DE3917660C2

DE3917660C2 -

Info

Publication number: DE3917660C2
Application number: DE3917660A
Authority: DE
Inventors: Kazuto Tokio/Tokyo Jp Wakita; Isao Sakai Osaka Jp Nagayasu
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1988-06-03
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1993-09-23
Also published as: JPH01306437A; FR2632313A1; GB2219801B; GB2219801A; JPH0689175B2; GB8911990D0; DE3917660A1; US5158731A; FR2632313B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von faserigem Magnesiumoxysulfat als Antiblockiermittel für Kunststoffolien, das zur Herstellung von antiblockierenden Kunststoffolien geeignet sind, die ausgezeichnete Antiblockiereigenschaften und Gleiteigenschaften haben und die als Verpackungsmaterial für Nahrungsmittel, Faserprodukte und andere industrielle Fertigstoffe geeignet sind.

Im allgemeinen enthalten übliche Antiblockiermittel für Kunststoffolien Siliziumdioxid. Derartige Siliziumdioxid als Antiblockiermittel enthaltende Kunststoffolien sind jedoch darin nachteilig, daß die so erhaltenen Antiblockierkunststoffolien (1) eine verminderte Transparenz, (2) geringeren Glanz, (3) verminderte Kratzfestigkeit und (4) für die Verwendung ungünstige Färbung haben. Obwohl vor der vorliegenden Erfindung Versuche unternommen wurden, einen Ersatz des SiO₂ als Antiblockiermittel zu finden, waren diese Versuche nicht erfolgreich. Daher wird Siliziumdioxid bis heute als Antiblockiermittel für Kunststoffolien verwendet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Antiblockiermittels für Kunststoffolien, das die gleichen Antiblockiereigenschaften in Kunststoffolien wie ein übliches Antiblockiermittel erzeugt, das im wesentlichen aus Siliziumdioxid-Teilchen besteht, und bei dem die hiermit hergestellten antiblockierenden Kunststoffolien genügende Transparenz, Glanz, Kratzfestigkeit und befriedigende Färbung zeigen.

Die vorliegende Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verwendung von faserigem Magnesiumoxysulfat in Mengen von 200 bis 10 000 ppm als Antiblockiermittel für Kunststoffolien gelöst.

Die faserigen Magnesiumoxysulfat-Teilchen bestehen aus einer Verbindung, die der Formel

MgSO₄ · 5 Mg(OH)₂ · 3 H₂O

entspricht.

Bevorzugt liegen dabei die erfindungsgemäß verwendbaren Magnesiumoxysulfat-Teilchen in Form von nadelförmigen Kristallen mit einer Teilchenlänge von 10 bis 100 µm, insbesondere 10-50 µm, und einer Teilchendicke von weniger als 1 µm, insbesondere weniger als 0,5 µm, die vorzugsweise ein wahres spezifisches Gewicht von 2,3, dabei eine Schüttdichte von 0,1 g/cm³ oder weniger, insbesondere 0,08 g/cm³ oder weniger. Ganz besonders bevorzugt haben diese Teilchen eine spezifische Oberfläche von weniger als 10 m²/g, insbesondere weniger als 8 m²/g, bestimmt nach der BET-Methode.

Die faserigen Magnesiumoxysulfat-Teilchen können beispielsweise durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem Magnesiumoxid- oder Magnesiumhydroxid-Teilchen in einer wäßrigen Lösung von Magnesiumsulfat dispergiert werden und die wäßrige Lösungs-Dispersion erhitzt wird. Ein anderes Verfahren besteht darin, daß Magnesiumhydroxid-Teilchen in einer wäßrigen Lösung von Schwefelsäure dispergiert werden und die Dispersion sodann erhitzt wird. Die ungeprüfte japanische Patentoffenbarung Nr. 56-1 49 318 beschreibt im einzelnen das besondere Verfahren zur Herstellung der faserigen Magnesiumoxysulfat-Teilchen und die Eigenschaften der so erhaltenen Produkte.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäß zu verwendenden Antiblockiermittels werden vorzugsweise die faserigen Magnesiumoxysulfat-Teilchen in einer Menge von 500-3000 ppm, in eine Matrix gemischt, die im wesentlichen aus einem thermoplastischen Harz besteht.

Ist die Menge des Antiblockiermittels in der Kunststoffharzmatrix zu klein, zeigen die sich ergebenden Kunststoffolien unbefriedigende Antiblockiereigenschaften. Ist der Gehalt des Antiblockiermittels in der Matrix zu groß, zeigen die resultierenden Kunststoffolien eine abgesättigte Antiblockieraktivität und verminderte physikalische Eigenschaften.

Das mit dem erfindungsgemäßen Antiblockiermittel zu mischende Kunstharz ist nicht auf die thermoplastischen Kunstharze eines spezifischen Typs beschränkt oder mit einem spezifischen Molekulargewicht. Vorzugsweise sind aber die thermoplastischen Harze ausgewählt aus der Gruppe der Polyamidharze, Polyesterharze, Polypropylenharze, Polyethylenharze, Polyvinylidenchloridharze, Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisate, Copolymerisate aus zwei oder mehr der vorstehend genannten Monomeren und modifizierten Polymerharze der vorstehend genannten Polymeren und Copolymeren.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Antiblockiermittel auf Polyolefine, beispielsweise Polypropylen- und Polyethylen-Homopolymere und Ethylen-Propylen-Copolymerisate angewandt.

Die erfindungsgemäßen zu verwendenden Antiblockiermittel können in die Kunststoff-Matrix nach jedem bekannten Mischverfahren einverleibt werden. Beispiele hierfür sind das Schmelzkneten, Schmelzextrudieren und das Rollen. Auch können die Gemische aus den Kunststoffen mit dem Antiblockiermittel nach jeder bekannten Methode in Folien umgewandelt werden, z.B. durch Extrusion oder Aufblasen.

Die das erfindungsgemäß zu verwendende Antiblockiermittel enthaltenden Kunststoffolien haben vorzugsweise eine Dicke von 10 bis 200 µm.

Die das erfindungsgemäß zu verwendende Antiblockiermittel enthaltenden Kunststoffolien können weitere Zusatzstoffe enthalten wie mindestens ein Produkt der folgenden Klassen: Antioxidantien, UV-Strahlen-Absorber, Farbstoffe, Gleitmittel und andere Arten von Antiblockiermitteln, solange diese Zusatzstoffe keine Verminderung oder Verlust der Wirkung der erfindungsgemäßen Antiblockiermittel bewirken.

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. Diese sind nur repräsentativ und beschränken den Umfang der Erfindung nicht.

Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele 1 und 2

Ein Polypropylen-Homopolymer-Pulver mit einem Schmelzflußindex von 8,0 g/10 min wurde mit 1000 ppm des Antioxydans BHT (=2,6-Di-t-butylhydroxytoluol), 900 ppm des Gleitmittels Erucinsäureamid (erucinic acid amide) und 2000 pm des erfindungsgemäßen Antiblockiermittels bestehend aus faserigen Magnesiumoxysulfat-Teilchen gemischt, wie es unter dem Warenzeichen MOSHAIJI erhältlich ist und in Form nadelförmiger Kristalle mit einer Länge von 15 µm, einer Dicke von 0,3 µm und einer spezifischen Oberfläche von 8 m²/g vorliegen. Hierbei wurde ein Henschel-Mischgerät verwendet. Das resultierende Gemisch wurde bei einer Temperatur von 220°C mittels eines Pellets bildenden Extrudiergeräts schmelzextrudiert.

Die resultierenden Pellets wurden zu einer röhrenförmigen Folie schmelzverformt, wobei eine mit Wasser gekühlte Maschine zur Erzeugung aufgeblasener Folien mit einem Extrusionsdüsendurchmesser von 45 mm unter den folgenden Bedingungen hergestellt:

Temperaturverteilung bei der Folien-Herstellungsmaschine

Die resultierenden Polypropylenfolien hatten eine Dicke von 30 µm und eine Weite der abgeflachten Röhre von 200 mm.

Die Antiblockiereigenschaften der erhaltenen röhrenförmigen Folie wurden dadurch getestet, daß die röhrenförmige Folie geöffnet wurde und die resultierende Folie entsprechend den folgenden fünf Klassen ausgewertet wurde:

Die Ergebnisse der vorstehenden Untersuchungen sind in Tabelle 1 wiedergegeben.

Beim Vergleichsbeispiel 1 wurde das Verfahren des Beispiels 1 mit der Ausnahme wiederholt, daß in das Polypropylenkunstharz kein Antiblockiermittel eingemischt wurde. Das Ergebnis der Untersuchungen ist ebenfalls in Tabelle 1 aufgeführt.

Beim Vergleichsbeispiel 2 wurde Beispiel 1 wiederholt mit der Ausnahme, daß das erfindungsgemäß zu verwendende Antiblockiermittel durch 2000 ppm eines üblichen Antiblockiermittels, bestehend aus Siliziumdioxid-Pulver, ersetzt wurde (dieses Produkt ist unter dem Warenzeichen Sailoid 244 erhältlich). Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind ebenfalls in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1

Tabelle 1 zeigt eindeutig, daß die Polypropylenfolie des Beispiels 1, die die faserigen Magnesiumoxysulfat-Teilchen als Antiblockiermittel gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten, eine größere Transparenz, einen größeren Glanz, bessere Lubrizität und bessere Antiblockiereigenschaften als die Vergleichsfolien der Vergleichsbeispiele 1 und 2 hat. Weiterhin zeigt Tabelle 1, daß die Endfläche der Polyethylenfolie des Beispiels 1 weiß im Aussehen ist. Hierdurch wird bestätigt, daß die faserigen Magnesiumoxysulfat-Teilchen die Innenmetalloberfläche der Folien bildenden Maschine im wesentlichen nicht abradiert.

Dementsprechend liegt auf der Hand, daß die faserigen Magnesiumoxysulfat-Teilchen bei ihrer Verwendung als Antiblockiermittel für Kunststoffolien überraschend bessere Eigenschaften zeigt.

Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 3

In Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 3 wurde ein Pulver aus Propylen-Homopolymerisat mit einem Schmelzflußindex von 2,0 g/10 min mit 1000 ppm des Antioxidans 2,6-Di-tert-butylhydroxytoluol (BHT) und 650 ppm faserförmiger Magnesiumoxysulfat-Teilchen mit einer Länge von 15 µm, einer Dicke von 0,3 µm und einer spezifischen Oberfläche von 8 m²/g gemischt. Das sich ergebende Gemisch wurde bei einer Temperatur von 220°C schmelzextrudiert und zu Pellets in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 umgewandelt.

Die resultierenden Pellets wurden sodann zu einer Folie mit einer Dicke von 1 mm durch Druckverformung bei einer Verformungstemperatur von 220°C und einem Druck von 100 kg/cm² bei einer Vorerhitzungszeit von 2 Minuten und einer Hitzedruckzeit von 2 Minuten umgewandelt. Die resultierende Folie wurde sodann rasch gekühlt in einem Kühlwasserbad mit einer Wassertemperatur von 20°C.

Diese Folie wurde sodann biaxial gezogen unter Verwendung einer Maschine zum Ausziehen in zwei Richtungen, wobei das Längszugverhältnis 5 und das Querzugsverhältnis 8 (bei einem Oberflächenausdehnungsverhältnis von 5×8=40) betrug und das Ziehen bei einer Temperatur von 140°C erfolgte.

Die resultierende gezogene Folie hatte eine Dicke von 20 µm und zeigte befriedigende Transparenz und befriedigenden Glanz.

10 Stücke dieser gezogenen Folie wurden aufeinander gelegt und das erhaltene Paket aus übereinandergelegten Folienstücken wurde unter einer Last von 36 g/cm² zusammengedrückt und in einem Ofen mit einstellbarer konstanter Temperatur bei einer Temperatur von 40°C und einer relativen Feuchtigkeit (RH) von 80% 40 Stunden belassen.

Nach der obigen Druckbehandlung wurden die Folienteile leicht mit Hand auseinandergenommen.

Im Vergleichsbeispiel 3 wurde wie im Beispiel 2 erwähnt verfahren mit der Ausnahme, daß der Polypropylenfolie kein Antiblockiermittel zugemischt wurde. Die resultierende Folie hatte befriedigende Transparenz und befriedigenden Glanz. Nach einer Druckbehandlung wie vorstehend beschrieben konnten die übereinander gelegten Folien nicht mittels Hand auseinander gezogen werden.

Die Resultate des Beispiels 2 und des Vergleichsbeispiels 3 zeigen eindeutig, daß die faserigen Magnesiumoxysulfat- Teilchen sehr wirkungsvoll als Antiblockiermittel für Kunststoffolien wirken.

Beispiel 3

Es wurde wie im Beispiel 1 verfahren mit der Ausnahme von folgendem:
Das Polypropylen wurde durch ein Polyethylen mit geringer Dichte und mit einem Schmelzflußindex von 2,0 g/10 min ersetzt. Die faserigen Magnesiumoxysulfat-Teilchen wurden dem Polyethylen in einer Menge von 1000 ppm zugemischt.

Die Polyethylen-Pellets wurden zu einer röhrenförmigen Folie durch unter Luftkühlung durchgeführtes Aufblasen bei einer Harztemperatur von 170°C durchgeführt. Die resultierende röhrenförmige Folie hatte eine Dicke von 30 µm und eine Breite der abgeflachten Röhre von 200 mm.

Sofort nach der Bildung der Folie zeigte die resultierende röhrenförmige Folie ausgezeichnete Öffnungseigenschaften und eine sehr geringe Trübung von 5,5%.

Beispiel 4

Das gleiche Verfahren wie im Beispiel 1 wurde durchgeführt mit der Ausnahme von folgendem:
Das Polypropylen wurde durch ein Copolymerisat aus 90 Gew.-% Ethylen mit 10 Gew.-% Vinylacetat mit einem Schmelzflußindex von 0,3 g/10 min ersetzt. Die faserigen Magnesiumoxysulfat-Teilchen wurden in einer Menge von 1200 ppm eingesetzt.

Das Verfahren der Folienbildung unter Verblasen und Luftkühlung wurde bei einer Harztemperatur von 130°C durchgeführt. Die resultierende röhrenförmige Folie hatte eine Dicke von 30 µm und eine Weite der abgeflachten Röhre von 200 mm.

Die resultierende röhrenförmige Folie zeigte ausgezeichnete Öffnungseigenschaften selbst unverzüglich im Anschluß an die Folienbildung. Die Folie zeigte eine geringfügige Trübung von 9,0%.

Vergleichsbeispiel 4

Das gleiche Verfahren wie im Beispiel 1 wurde durchgeführt mit der Ausnahme, daß die faserigen Magnesiumoxysulfat- Teilchen in der großen Menge von 50 000 ppm zugemischt wurden.

Die resultierende Folie hatte ein unerwünschtes Aussehen aufgrund der Bildung von Gelteilchen. Es wird angenommen, daß diese durch sekundäre Agglomerate der faserigen Magnesiumoxysulfat-Teilchen in den Teilen nahe der Oberfläche der Folie entstanden sind. Daher waren diese Folien kommerziell nicht verwertbar.

Zusätzliche Vergleichsbeispiele Vergleichsbeispiel 1

Das gleiche Propylen-Homopolymer wie das des Beispiels 1 wird in einer Menge von 95 Gew.-Teilen und das gleiche faserige Magnesiumoxysulfat wie im Beispiel 1 wird in einer Menge von 5 Gew.-Teilen getrennt in die Einlaßöffnung eines Schmelzextruders eingeführt. Es werden so Polypropylen-Pellets in der gleichen Weise wie in dem Beispiel von JP 59-1 72 533 erhalten.

Die Polypropylen-Pellets werden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 der vorliegenden Anmeldung unter Verwendung einer mit Wasser gekühlten Maschine zu einer aufgeblasenen Folie einer Dicke von 30 µm und einer Weite der abgeflachten Röhre von 200 mm verformt.

Der erhaltene Film hatte eine sehr große Trübheit von 20% und eine schlechte Transparenz und war somit unbrauchbar als transparente Folie.

Vergleichsbeispiel 2

Das gleiche Verfahren wie im vorstehenden Vergleichsbeispiel 1 erwähnt wurde durchgeführt mit folgenden Änderungen:
Die faseriges Magnesiumoxysulfat enthaltenden Polypropylen-Pellets wurden zu einer nicht gezogenen Folie einer Dicke von 1 mm verarbeitet. Die nicht gezogene Folie wurde biaxial ausgezogen. Bei diesem Ausziehen wurde festgestellt, daß die Folie aufgrund der Bildung einer Anzahl von Leerstellen in der Folie weiß wurde. Die ausgezogene Folie war undurchsichtig und zeigte eine Trübheit von 30%.

Eine transparente Folie konnte somit auf diese Weise nicht hergestellt werden.

Beispiel 1

Die gleiche Verfahrensweise wie im vorstehenden Vergleichsbeispiel wurde durchgeführt mit der Ausnahme, daß das faserige Magnesiumoxysulfat in einer Mengen von 0,065 Gew.-Teilen eingesetzt wurde. Die resultierende ausgezogene Folie hatte eine Trübheit von 1% und war in befriedigendem Ausmaß transparent.

Claims

1. Verwendung von faserigem Magnesiumoxysulfat in Mengen von 200 bis 10 000 ppm als Antiblockiermittel für Kunststoffolien.

2. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die faserigen Magnesiumoxysulfat-Teilchen die Form von nadelförmigen Kristallen mit einer Länge von 10 bis 100 µm und einer Dicke von weniger als 1 µm haben.

3. Verwendung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die faserigen Magnesiumoxysulfat-Teilchen eine spezifische Oberfläche von weniger als 10 m²/g, bestimmt nach der BET-Methode, haben.