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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der
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Blockneigung von Polyäthylenfolien.
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Wird Polyäthylen zu dünnen Folien geblasen oder über Breitschlitzdüsen
extrudiert, so zeigen diese Folien die Neigung, aneinander zu haften. Die bisher
bekannten Maßnahmen zur Verminderung dieser sogenannten Blockneigung bestanden in
der Einarbeitung von Verbindungen, wie Carbonsäureamiden oder Fettsauren, bei der
Folienherstellung. Diese Stoffe haben aber den ttachteil, daß sie die chemischen
und physikalischen Eigenschaften der Polymerisate verändern oder auch die Verarbeitbarkeit
der Folien verschlechtern.So kann z.B. das Haftvermögen gegenüber Druckfarben oder
Klebstoffen nachteilig beeinflußt werden.
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Zum weiteren ist auch die Einarbeitung von feinstgemahlenen anorganischen
Verbindungen, wie SiO2 oder Ca03, in das Folienmaterial bekannt. Beschrieben ist
die Verwendung von 0,01 bis 5 Gewichtsprozent bei Teilchengrößen zwischen 1 und
100/um (US-PS 3 374 119). Die Einarbeitung dieser Teilchen bewirkt eine Erhöhung
der Oberflächenrauhigkeit der Folien, die Teilchen wirken als Abstandhalter und
die Blockneigung wird verringert. Diese Maßnahme führt aber zu einer Verschlechterung
der Folienoptik, die Einsatzmöglichkeiten, wie z.B. Feinfolien für Verpackung, werden
deutlich eingeengt.
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Man kann auch die Oberflächenrauhigkeit der Folien durch eine mechanische
Behandlung der Folie erhöhen (FE1-PS 1 417 651). Die Folienoptik wird aber auch
bei dieser Maßnahme verschlechtert.
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Als weitere Maßnahme zur Verringerung der Blockneigung von Polymerisatfolien
ist das Besprühen der Folie mit Polyvinylalkohol-Stärke-Dispersionen beschrieben.
Auch hier führt die Behandlung zu einer starken Beeinträchtigung der Folienoptik.
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Es galt ein Verfahren zu entwickeln, bei dem die störenden Einflüsse
durch die Einarbeitung von anorganischen Füllsubstanzen oder organischen Gleitmitteln
nicht auftreten. Das Verfahren zur Blockverhinderung durfte demnach nicht auf der
Wirkung von
Abstandhaltern oder eingearbeiteten Verbindungen beruhen.
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Bekanntlich ändert sich die Blockneigung von Folien aus Polyäthylen
mit der Lagerdauer. Das erfindungsgemäße Verfahren mußte demnach auch direkt bei
der Herstellung der Folie durch den Verarbeiter ausübbar sein.
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Von entscheidender Bedeutung für das erfindungsgemäße Verfahren ist
die Aufgabenstellung, daß durch die Verringerung bzw. Behebung der Blockneigung
der Polyäthylenfolie die optischen Folieneigenschaften, wie Streu bzw. Glanz der
Folie, nicht beeinträchtigt werden.
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Diese Aufgaben wurden erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst,
bei dem man auf die Folien eine wäßrige Dispersion aus Athylenpolymerisat-Teilchen
gleichmäßig aufträgt und anschließend die Folien durch Verdunsten des Wassers trocknet,
wobei das Äthylenpolymerisat einen Schmelzindex von 0,1 bis 50 g/10 Minuten aufweist,
die Teilchengröße kleiner als 5/um ist und der Gehalt an Teilchen in der Dispersion
0,01 bis 10 Gewichtsprozent beträgt.
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Bevorzugt können die Äthylenpolymerisate bestehen aus Polyäthylen,
das eine Dichte von 0,918 bis 0,955 g/cm) aufweist, oder aus Athylen-Acrylsäureester-Oopolymerisaten,
die 90 bis 99,9 Molprozent Äthylen und 0,1 bis 10 Molprozent eines Acrylsäureesters
einpolymerisiert enthalten Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Dispersionen
aus Athylenpolymerisaten, die aus Äthylen-Acrylsäure-n-butylester-oder Äthylen-Acrylsäure-2-äthylhexylester-Copolymerisaten
bestehen, die 90 bis 99,9 Molprozent Athylen und 0,1 bis 10 Molprozent Acrylsäure-n-butylester
bzw. Acrylsäure-2-äthylhexylester enthalten.
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Unter Blocken von Polyäthylenfolien wird das unerwünschte Haften der
Oberflächen zweier lose aufeinander liegender Folien aus Polyäthylen, insbesondere
aus Polyäthylen niederer Dichte (O,91 bis 0,95 g/cm)) verstanden. Das Haften der
Folien kann
durch reine Oberflächenkräfte verursacht sein, kann
aber auch eine Folge des Ausschwitzens von Weichmachern, Gleitmitteln usw. sein.
Die Blockneigung von Folien ist vermindert, wenn der sogenannte Blockwert abnimmt.
Zur Ermittlung des Blockwertes wird die Folie eine Stunde bei 700C unter einer Be-2
lastung von 80 p/cm2 verblockt. Der Blockwert gibt dann die 2 Kraft in 100 p an,
die notwendig ist, um 1 cm der verblockten Folie zu trennen.
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Bei dem erfindungsgemäBen Verfahren wird auf die Folie eine wäßrige
Dispersion aus Äthylenpolymerisat-Teilchen gleichmäßig aufgetragen und anschließend
durch Verdunsten des Wassers getrocknet. Der Auftrag kann nach bekannter Art durch
Bestreichen der Folie, Besprühen der Folie oder durch Benetzung in einem Tauchbad
kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Die anschließende Trocknung kann,
in bekannter Form, in einem Heißluftofen oder in einer mit Infrarotstrahlen beheizten
Strecke kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden. Die Polyäthylenfolien
sind dabei nach üblichen Verfahren, z.B.
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dadurch Folienblasen oder Extrusion über eine Breitschlitzdüse hergestellt
worden. Die wäßrige Dispersion aus Äthylenpolymerisat-Teilchen enthält die Polymerisat-Teilchen
in sehr fein verteilter Form, wobei Wasser die äußere Phase darstellt. Nach dem
Verdunsten bzw. Verdampfen des Wassers entsteht, Je nach Einstellung des Polymerisats,
ein weicher oder härterer, mehr oder weniger geschlossener Film auf der Folienoberfläche.
Die wäßrigen Dispersionen können außer den dispergierten festen Polymerisat-Teilchen
noch übliche Mengen üblicher Dispergiermittel enthalten, wie 0,1 bis 5 Gewichtsprozent
eines Natriumalkylsulfonats. Der pH-Wert der Äthylenpolymerisatdispersion liegt
zwischen 3 und 12, bevorzugt zwischen 5 und 11. Das Äthylen polymerisat, aus welchem
die in Wasser dispergierten Teilchen bestehen, ist fest und hat einen Schmelzindex,
gemessen nach ASTM-D 1258-70 bei 1900C und 2,16 kg Belastung, von 0,1 bis 50 g/10
min. Die Teilchengrößen des Äthylenpolymerisats liegen unter 5/um. Besonders geeignet
für das erfindungsgemäße Verfahren ist eine Dispersion aus Athylenpolymerisat-Teilchen
mit Teilchengrößen unter l/um, bevorzugt von 0,01 bis 1/zum. Der Gehalt der Teilchen
in der Dispersion, d.h. der Polymerisatfestv
stoffgehalt, liegt
bei 0,01 bis 10, bevorzugt bei 0,01 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Menge
an Dispersion.
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Unter Äthylenpolymerisaten werden die Homopolymerisate des Ethylens
und die Copolymerisate des äthylen mit anderen mit Äthylen copolymerisierbaren Verbindungen
verstanden. In den Copolymerisaten soll das Äthylen mit mindestens 50 Molprozent
einpolymerisiert vorliegen. Der Anteil der Comonomeren im Copolymerisat kann zwischen
0, 1 und 50, bevorzugt zwischen 0,1 und 10 Molprozent liegen. Bevorzugt als Comonomere
sind Acryl-und Methacrylsäureester von Alkoholen mit 1 bis 8 C-Atomen, wie n-Butylacrylat
oder 2-Äthylhexylacrylat, ferner Vinyläther, ungesättigte Carbonsäureester, wie
Vinylacetat, und ungesättigte Carbonsäuren, wie Acrylsäure. Durch das Vorhandensein
dieser Comonomeren im Äthylenpolymerisat können die Eigenschaften der Dispersionen
und der daraus hergestellten Folienüberztige, wie die Härte, Elastizität, Haftfestigkeit
und Transparenz, vorteilhaft eingestellt werden.
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Bevorzugt besteht das Äthylenpolymerisat aus Polyäthylen der Dichte
von 0,918 bis 0,935 g/cm3 oder aus Copolymerisaten von Äthylen mit Acrylsäureestern
von Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, wobei 90 bis 99,9 Molprozent Äthylen
und 0,1 bis 10 Molprozent des Acrylsäureesters in den Copolymerisaten einpolymerisiert
sind. Besonders bevorzugte Copolymerisate sind die Äthylen-Acrylsäure-n-butylester-
und die Äthylen-Acrylsäure-2-äthylhexylester-Copolymerisate, welche Jeweils 0,1
bis 10 Molprozent des Acrylsäureesters einpolymerisiert enthalten.
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Es ist ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß die Dispersionen
bzw. die dispergierten Teilchen sehr gut an der Folie haften und deren spätere Verarbeitbarkeit
nicht beeinträchtigen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Behandlung
der Folien mit den Dispersionen die optischen Eigenschaften der Folien nur in einem
geringfügigen Maße verändert werden.
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Beispiel 1 Aus einem Polyäthylen der Dichte 0,920 und einem Schmelzindex
von 3,42) wird in bekannter Weise ein 40/um dicker Folienschlauch geblasen. Diese
Folie hat auf der Innenseite einen Blockwert 3) von 2,4 und auf der Außenseite einen
von 1,6.
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Der Streuwert4) der Folie beträgt 37 %.
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Diese Folie wird durch eine wäßrige Polyäthylendispersion mit Teilchengröße
unter 1 um und mit einem Feststoffgehalt in der Dispersion von 10,0 Gewichtsprozent
gleichmäßig benetzt. Nach Lufttrocknung der Folie ist der Blockwert auf der Schlauchinnenseite
1,1 und auf der Außenseite 0,9. Der Streuwert der Folie beträgt 43 %.
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Beispiel 2 Die Folie vom Beispiel 1 wird mit einer wäßrigen Dispersion
aus Äthylen-n-Butylacrylat-Copolymerisat, das einen Anteil von 2,4 Molprozent an
einpolymerisiertem n-Butylacrylat enthält, und wobei der Feststoffgehalt der Dispersion
0,15 Gewichtsprozent beträgt und die Teilchengröße der Copolymerisat-Teilchen unter
1/um liegt, gleichmäßig benetzt. Die Folie hat nach LuSttrocknung auf der Schlauchinnenselte
einen Blockwert von 0,3 und auf der Schlauchaußenseite keinen meßbaren Blockwert.
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Der Streuwert der Folie ist 38 %.
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)Dichte nach DIN 53 479 2)Schmelzindex nach DIN 53 735 3)Blockwert:
Folie wird 1 Stunde bei 700C unter einer Belastung 2 von 80 p/cm verblockt. Der
Blockwert gibt die Kraft in 100 1 an, die notwendig ist, 1 ihm22 der verblockten
Folie zu trennen.
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4)streuwert nach Kunststoffe 56 (1966), S. 350-354
Beispiel
3 Die Folie vom Beispiel 1 wird mit einer wäßrigen Dispersion aus Athylen-n-Butylacrylat-Copolymerisat,
das einen Anteil von 2,4 Molprozent an einpolymerisiertem n-Butylacrylat enthält
und wobei der Feststoffgehalt der Dispersion 3,1 Gewichtsprozent beträgt und die
Teilchengröße der Copolymerisat-Teilchen unter 1/um liegt, gleichmäßig benetzt.
Die Folie hat nach der Lufttrocknung auf der Schlauchinnenseite und auf der Schlauchaußenseite
keinen meßbaren Blockwert. Der Streuwert der Folie ist 40 %.
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Beispiel 4 Die Folie vom Beispiel 1 wird mit einer wäßrigen Dispersion
aus Äthylen-Acrylsäure-2-äthylhexylester-Copolymerisat, das einen Anteil von 2,6
Molprozent an einpolymerisiertem 2-Äthylhexylacrylat enthält und wobei der Feststoffgehalt
der Dispersion 0,2 Gewichtsprozent beträgt und die Teilchengröße der Copolymerisat-Teilchen
unter l/um liegt, gleichmäßig benetzt. Nach Heiß trocknung der Folie beträgt der
Blockwert an der Schlauchinnenseite 0,7 und an der Schlauchaußenseite 0. Der Streuwert
der Folie ist 42 %.
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Beispiel 5 Die Folie vom Beispiel 1 wird mit einer wäßrigen Dispersion
aus Äthylen-Acrylsäure-2-äthylhexylester-Copolymerisat, das einen Anteil von 2,6
Molprozent an einpolymerisiertem 2-(Athylhexyl)-acrylat enthält und wobei der Feststoffgehalt
der Dispersion 3,6 Gewichtsprozent beträgt und die Teilchengröße der Copolymerisat-Teilchen
unter 1/um liegt, gleichmäßig benetzt. Nach Lufttrocknung der Folie beträgt der
Blockwert an der Schlauchinnenseite und Schlauchaußenseite 0. Der Streuwert der
Folie ist 43 %.