DE60010523T2

DE60010523T2 - Matter oberflächenfilm mit verbessertem aussehen

Info

Publication number: DE60010523T2
Application number: DE2000610523
Authority: DE
Inventors: Shaw-Chang Chu; F. George CRETEKOS; A. John LARTER; Tien-Kuei Su; R. John WAGNER
Original assignee: ExxonMobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2020-12-06
Also published as: US6534153B1; DE60010523D1; EP1268202A1; BR0016190A; JP2003516249A; ATE265931T1; ES2215770T3; AU2060001A; CA2392755A1; EP1268202B1; WO2001042011A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Folie mit matter Oberfläche. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine mehrschichtige Polyolefinfolie mit matter Oberfläche, die ein verbessertes mattes Aussehen hat.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Folien mit matter Oberfläche haben viele unterschiedliche Nutzanwendungen. Sie bilden in erster Linie einen guten Hintergrund zur Anzeige gedruckter oder künstlerischer Bilder auf der Folie. Die Bilder können durch jedes beliebige konventionelle Kunststoffdruckverfahren auf die Folie mit matter Oberfläche gedruckt werden.
Das Folienprodukt "70 MLT" von Mobil Chemical Company ist eine biaxial orientierte Mehrschichtfolie mit matter Oberfläche. Die Basisschicht ist orientiertes Polypropylen und die matte Oberflächenhautschicht umfasst eine Mischung von Polyethylenen und einem Ethylen/Propylen/Buten-1-Terpolymer. Die Folie mit matter Oberfläche hat ein stumpfes Oberflächenaussehen, das heißt, sie ist nicht schimmernd oder glänzend. Ein solches Oberflächenaussehen ist für die meisten biaxial orientierten Folien, die zum Verpacken verwendet werden, nicht typisch, ist jedoch dahingehend vorteilhaft, dass sie ein ungewöhnliches Aussehen liefert, wenn die der matten Oberfläche gegenüberliegende Seite rückwärtig bedruckt wird.
Obwohl die oben beschriebene Folie mit matter Oberfläche in vielerlei Hinsicht hervorragend ist, wäre es erwünscht, ei ne Folie mit matter Oberfläche zu erzeugen, die ein verbessertes mattes Aussehen hat.
US-A-5 492 757 von Schuhmann et al. offenbart eine opake, matte Mehrschichtpolypropylenfolie mit mindestens einer Basisschicht und mindestens einer Zwischenschicht und einer auf diese Zwischenschicht aufgebrachten Außenschicht. Die Basisschicht schließt Polypropylen und Füllstoffe ein. Die Zwischenschicht schließt eine Mischung oder ein Gemisch von zwei Komponenten I und II ein, wobei Komponente I ein Propylenhomopolymer oder ein Copolymer von α-Olefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein Terpolymer von α-Olefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Mischung oder ein Gemisch dieser Polymere ist, und Komponente II ein Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE) oder ein Gemisch aus HDPE und einem Propylenhomopolymer oder Copolymer eines Copolymers von α-Olefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein Terpolymer von α-Olefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Mischung oder ein Gemisch dieser Polymere ist. Die Außenschicht schließt im Wesentlichen ein Copolymer von α-Olefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein Terpolymer von α-Olefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Mischung oder ein Gemisch dieser Polymere ein.
US-A-5 494 717 von Peiffer et al. offenbart eine heißsiegelbare, schrumpfbare Mehrschichtfolie, die mindestens eine Basisschicht, die ein Propylenpolymer oder eine Propylenpolymermischung enthält, und mindestens eine Außenschicht aufweist, die eine Mischung oder ein Gemisch zweier Komponenten I und II enthält, wobei die Mischung Copolymere oder Terpolymere von α-Olefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen und HDPE enthält.
US-A-5 496 600 von Peiffer et al. offenbart eine Mehrschichtpolypropylenfolie, die mindestens eine Basisschicht, die Polypropylen oder eine Polypropylenmischung und Harz enthält, und mindestens eine Außenschicht enthält, die eine Mischung oder ein Gemisch zweier Komponenten I und II enthält.
US-A-5 516 563 von Schumann et al. offenbart eine opake matte Mehrschichtpolypropylenfolie, die mindestens eine Basisschicht, die Polypropylen oder eine Polypropylenmischung und Füllstoffe enthält, und mindestens eine Außenschicht einschließt, die eine Mischung oder ein Gemisch zweier Komponenten I und II enthält.
In ähnlicher Weise offenbart US-A-5 618 369 von Peiffer et al. eine matte Mehrschichtpolypropylenfolie, die mindestens eine Basisschicht, die Polypropylen und migrierende Additive oder eine Mischung migrierender Additive enthält, und mindestens eine Außenschicht einschließt, die eine Mischung oder ein Gemisch zweier Komponenten I und II einschließt.
EP-A-0 341 753 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hochfesten Folienmaterials, bei dem ein Laminat gebildet wird, das mindestens zwei Schichten aus thermoplastischem Polymergemisch enthält, das Polyethylen enthält, wobei jede Schicht eine fibrillare Kornstruktur aufweist, die eine vorwiegende Spaltbarkeitsrichtung liefert, und die Moleküle der Schichten biaxial orientiert werden, indem die Schichten in im Wesentlichen uniaxialen Schritten gereckt werden, um das Korn des Polymers in ein Zick-Zack-Mikromuster umzusandeln.
Es verbleibt im Stand der Technik ein Bedarf nach neuen und verbesserten Verfahren zur Herstellung matter Folien mit neuen und verbesserten Eigenschaften.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Folie mit matter Oberfläche, die

(a) eine Basisschicht, die ein Polyolefin enthält, und
(b) eine matte Oberflächenschicht aufweist, die ein Gemisch aus Polyethylen mit hohem Molekulargewicht und hoher Dichte (HMWHD PE) mit mindestens einem unverträglichen Polyolefin enthält.

Das unverträgliche Polyolefin in der matten Oberflächenschicht kann ausgewählt sein aus Ethylen/Propylen- (EP)-Copolymeren, Ethylen/Butylen/Propylen- (EBP)-Terpolymeren und Polypropylen- (PP)-Homopolymeren, wie metallocenkatalysiertem isotaktischem Polypropylen (m-iPP) und metallocenkatalysiertem syndiotaktischem Polypropylen (m-sPP).
Die matte Oberflächenschicht kann ferner ein Polyethylen mit hoher Dichte und niedrigem Molekulargewicht oder Polyethylen mit hoher Dichte und mittlerem Molekulargewicht enthalten.
Die matte Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung kann ein verbessertes mattes Aussehen haben. Insbesondere kann die Oberflächentextur der matten Oberflächenschicht knotenförmig sein.
Die vorliegende Folie mit matter Oberfläche ist heißsiegelbar und hat im Vergleich mit anderen Typen matter Folien verbesserte Verarbeitbarkeit.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die erfindungsgemäße Folie mit matter Oberfläche hat eine Basisschicht, die Polyolefin enthält, und eine matte Oberflächenschicht, die ein Gemisch aus Polyethylen mit hoher Dichte und hohem Molekulargewicht mit mindestens einem unverträglichen Polyolefin enthält.
Die Basisschicht kann Polypropylen oder Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE) enthalten. Besonders brauchbare HDPE-Polymere zur Herstellung der Basisschicht schließen HDPE M-6211 und HDPE M-6030, angeboten von Lyondell Chemical Company, HD-6704.67, angeboten von Exxon Chemical Company, und dergleichen ein.
Die Folie mit matter Oberfläche kann eine orientierte Polypropylen- (OPP)-Folie sein und ist vorzugsweise biaxial orientiert.
Die matte Oberflächenschicht wird gebildet, indem ein Gemisch aus mindestens einem unverträglichen Polyolefin mit Polyethylen mit hohem Molekulargewicht und hoher Dichte (HMWHD PE) bereitgestellt wird. Beispiele für geeignete unverträgliche Polyolefine schließen Ethylen/Propylen-Copolymer (EP), Ethylen/Butylen/Propylen-Terpolymer (EBP) oder ein Polypropylen- (PP)-Homopolymer ein, wie ein metallocenkatalysiertes isotaktisches Polypropylen (m-iPP) oder metallocenkatalysiertes syndiotaktisches Polypropylen (m-sPP).
Polyethylen mit hohem Molekulargewicht und hoher Dichte (HMWHD PE)-Polymere können einen Schmelzindex von weniger als 1 und vorzugsweise weniger als 0,5 haben. Das HMWHD PE kann eine Dichte von etwa 0,940 bis etwa 0,980 g/cm³ und einen Schmelzpunkt von etwa 115 bis etwa 140°C haben. Das HMWHD PE kann beispielsweise eine Dichte von etwa 0,95 bis etwa 0,970 g/cm³ und einen Schmelzpunkt von etwa 120 bis etwa 134°C haben. Der Schmelzindex kann gemäß ASTM D1238 unter einer Last von 2,16 kg bei 190°C gemessen werden.
Eine matte Oberfläche kann sehr kleine (z. B. mikroskopisch) erhabene Flächen in Form von Fasern (z. B. längliche Kämme) und/oder in Form von Knötchen (z. B. im Wesentlichen kugelig geformte Wälle) enthalten. Jene Oberflächen, die hauptsächlich Fasern einschließen, können als fibrillar beschrieben werden, während jene, die hauptsächlich Knötchen einschließen, als knötchenförmig beschrieben werden können.
Wenn das unverträgliche Polyolefin ein metallocenkatalysiertes Polypropylenharz ist, kann die matte Oberflächentextur gesteuert werden. Das bedeutet, dass sich die Oberflächentextur, wenn Standardpolypropylen zu metallocenkatalysiertem Polypropylen geändert wird, von einer fibrillaren Beschaffenheit zu einer knötchenförmigen Beschaffenheit ändert. Diese morphologische Oberflächenveränderung führt zu einer dramatischen Verbesserung des matten Aussehens der Folie.
Wenn das unverträgliche Polyolefin EP oder EBP oder m-sPP ist, ist die mit dem Gemisch von EP mit HMWHD PE, EBP mit HMWHD PE sowie m-sPP mit HMWHD PE erhaltene matte Oberflächentextur von knötchenförmiger Beschaffenheit und auch heißsiegelbar. Glanz kann durch das Verhältnis von siegelbarem Harz zu HMWHD PE gesteuert werden.
Die matte Oberflächenschicht kann ein ternäres Gemischsystem sein, das beispielsweise ein Gemisch aus Polyethylen mit hohem Molekulargewicht und hoher Dichte, entweder ein Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht und hoher Dichte (LMWHD PE) oder ein Polyethylen mit mittlerem Molekulargewicht und hoher Dichte (MMWHD PE) sowie mindestens ein unverträgliches Polyolefin enthält. Das unverträgliche Polyolefin kann EP-Copolymer, EBP-Terpolymer oder PP-Homopolymer sein. Das Gemisch dieser Ausführungsform liefert Folien mit verbessertem matten Aussehen, während Linsen (klare Flecken, die aus nicht geschmolzenen Spezies mit hohem Molekulargewicht resultieren) vermindert und Düsenaufbauprobleme gelindert werden.
Das Copolymer von Ethylen und Propylen und das Terpolymer von Ethylen, Propylen und Butylen kann vorwiegend aus Propylen zusammengesetzt sein. Ein solches Copolymer oder Terpolymer kann mehr als etwa 80 % Propylen enthalten. Das Ethylenpolymer kann ein Copolymer oder ein Gemisch verschiedener Arten von Ethylenpolymeren einschließen. Das Ethylenpolymer kann beispielsweise ein Gemisch aus zwei oder mehr Ethylenpolymeren sein, die jeweils unterschiedliche Dichten haben. In einer vorgesehenen Ausführungsform enthält das Ethylenpolymer mindestens ein erstes Ethylenpolymer mit einer Dichte von mindestens etwa 0,91 g/cm³ und ein zweites Ethylenpolymer mit einer Dichte, die sich von der Dichte des ersten Ethylenpolymers unterscheidet. Das Gemisch kann beispielsweise Polyethylen mit hoher Dichte und Polyethylen mit niedriger Dichte oder lineares Polyethylen mit niedriger Dichte enthalten. Das Verhältnis der Gemischkomponenten variiert in Abhängigkeit von den Polyethylenkomponenten des Gemisches und den gewünschten Charakteristika der Oberflächenschicht. Ein Gemisch kann verwendet werden, bei dem ein gleicher Anteil von jeder Komponente verwendet wird, wie ein 50:50-Gemisch. Es lassen sich jedoch andere Gemische verwenden, wie ein Gemisch aus 50 % Ethylen/Propylen/Buten-1-Terpolymer, 40 % Polyethylen mit hoher Dichte (0,95 g/cm³) und 10 % Polyethylen mit niedrigerer Dichte (ungefähr 0,92 g/cm³).
Kommerziell erhältliche Polymerprodukte, die zur Herstellung der matten Oberflächenschicht verwendet werden können, schließen die folgenden ein: EP 8573, das ein Ethylen/Propylen-Copolymer ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company; Chisso 7800, das ein Ethylen/Butylen/Propylen-Terpolymer ist, angeboten von Chisso Corporation; Fina EOD 97–09, das metallocenkatalysiertes isotaktisches Polypropylen (m-iPP) ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company; Fina EOD 98–03, das metallocenkatalysiertes syndiotaktisches Polypropylen (m-sPP) ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company; Equistar M6211, das ein Polyethylenharz mit hohem Molekulargewicht und (niedriger/mittlerer) Dichte von Equistar Corporation ist; Mobil HXZ 801 HDPE-Harz von Mobil Oil Corporation; und Equistar L5005 HDPE-Harz von Equistar Company.
Metallocenkatalysierte isotaktische Polypropylene haben relativ enge Zusammensetzungsverteilungen und relativ enge Molekulargewichtsverteilungen. Diese metallocenkatalysierten isotaktischen Polypropylene können eine Isotaktizität von 85 oder mehr haben (gemessen durch Löslichkeit in Xylol).
Metallocenkatalysiertes syndiotaktisches Polypropylen kann eine Syndiotaktizität von mindestens 70 % haben, bezogen auf racemische Pentaden, in der Regel mehr als 75 %, gemessen mittels C¹³-NMR-Spektroskopie. Die mittlere Länge der Sequenz n_r der syndiotaktischen Sequenzen ist vorzugsweise größer als etwa 20, insbesondere größer als etwa 25.
Das metallocenkatalysierte syndiotaktische Polypropylen kann einen Schmelzfluss von etwa 3 und 7 g/10 Min haben, beispielsweise 4 bis 5 g/10 Min, gemessen nach dem Standard-ASTM D1238 Verfahren.
Auf einer Seite der Basisschicht, die der Seite gegenüberliegt, auf der sich die matte Oberflächenschicht befindet, kann ein folienbildendes Polymer mit Eigenschaften sein, die für Extrusion und uniaxiale oder biaxiale Orientierung (durch Recken des Extrudats in Maschinenrichtung und/oder Querrichtung bei erhöhten Temperaturen) und zur Bildung einer Hautschicht geeignet sind. Eine solche Schicht kann ein thermoplastisches Polymer enthalten, das vorwiegend aus einem olefinischen Polymer zusammengesetzt sein kann, wie Propylenhomopolymer, Ethylenhomopolymer, Propylen- oder Ethylencopolymer oder -terpolymer von Propylen, Ethylen und Butylen. Diese ther moplastische Polymerschicht kann die gleiche wie die Schicht sein, die die matte Oberfläche liefert, oder kann sich von dieser unterscheiden. Wenn diese Schicht bedruckbar, siegelbar oder zum Drucken oder Siegeln behandelbar sein soll, kann diese Schicht beispielsweise aus einem Ethylenhomopolymer mit einer Dichte von etwa 0,91 bis etwa 0,96 g/cm³, Ethylen/Propylen-Copolymer, in dem der Ethylengehalt etwa 2 bis 10 Gew.% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, oder einem Ethylen/Propylen/Buten-1-Terpolymer zusammengesetzt sein, in dem der Ethylengehalt etwa 0,5 bis etwa 7 Gew.% Ethylen und etwa 5 bis etwa 30 Gew.% Butylen ist, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymers.
Additive können zur Verbesserung der Folieneigenschaften verwendet werden, oder versehen die Folie mit bestimmten Eigenschaften. Solche Additive werden in effektiven Mengen, verwendet, die in Abhängigkeit von der erforderlichen Eigenschaft variieren, und können ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Antistatikmitteln, Antiblockiermitteln, Gleitadditiven, Antioxidansadditiven, Feuchtigkeitsbarriereadditiven oder Gasbarriereadditiven. Diese Additive können in die Basisschicht, die matte Oberflächenschicht oder jede beliebige andere Schicht eingeschlossen werden.
Brauchbare Antistatikadditive, die in Mengen im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 3 Gew.% verwendet werden können, bezogen auf das Gewicht der Schicht, schließen Alkalimetallsulfonate, polyethermodifizierte Polydiorganosiloxane, Polyalkylphenylsiloxane und tertiäre Amine ein.
Antiblockieradditive können in Mengen im Bereich von etwa 0,1 Gew.% bis etwa 3 Gew.% verwendet werden, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht. Diese Antiblockieradditive können anorganisches teilchenförmiges Material, wie Siliciumdioxid, z. B. ein teilchenförmiges Antiblockiermittel, das von W. R.
Grace unter dem Handelsnamen "SIPERNAT 44" angeboten wird, Calciumcarbonat, Magnesiumsilikat, Aluminiumsilikat, Calciumphosphat und dergleichen, z. B. KAOPOLITE, einschließen. Ein weiteres brauchbares teilchenförmiges Antiblockiermittel wird als nicht schmelzbares vernetztes Silikonharzpulver bezeichnet, das unter dem Handelsnamen "TOSPEARL" angeboten wird; hergestellt von Toshiba Silicone Co., Ltd., und ist in US-A-4 769 418 beschrieben. Ein weiteres brauchbares Antiblockieradditiv ist ein kugelförmiges Teilchen, das aus Methylmethacrylatharz mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 1 bis 15 μm hergestellt ist . Ein solches Additiv wird unter der Handelsbezeichnung "EPOSTAR" angeboten und ist kommerziell von Nippon Shokubai erhältlich.
Gleitadditive können Amide höherer aliphatischer Säuren, Ester höherer aliphatischer Säuren, Wachse und Metallseifen einschließen. Diese Gleitadditive können in Mengen im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.% verwendet werden, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht. Ein spezielles Beispiel für ein Fettamidgleitadditiv ist Erucamid.
Ein konventionelles Silikonöladditiv mit einer Viskosität von 10 000 bis 60 000 cSt kann auch verwendet werden.
Antioxidantien können in Mengen im Bereich von etwa 0,1 Gew.% bis etwa 2 Gew.% phenolische Antioxidantien verwendet werden, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht. Ein spezielles Antioxidans ist kommerziell unter dem Handelsnamen "Irganox 1010" erhältlich.
Barriereadditive können in brauchbaren Mengen verwendet werden und können Harze mit niedrigem Molekulargewicht, Kohlenwasserstoffharze, insbesondere Erdölharze, Styrolharze, Cyclopentadienharze und Terpenharze einschließen.
Die Außenschichten können gegebenenfalls mit einem Wachs zur Schmierfähigkeit kompoundiert werden. Wachsmengen liegen im Bereich von etwa 2 bis etwa 15 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht. Es kommt jedes konventionelle Wachs in Frage, das in thermoplastischen Folien brauchbar ist.
Das Verfahren zur Herstellung der matten Oberflächenschicht kann durch Masterbatch (Grundansatz) sein, bei dem das thermoplastische Polymergemisch der matten Oberfläche zusammen mit jeglichen optionalen Additiven hergestellt und (üblicherweise durch trockenes Mischen) in das die matte Oberfläche bildende thermoplastische Polymergemisch gemischt wird. Die Mischung kann dann in einem Extruder schmelzgemischt oder einem Doppelschneckenextruder kompoundiert werden. Alternativ kann die matte Oberflächenschicht in einer Stufe hergestellt werden, indem das thermoplastische Polymergemisch und gegebenenfalls jegliche Additive in den Anteilen gemischt werden, die zur Herstellung der fertigen Zusammensetzung für die matte Oberflächenschicht verwendet werden.
Die Folie mit matter Oberfläche kann durch Coextrudieren der HDPE-Basisschicht zusammen mit der matten Oberflächenschicht und jeglicher zusätzlichen Schicht durch eine Flachfolienextruderdüse bei einer Temperatur im Bereich zwischen etwa 200 und etwa 270°C, Gießen der Folie auf eine Kühltrommel und Quenchen der Folie gebildet werden. Die Folie kann dann etwa 4- bis etwa 8-fach in dem Orientierer in Maschinenrichtung (MD) gereckt werden, gefolgt von etwa 6- bis etwa 10-fachem Recken in dem Orientierer in Querrichtung (TD). Die Folie kann dann auf einer Spule aufgewickelt werden. Gegebenenfalls können eine oder beide der äußeren Oberflächen vor dem Aufwickeln beschichtet und/oder flammenbehandelt oder coronabehandelt werden.
Die erfindungsgemäße Folie kann zwei oder drei Schichten aufweisen: die Basisschicht; die matte Oberflächenschicht (üblicherweise die äußerste Hautschicht) und gegebenenfalls eine andere Schicht (auch üblicherweise die äußerste Hautschicht), die sich auf der anderen Seite der Basisschicht gegenüber von der matten Oberflächenschicht befindet. Es können weitere Schichten zwischen der Kernschicht und der äußersten Hautschichten eingebaut werden, z. B. Verbindungsschichten; die verschiedene Polymere enthalten (z. B. Polypropylen oder Polyethylen). Die Basisschicht kann etwa 70 bis etwa 97 % der Dicke der Gesamtfolie ausmachen. Die Hautschichten können coextensiv auf jede Hauptoberfläche der Basisschicht aufgebracht werden, beispielsweise in der Regel durch Coextrusion, wie bereits gesagt. Die Hautschichten sind möglicherweise letztendlich nicht die äußersten Schichten eines fertigen Folienprodukts, das die Folie mit matter Oberfläche einschließt.
Die Folie kann als eine Verpackungsfolie oder eine bedruckte Folie verwendet werden. Die Folie kann mit jedem konventionellen Mittel bedruckt werden, und vorgesehene Druckmittel schließen Hochdruck, Offset, Siebdruck, elektrostatische und photographische Verfahren ein. Spezielle Druckverfahren schließen thermisches Kodachromverfahren (einschließlich Sublimation des Farbstoffs), Lithographiedruck, Flexographiedruck, Tiefdruck, Heißprägen, Kehldruck, Drucken mit der Prägepresse und Prägedruck ein. Polyolefine können vor dem Bedrucken behandelt werden, um sie aufnahmefähig für Tinten zu machen. Zu den Behandlungsverfahren gehören Verkleiden, elektronische Behandlung und Flammenbehandlung.
BEISPIELE
In jedem der folgenden Beispiele wurden verschiedene Eigenschaften einschließlich Trübung und Glanz der Folie ermit telt. Die Trübung (%) wird gemäß ASTM D1003 gemessen, und der Glanz (in einem Winkel von 45°) wird gemäß ASTM D2457 gemessen.
In den folgenden Beispielen wurden dreischichtige Folien durch eine Flachfolienextruderdüse mit einer Temperatur von etwa 230°C coextrudiert, auf eine auf 40°C gehaltene Kühltrommel gegossen und dann auf 40°C gequencht. Die Folie wurde dann bei 105°C etwa 5-fach in dem Orientierer in Maschinenrichtung (MD) gereckt und dann bei 160°C etwa 8-fach in dem Orientierer in Querrichtung, um eine etwa 25,4 μm (1 mil) dicke Folie zu produzieren.
BEISPIEL 1
Eine dreischichtige orientierte Folie wurde hergestellt, die zwei Polypropylenschichten B und eine matte Oberflächenschicht A in einer ABB-Konfiguration enthielt. Die Polypropylenschichten B wurde aus PP 3371 hergestellt, das ein Polypropylen mit einer Schmelzfließgeschwindigkeit von 2,8 g/10 Minuten ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company.
Das Zweikomponentensystem zur Bildung der matten Oberflächenschicht A war ein Pelletgemisch, das in einem Standard-Einschneckenextrusionssystem gemischt wurde, das auf einer Pilotstraße zur Verfügung stand. Die EP-zu-HMWHD PE-Verhältnisse wurden von 70/30 bis 30/70 Gewichtsprozent untersucht. Die gemischten Harze wurden als eine Haut in einer coextrudierten ABB-Stuktur mit 1,8 μm Dicke (7 Stärkeneinheiten) in der fertigen 25,4 μm (1 mil) orientierten Polypropylen- (OPP)-Folie verwendet.
Die matte Oberflächenschicht enthielt ein Gemisch aus Equistar L5005 HMWHD PE-Harz von Equistar Company mit einem Schmelzindex von etwa 0,055 g/10 Min und einer Dichte von etwa 0,949 g/cm³ mit EP 8573, das ein Ethylen/Propylen-Copolymer ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company.
Die Eigenschaften der Folie sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
BEISPIEL 2
Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass ein anderes Harzgemisch zur Bildung der matten Oberflächenschicht A verwendet wurde. Die matte Oberflächenschicht enthielt ein Gemisch aus Equistar L5005 HMWHD PE-Harz von Equistar Company mit Chisso 7800, das ein Ethylen/Butylen/Propylen-Terpolymer ist, angeboten von Chisso Corporation.
Die Eigenschaften der Folie sind in Tabelle 1 gezeigt.
BEISPIEL 3
Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass ein anderes Harzgemisch zur Bildung der matten Oberflächenschicht A verwendet wurde. Die matte Oberflächenschicht enthielt ein Gemisch aus Equistar L5005 HMWHD PE-Harz von Equistar Company mit Fina EOD. 98–03, das ein metallocenkatalysiertes syndiotaktisches Polypropylen (m-sPP) ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company.
Die Eigenschaften der Folie sind in Tabelle 1 gezeigt.
BEISPIEL 4
Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass ein anderes Harzgemisch zur Bildung der matten Oberflächenschicht A verwendet wurde. Die matte Oberflächenschicht enthielt ein Gemisch aus Equistar L5005 HMWHD PE-Harz von Equistar Company mit Fina 3371, das ein Standard-isotaktisches Polypropylen (iPP) ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company.
Die Eigenschaften der Folie sind in Tabelle 1 gezeigt.
BEISPIEL 5
Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass ein anderes Harzgemisch zur Bildung der matten Oberflächenschicht A verwendet wurde. Die matte Oberflächenschicht enthielt ein Gemisch aus Equistar L5005 HMWHD PE-Harz von Equistar Company mit Fina EOD 97–09, das ein metallocenkatalysiertes isotaktisches Polypropylen (m-iPP) ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company.
Die Eigenschaften der Folie sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wurde ein geringerer Glanz und eine rauhere Oberfläche erhalten, wenn EP- (Beispiel 1)- und EBP- (Beispiel 2)-Harze mit HMWHD PE in Konzentrationen oberhalb von 50 % gemischt wurden. Zudem waren die EP-Copolymer- und die EBP-Terpolymersysteme heißsiegelbar, wie durch Kräuselsiegelungen bei 116°C (240°F) und 138°C (280°F) gemessen wurde. Das metallocenkatalysierte syndiotaktische PP- Harz (Beispiel 3) erzeugte auch eine matte Oberflächenschicht mit einer Oberfläche mit niedrigem Glanz, die auch heißsiegelbar war. Bei dem Standard-IPP-Harz (Beispiel 4) gab es keine effektive Heißsiegelbarkeit, und das metallocenkatalysierte IPP-Harz (Beispiel 5) zeigte eine gewisse Siegelbarkeit bei 138°C (280°F). Siegelbarkeit lediglich bei hoher Temperatur bedeutet, dass die Folie nicht als siegelbar angesehen wird.
BEISPIEL 6
Eine dreischichtige orientierte Folie wurde hergestellt, die zwei Polypropylenschichten B und eine matte Oberflächenschicht A in einer ABB-Konfiguration enthielt. Die Polypropylenschichten B waren aus PP 3371 gefertigt, das ein Polypropylen mit einer Schmelzfließgeschwindigkeit von 2,8 g/10 Minuten ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company.
Das Zweikomponentensystem zur Bildung der matten Oberflächenschicht A wurde in einem Doppelschneckenextrusionssystem in 40 % PP – 60 % HMWHD PE-Kompounds gemischt. Die Harze wurden als eine Haut in einer coextrudierten ABB-Struktur mit dem Kompoundharz als eine 1,8 μm (7 Stärkeeinheiten) Dicke in der fertigen 25,4 μm (1 mil) orientierten Polypropylen- (OPP)-Folie verwendet.
Die matte Oberflächenschicht enthielt ein Gemisch aus Mobil HXZ 801 HMWHD PE-Harz von Mobil Oil Corporation mit einer Dichte von etwa 0,960 g/cm³ mit Fina EOD 97–09, das ein metallocenkatalysiertes Polypropylen mit einer Schmelzfließgeschwindigkeit von 4 bis 5 g/10 Minuten ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
BEISPIEL 7
Beispiel 6 wurde wiederholt, außer dass ein anderes Harzgemisch zur Herstellung der matten Oberflächenschicht A verwendet wurde. Die matte Oberflächenschicht enthielt ein Gemisch aus Equistar L5005 HMWHD PE-Harz von Equistar Corporation mit Fina EOD 97–09, das ein metallocenkatalysiertes Polypropylen mit einer Schmelzfließgeschwindigkeit von 4 bis 5 g/10 Minuten ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
BEISPIEL 8
Beispiel 6 wurde wiederholt, außer dass ein anderes Harzgemisch zur Herstellung der matten Oberflächenschicht A verwendet wurde. Die matte Oberflächenschicht enthielt ein Gemisch aus Mobil HXZ 801 HMWHD PE-Harz von Mobil Oil Corporation mit Fina 3371, das ein Standardpolypropylen mit einer Schmelzfließgeschwindigkeit von 2,8 g/10 Minuten ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company.
Die Eigenschaften der Folie sind in Tabelle 2 gezeigt.
BEISPIEL 9
Beispiel 6 wurde wiederholt, außer dass ein anderes Harzgemisch zur Herstellung der matten Oberflächenschicht A verwendet wurde. Die matte Oberflächenschicht enthielt ein Gemisch aus Equistar L5005 HMWHD PE-Harz von Equistar Corporation mit Fina 3371, das ein Standardpolypropylen mit einer Schmelzfließgeschwindigkeit von 2,8 g/10 Minuten ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company.
Die Eigenschaften sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wurde, wenn metallocenkatalysiertes Polypropylen mit einem der beiden HMWHD PEs (Beispiele 6, 6a, 7 und 7a) gemischt wurde, eine rauhere Oberfläche mit geringerem Glanz erhalten, als wenn ein Standardpolypropylen mit denselben HMWHD PEs (Beispiele 8, 8a, 9 und 9a) gemischt wurde. Ein Grund für diese Verbesserung des Glanzes ist die Änderung der Hautoberflächenmorphologie von einer fibrillaren Struktur zu einer knötchenförmigen Struktur.
BEISPIEL 10
Eine dreischichtige orientierte Folie, die zwei Polypropylenschichten B und eine matte Oberflächenschicht A in einer ABB-Konfiguration enthielt, wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Polypropylenschichten B waren aus PP 3371 hergestellt, das ein Polypropylen mit einer Schmelzfließgeschwindigkeit von 2,8 g/10 Minuten ist, angeboten von Fina Oil and Chemical Company. Die Polypropylenhautschicht schloss Sylobloc 44 ein, das ein synthetisches Siliciumdioxid- Antiblockiermittel ist, hergestellt und vermarktet von W. R. Grace Davison Division.
Ein ternäres Dreikomponentengemischtsystem wurde verwendet, um die matte Außenschicht A zu bilden. Das ternäre Gemischsystem enthielt ein Polyethylen mit hohem Molekulargewicht und hoher Dichte (HMWHD PE), ein Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht oder mittlerem Molekulargewicht und hoher Dichte (LMWHD PE oder MMWHD PE) und ein Ethylen/Butylen/Propylen- (EBP)-Terpolymer.
Das Dreikomponentensystem wurde in einem Doppelschnecken-Brabender-Extruder, der mit einer 0,21 cm (1/12 Zoll) Kapillardüse ausgestattet war, bei 230°C und mit 20 UpM (Schergeschwindigkeit 80 s^–1) gemischt. Der Düsenaufbau wurde von 1 (am geringsten) bis 10 (am höchsten) bewertet. Der Versuch wurde unter Verwendung einer Flachdüse mit der Breite von 30,48 cm (12") und einem Spalt von 1397 μm (55 mil) mit einer Ausstoßrate von 182 kg/h (400 lb/h) durchgeführt.
Die matte Oberflächenschicht enthielt ein Gemisch aus 40 Teilen Equistar L5005 HMWHD PE-Harz aus Equistar Corporation mit 20 Teilen Chisso 7880, das ein Ethylen/Butylen/Propylen-Terpolymer ist, und 40 Teilen Equistar M6211, das ein Polyethylenharz mit hohem Molekulargewicht und (niedriger/mittlerer) Dichte von Equistar Corporation ist.
Die Düsenaufbaudaten sind in Tabelle 3 tabelliert. In Hinsicht auf Folienaussehen ist der Effekt der Gemischkomponenten/-zusammensetzungen auf das matte Aussehen (Oberflächenglanz) und Linsen in Tabelle 4 gezeigt.
BEISPIEL 11
Beispiel 10 wurde wiederholt, außer dass die relativen Mengen Chisso 7880, Equistar L5005 und Equistar M6211 in dem Gemisch verändert wurden. Die matte Oberflächenschicht in Bei spiel 11 enthielt ein Gemisch aus 60 Teilen Equistar L5005 HMWHD PE-Harz mit 20 Teilen Chisso 7880 und 20 Teilen Equistar M6211.
Die Düsenaufbaudaten sind in Tabelle 3 tabelliert. In Bezug auf das Folienaussehen ist der Effekt der Gemischkomponenten/-zusammensetzungen auf das matte Aussehen (Oberflächenglanz) und Linsen in Tabelle 4 gezeigt.
BEISPIEL 12
Beispiel 10 wurde wiederholt, außer dass die relativen Mengen Chisso 7880, Equistar L5005 und Equistar M6211 in dem Gemisch verändert wurden. Die matte Oberflächenschicht in Beispiel 8 enthielt ein Gemisch aus 15 Teilen Equistar L5005 HMWHD PE-Harz mit 40 Teilen Chisso 7880 und 45 Teilen Equistar M6211.
Die Düsenaufbaudaten sind in Tabelle 3 tabelliert. In Bezug auf das Folienaussehen ist der Effekt der Gemischkomponenten/-zusammensetzungen auf das matte Aussehen (Oberflächenglanz) und Linsen in Tabelle 4 gezeigt.
BEISPIEL 13
Beispiel 10 wurde wiederholt, außer dass die relativen Mengen Chisso 7880, Equistar L5005 und Equistar M6211 in dem Gemisch verändert wurden. Die matte Oberflächenschicht in Beispiel 9 enthielt ein Gemisch aus 45 Teilen Equistar L5005 HMWHD PE-Harz mit 40 Teilen Chisso 7880 und 15 Teilen Equistar M6211.
Die Düsenaufbaudaten sind in Tabelle 3 tabelliert. Hinsichtlich des Folienaussehens ist der Effekt der Gemischkomponenten/-zusammensetzungen auf das matte Aussehen (Oberflächenglanz) und Linsen in Tabelle 4 gezeigt.
BEISPIEL 14
Beispiel 10 wurde wiederholt, außer dass die relativen Mengen Chisso 7880, Equistar L5005 und Equistar M6211 in dem Gemisch verändert wurden. Die matte Oberflächenschicht in Beispiel 10 enthielt ein Gemisch aus 30 Teilen Equistar L5005 HMWHD PE-Harz mit 40 Teilen Chisso 7880 und 30 Teilen Equistar M6211.
Die Düsenaufbaudaten sind in Tabelle 3 tabelliert. Hinsichtlich des Folienaussehens ist der Effekt der Gemischkomponenten/-zusammensetzungen auf das matte Aussehen (Oberflächenglanz) und Linsen in Tabelle 4 gezeigt.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Beispiel 10 wurde wiederholt, außer dass das Harz der matten Oberflächenschicht A ein Gemisch aus 50 Gew.% eines HDPE mit etwa 50 Gew.% eines konventionellen Ethylen/Propylen/Buten-1-Terpolymers war. Speziell hatte das HDPE einen Schmelzpunkt von etwa 132 bis etwa 134°C, einen Schmelzindex von etwa 0,1 bis 0,2 g/10 Minuten und eine Dichte von etwa 0,955 g/cm³. Das Ethylen/Propylen/Buten-1-Terpolymer war hauptsächlich aus Propyleneinheiten mit etwa 10 Gew.% oder weniger Ethylen und 10 Gew.% oder weniger Buten-1 zusammengesetzt und hatte einen Schmelzpunkt von etwa 122 bis etwa 126°C.
Die Düsenaufbaudaten sind in Tabelle 3 tabelliert. Hinsichtlich des Folienaussehens ist der Effekt der Gemischkomponenten/-zusammensetzungen auf das matte Aussehen (Oberflächenglanz) und Linsen in Tabelle 4 gezeigt.
BEISPIEL 15
Beispiel 10 wurde wiederholt, außer dass das Harz ein binäres Harz war, in dem die matte Oberflächenschicht ein Ge misch aus 60 Teilen Equistar L5005 HMWHD PE-Harz mit 40 Teilen Chisso 7880 und kein Equistar M6211 enthielt.
Die Düsenaufbaudaten sind in Tabelle 3 tabelliert. Hinsichtlich des Folienaussehens ist der Effekt der Gemischkomponenten/-zusammensetzungen auf das matte Aussehen (Oberflächenglanz) und Linsen in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 3
Wie in Tabelle 3 zu sehen ist, zeigen die Labordaten unter Verwendung der Kapillardüse eindeutig, dass das ternäre Gemisch eine niedrigere Neigung zum Aufbau hat als das binäre Gemisch oder das Harz von Vergleichsbeispiel 1. In anderen Worten verringert der Zusatz der dritten Komponente, Equistar M6211, den Aufbau deutlich. Die in Tabelle 3 gezeigten Ergebnisse bestätigen die Laborbeobachtung. Das bedeutet, dass eine größere Menge an Düsenaufbau über der Düsenlippe bei dem Harz des Vergleichsbeispiels nach 3 Stunden Extrusion beobachtet wurde. Im Unterschied dazu gab es keinen wahrnehmbaren Düsenaufbau für die ternären Gemische, Beispiele 10 und 11.
Tabelle 4
Die Ergebnisse zeigen, dass das matte Aussehen von sowohl binären als auch ternären Gemischen mit niedrigerem Oberflächenglanz besser als das Harz des Vergleichsbeispiels ist (Oberflächenglanz von 10,7 %). Verglichen mit dem binären Gemisch liefert das ternäre Gemisch besseres Aussehen und enthält viel weniger Linsen (< 5/930 cm², d. h. < 5/140 Zoll²).
Zur weiteren Veranschaulichung des Konzepts des ternären Gemisches fasst Tabelle 5 andere ternäre Gemische mit anderen dritten Komponenten zusammen.
Tabelle 5
Tabelle 5 bestätigt, dass ternäre Gemische Folien mit niedrigem Oberflächenglanz und einer minimalen. Menge an Linsen liefern können.

Claims

Folie mit matter Oberfläche, die (a) eine Basisschicht, die ein Polyolefin enthält, und (b) eine matte Oberflächenschicht aufweist, die ein Gemisch aus Polyethylen mit hohem Molekulargewicht und hoher Dichte (HMWHD PE) mit mindestens einem unverträglichen Polyolefin enthält.
Folie mit matter Oberfläche nach Anspruch 1, bei der das unverträgliche Polyolefin ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/Propylen- (EP)-Copolymeren, Ethylen/Butylen/Propylen- (EBP)-Terpolymeren und Polypropylen- (PP)-Homopolymeren.
Folie mit matter Oberfläche nach Anspruch 1 oder 2, bei der die matte Oberflächenschicht außerdem Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht und hoher Dichte (LMWHD PE) oder Polyethylen mit mittlerem Molekulargewicht und hoher Dichte (MMWHD PE) enthält.
Folie mit matter Oberfläche nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der das unverträgliche Polyolefin metallocenkatalysiertes isotaktisches Polypropylen oder metallocenkatalysiertes syndiotaktisches Polypropylen ist.
Folie mit matter Oberfläche nach Anspruch 4, bei der das metallocenkatalysierte Polypropylen ein syndiotaktisches Polypropylen mit einer Schmelzfließgeschwindigkeit von 4 bis 5 g/10 Minuten ist.
Folie mit matter Oberfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Basisschicht Polypropylen oder Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE) enthält.
Folie mit matter Oberfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die biaxial orientiert ist.
Folie mit matter Oberfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die mindestens eine Schicht der Folie mit matter Oberfläche ferner ein Additiv ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Antistatikmitteln, Antiblockiermitteln, Gleitadditiven, Silikonöl mit einer Viskosität von 10 000 bis 60 000 centistokes, Antioxidantien, Barriereadditive und Wachs enthält.
Verpackungsfolie oder bedruckte Folie, die die Folie mit matter Oberfläche gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Folie mit matter Oberfläche, bei dem eine Basisschicht aus Polypropylen oder Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE) zusammen mit einer matten Oberflächenschicht, die ein Gemisch aus Polyethylen mit hohem Molekulargewicht und hoher Dichte mit mindestens einem unverträglichen Polyolefin enthält, bei einer Temperatur im Bereich von 200 bis 270°C durch eine Schlitzpressdüse coextrudiert wird; die Folie auf eine Kühltrommel gegossen wird; die Folie abgeschreckt wird; und die Folie in mindestens einer Richtung gereckt wird.