DE3323109A1

DE3323109A1 - Monoaxial verstreckte baendchen aus polypropylen oder propylen-aethylen-copolymeren

Info

Publication number: DE3323109A1
Application number: DE19833323109
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Linz Reither
Original assignee: Lentia GmbH
Current assignee: Lentia GmbH
Priority date: 1983-06-27
Filing date: 1983-06-27
Publication date: 1985-01-03
Also published as: DE3464068D1; DK310584A; EP0132563A1; ATE27622T1; EP0132563B1; DK310584D0

Description

Lentia Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Chem. u. pharm.Ezreugnisse - Industriebedarf
Arabellastraße 4, 8000 München 81
ANR: 1 002 996

Monoaxial verstreckte Bändchen aus
Polypropylen oder Propylen-Athylen-Copolymeren

Die vorliegende Erfindung betrifft monoaxial verstreckte Bändchen aus Polypropylen oder Propylen-Ä'thylen-Copolymeren, die eine wesentlich geringere Spleißneigung besitzen als die bisher bekannten Bändchen, sowie deren Verwendung zur Herstellung von Geweben und Gewirken.

Gewebe und Gewirke aus monoaxial verstreckten Bändchen aus thermoplastischen Kunststoffen finden eine immer breitere Verwendung in verschiedenen Anwendungsgebieten, wie z.B. Herstellung von Websachen, Flächengebilden sowie Einsatz beispielsweise als Geotextil und vieles mehr. Lockere Bändchengewebe oder -gewirke können beispielsweise als sog. Raschelgewebe der Aufbewahrung von verderblichen Stückgütern, insbesondere Obst und Gemüse, dienen. Hierbei sind Bändchen aus Polypropylen wegen ihrer guten Verstreckbarkeit und der dafür erzielbaren hohen Festigkeit besonders geeignet, als Nachteil gilt allerdings die besonders ausgeprägte Spleißneigung von Gebilden aus Polypropylen, die monoaxial verstreckt sind, weil sie zum Auffasern der Bändchen und zu Störungen in den Verarbeitungsmaschinen, z.B. den Webstühlen, führt.

Es sind daher schon zahlreiche Vorschläge gemacht worden, die SpleiSneigung von monoaxial verstreckten, bandartigen Gebilden aus Polypropylen herabzusetzen, wobei außer verfahrenstechnischen Maßnahmen, wie Verstrecken im

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kurzen Spalt (AT-PS 369 440) vor allem verschiedene Zusätze vorgeschlagen wurden, die die SpleiQneigung vermindern sollen. 33231

So wird gemäß DE-OS 1 813 649 der Zusatz von Polyäthylen eines bestimmten Schmelzindexbereiches und einer Dichte von 0,916 bis 0,960 g/cm , gemäß AT-PS 292 186 der Zusatz von Polyisobutylen eines hohen Molekulargewichtes, gemäß AT-PS 295 024 der Zusatz beider dieser Kunststoffe, gemäß DE-OS 1 807 957 der Zusatz von Polyäthylen niedriger Dichte und gemäß AT-PS 264 815 der Zusatz eines Copolymeren von Alkylenen mit Vinylacetat oder nieder-Alkylacrylat empfohlen.

Andere Vorschläge beschäftigen sich mit dem Zusatz von mineralischen Füllstoffen, wie Talkum (AT-PS 340 310) oder Blähmitteln (GB-PS 1 174 772 und AT-PS 369 440) zur Herabsetzung der Spleißneigung.

Andererseits ist es schon verschiedentlich, insbesondere im Verpackungssektor, vorgeschlagen worden, zusammengesetzte Folien aus verschiedenen Polyolefinen herzustellen, da sie sich von einheitlichen Polyolefinfolien durch verschiedene Eigenschaften, wie Griff, Knickfestigkeit usw. unterscheiden.

So wird gemäß AT-PS 266 696 ein mehrschichtiger und verstreckter Verpackungsfilm beschrieben, der aus einer Polypropylenschicht besteht, die durch je eine Polyäthylen- oder A'thylen-Vinylacetat-Copolymerschicht abgedeckt ist. Dieser Film soll aber nur dann eine befriedigende Querfestigkeit besitzen, wenn der Volumsanteil der Polypropylenschicht nicht mehr als 20 % beträgt. Ferner sind biaxial gereckte Polypropylenfolien bekannt, die auf wenigstens einer Seite mit einem filmbildenden, wenigstens 65 Gew.% Äthylen enthaltenden Polymer überzogen sind (AT-PS 264 144). Schließlich wird ein Film mit rauher Oberfläche dadurch erhalten, daß zwei Folien koextrudiert, laminiert und gedehnt werden, wobei jene der beiden Schichten, die die Oberflächenschicht bildet, in geringerer Menge zugesetzt wird und beim Dehnen der laminierten Folie aufreißt (AT-PS 368 439).

Schließlich sind aus der US-S 3 187 982 bandartige Filme oder Schläuche aus monoaxial orientierten, kristallinen Polyolefinen bekannt, deren eine Oberflä-

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ehe durch eine Schicht aus einem thermoplastischen Material bedeckt ist, das einen wesentlich niedrigeren Schmelzpunkt besitzt. Diese Filme sind vor allem als AufreiObandchen für Packungen aus thermoplastischen Kunststoffen geeignet. Die Herstellung dieser mindestens 1 : 7 verstreckten Bänder erfolgt durch Coextrusion nach dem Blasfolienverfahren, wobei die orientierbare Schicht meist die Innenschicht darstellt und anschließende Verstreckung bei einer Temperatur, bei der sich der kristalline Kunststoff im Reckbereich, der Kunststoff des Überzuges jedoch im geschmolzenen Zustand befindet. Konkret beschrieben ist dieses Bandmaterial an Polyäthylen hoher Dichte als orientierbarer Kunststoff und Polyäthylen niedriger Dichte als Überzugspolymer, wobei nach der Verstreckung ein Bandmaterial entsteht, in dem beide Schichten je eine Dicke von 190/um aufweisen.

Von diesen Bändern wird die hohe Längsfestigkeit, die geringe Dehnbarkeit sowie eine geringe Neigung zur Fibrillierung hervorgehoben. Polypropylen, das wesentlich mehr zum Spleißen neigt als Polyäthylen hoher Dichte, ist zwar ebenfalls als mögliches Material für die verstreckbare Schicht erwähnt, jedoch sind keinerlei konkrete Angaben über die Eigenschaften von daraus gefertigten Bändern angegeben, sodaß auch über eine ev. Verhinderung der Spleißneigung keine Aussagen gemacht werden.

Es konnte nun überraschenderweise gefunden werden, daß aus Polypropylen monoaxial verstreckte Bändchen mit geringer Spleißneigung erhalten werden, die sich hervorragend zur Herstellung von Geweben und Gewirken eignen, wenn ein dünner Polypropylenfilm mit einem noch wesentlich dünneren, durch Coextrusion erzeugten Film aus Polyäthylen oder Copolymeren desselben, überzogen wird, wobei unter diesen Bändchen in erster Linie solche mit einer Gesamtdicke von unter 150/Jm zu verstehen sind. Wesentlich für eine einwandfreie Haftung der beiden Schichten untereinander ist hierbei, daß der Polyäthylenfilm maximal 30 % des Volumens des Polypropylenfilms ausmacht. Es war nicht vorhersehbar, daß derartig dünne Überzugsfilme die Spleißneigung von Polypropylen wirksam herabsetzen, zumal gemäß AT-PS 266 696 an Verpackungsfilmen bei höheren Polypropylenanteilen als 20 Vol.% eine geringere Querfestigkeit, bedingt durch die Spleißneigung des Polypropylens, festgestellt wurde.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind demnach monoaxial verstreckte Bändchen aus Polypropylen oder Propylen-Äthylen-Copolymeren mit einem Äthylenanteil von maximal 30 Gew.% mit geringer SpleiQneigung, die dadurch gekennzeichnet sind, daß 3ie an einer oder an beiden Seiten mit einer durch Coextrusion aufgebrachten Schicht aus Polyäthylen, das bis zu 10 Gew.% höhere alpha-Olefine einpolymensiert enthalten kann oder aus einem Copolymeren des Äthylens mit Vinylacetat bedeckt sind, wobei die Schicht aus dem Propylenpolymeren im Bändchen mindestens 70 Vol.% ausmacht, sowie die Verwendung solcher Bändchen zur Herstellung von Geweben und Gewirken. Vorzugsweise beträgt der Volumsanteil der Polypropylenschicht mindestens 75%.

Als Polypropylen dienen hierbei in erster Linie jene Typen, die üblicherweise für die Herstellung von Bändchen eingesetzt werden. Es enthält je nach Verwendungszweck geringere oder höhere Mengen an den üblichen Verarbeitungsstabilisatoren, Antioxydantien, wie sterisch gehinderte Phenole und ev. auch an UV-Stabilisatoren.

Das Propylenpolymere kann ferner, wenn vom Effekt her erwünscht, einen mineralischen Füllstoff, insbesondere einen solchen wie Talkum, der bereits zur Herabsetzung der Spleißneigung vorgeschlagen wurde, und/oder ein oder mehrere anorganische Pigmente enthalten. Schließlich kann dem Propylenpolymeren bei der Herstellung ein Treibmittel zugesetzt werden, das beim Extrudieren ein Aufblähen der Polypropylenschicht bewirkt. Als Polymeres für den überzug kommt vorzugsweise Polyäthylen niedriger Dichte, etwa einer solchen unter 0,94 g/cm (LDPE) in Betracht, wie es mit dem sog. Hochdruckverfahren erhalten wird. Es können aber auch Äthylencopolymere mit geringen Mengen an einpolymerisierten alpha-Olefinen, das sog. LLDPE, zum Einsatz kommen, mit dem besonders gute Ergebnisse erhalten werden. Der mit LLDPE erzielbare, besonders gute Effekt ist außerordentlich überraschend und war für den Fachmann nicht vorhersehbar. Ebenso geeignet sind Äthylen-Vinylacetat-Copolymere, zweckmäßigerweise solche mit einem Vinylacetatgehalt unter 20 Gew.%. Schließlich kann aber auch Polyäthylen hoher Dichte (HOPE) für den erfindungsgemäßen Zweck eingesetzt werden.

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Die Herstellung der erfindungsgemäßen Bändchen erfolgt durch Coextrusion nach den an sich bekannten Verfahren, wie Blasfolienverfahren oder Verfahren mit Breitschlitzdüse, wobei die Anwendung einer Breitschlitzdüse bevorzugt ist. Hierbei kann sowohl ein Chill-Roll-Verfahren als auch ein Verfahren mit direkter Wasserbadkühlung dienen. Die so hergestellte Folie wird sodann in Bändchen geschnitten und die Bändchen werden anschließend beispielsweise unter Anwendung eines Heißluftkanals verstreckt, wobei Verstreckungsgrade vom 4- bis etwa 12fachen in Frage kommen. Es ist aber auch eine Verstreckung im Kurzspalt anwendbar, jedoch im Hinblick auf eine Unterdrückung der Spleißneigung nicht erforderlich. Prinzipiell ist auch die umgekehrte Vorgangsweise, nämlich Verstrecken der Folie und anschließendes Schneiden in Bändchen, möglich.

Als Maß für die geringe Spleißneigung der erfindungsgemäßen Bändchen dient die Bestimmung der Weiterreißfestigkeit, die in Anlehnung an DIN 53859 durchgeführt wird. Bei dieser Bestimmung wird für Polypropylen eine Weiterreißfestigkeit von 30, bis 60 cN/mm ermittelt, die durch Modifizierung von Polypropylen durch die oben genannten Zusätze auf etwa 50 bis 80 cN/mm gesteigert werden kannn. Die erfindungsgemäßen Bändchen besitzen hingegen eine Weiterreißfestigkeit von etwa 250 cN/mm und auch höher, was mehr als das 3fache jener Bändchen ist, die bisher als spleißarm gegolten haben. Durch die Verminderung der Spleißneigung sind solche Bändchen für die Erzeugung von sog. Raschelgeweben oder Drehergeweben geeignet. Diese eklatante Herabsetzung der Spleißneigung, gepaart mit einer Herstellung, die einfacher ist als die bisher übliche Herstellung aus modifizierten Polypropylenen, da damit die Bereitstellung einer gesonderten Type bzw. gesonderter Typen entfällt, stellt eine bedeutende Bereicherung der Technik dar.

In den nachfolgenden Beispielen soll die Durchführung vorliegender Erfindung näher erläutert werden.

Beispiel 1:

Im Strangpreßverfahren wurden über einen Zwetschichtblasfolienkopf eine coextrudierte Zweischichtfolie hergestellt, wobei für die Basisschicht ein Polypropylen Homopolymerisat mit einem Schmelzindex (230/2,16) von 2,5 g/ 10 min und für die Deckschicht ein Polyäthylen niederer Dichte (LDPE) mit einem Schmelzindex (190/2,16) von 0,8 g/10 min und einer Dichte (23 C) von 0,923 g/cm , das mit einem Gleitmittel ausgerüstet war, diente.

Die Kühlung des Extrudates erfolgte über eine übliche Luftkühlung. Die dabei erhaltene Primärfolie hatte eine Dicke von 0,115 mm, wobei die Dicke der Polypropylenschicht 0,095 mm, jene der LDPE-Schicht 0,02 mm betrug. Diese Primärfolie wurde zu Bändern einer Breite von 8,8 mm geschnitten und in einem mittels Heißluft beheizten Reckofen bei einer Temperatur von 145 C und einem Reckverhältnis von 1 : 8,2 verstreckt. Diese Bändchen wurden anschließend an den Reckvorgang einer Thermofizierung bei 130 C unterzogen, wobei ein Schrumpf von etwa 5 % zugelassen wurde.

Die dabei erhaltenen Bändchen wiesen dann eine Dicke von 0,047 mm auf, wobei die Polypropylenschicht 0,037 mm dick war (78 Vol.%). Die Polyäthylenschicht war also 0,01 mm dick.

Diese Bändchen wiesen folgende Eigenschaften auf:

Reißfestigkeit 53,7 cN/tex

Reißdehnung 18 %

Weiterreißfestigkeit nach DIN 53 859 255 cN/mm

Wird im Gegensatz dazu eine aus zwei Schichten des gleichen Polypropylens bestehende Folie einer Dicke von 0,115 mm hergestellt und werden die aus dieser Folie hergestellten Bändchen bei 155 C in gleichem Ausmaß wie oben gereckt und bei 145 C fixiert, besitzt sie folgende Eigenschaften:

Reißfestigkeit 54,4 cN/tex
Reißdehnung 15 %
Weiterreißfestigkeit 65 cN'mm

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Die erfindungsgemäßen Bändchen hatten also etwa die 4fache Weiterreißfestigkeit wie jene, die nur aus Polypropylen coextrudiert wurden.

Beispiel 2:

Aus dem gleichen Polypropylen wie in Beispiel 1 und einem linearen Polyäthylen niederer Dichte (sog. LLDPE) mit einem Schmelzindex (190/2,16) von 1,0 g/10 min und einer Dichte (23 C) von 0,920 g/cm wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, eine Primärfolie einer Dicke von 0,105 mm erzeugt, wobei die Polypropylenschichte 0,085 mm ausmachte. Nach dem Schneiden und einer Reckung unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 wurden Bändchen einer Dicke von 0,042 mm erhalten. Die Polypropylenschicht war 0,032 mm dick, das sind 76 Vol.%, die LLDPE-Schicht hatte eine Dicke von 0,01 mm.

Diese Bändchen zeigten folgende Werte:

Reißfestigkeit 46,5 cN/tex
Reißdehnung 16 %
Weiterreißfestigkeit 512 cN/mm

Die Weiterreißfestigkeit dieser Bändchen, die ein Maß für die Spleißneigung darstellt, beträgt also etwa das 7fache wie jene der Bändchen, die nur aus Polypropylen erzeugt wurden.

Claims

Patentansprüche:

Monoaxial verstreckte Bändchen aus Polypropylen oder Propylen-Ä'thylen-Copolymeren mit einem Äthylenanteil von maximal 30 Gew.% mit geringer Spleißneigung, dadurch gekennzeichnet, daß sie an einer oder an beiden Seiten mit einer durch Coextrusion aufgebrachten Schicht aus Polyäthylen das bis zu 10 Gew.% höhere alpha-Olef ine einpolymerisiert enthalten kann oder aus einem Copolymeren des Äthylens mit Vinylacetat bedeckt sind, wobei die Schicht aus dem Propylenpolymeren im Bändchen mindestens 70 Vol.% ausmacht.

2. Bändchen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Propylenpolymerschicht mindestens 75 Vol.% ausmacht.

3. Bändchen gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Propylenpolymerschicht einen mineralischen Füllstoff und/oder ein Pigment enthält.

4. Bändchen gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Propylenpolymerschicht durch ein Treibmittel gebläht ist.

5. Bändchen gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyäthylenschicht aus einem linearen Polyäthylen niederer Dichte (LLDPE) besteht.

6. Bändchen gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyäthylenschicht aus einem mit dem sog. Hochdruckverfahren erzeugten Polyäthylen niederer Dichte besteht.

7. Bändchen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dicke von 25 bis 60/um besitzen.

8. Verwendung der Bändchen gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 zur Herstellung von Geweben und Gewirken.

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