DE2633307A1

DE2633307A1 - Polypropylen-leichtfolie und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2633307A1
Application number: DE19762633307
Authority: DE
Inventors: Michel Caron
Original assignee: Chimique des Charbonnages SA
Current assignee: Orkem SA
Priority date: 1975-07-24
Filing date: 1976-07-23
Publication date: 1977-02-10
Also published as: ES450072A1; LU75415A1; PT65356B; IT1064130B; FI762121A; NL7608100A; NO762577L; DK335376A; BR7604748A; PT65356A

Description

Polypropylen-Leichtfolie und Verfahren zu deren Herstellung Polypropylen-Leichtfolie und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung betrifft eine eichtfolie, die praktisch oder größtenteils aus Leichtpolypropylen besteht, und sie betrifft ein Extrusionsverfahren zur Herstellung derselben unter Ver-Wendung einer Platten- oder Foliendüse.
Es ist bekannt, teichtfolien aus thermoplastischen Polymeren zu extrudieren unter Verwendung einer Plattendüse. Bei den bekannten Verfahren dieses Typs erweist es sich als notwendig, mindestens eine Seite der Folie unmittelbar nach Verlassen der Duse zu kühlen. So wird z. B. in der FR-PS 1 393 599 ein derartiges Extrusionsverfahren unter Xühlung durch Iiuft mit Hilfe einer speziell ausgestalteten Blasvorrichtung beschrieben.
Angewandt auf Polypropylen und Propyien-thyien-Copolymere führt dieses Verfahren zu Leichtfolien mit einer Dicke zwischen 1 und 3 mm und einem Volumengewicht zwischen 0,3 und 0,6; diese Folien sind hitzeverformbar bis zu einer mittleren Tiefe fe von 1/3 Cdie Tiefe der Hitzeverformung ist definiert als das Verhältnis zwischen der Tiefe des Matrizenhohlraumes und der größten Abmessung der zu verformenden Folienebene vor der Hitzverformung).
Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, mit Polypropylen und Propylen-Äthylen-Gopolymeren Folien mit anderen Eigenschaften als denjenigen der bekannten Folien zu erzielen, nämlich mit einer Dicke von 0,7 bis 1,3 mm, einem Volumengewicht zwischen 0,65 und 0,75 und einer mittleren Tiefe der Hitzeverformung zwischen 1/1,5 und 1/2 durch Extrusion über eine Plattendüse ohne äußere K2hlung am D2senausgang.
Diese Folien haben unter anderem die vorteilhaften Eigenschaften von Folien aus kristallinem Polypropylen, nämlich eine verbesserte Zugfestigkeit, insbesondere in der Wärme, und eine sehr große chemische Inertheit.
Darüberhinaus werden erfindungsgemäß die Endeigenschaften dieser Folien noch weiter verbessert, besonders durch Ausschaltung der Nachteile, die aus dem kristallinen Charakter des Polypropylens resultieren können, insbesondere durch ein Schmelzverhalten, bei dem es sich mehr um ein Erweichen in der Wärme handelt, das zu einer sehr niedrigen Viskosität in geschmolzenem Zustand führt.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß man über eine Plattendüse Polypropylen oder ein Propylencopolymer, das ein Treibmittel und ein Keimbildungsmittel enthält, bei einer Temperatur extrudiert, die nahe derjenigen, wie sie zur Extrusion von Massivpolypropylen unter den gleichen Bedingungen verwendet wird, und in der Regel etwas niedriger liegt. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird die auf diese Weise erhaltene P Polypropylen-Leichtfolie auf Xalanderwalzen aufgenommen, deren Walzenabstand etwas geringer ist als die Dicke der extrudierten Folie.
Als Treibmittel wird in vorteilhafter Weise Azodicarbonamid in Mengen von 03 bis 1 Gew.-%, vorugsweise in der Größenordnung von 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Harzes, verwendet. Als Keimbildungsmittel wird vorzugsweise Talk in Konzentrationen von 2 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise in der Größenordnung von 5 bis 7,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Harzes, verwendet.
Die physikalischen Eigenschaften können erfindungsgemäß noch dadurch verbessert werden, daß dem zu extrudierenden Gemisch ein weiteres amorphes oder kristallines thermoplastisches Polymer zugesetzt wird.
Als weiteres thermoplastisches Polymer eignet sich z. B.
Polystyrol und Polyäthylen.
Im Falle des Zusatzes von Polystyrol kann die zugefügte Menge bis zu 20 % betragen.
Die auf diese Weise erhaltenen Folien sind vielseitig verwendbar, insbesondere zur Konfektionierung von Gebäck oder Schaurnerichten, die für die Nahrungsmittelindustrie bestimmt sind. Bei diesen Herstellungsweisen wird die rauhe Fläche der Folie dem Verpackungsartikel zugewandt.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.
Beispiel 1 Extrusion von Massivpolypropylen Es wurde ein üblicher Extruder des unter der Bezeichnung "Samafor BG 65" bekannten Typs mit einer Schnecke vom Typ 112, was einen Kompressionsgrad von 3,2 ergibt, verwendet.
Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke 65 UpM stündliche Produktionsleistung 57 kg/h Temperatur Eintrittskörper 195 OG tiittelkörper I 200 °c Mittelkörper II 205 0 Ausgangskörper 210 °c kopf 225 °c Düse links 235 o0 Düse in der Mitte 230 °0 Düse rechts 235 °c Temperatur der kalanderwalzen obere Walze 50 °c mittlere Walze 70 0G untere Walze 100 0 Produktionsgeschwindigkeit 1,76 m/min Dü s enlipp enö ffnung 1 mm Düsenlippenlänge 650 mm Unter den angegebenen Bedingungen wurde eine glänzende Polypropylenfolie von 600 mm glatter Breite und ohne Fehlstellen erhalten.
Beispiel 2 Extrusion von Polypropylen-Leichtfolien Es wurde ein üblicher Extruder des unter der Bezeichnung "Samafor BG 65" bekannten Typs mit einer Schnecke von Typ 112, die einen Kompressionsgrad von 3,2 ergibt, verwendet.
Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke 65 UpM stündliche Prodtiktionsleistung 57 kg/h Temperatur Eintrittskörper 180 OC Mittelkörper I 185 °c Mittelkörper II 195 °c Ausgangskörper 195 °c Kopf 195 °c Düse links 230 °c Düse in der Mitte 220 °c Düse rechts 230 °c Temperatur der Kalanderwalzen obere Walze 70 °c mittlere Walze 70 o0 untere Walze 100 °c Produktionsgeschwindigkeit 2 m/min Düsenlippenöffnung 0,5 mm Düsenlippenlänge 650 mm Zusammensetzung der Formmasse: Polypropylen 100 Gew.-Teile Azodicarbonamid ("EPA" der Firma Fisons) 05 Gew.-Teile Talk ("Steamic 0" der Firma Luzenac) 5 Gew.-Teile Verfahrensweise: Es wurde eine Polypropylen-Leichtbahn einer gleichmäßigen Dicke von 1,20 mm, einer Breite von 625 mm und eines scheinbaren Volumengewichts von 0,53 die auf den beiden Oberflächen rauh war, extrudiert durch Einwirkung auf die Regulrschrauben der Düsenlippen.
Zur Durchführung dieser Einregulierung wurden die Kalanderwalzen auf einen Abstand von 1i0 mm Durchgangsbreite verengt. Die Zellstruktur wurde dadurch kompakter und das Volumengewicht stieg auf 0,67 an.
Zumindest eine der Oberflächen war glatt und glänzend. Die glänzende Oberfläche wurde geglättet durch die mittlere Walze, welche auf der Folie abrollt.
Auf diese Weise wurde eine Folie mit einer Dicke von 1S07 mm bei einem Volumengewicht von 0,67, die eine mittlere Tiefe der Wärmeverformung zwischen 1/1,5 und 1/2 aufwies, erhalten.
Es konnten größere und geringere Geschwindigkeiten von 42 bis 90 UpM verwendet werden, wobei jeweils Folien mit den gleichen Dichten und den gleichen Eigenschaften erhalten wurden. Demgegenüber führten höhere oder tiefere Temperaturen zu einem Zerreißen der Folien. Ein Zerreißen der Folien trat auch dann ein, wenn versucht wurde, kalte Luft aufzublasen mit einer Blasvorrichtung des in der FR-PS 1 393 599 beschriebenen Typs.
In weiteren Versuchen wurde unter den gleichen Bedingungen ein Äthylen-roylen-0opolymer mit einem Gehalt an 8 Gew.-% Äthylen extrudiert.
Dabei wurden nach dem Verfahren der Erfindung bei Anwendung der angegebenen Verfahrensweise aus Bahnen, die beim Verlassen der Düse eine Dicke von 0,8 bis 1,4 mm und ein schelnbares Volumengewicht von 0,53 bis 0,58 hatten, bei einem hbstand zwischen den Kalanderwalzen, der ungefähr 1/10 kleiner war als die Dicke der Ausgangsbahn, Folien von 0,7 bis 1,3 mm Dicke bei einem Volumengewicht zwischen 0,65 und 0,75 erhalten, die eine mittlere Wärmeverformungstiefe von 1/1,5 bis 1/2 aufwiesen.
Beispiel 3 Es wurde ein Extruder üblichen Typs verwendet, der im Handel unter der Bezeichnung Samafor 75" bekannt ist, mit einer Schnecke vom Typ 35 d in einer Etage, die einen Kompressionsgrad von 3,5 ergibt.
Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke 47 UpM stündliche Produktionsleistung 42 kg/h Temperatur Eintrittskörper 157 OC Mittelkörper I 167 °c Mittelkörper II 180 0C Ausgangskörper 200 °0 Kopf 210 oO Düse links 227 oG Düse in der Mitte 220 °C Düse rechts 230 °0 Temperatur der Kalanderwalzen obere Walze 70 °c mittlere Walze 70 °c untere Walze 100 o0 Produktionsgeschwindigkeit 2 m/min Düs enlipp enöffnung 0,5 mm Düs enlipp enlänge 650 mm Zusammensetzung der Formmasse: Propylen-thylen-Copolymer mit 8 ffi Äthylen ("PR 156" der Firma CdF-Chimie) 100 Gew.-Teile Fluiditätsindex 0,4 als feine Granulometrieperlen Azodicarbonamid ("EPA" der Firma Fisons) 0,5 Gew.-Teile Talk ("Steamic O" der Firma Luzenac) 7,5 Gew.-Teile TiO ("Poudre EL 21" der Firma Thann et Iduliouse) 0,75 Gew.-Teile Verfahrensweise: Es wurde eine Polypropylen-Leichtbahn einer gleichmäßigen Dicke von 1t20 mm, einer Breite von 625 mm und eines scheinbaren Volumengewiohts von 0,53, die auf beiden Flächen rauh war, extrudiert durch Einwirkung auf die Regulierschrauben der Düsenlippen.
Zur Durchführung dieser Regulierung wurden die Kalanderwalzen auf einen Abstand von 1,10 mm Durchlaßöffnung verengt. Die Zellstruktur wird dabei kompakt und das Volumengewicht steigt auf 0,68 an.
Die eine der Oberflächen wurde glatt und glänzend. Die glänzende Oberfläche wurde geglättet durch die mittlere Rolle, die auf der Folie abrollt.
Auf diese Weise wurde eine Folie einer Dicke von 0,75 mm bei einem Volumengewicht von 0,68 erhalten, die eine mittlere Tiefe der Wärmeverformung zwischen 1/1i5 und 1/2 aufwies.
Zugfestigkeitsbestimmung: Dehnung bis zum Bruch in % in den Richtungen: Breite: 60 bis 75 Länge : 75 bis 100 Beispiel 4 Es wurde der gleiche Extruder und die gleiche Schnecke wie in Beispiel 1 verwendet.
Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke 46 UpM stündliche Produktionsleistung 42 kg/h Temperatur Eintrittskörper 160 °C Mittelkörper I 170°C Mittelkörper II 180 0 Ausgangskörper 197°C Kopf 207 0 Düse links 227 °C Düse in der Mitte 220 °C Düse rechts 230 00 Temperatur der Kalanderwalzen obere Walze 70 00 mittlere Walze 70 °C untere Walze 100 °C Produktionsgeschwindigkeit 2 m/min Düsenlippenöffnung 0,5 mm Düs enl ipp enlänge 650 mm Zusammensetzung der Formmasse propoylen-Äthylen-Copolymer mit 8% Äthylen ("PR 156" der Firma CdF-Chimie) 100 Gew.-Teile Polystyrol (Homopolymerisat), Fluiditätsindex 8,5 (t'PN 20" der Firma CdF-Chimie in Perlenform) 3 Gew.-Teile Azodicarbonamid ("EPA" der Firma Fisons) 0,5 Gew.-Teile Talk ("Steamie O" der Firma Luzenac) 7,5 Gew.-Teile TiO (Poudre EL 21" der Firma Thann et Mulhouse) 0,75 Gew.-Teile Verfahrensweise: Es wurde wie im vorstehenden Beispiel gearbeitet unter Erzielung einer Folie mit einer Dicke von 0w73 mm und einem Volumengewicht von 0167. Die Folie besaß die gleiche mittlere ?rmeverformungstiefe wie die im vorstehenden Beispiel erhaltene Folie.
Zugfestigkeitsbestimmung: Dehnung bis zum Bruch in % in den Richtungen: Breite: 25 Länge : 75 bis 130 Beispiel 5 Es wurde unter Verwendung der gleichen Apparatur und der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 gearbeitet.
Zusammensetzung der Formmasse: Propylen-Äthylen-Copolymer mit 8 % Äthylen (PR 156" der CdF-Chimie) Polystyrol gemäß Beispiel 4 5 Gew.-Teile Azodicrbonamid 0,5 Gew.-Teile Talk (von Buzenac) 7,5 Gew.-Teile TiO2 0,75 Es wurde eine Folie mit einer Dicke von 0S73 mm und einem Volumengewicht von 0,70 erhalten, die die gleiche mittlere Wärmeverformungstiefe wie die im vorstehenden Beispiel gewonnene Folie aufwies.
Beispiel 6 Es wurde wie im vorstehenden Beispiel gearbeitet, jedoch unter Verwendung von 10 Gew.-Teilen des angegebenen Polystyrols bei einer stündlichen Produktionsrate von 42,5 kg/h.
Es wurde eine Folie mit einer Dicke von 0,73 mm und einem Volumengewicht von 0,71 erhalten, welche die gleiche mittlere Tiefe der lNNårmeverfonung wie die im vorgehenden Beispiel beschriebene Folie aufwies.
Zugfestigkeitsbestimmung: Dehnung bis zum Bruch in % in den Richtungen: Breite: 20 Länge: 25 bis 45 Beispiel 7 Es wurde wie im vorstehenden Beispiel gearbeitet, jedoch unter Verwendung von 15 Gew0-Teilen Polystyrol des angegebenen Typs bei einer stündlichen Leistung von 45 kg. Es wurde eine Folie mit einer Dicke von 0"73 mm und einem Volumengewicht von 0,72 erhalten.
Zugfestigkeitsbestimmung: Dehnung bis zum Bruch in % in den Richtungen: Breite: 20 Länge: 20 bis 25 Beispiel 8 Es wurde der gleiche Extruder und die gleiche Schnecke wie in Beispiel 1 verwendet.
Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke 45 UpM stündliche Produktionsleistung 39 kg/h Temperatur Eintrittskörper 157 °C Mittelkörper I 169°C Mittelkörper II 178 o, Ausgangskörper 197°C Kopf 208°C Düse links 226 °0 Düse in der Mitte 220 °C Düse rechts 230 °C Temperatur der Kalanderwalzen obere Walze 70 °C mittlere Walze 70 °C untere Walze 100 00 Produktionsgeschwindigkeit 2 m/min Düsenlippenöffnung 0,5 mm Düsenlippenlänge 650 mm Zusammensetzung der Formmasse: Propylen-Äthylen-Copolymer 100 Gew.-Teile Polyäthylen niedriger Dichte ("FB 5005" der Firma GdF-Chimie, Fluiditätsindex 0,5) 5 Gew.-Teile Azodicarbonamid 0,5 Gew.-Teile Talk (der Firma Luzenac) 7,5 Gew.-Teile TiO2 0,75 Verfahrensweise: Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet unter Erzielung einer Folie mit einer Dicke von 0,73 mm und einem Volumengewicht von 0,68.
Beispiel 9 Es wurde der gleiche Extruder und die gleiche Schnecke wie in Beispiel 1 verwendet.
Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke 49 UpM stündliche Produktionsleistung 44 kg/h Temperatur Eintrittskörper 160 °c Mittelkörper I 168 °c Mittelkörper II 180 o0 Ausgangskörper 207 °c Kopf 207 G Düse links 228 °c Düse in der Mitte 220 oC Du.se rechts 230 o0 Temperatur der Kalanderwalzen obere Walze 70 o0 mittlere Walze 70 ° untere Walze 100 °c Produktionsgeschwindigkeit 1,8 m/min Düsenlippenöffnung 0,3 mm Düsenlippenlänge 650 mm Zusammensetzung der Formmasse: Polypropylen ("PL 30" der CdF-Chimie, Fluiditätsindex 0,4, feine Granulometrieperlen) Polystyrol (Homopolymerisat) 3 Gew.-Teile Adodicarbonamid 0,5 Gew.-Teile Talk (der Firma Luzenac) 7,5 Gew.-Teile TiO2 1,5 Verfahrensweise: Es wurde wie im vorstehenden Beispiel gearbeitet bei Erzielung einer Folie mit einer Dicke von 0,9 mm und einem Volumen gewicht von 0,67.
Dem Fachmann sind zahlreiche Modifikationen der erläuterten Ausführungsformen geläufig, die im Rahmen der Erfindung liegen.

Claims

at ent ansr rü che

1. Leichtfolie aus Polypropylen oder Propylen-Äthylen-Oopolymer, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer Dicke zwischen 0s7 und 1,3 mm ein Volumengewicht zwischen 0,65 und 0S75 und eine mittlere Wärmeverformungstiefe zwischen 1/1,5 und 1/2 aufweist.

2. Leichtfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie hauptsächlich aus Polypropylen oder einem Propylen-Äthylen-Copolymer besteht und ein weiteres thermoplastisches Polymer enthalt.

3. Leichtfolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere thermoplastische Polymer aus Polystyrol besteht.

4. lieichtfolie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polystyrol in einer Menge von 3 bis 15 Gew.-%, bezogen auf Propylenpolymer oder -copolymer, vorliegt.

5. Leichtfolie nach Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polystyrol in einer Menge von 5 bis 10 Gew.-7 bezogen auf das Propylenpolymer oder -copolymer, vorliegt.

6. Iieichtfolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymer aus Polyäthylen besteht.

7\ Verfahren zur Herstellung einer Iieichtfolie nach Ansprüchen 1 bis 6, die praktisch oder größtenteils aus Polypropylen oder Athylen-Propylen-Copolymer besteht, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Formmasse, die einen wesentlichen Anteil Polypropylen, ein Treibmittel und ein Keimbildungsmittel enthält, durch eine Plattendüse unter Bedingungen extrudiert, die ähnlich den optimalen Bedingungen zur Extrusion einer Polypropylen-Massivfolie sind.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die erhaltene Folie zwischen Walzen leicht komprimiert.

9. Verfahren nach Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur der Düse in der Größenordnung von 220 bis 230 °O hält.

10. Verfahren nach Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Treibmittel Azodicarbonamid verwendet.

11. Verfahren nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß man das Treibmittel in einer Menge von 0,3 bis 1 Gew.-, bezogen auf das Harz, verwendet.

12. Verfahren nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß man das Treibmittel in einer Menge von etwa 0S5 Gew.-%, bezogen auf das Harz, verwendet.

13. Verfahren nach Ansprüchen 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man als Keimbildungsmittel Talk verwendet.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man das Keimbildungsmittel in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-bezogen auf das Harz, verwendet.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man das Keimbildungsmittel in einer Menge von etwa 5 bis 7,5 Gew.-%, bezogen auf das Harz, verwendet.

16. Verfahren nach Ansprüchen 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man eine zu extrudierende Formmasse verwendet, die eine Hauptmenge an Polypropylen und eine geringere Menge an einem anderen thermoplastischen Polymer enthält.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man als weiteres thermoplastisches Polymer yrd verwendet.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polystyrol in einer Menge von etwa 3 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Polypropylenpolymer oder -copolymer, verwendet.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polystyrol in einer Menge von 5 bis etwa 10 Gew.-, bezogen auf das Propylenpolymer oder -copolymer, verwendet.

20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man als weiteres thermoplastisches Polymer Polyäthylen verwendet.