DE2933231C2

DE2933231C2 -

Info

Publication number: DE2933231C2
Application number: DE2933231A
Authority: DE
Inventors: Edward Michael Rochester N.Y. Us Bullard; Gregory Maher Fairport N.Y. Us Smith
Original assignee: Mobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1978-08-16
Filing date: 1979-08-16
Publication date: 1988-12-01
Also published as: FR2433405A1; JPS5530994A; DE2933231A1; IT1123521B; BE878270A; GB2028716B; IT7925139A0; GB2028716A; NL7906246A; ES483353A1; FR2433405B1; JPS6347621B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schichtfolie und eine Ver wendung derselben. Die Erfindung bezieht sich auf eine ther moplastische Schichtfolie, bestehend aus einer Schicht aus Polyäthylen mit niedriger Dichte, die mit einer Schicht eines andersartigen polymeren Gemisches aus Polyäthylen mit hoher Dichte und Polyäthylencopolymeren verbunden ist. Derartige Copolymere weisen insbesondere Polyäthylen auf, das mit einem anderen a-Olefin copolymerisiert ist, das etwa 3 bis etwa 15 Kohlenstoffatome enthält. Derartige Copolymere sind lineare Polymere mit niedriger Dichte, deren Dichte kleiner als etwa 0,94 g/cm³ ist.

Thermoplastische Beutel und insbesondere Polyäthylen beutel gewinnen beim Verpacken von verschiedenartigen Waren, wie zum Beispiel trockenen Waren, Nahrungsmitteln und der gleichen zunehmend an Bedeutung. Polyäthylenbeutel haben sich erst in letzter Zeit vorzugsweise als Verpackungsma terial für Abfälle als vorteilhaft erwiesen und in vielen Fällen schreiben die Kommunen vor, daß Abfälle auf diese Art und Weise verpackt und abtransportiert werden müssen. Die Vorteile liegen auf der Hand, da hierdurch Müll und Ab fälle auf hygienische Weise beseitigt werden können. Die Beutel bieten einen gewissen Schutz des Inhaltes vor Insek ten, Würmern und anderen tierischen Lebewesen, die im Normal fall druch den Beutelinhalt angezogen werden. Derartige Beu tel werden üblicherweise als wegwerfbare Auskleidungen für Abfallbehälter, wie zum Beispiel Mülltonnen, verwendet. Wenn die Abfallbehälter gefüllt sind, wird die Öffnung des Beu tels zusammengerafft und durch Verdrehen verschlossen. Dann wird der Beutel aus dem Behälter entnommen und der Innenraum des Behälters bleibt unverschmutzt und kann einen weiteren Beutel als Auskleidung aufnehmen. Die durch Verdrehen ver schlossene Öffnung des Beutels kann auf an sich übliche Weise wie zum Beispiel unter Verwendung von verdrehbaren Draht elementen oder ähnlichen Befestigungseinrichtungen gesichert und fest verschlossen werden. Der geschlossene gefüllte Beu tel wird dann anschließend beseitigt. Alternativ können der artige Beutel auch ohne Unterstützung als Aufnahmebehälter verwendet werden. An sich übliche Beutel aus Polyäthylen ha ben jedoch den Nachteil einer nicht ausreichenden Steifigkeit und bei dem Füllen derartiger Beutel mit Gegenständen erge ben sich Schwierigkeiten, da die Öffnung des Beutels offen gehalten werden muß. Hierdurch sind unnötige zusätzliche Hand habungsschritte erforderlich.

Ein weiterer Hauptnachteil bei der Anwendung von Polyäthylen beuteln zur Abfallbeseitigung liegt in der Tatsache, daß sie unter Belastung zum Reißen neigen und daß sie nur eine sehr niedrige Sticheinreißfestigkeit haben. Wenn ein gefüllter Beutel durch Einwirkung von innen oder außen ein Loch bekommt, ist es für Polyäthylenfolie charakteristisch, daß sich dieses Loch ausweitet, d. h. der lochförmige Riß breitet sich schnell über die Beutelwandung oder nach unten aus.

Es wurden bisher zahlreichen Anstrengungen unternommen, um die zuvor beschriebenen Schwierigkeiten und Nachteile zu überwinden. Die einfachste Methode besteht in der Vergrößerung der Folienabmessungen, d. h. die Beutelwandungen wer den dicker und somit widerstandsfähiger gemacht. Um eine ent sprechende verbesserte Widerstandsfähigkeit des Beutels zu erreichen, ist jedoch eine beträchtliche Vergrößerung der Folienabmessungen in der Größenordnung von 50 bis 150% not wendig. Die Herstellungskosen nehmen unmittelbar mit der steigenden Harzmenge zu, die für die Herstellung eines der artigen Beutels verwendet wird. Versuche, bei denen mit relativ niedrigen Kosten verbundenes Polyäthylen durch andere Harze ersetzt werden soll, die bessere Festigkeitskennwerte haben, sind aufgrund der Wirtschaftlichkeit gescheitert, die bei der Verwendung von meist teuren Harzersatzstoffen nicht mehr gegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schicht folie zu schaffen, deren Herstellung wirtschaftlich ist und die besseres Festigkeitseigenschaften hat. Insbesondere soll sie unter Verwendung von relativ preisgüngstigen Aus gangsstoffen so hergestellt werden können, daß sie auch unter Beanspruchung nicht zur Rißbildung neigt, d. h. eine hohe Reißfestigkeit hat und ausreichend widerstandsfähig gegen lochförmige Risse ist. Sie soll eine ausgezeichnete Reiß festigkeit und hohe Elastizitätskennwerte haben.

Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, daß thermopla stische Folien, die einen überwiegenden Anteil von mit rela tiv niedrigen Kosten verbundenen harzartigen Materialien ent halten, die üblicherweise zu der Herstellung von Beuteln ver wendet werden, wie zum Beispiel ganz allgemein Polyäthylen harz mit niedriger Dichte, zu Gegenständen, wie zum Beispiel Beuteln verarbeitet werden können, die eine bessere Steifig keit, d. h. einen besseren Elastizitätsmodul und bessere Festigkeitskennwerte als bisher übliche Plyäthylenbeutel haben. Ganz allgemein hat sich somit ergeben, daß ein Schichtstoff bzw. eine Schichtfolie, bestehend aus wengistens einer Schicht aus einem allgemein verwendbaren Polyäthylenharz mit niedri ger Dichte, die eine Stärke in der Größenordnung von etwa 50 bis 90% und vorzugsweise von etwa 65 bis etwa 85% der Gesamtstärke der Schichtfolie hat, mit einer zweiten Schicht verbunden werden kann, die den Rest der Gesamtstärke der Schichtfolie einnimmt, und die aus einem Harz oder einem Harz gemisch besteht, das ein Gemisch aus polymeren Harzen ist. Die zweite Schicht kann beispielsweise eine relativ dünne Schicht aus einem harzartigen Gemisch sein, bestehend aus einem Polyäthylenharz mit hoher Dichte und einem linearen Polyäthylencopolymeren mit niedriger Dichte, das beispiels weise ein Copolymeres von Äthylen und einem weiteren α-Olefin sein kann, das etwa 3 bis etwa 15 Kohlenstoffatome und eine Dichte von niedriger als etwa 0,94 g/cm³ hat. Kleinere Anteile einer Farbstoffgrundmischung in der Größen ordnung von weniger als etwa 5 Gew.-%, wie zum Beispiel ein Gemisch aus Polyäthylen mit niedriger Dichte und einem anor ganischen Pigment können ebenfalls Verwendung finden. Hier bei hat sich ergeben, daß bei der Herstellung von Beuteln aus derartigen Schichtfolien, wenn die aus Polyäthylen mit niedriger Dichte bestehende Schicht vorzugsweise die Innen fläche des Beutels bildet, die Beutel verbesserte Festig keitskennwerte im Vergleich zu Polyäthylenbeuteln ohne Schichtgefüge haben. Diese Verbesserung hinsichtlich der Festigkeitskennwerte wird nicht wie zuvor beschrieben durch unnötige Materialvergeudung erzielt, da der aus einer Schicht folie hergestellte Beutel nach der Erfindung einen überwiegen den Anteil, d. h. bis zu etwa 80% der Gesamtstärke des Schicht folie, an mit niedrigen Kosten verbundenem und allgemein ver wendbarem Polyäthylenharz hat.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt sche matisch im Querschnitt einen Extruder, der zur Herstellung von laminaren Folienbahnen bzw. Folienbahnen mit einem Schicht aufbau nach der Erfindung verwendet werden kann, wobei einige Teile aus Übersichtlichkeitsgründen vergrößert dargestellt sind.

Es gibt bisher zahlreiche Arbeitsweisen, nach denen Mehrschichtfolien aus thermoplastischem Kunststoff herge stellt werden können. Bei einer Vorgehensweise wird eine erste Folie gebildet und anschließend wird durch Aufextru dieren einer weiteren Folie auf die Oberfläche der ersten Folie ein Schichtstoff erstellt, der zwei Schichten umfaßt. Bei einem erst vor kurzem entwickelten Verfahren, das als Coextrudieren bezeichnet wird, werden erschmolzene Schichten oder Schichten in noch weichem Zustand bestehend aus verschie denen Polymerschmelzen in Berührung miteinander gebracht und anschließend abgekühlt. Das Coextrudieren ist beispielsweise in den US-PS 35 08 944 und 34 23 010 beschrieben. Obgleich irgendeine der zuvor beschriebenen Vorgehensweise zur Bildung des Schichtaufbaus nach der Erfindung verwendet werden kann, werden die Schichtgebilde nach der Erfindung vorzugsweise da durch hergestellt, daß gesonderte Polymerschmelzen mit rohr förmigen Formwerkzeugen extrudiert werden, die konzentrisch angeordnet sind, so daß die gesonderten erschmolzenen oder sich noch in weichem Zustand befindenden Materialströme koaxaial extrudiert werden, und daß sie dann außerhalb der Form werkzeuge verschmolzen bzw. vereint werden, so daß sich bei einer anschließenden Abkühlung ein Schlauchkörper mit Schicht aufbau ergibt. Eine Ausführungsform einer derartigen konzen trischen Extrusion von verschiedenen thermoplastischen Schmel zen ist beispielsweise in der US-PS 39 26 706 beschrieben, auf die zur näheren Erläuterung ausdrücklich hingewiesen wird.

Bei der Herstellung von Schichtfolien nach der Erfin dung, die insbesondere für Beutel bestimmt sind, wurde fest gestellt, daß bestimmte speziell gewünschte physikalische Eigenschaften von den einzelnen Schichten herkommen. Die Außen schicht eines Beutels beispielsweise, deren Stärek zwischen etwa 10 bis etwa 50% der Gesamtstärke der Schichtfolie betragen kann, muß vorzugsweise steif sein, d. h. sie muß einen relativ hohen Zugfestigkeitskennwert haben. Auch muß sie zäh sein, d. h. eine Schlagfestigkeit aufweisen. Auch sollte sie unter Beanspruchung eine gute Dehnung haben. Schließlich sollte sie in starkem Maße reißfest bzw. zerreißfest insbe sondere in Querrichtung des Schichtverlaufes sein, d. h. in Querrichtung zur Extrudierrichtung der Schicht. Die dickere Innenschicht der Schichtfolie für Beutel sollte als speziell erwünschte physikalische Eigenschaften so sein, daß ein Heiß siegeln über große Temperatur- und Druckbereiche ohne Schwie rigkeiten möglich ist und daß eine hohe Reißfestigkeit ins besondere in Herstellungsrichtung der Schichten (in Extrudier richtung der Schicht) vorhanden ist.

Der Orientierungsgrad jeder der Schichten der Schichtfolie stellt eine sehr bedeutende Einflußgröße für die insgesamt zu erwartenden physikalischen Eigenschaften des Schichtstoffes dar. Beim kombinierten Strangpreß-Blasverfahren unter Ver wendung von eingeschlossener Luft treten zwei Orientierungs arten bei den Polymerkristallen auf, was durch Ermittlungen festgestellt worden ist. Die erste Orientierungsart ergibt sich bei dem Durchgang des Materialstromes durch die Lippen des Formwerkzeuges und diese Orientierung versucht, die Kri stalle in Materialstromrichtung (MD) auszurichten. Bei einem von Natur aus vollständig amorphen Stoff hat diese Orientie rung des Materialstromes nur wenig oder gar keinen Einfluß. Mit Zunahme der Kristallinität nimmt auch der Orientierungs grad in dem Stoff zu. Bei einem linearen Polymeren mit langen geraden Ketten werden die Kristalle in Herstellungsrichtung orientiert. Mit zunehmender Verzweigung der Ketten neigen die Kristalle zu einer geringfügig stärkeren Zufallsorientierung und derartige Stoffe enthalten mehr amorphe Bereiche, die nicht orientiert sind. Da Polyäthylen mit hoher Dichte linear und kristalliner ist, läßt sich die Orientierung von Polyäthy len mit hoher Dichte nur schwer mit der von Polyäthylen mit niedriger Dichte vergleichen. Lediglich durch den Einfluß des Formwerkzeuges ergibt sich eine in Herstellungsrichtung (MD) stark orientierte Folie, die jedoch in Querrichtung (TD) kaum orientiert ist. Beim Übergang von Polyäthylen mit niedriger Dichte zu Polyäthylen mit hoher Dichte ist der Stoff in Ab hängigkeit von der Zunahme der Dichte und der Abnahme der Ver zweigung des Polymeren der Orientierung stärker unterworfen. Polyäthylen mit hoher Dichte wird stark orientiert, so daß dessen Neigung zur Rißbildung in Herstellungsrichtung (MD) sehr stark wird.

Die zweite Orientierungsart beruht auf dem Einfluß des Aufblasverhältnisses (BUR) beim Folienblasen. Da bei diesem Strecken der Folie die Blasen sich zu einem größeren Durch messer erweitern, ist der Zug auf die Polymerkristalle an sich in viele Richtungen gerichtet und wirkt der Orientie rung in Herstellungsrichtung (MD) entgegen, die mit dem Ein fluß des Formwerkzeuges verknüpft ist. Wenn das Aufblasver hältnis (BUR) größer wird, nimmt die Orientierung in Quer richtung (TD) mit einer geringfügigen Verminderung der Eigen schaften in Herstellungsrichtung (MD) zu. Eine verbesserte Reißfestigkeit kann man demnach hierdurch in Querrichtung (TD) erhalten, die an sich sonst niedrig ist.

Das Aufblasverhältnis für Polyäthylen mit niedriger Dichte liegt üblicherweise in der Größenordnung von 1,5 bis 3,0 : 1 (das Aufblasverhältnis (BUR) ist als das Verhältnis von Umfang der Blase zu Umfang des ringförmigen Werkzeuges definiert). Durch ein Aufblasverhältnis in dieser Größenord nung soll ein Ausgleich zwischen den Eigenschaften in Her stellungsrichtung (MD) und in Querrichtung (TD) geschaffen werden. Polyäthylen mit hoher Dichte wird jedoch durch den Einfluß des Formwerkzeuges in Herstellungsrichtung stark orien tiert, so daß sich in Querrichtung nur sehr schlechte Eigen schaften ergeben, wenn man die Aufblasverhältnisse von Poly äthylen mit niedriger Dichte anwendet. Aus Wirtschaftlichkeits gründen und aus Gründen der Verarbeitung des erschmolzenen Poly meren erscheinen derartig große Aufblasverhältnisse als äußerst unzweckmäßig, jedoch ist die Reißfestigkeit eine Schlüssel eigenschaft für Erzeugnisse in Form von Beuteln. Die Erfin dung ermöglicht, daß die Folien mit Geschwindigkeiten laufen und unter Bedingungen für das Aufblasverhältnis (BUR) verar beitet werden, die für Polyäthylen mit niedriger Dichte ge eignet sind, und daß in der Außenschicht zusätzlich die Steif heit und die Festigkeit des Gemisches aus Polyäthylen mit hoher Dichte und α-Olefin zum Tragen kommen.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist eine Ausführungs form eines Extruders gezeigt, der zur Herstellung von Schicht folien nach der Erfindung verwendet werden kann. Wie gezeigt, fördern zwei Extruder 11 und 12 für thermoplastischen Kunst stoff verschiedene thermoplastische Harze bzw. thermoplasti sche Kunststoffe zu einem gemeinsamen Formwerkzeug 13. Das rohrförmige Formwerkzeug 13 hat zwei konzentrische kreisför mige Kanäle, die die einzelnen Kunststoffmaterialströme gesondert aufnehmen und formen, bis sie aus den konzentrischen Formwerkzeugen 14 und 14′ austreten. Kurz nach dem Verlassen der Formwerkzeuge 14 und 14′ verschmelzen die konzentrischen, koaxialen erschmolzenen oder sich noch im heißen Zustand befindenden Schläuche und verbinden sich miteinander, so daß sich ein schlauchförmiges Schichtgebilde 15 bestehend aus zwei Schichten bildet. Mit Hilfe von an sich bekannten und nicht gezeigten Einrichtungen wird Luft zugeführt, um den Schlauch 15 aufzublasen und zu halten, bis der Schlauch 15 stromabwärts des Formwerkzeuges 13 mit üblichen gegenläufigen Preßwalzen (nicht gezeigt) zusammengepreßt wird. Es handelt sich also um ein an sich übliches kombiniertes Strangpreß-Blasverfahren, bei dem die extrudierten schlauchförmigen Gebilde mittels eingeschlossener Luftblasen aufgeblasen werden. Das zusammen gepreßte Schichtgebilde in Schlauchform wird dann zu einer Aufwickelstation (nicht gezeigt) oder zu anderen Verarbei tungseinrichtungen, wie zum Beispiel zu Verarbeitungseinrich tungen zur Herstellung von Beuteln, geleitet.

In der Praxis werden Harze bzw. Kunststoffe in Tabletten form bzw. Pelletform zur Versorgung der Extruderanlage nach Fig. 1 verwendet. Über eine mit Saugdruck arbeitende Entlade einrichtung wird der Kunststoff in Pelletform durch Luftbeför derung von einer Vorratsstelle den gesonderten Beschickungs behältern zugeführt, die oberhalb von den jeweiligen Extru dern 11 und 12 inFig. 1 angeordnet sind. Jeder Harzbestand teil der Gemischzusammensetzungen, die dem Extruder 11 zuge führt werden (d. h. dem Extruder, der das Formwerkzeug 13 zur Bildung einer Außenschicht 16 mit einem erschmolzenen Harzge misch versorgt), wird volumetrisch zugemssen und tropft in einen über dem Extruder 11 liegenden Mischer. Die Reihenfolge der Zugabe der einzelnen Stoffe ist nicht kritisch. Der Mischer arbeitet etwa 15 Sekunden lang bei 120 Upm. Dann wird das so vorgemischte Gemisch dem Versorgungsbereich (nicht gezeigt) des Extruders zugeführt. Zur Beschickung des ersten Extruders (d. h. des Extruders 12, der zur Bildung der Innenschicht 17 besitmmt ist) wird nur eine Harz- bzw. Kunststoffsorte ver wendet, d. h. Polyäthylen mit niedriger Dichte, das als Beschickungsstoff für diesen Extruder dient.

Der bei dem nachstehenden Beispiel verwendete erste Extruder 12 weist eine Schnecke mit einem Druchmesser von 152,4 mm auf, die mit einem Motor angetrieben wird, der eine Leistung von 186,5 kW hat. Die Schnecke hat ein Verhältnis von L/D mit 28 : 1. Die Zylinderbüchse des Extruders war wie üblich ausgelegt und hatte Außenmäntel, die zum Umlauf eines Temperatursteuerfluids dienen und/oder an sich übliche band förmige elektrische Widerstandsheizelemente haben, die um die Zylinderbüchse angeordnet sind.

Der zweite Extruder 11, d. h. der Extruder, der das Form werkzeug 13 zur Bildung der Außenschicht 16 der Schichtfolie mit einer erschmolzenen Harzmischung versorgt, weist eine Schnecke mit einem Durchmesser von 114,3 mm und einem Ver hältnis von L/D mit 24 : 1 auf. Die Zylinderlaufbüchse des Extruders 11 hat wie der Extruder 12 Hohlmäntel, in denen Tem peratursteuerfluide zirkulieren und/oder bandförmige elek trische Widerstandsheizungen in Längserstreckung der Zylinder laufbüchse im Abstand vorgesehen sind, um die Temperatur des im Innenraum der Zylinderbüchse befindlichen erschmolzenen Polymeren zu regeln.

Das in der Figur gezeigte Formwerkzeug 13 ist ein Koex trudierformwerkzeug, bei dem der über den ersten Extruder 12 zugeführter Stoff eventuell die Schicht 17 und der über den zweiten Extruder 11 dem Formwerkzeug 14 zugeführte Stoff even tuell die Außenschicht 16 bildet. Die ringförmigen Lippen des Formwerkzeuges bilden einen Ringspalt von etwa 1,016 mm, der die Düsen 14 und 14′ mit einem schräg verlaufenden Lippen abschnitt mit einer Länge von 12,7 bis 15,8 mm in dem Form werkzeug derart bildet, daß die einzelnen konzentrischen schlauchförmigen Gebilde um etwa 0,79 mm am Austritt aus dem Formwerkzeug 14 getrennt sind. Durch diese Trennung verbinden sich die Folienschichten über dem Formwerkzeug, wie dies in der Figur dargestellt ist und bilden ein schlauchförmiges Schicht gebilde 15.

Beim Austritt aus dem Formwerkzeug 13 werden die extru dierten konzentrischen schlauchförmigen Gebilde 16 und 17 durch einen Luftinnendruck gestützt, der in dem Schlauch zwischen dem Formwerkzeug 13 und den Folienpreßwalzen (nicht gezeigt) eingeschlossen ist, der den Schlauch auf das 2- bis 2,5fache des Umfanges am Durchmesser der Düsen aufbläst. Insoweit handelt es sich um ein an sich kombiniertes Strangpreß- Blasverfahren unter Verwendung einer eingeschlossenen Luft blase.

Währenddem die im Innenraum eingeschlossene Luft die Folie streckt, trifft ein über eine ringförmige Luftzuführ einrichtung 18 mit hoher Geschwindigkeit eintretender Luft strom in der Figur im allgemeinen in vertikaler Richtung auf den extrudierten Schlauch auf, um das erschmolzene Polymere zu kühlen. Durch die Kombination der Expansion von innen mit tels Luft mit der Beaufschlagung von Luft mit hoher Geschwin digkeit über die ringförmige Luftzuführungseinrichtung 18 wird bewirkt, daß sich die Schichten in erschmolzenem Zustand bzw. im weichen Zustand zusammenziehen, so daß sich eine widerstands fähige Verbindung an den Grenzschichten bildet, wenn sich die Schichten bei der Berührung abkühlen und verfestigen.

Bevor der Schlauch 15 zu den Preßwalzen gelangt, wird der gebildete Folienschlauch wie an sich üblich unter Verwendung eines Gestells mit liegend angeordneten Holzleisten zusammen gedrückt, die in Form eines gestürzten V angeordnet sind, wobei der Winkel zwischen den Schenkeln des V etwa 30 bis 35° beträgt. Dieses V-förmige Gestell flacht den Folienschlauch all mählich ab, bis an der Spitze des V der Schlauch vollends durch die Preßwalzen zusammengedrückt wird, die eine Kautschukwalze und eine angetriebene Stahlwalze umfassen können. Die Preß walzen ziehen auch den Schlauch von dem Extrudierwerkzeug 13 ab und bilden gleichzeitig einen Luftabschluß für die in dem Schlauch eingeschlossene Luftblase. Nach dem Durchgang des abgeflachten Schlauches durch die Preßwalzen wird die Folie ent weder zu Rollen aufgewickelt oder durchläuft eine Maschine zur Herstellung von Beuteln oder dergleichen, die ein End produkt liefert.

Wie zuvor erwähnt, weist die Außenschicht der Schicht folie nach der Erfindung vorzugsweise ein Gemisch aus thermo plastischen Harzen und insbesondere Gemische aus Polyäthylen mit hoher Dichte zusammen mit einem linearen Polyäthylen-α- Olefin-Copolymeren mit niedriger Dichte auf. Derartige Copoly mere umfassen Polyäthylen, das mit einem anderen α-Olefin einschließlich α-Olefine, wie zum Beispiel Octen-1, Buten-1, Hexen-1 und 4-Methylpenten-1, zu einem Copolymeren copolymerisiert ist. Vorzugsweise beträgt die Gewichtskonzentration von α- Olefin, das mit Polyäthylen zu einem Copolymeren verknüpft ist, etwa 2,0 bis etwa 10%. Bei den nachstehend beschriebenen Bei spielen werden lineare Copolymere mit niedriger Dichte aus Polyäthylen mit etwa 4,8 Ge.-% Octen verwendet, die unter Bildung eines Copolymers damit verknüpft sind. Wenn ein der artiges Gemisch die Außenschicht des schlauchförmigen Schicht gebildes bildet, haben die daraus gebildeten Schichtfolien einen wesentlich verbesserten Elastizitätsmodul und eine wesentlich verbesserte Reißfestigkeit.

In der nachstehenden Tabelle I sind die wesentlichen physikalischen Eigenschaften der Harze der verschiedenen Poly olefinstoffe aufgelistet, die bei den anschließend erläuterten Beispielen verwendet werden.

Tabelle I

Polyäthylenharz mit niedriger Dichte (für die Innenschicht aus Polyäthylen)

Physikalische Eigenschaften - lineares Polyäthylen mit niedriger Dichte - Octen-1 Copolymerharz

Polyäthylenharz mit hoher Dichte

Nähere Einzelheiten und der Ablauf der Herstellung eines schlauchförmigen Schichtstoffes nach der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Beispielen, die zur Erläuterung von bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfindung dienen.

Die Vorrichtung zur Herstellung und Ausbildung des mehr wandigen thermoplastischen Schlauchstückes bei den nachstehen den Beispielen entspricht in ihrer Ausbildung der in der Zeichnung gezeigten. Auch der bei den nachstehenden Beispielen ver wendete harzartige Stoff hat die in Tabelle I angegebenen physikalischen Eigenschaften. In den Beispielen ist mit HDPE Polyäthylen mit hoher Dichte, mit LDPE Polyäthylen mit niedriger Dichte und mit EVA Äthylenvinylacetatcopolymer bezeichnet.

Beispiel 1

Eine doppelwandige schlauchförmige thermoplastische Schichtfolie mit einer Stärke von 38,1 µm im Mittel wurde hergestellt. Die Innenschicht ist aus Polyäthylen mit niedriger Dichte der zuvor angegebenen Art gebildet. Die Außenschicht der schlauchförmigen Schichtfolie belief sich etwa auf 22% der Gesamtstärke der Schichtfolie. Die Außenschicht weist etwa 75 Gew.-% eines linearen Äthylen-Octen-1-Copolymeren mit niedriger Dichte auf, das etwa 4,8 Gew.-% Octen-1 enthält. Ferner weist sie 20 Gew.-% Polyäthylen mit hoher Dichte und etwa 5 Gew.-% eines Pigmentes auf, das 50 Gew.-% eines anorganischen Pigmentes und etwa 50 Gew.-% Polyäthylen mit niedriger Dichte als Träger enthält. Die Innenschicht wurde durch Schmelzextrudieren von 98 Gew.-Teilen Polyäthylenharz mit niedriger Dichte und 2 Gew.-Teilen einer schwarzen Farb stoffgrundmischung mittels des Extruders 12 gebildet. Gleichzeitig wird mit Hilfe des Extruders 11 das Gemisch für die Außenschicht schmelzextrudiert. Bei ihrem Durch gang durch das Formwerkzeug 13 nehmen die jeweils erschmolzenen Schichten eine konzentrische Schlauchform ein. Die erschmolzenen Schlauchstücke verlassen das Form werkzeug 13 über die Düsen 14 und 14′ in Form von konzentrischen Schlauchgebilden und sie werden anschlie ßend unter Bildung eines Schichtschlauchteiles 15 verschmolzen bzw. vereint, wie dies in der Figur gezeigt ist. In der folgenden Tabelle II, die auch Kennwerte der physikalischen Eigenschaften der hergestellten, extrudierten, mehrwandigen Schichtfolie enthält, sind die Arbeitsbedingungen des Extruders, wie zum Beispiel die Druck- und Temperaturwerte und die jeweiligen Abmessungen der Einrichtung angegeben. Die beiden Schichten konnten selbst dann nicht gelöst werden, wenn die erhaltene Schichtfolie wiederholt gebogen wurde. Die Schicht der Schichtfolie mit Polyäthylen mit niedriger Dichte nahm 78% der Gesamtstärke der Schichtfolie ein.

Beispiel 2

Das Gemisch für die Außenschicht der schlauchförmigen Schichtfolie war identisch mit jenem bei dem Beispiel 1. Die Gesamtstärke der Außenschicht belief sich jedoch auf etwa 26% der Gesamtstärke der Schichtfolie.

Beispiel 3

Es wurde eine schlauchförmige Schichtfolie entsprechend der Verfahrensweise nach Beispiel 1 hergestellt. Die Gesamtstärke der Außenschicht belief sich etwa auf 22 Vol.-%. Das Harzgemisch der äußeren Schicht der Schicht folie weist 65 Gew.-% Äthylen-Octen-1-Copolymer, 30 Gew.-% Polyäthylen mit hoher Dichte und 5 Gew.-% Polyäthylen mit niedriger Dichte auf, das mit anorganischen Stoffen pigmentiert ist.

Die physikalischen Eigenschaften der schlauchförmigen Schichtfolien nach den vorstehenden Beispielen sind in der nachstehenden Tabelle II angegeben. Die Tabelle III enthält die Verfahrensbedingungen bei der Herstellung der Schichtfolien nach den Beispielen 1 bis 3.

Tabelle II

Zylinderbüchse, Durchmesser mm 152,4 Schnecke, Upm 49 Temperatur der Kunststoffschmelze, °C 202,22 Druck der Kunststoffschmelze, kg/cm² 323,4

Extruder 11 (Außenschicht)
Zylinderbüchse, Durchmesser mm 114,3 Schnecke, Upm 41 Temperatur der Kunststoffschmelze, °C 260 Druck der Kunststoffschmelze, kg/cm² 379,6

Formwerkzeug 13
Düsenbreite, mm
außen∼1,0 innen∼1,0

Schlauchförmige Folie
Breite der flachgelegten Folie, mm1828,8

Wandstärken, µm
Innenwand 30,48 Außenwand 7,62

Wie sich aus den vorstehenden Beispielen und Tabellen ergibt, haben gemischte Zusammensetzungen, die ein lineares Copolymer mit niedriger Dichte aus Äthylen-α-Olefin, wie zum Beispiel Octen-1, aufweisen und mit einem größeren Anteil eines Polyäthylenharzes mit hoher Dichte zusammengesetzt sind, eine ausgezeichnete Reißfestigkeit und hohe Elastizitätskenn werte. Diese Eigenschaften sind entweder gleichwertig oder sogar besser als bei Dreikomponentengemischen, wie zum Beispiel jenen, die Polyäthylen mit hoher Dichte oder Polyäthylen mit niedriger Dichte und Vinyläthylenacetatcopolymer enthalten, die bisher zur Herstellung derartiger Schichtfolien verwen det worden sind.

Die Vorteile bei der Herstellung und bei der Verarbei tung eines Zweikomponentenmischungssystems im Vergleich zu einem Dreikomponentenmischungssystem bei derartigen aus Gemischen bestehenden Schichten sind deutlich erkennbar.

Claims

1. Schichtfolie, dadurch gekennzeichnet, daß sie wengistens eine Schicht aus Polyethylenharz mit niedriger Dichte und eine zweite Schicht eines harzaritgen Gemisches aus Polyethylen mit hoher Dichter und einem Ethy len -α-olefincopolymeren enthält, wobei das Gemisch einen größeren Anteil des betreffenden Copolymeren aufweist.

2. Schichtfolie nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Schicht etwa 10 bis etwa 50% der Gesamtstärke der Schichtfolie einnimmt.

3. Schichtfolie nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das α-Olefin etwa 3 bis 15 Kohlenstoffatome aufweist.

4. Schichtfolie nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Gewichtskonzentration von α-Olefin in dem Copolymeren etwa 1,5 bis etwa 10% be trägt.

5. Verfahren zur Herstellung der Schichtfolie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß durch Folienblasen von konzentri schen Schlauch-Formwerkzeugöffnungen getrennte Schmelz ströme koaxial koextrudiert werden aus

(a) wenigsten einer Schicht, die ein Polyethylenharz niedriger Dichte umfaßt, mit
(b) einer zweiten dünneren Schicht, die ein Gemisch aus (1) einem Polyethylen hoher Dichte und (2) einem linearen eine niedrige Dichte aufweisenden Polyethylen-α-Olefin-Copolymer umfaßt, wobei das Gemisch einen größeren Anteil des betreffenden Copolymeren aufweist;

wobei die Ströme außerhalb der Formwerkzeugöffnungen ver einigt und die koextrudierten schlauchförmigen Ströme einem in dem Schlauch eingeschlossenen inneren Druck aus gesetzt werden, so daß ein Aufblasverhältnis von etwa 1,5 bis 3,0 : 1 vorliegt, worauf die geschmolzenen Harze gekühlt werden, wobei das Polyethylen niedriger Dichte eine Dicke von etwa 65 bis 85% der Gesamtdichte der Schicht folie aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schlauch zusammengepreßt wird.

7. Verwendung der Schichtfolie nach einem der vor stehenden Ansprüche zur Bildung eines beutelförmigen thermoplastischen Schichtkörpers mit wenigstens zwei Schichten, d. h. einer Innenschicht und einer Außenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen schicht Polyethylen mit niedriger Dichte und die Außen schicht ein harzartiges Gemisch aus Polyethylen mit hoher Dichte und einem Ethylen-a-Olefin-Copolymeren enthält, wobei das Gemisch einen größeren Anteil des betreffenden Copolymeren aufweist.