßigerweise sollte das weiße Pigment in einer Menge von 0,1 bis 10, vorzugsweise von 0,3 bis 8 Gew.-% zugesetzt werden.

Gegebenenfalls können der Mischung aus Aluminiumhydroxid, weißem Pigment und thermoplastischem Harz auch antistatische Mittel, Dispergiermittel, Stabilisatoren, Zuschlagstoffe und dergleichen einverleibt werden.

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Die Masse aus thermoplastischem Harz, Aluminiumhydroxidpulver und weißem Pigment kann bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts des in der Masse verwendeten thermoplastischen Harzes gleichmäßig gemischt werden, worauf dann die erhaltene Mischung in üblicher bekannter Weise'mittels einer Strangpresse oder eines Kalanders zu einem Film oder einer Folie ausgeformt wird.

Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten japanpapierartigen Filme oder Folien lassen sich gut beschreiben oder bedrucken und gut leimen. Ferner sind sie üblichem Japanpapier in der Wasserfestigkeit und Wärmeformbarkeit überlegen.

Die erfindungsgemäß hergestellten japanpapierartigen Filme lassen sich für Tragbeutel bzw. -taschen, als Verpakkungsmaterial, Tapeten und dergleichen verwenden. Die erfindungsgemäß hergestellten japanpapierartigen Folien können in geeigneter Weise für Verpackungsbehälter, Geschenkschachteln, Ablaufbretter, zur Stoßdämpfung und dergleichen verwendet werden.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen. Soweit nicht anders angegeben, bedeuten in den Beispielen sämtliche "Prozentangaben" "Gewichtsprozent". Die Schmelz indexwerte wurden gemäß der Vorschrift ASTM-,,., , D-.1238-70 für niedrigdichtes Polyäthylen, Äthylen-Mischpolymere und Polystyrol bei einer Temperatur von 190⁰C unter einer Last von 2160 g und für Polypropylen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 216O g bestimmt. Die Dichtewerte wurden nach dem Verfahren ASTM-D-792-66 ermittelt.

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Beispiel 1

48,5% niedrigdichtes Polyäthylen (Schmelzindex: 2,0 g/10 min; Dichte: 0,92 g/cm³), 50% Aluminiumhydroxid (Gibbsit) eines mittleren Teilchendurchmessers von 50 u, 0,5% Titanoxid und 1,096 Glycerylmonostearat als antistatisches Mittel wurden in einem Hochleistungsmischer gemischt, worauf die erhaltene Mischung aus einem 50-mm-Schneckenextruder bei einer Werkzeugtemperatur von 160⁰C zu Pellets extrudiert wurde. Die erhaltenen Pellets wurden aus einem mit einem Aufblaswerkzeug versehenen 50-mm-Extruder bei einer Werkzeugtemperatur von 180°C extrudiert, wobei ein Film einer Dicke von 0,08 mm erhalten wurde. Der Film war opak und weiß, besaß ein japanpapierartiges Aussehen und konnte als Tapete, Papier für japanische Schiebewände und dergleichen verwendet werden.

Beispiel 2

58% Polypropylen (Schmelzindex: 3,0 g/10 min; Dichte: 0,91 g/cnr), 4096 einer Mischung aus Gibbsit und Boehmit, die durch 2-stündige Hitzebehandlung eines Aluminiumhydroxids mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 20 ti in einem elektrisch beheizten Heißluftumwälzofen bei einer Temperatur von 220⁰C erhalten worden war, 1,096 Titanoxid und 1,096 Glycerylmonostearat als antistatisches Mittel wurden in einem Hochleistungsmischer gemischt, worauf die erhaltene Mischung aus einem 50-mm-Schneckenextruder bei einer Werkzeugtemperatur von 240°C zu Pellets extrudiert wurde. Die erhaltenen Pellets wurden aus einem mit einem flachen Spritzwerkzeug ausgestatteten 50-mm-Extruder bei einer Temperatur von 240⁰C zu einem Film einer Dicke von 0,05 mm extrudiert. Der erhaltene Film war opak und weiß und besaß ein japanpapierartiges Aussehen.

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Beispiel 3

49% hochdichtes Polyäthylen (Schmelzindex: 0,2 g/10 min; Dichte: 0,96 g/cm³), 45% Aluminiumhydroxid (Gibbsit) eines mittleren Teilchendurchmessers von 50 u, 5%'handelsüblichen Lithopones und 1% Calciumstearat wurden in einem Hochleistungsmischer gemischt, worauf die erhaltene Mischung bei einer Werkzeugtemperatur von 180⁰C aus einem SO-mm-Schneckenextruder zu Pellets extrudiert wurde, Die erhaltenen Pellets wurden aus einem mit einem Aufblaswerkzeug versehenen 50-mm-Extruder bei einer Temperatur von 200⁰C zu einem 0,09 mm dicken Film extrudiert. Der erhaltene Film war opak und weiß und besaß eine gute adrige Struktur und ein japanpapierartiges Aussehen.

Beispiel 4

38,5% niedrigdichtes Polyäthylen (Schmelzindex: 2,0 g/10 min; Dichte: 0,92 g/cm³), 60% Aluminiumhydroxid (Gibbsit) eines mittleren Teilchendurchmessers von 50 u, 0,5% Titanoxid und 1,0% eines Sorbitanpalmitinsäureesters als antistatisches Mittel wurden in einem 75 1 fassenden Banbury-Mischer bei einer Harztemperatur von 150⁰C gemischt, dann durch Misch- und Heizwalzen laufengelassen und schließlich einem mit 61-cm-Walzen einer Oberflächentemperatur von 100° bis 110⁰C ausgestatteten Kalander vom Typ eines umgekehrten L (Folienkalander) zugeführt, um eine Folie einer Dicke von 0,8 mm herzustellen. Die erhaltene Folie besaß ein Japanpapierartiges Gefüge bzw. eine Japanpapierartige Struktur. Mit Hilfe eines Bombenkalorimeters gemessen, besaß die erhaltene Folie einen Heizwert von 4100 kcal/kg.

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Beispiel 5

48% hochdichtes Polyäthylen (Schmelzindex: 0,2 g/10 min; Dichte: 0,96 g/cm³),50% Aluminiumhydroxid (Gibbsit) eines mittleren Teilchendurchmessers von 6 vl , 1,0% Titanoxid und 1,0% Glycerylmonostearat wurden 6 min lang in einem 75 1 fassenden Banbury-Mischer bei einer Harztemperatur von 180⁰C gemischt, dann durch Misch- und Heizwalzen laufengelassen und schließlich einem mit 61-cm-Walzen einer Oberflächentemperatur von 130° bis 14O°C ausgestatteten Kalander vom umgekehrten L-Typ (Folienkalander) zugeführt, um eine Folie einer Dicke von 0,5 mm herzustellen. Die erhaltene Folie war opak und weiß und besaß eine gute adrige Struktur und ein japanpapierartiges Aussehen.

Beispiel 6

30% eines Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymeren (Vinylacetatgehalt: 10%; Schmelzindex: 1,5 g/10 min; Dichte: 0,93 g/cm ), 35% niedrigdichtes Polyäthylen (Schmelzindex: 2,0 g/10 min; Dichte: 0,92 g/cm^) 30% Aluminiumhydroxid (Gibbsi^ eines mittleren Teilchendurchmessers von 10 a, 4% Zinkoxid und 1% Sorbitanpalmitinsäureester als antistatisches Mittel wurden in einem Hochleistungsmischer gemischt, worauf die erhaltene Mischung aus einem 65-mm-Schneckenextruder bei einer Werkzeugtemperatur von 160⁰C zu Pellets extrudiert wurde. Die erhaltenen Pellets wurden hierauf aus einem mit einem flachen Spritzwerkzeug ausgestatteten 65-mm-Extruder bei einer Temperatur von 180⁰C zu einem 0,8 mm dicken Film extrudiert. Der erhaltene Film war opak und weiß und besaß ein japanpapierartiges Aussehen.

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Beispiel 7

26% eines Äthylen/Methacrylsäureglycidylester-Mischpolymeren (Methacrylsäureglycidylestergehalt: 12%; Schmelzindex: 2,0 g/10 min; Dichte: 0,93 g/cm³), 70% Aluminiumhydroxid (Gibbsit) eines mittleren Teilchendurchmessers von 20 VL , 0,5% Titanoxid, 2,5% Zinkoxid und 1 % Glycerylmonostearat als antistatisches Mittel wurden in einem 5 1 fassenden Banbury-Mischer bei einer Harztemperatur von 150⁰C gemischt, dann durch Mischwalzen laufengelassen und schließlich einem mit etwa 20-cm-Walzen einer Oberflächentemperatur von 100° bis 110⁰C ausgestatteten Kalander vom Typ eines umgekehrten L (Folienkalander) zugeführt, um eine Folie einer Dicke von 0,5 mm herzustellen. Die erhaltene Folie besaß ein japanpapierartiges Gefüge.

Beispiel 8

68% hochschlagfestes Polystyrol (Butadiengehalt: 6%; Schmelzindexi 0,3 g/10 min; Dichte: 1,05 g/cnr⁵), 30% einer Mischung aus Gibbsit und Boehmit, die durch einstündige Hitzebehandlung eines Aluminiumhydroxids mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 20 u in einem elektrisch beheizten Heißluftumwälzofen bei einer Temperatur von 250°C hergestellt worden war, 1% Titanoxid sowie 1% Calciumstearat wurden in einem Hochleistungsmischer gemischt, worauf die erhaltene Mischung aus einem 50-mm-Schneckenextruder bei einer Werkzeugtemperatur von 200⁰C zu Pellets extrudiert wurde. Die erhaltenen Pellets wurden hierauf aus einem mit einem Aufblaswerkzeug ausgestatteten 50-mm-Extruder bei einer Temperatur von 200°C zu einem 0,07 mm dicken Film extrudiert. Der erhaltene Film war opak und weiß und besaß eine japanpapierartige Struktur.

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Claims

Patent ansprüche

1. Japanpapierartige Filme oder Folien, hergestellt durch Vermischen eines thermoplastischen Harzes mit 20 bis 80 Gew.-% pulverförmigen Aluminiumhydroxids eines Teilchendurchmessers von 5 V. oder größer und 0,1 bis 10 Gew.-% eines weißen Pigments mit einem Brechungsindex von 1,8 oder größer unter Erwärmen und Strangpressen oder Kalandrieren der erhaltenen Mischung.

2. Verfahren zur Herstellung von japanpapierartigen Filmen oder Folien, dadurch gekennzeichnet, daß man ein thermoplastisches Harz, 20 bis 80 Gew.-% pulverförmigen Aluminiumhydroxids eines Teilchendurchmessers von 5 V. oder größer und 0,1 bis 10 Gew.-% eines weißen Pigments mit einem Brechungsindex von 1,8 oder größer unter Erwärmen vermischt und daß man die erhaltene Mischung strangpreßt oder kalandriert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als thermoplastisches Harz ein Polyolefin verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man pulverförmiges Aluminiumhydroxid mit einem Teilchendurchmesser von 10 bis 50 τα verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man 20 bis 60 Ge\T.-% Aluminiumhydroxid verwendet und daß man die erhaltene Mischung durch Strangpressen in einen Film oder eine Folie überführt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man 40 bis 80 Gew.-% Aluminiumhydroxid verwendet und

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daß man die erhaltene Mischung durch Kalandrieren in einen Film oder eine Folie überführt.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als weißes Pigment Titanoxid, Zinkoxid, Lithopone und/oder Zinksulfid verwendet.

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