DE602004010418T2 - Verfahren zur verbesserung der haftleistung von filmprodukten - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung betrifft allgemein thermoplastische Streckfolien und im Speziellen Verfahren zum Verbessern der Leistungsfähigkeit von solchen.
  • Haftkraft ist ein wichtiger Leistungsfaktor einer thermoplastischen Streckfolie. Bei Verwendung in einer Umverpackungsanwendung sollte das Ende der gestreckten Folie an die nächste Streckfolienschicht anhaften oder zwei Streckfolienschichten sollten mit einem geeigneten Grad an Haftkraft aneinander haften, um zu verhindern, dass sich die Streckfolie während des Handhabens und Transports abwickelt. Im Allgemeinen wird das Anhaften für Streckverpackungsfolien bzw. Streckfolien gemäß ASTM D5458 bestimmt.
  • Von einer Anzahl von Faktoren ist bekannt, dass sie die Haftkraft von linearen Polyethylenharzen mit geringer Dichte (LLDPE) beeinflussen. Im Allgemeinen hat ein LLDPE mit geringerer Dichte, höherem Schmelzindex und/oder höherem Anteil an mit Hexan extrahierbaren Stoffen eine höhere Haftkraft. Die Haftkraft eines LLDPE-Harzes kann erhöht werden durch Zugeben eines Haftmittels, wie etwa Polyisobutylen (PIB), eines Polyethylenharzes mit sehr geringer Dichte (VLDPE) oder anderen klebrigen Materialien während der Folienextrusion. PIB wird normalerweise für Blasstreckverpackungsfolien verwendet. Für eine coextrudierte Schlitzgussstreckverpackungsfolie kann ein solches Haftmittel zu den Hautschichten zugegeben werden wenn die Haftkraft der Folie erhöht werden muss. Jedoch aufgrund verschiedener Probleme, die durch solche Haftmittel bewirkt werden, ungeachtet ihrer hohen Kosten und Handhabungsschwierigkeiten, ist es extrem wünschenswert natürliche (oder inhärente) hohe Haftkräfte von LLDPE zu erhalten.
  • Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zum Verbessern der Haftkraft einer Streckverpackungsfolie. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bilden einer Streckverpackungsfolie aus einer ersten Zusammensetzung, umfassend mindestens ein lineares Polyethylenharz mit geringer Dichte und bis zu 500 ppm bezüglich des Gewichtes der gesamten Zusammensetzung eines ultrafeinen Zinkoxids, wobei das ultrafeine Zinkoxid eine mittlere Teilchengröße von nicht größer als 0,05 µm aufweist.
  • Zinkoxid wird häufig zu Ziegler-Natta-katalysierten Polymeren gegeben, um saure Katalystorrückstände zu neutralisieren und abzufangen. Es ist nun gefunden worden, dass eine exakte Auswahl der Zinkoxidqualität die Haftkraft und andere Charakteristika der Streckverpackungsfolien, die lineares Polyethylen mit geringer Dichte (LLDPE) umfassen, verbessert.
  • LLDPE-Harze sind allgemein bekannt. Ethylenpolymere und Copolymere, die durch die Verwendung eines Koordinationskatalysators, wie etwa eines Ziegler-Natta- oder Phillips-Katalysators, hergestellt werden, sind allgemein bekannt als lineare Polymere, da im Wesentlichen Verzweigungsketten von polymerisierten Monomereinheiten fehlen, die am Grundgerüst hängen. Lineare Copolymere von Ethylen und mindestens einem α-Olefin mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise von 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, sind ebenfalls allgemein bekannt und kommerziell erhältlich. Wie allgemein in der Technik bekannt, ist die Dichte eines linearen Ethylen/α-Olefin-Copolymers eine Funktion von sowohl der Länge des α-Olefins als auch der Menge eines solchen Monomers in dem Copolymer relativ zur Menge von Ethylen, wobei umso größer die Länge des α-Olefins ist und umso größer die Menge des vorliegenden α-Olefins ist, desto niedriger die Dichte des Copolymers ist. LLDPE ist typischerweise ein Copolymer aus Ethylen und einem α-Olefin mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 4 bis 8 Kohlenstoffatomen (z. B. 1- Guten, 1-Octen usw.), das ausreichenden α-Olefingehalt aufweist, um die Dichte zu verringern (z. B. 0,91 g/cm3 bis 0,94 g/cm3). Die Polymerdichte wird hier, wenn es nicht anders angegeben ist, gemessen gemäß dem Verfahren von ASTM D-792. Ein Verfahren zum Herstellen von LLDPE ist in USP 4,076,698 (Anderson) offenbart.
  • Das LLDPE-Harz wird compoundiert mit einem ultrafeinen Zinkoxid. Solche ultrafeinen Zinkoxide haben eine mittlere Teilchengröße von weniger als 0,05 µm (Mikrometer). Solche ultrafeinen Zinkoxide sind zum Beispiel kommerziell erhältlich von Elementis, PLC in U.K., unter den Handelsnamen NanoXTM oder DeceloxTM. Das ultrafeine Zinkoxid umfasst bis zu 500 ppm, vorzugsweise weniger als oder gleich 100 ppm, mehr bevorzugt 10 bis 100 ppm bezüglich des Gewichtes der Gesamtzusammensetzung.
  • Jedes Verfahren zum Compoundieren, das ein inniges, im Wesentlichen einheitliches Gemisch des Zinkoxids über das LLDPE-Harz ergibt, kann verwendet werden. Vorzugsweise werden das LLDPE und Zinkoxide Schmelzcompoundiert, wie etwa in einem kontinuierlichen LCM-Compounder.
  • Die Streckverpackungsfolien können durch jedes beliebige herkömmliche Folienbildungsverfahren hergestellt werden. Solche Verfahren umfassen typischerweise jede Gussfolienherstellung oder Blasfolienherstellung. Die Streckverpackungsfolien können einschichtige oder coextrudierte Mehrschichffolienstrukturen sein.
  • Die Technik der Blasfolienextrusion ist zur Herstellung von dünnen Kunststofffolien allgemein bekannt. In einem vorteilhaften Verfahren werden Kunststoffe durch eine Runddüse extrudiert, um eine Folie zu bilden. Luft wird durch das Zentrum der Düse eingeleitet, um die Folie in der Form einer Blase zu halten, was den Durchmesser der Folie auf das 2- bis 6-fache erhöht, wonach man die Blase auf Walzen zusammenfallen lässt. Das Verhältnis des Durchmessers der Blase zum Durchmesser der Düse ist als das Aufblasverhältnis (BUR) bekannt. Im Bereich des Fachwissens in der Technik gibt es eine Vielzahl von Variationen eines solchen Verfahrens, wie z. B. beschrieben in solchen Referenzen wie USP 3,959,425 ; und 4,820,471 , worin der Unterschied zwischen Blasen mit hohem (hier bezeichnet als „langer Anguss") und niederem Anguss in Spalte 1 diskutiert wird; USP 5,284,613 ; und W.D. Harris et al., in „Effects of Bubble Cooling an Performance and Properties of HMW-HDPE Film Resins", Polymers, Laminations&Coatings Conference, Buch 1, 1990, Seiten 306–317 und Moore, E.P., Polypropylene Handbook, Hanser, New York, 1996, Seiten 330–332.
  • Der Ausdruck „Coextrusion" betrifft das Verfahren des Extrudierens von zwei oder mehr Materialien durch eine einzelne Düse mit zwei oder mehr Öffnungen, die so angeordnet sind, dass die Extrudate in eine Laminatstruktur zusammenfließen, vorzugsweise vor Kühlen oder Quenchen. Coextrusionssysteme zum Herstellen von Mehrschichtfolien verwenden mindestens zwei Extruder, die eine übliche Düsenanordnung beschicken. Die Anzahl von Extrudern ist abhängig von der Anzahl verschiedener Materialien, die die coextrudierte Folie umfasst. Für jedes verschiedene Material wird vorteilhafterweise ein verschiedener Extruder verwendet. So kann eine Fünfschichtcoextrusion bis zu fünf Extruder erfordern, wenngleich weniger verwendet werden können, wenn zwei oder mehr der Schichten aus dem gleichen Material hergestellt werden.
  • Coextrusionsdüsen werden verwendet zum Bilden von coextrudierten Glasfolien. Sie haben mehrere Dorne, die die verschiedenen Schmelzströme zu der Runddüsenlippe beschicken. Wenn Verteilerblöcke verwendet werden zum Aufeinanderschichten von Schmelzschichten aus zwei oder mehreren Extrudern, wird der resultierende Mehrschichtschmelzstrom der Foliendüse dann zugeführt.
  • Gussfolie wird erhalten durch Durchführen einer Polymerschmelze durch eine Rechteckdüse, gefolgt von einem Kühlen über eine oder mehrere Kühlwalzen und Aufwickeln. Für Polyethylenverarbeitung in Gussfolie ist ein Düsenspalt von 0,2 bis 1,5 mm üblich und dies kann ebenso angewendet werden im Verfahren gemäß der Erfindung. Größere Düsenspalte von z. B. 2 oder 5 mm können ebenfalls verwendet werden, Variationen der Düsengeometrie sind ebenfalls möglich. Es ist gefunden worden, dass die mechanischen Eigenschaften der Folie sich verbessern wenn ein Düsenspalt von mindestens 2 mm und höchstens 10 mm, im Besonderen höchstens 5 mm, verwendet wird.
  • Beispiele 1 bis 2 und Vergleichsproben A–D:
  • Da die primäre Funktion von Zinkoxid die Neutralisierung von Säuren in Harzen ist, wurden Q-Panel-Korrosionstests durchgeführt bei verschiedenen Gehalten von ultrafeinem Zinkoxid (NanoX) und kommerziellen Qualitäten von Zinkoxid: d. h. Kadox-930 und Kadox-911. Die Q-Panel-Einstufung variiert innerhalb einer Skala von 1 bis 10, wie unten beschrieben. Die Einstufung beruht auf dem Ausmaß der Korrosion, die das Panel bzw. die Platte durch die Säure, die in der Harzprobe verbleibt, erfährt. Ein geringer Wert bedeutet, dass eine kleinere Menge Säure in dem compoundierten Polymer verblieb, während ein höherer Wert bedeutet, dass eine größere Menge Säure in der Mischung verblieb.
  • Der Q-Panel-Korrosionstest ist sehr ähnlich Korrosionstests, die von Polypropylenherstellern in den USA und in Europa verwendet werden, und ist so entwickelt, um relative Effekte zu zeigen, die Rückstände in dem Polymer auf eine Stahlform nach Langzeitanwendung eines speziellen Polymers haben werden. Der Test beginnt mit der Beschickung eines Formhohlraums mit einem Fünfschichtstapel. Die Stapelschichten sind wie folgt: (1) eine 127 µm (5 Mil) dicke Aluminiumfolienträgerplatte; (2) 30 Gramm Harz; (3) 1 Q-Panel (Nr. QD-36), kalt gewalzt mit Stahl mit glattem Finish (8–12 µm (Mikrometer) Oberfläche); (4) 30 Gramm Testharz; und (5) 127 µm (5 Mil) dicke Aluminiumfolienträgerplatte. Der gefüllte Formhohlraum wird in einer vorgeheizten Kompressionspresse bei 280°C für 10 Minuten unter Niederdruckdampf (3,5 MPa) (500 psi) angeordnet. Nach 10 Minuten wird Hochdruckdampf (35 MPa) (5000 psi) angewendet und man lässt die Anordnung auf Raumtemperatur kühlen unter Verwendung der Kühlkreislaufkompressionspresse unter Halten bei hohem Druck. Die Anordnung wird aus der Presse entnommen und die Q-Panel-Platte wird von dem Harz abgelöst. Das Q-Panel wird dann im Dampf eines siedenden Wasserbades für 10 Minuten angeordnet und man lässt es dann Lufttrocknen. Das Panel wird dann auf Rost und Färbung untersucht. Einstufungen sind entsprechend dem unten aufgeführten System zugeordnet.
  • Färbungseinstufungssystem:
    • 1 – Perfekt, keine Färbung.
    • 1+ – zwischen 1 und 2–.
    • 2– – zwischen 1+ und 2.
    • 2 – geringfügige Flecken, verstreut, leicht gelb-braun.
    • 3 – verstreut Färbung, dunkler braun.
    • 4 – ungefähr 50% gefärbt, gelb-braune und braune Farbe auf der Oberfläche.
    • 5 – stärkere Färbung, sie scheint tiefer in der Oberfläche zu sein, vollständig gelb-braun.
    • 6–80% oder mehr bedeckt mit Färbung, Rost. Einige stark braune Flecken.
    • 7–100% gefärbt, etwas stark braun.
    • 8–100% gefärbt, mehr stark braun, einige braune Tropfen.
    • 9–100% gefärbt, ungefähr 50% stark braun, viele Tropfen.
    • 10–100% stark braune Färbung.
  • Die Korrosionstestergebnisse sind unten in Tabelle 1 gezeigt. Alle Proben wurden compoundiert mit dem gleichen Grundharz DJM-1732H und den gleichen Antioxidationsadditiven (sowohl Typ und Menge) und unter den entsprechenden Compoundierungsbedingungen. DJM-1732H ist ein Ziegler-Natta-katalysiertes lineares Polyethylen mit geringer Dichte mit einer Dichte von 0,917 g/cm3 und einem Schmelzindex, MI, von 3,2 dg/min. Für alle Verbindungen wurden 1.430 ppm (Ziel) Irganox-1076 als das primäre Antioxidationsmittel und 1.550 ppm (Ziel) Weston-399 als das sekundäre Antioxidationsmittel verwendet. Das Grundharz und die Additivformulierung für die Harzprobe von CS A (Vergleichsbeispiel A) sind die gleichen wie diejenigen für das kommerzielle HS-7001 NT7-Harz (CS D). HS-7001 NT7 ist von Union Carbide erhältlich. Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass ultrafeines Zinkoxid bei einem so geringen Gehalt wie 20 ppm im Harz (Beispiel 1 (Bsp. 1)) das Harz auf etwa den gleichen Grad neutralisierte, wie die Kontrolle (CS A) (840 ppm Kadox-911) und das kommerzielle Harz CS D. Tabelle 1. Q-Panel-Korrosionstestergebnisse
    Probe Nr. ZnO-Qualität/Menge (ppm) Q-Panel-Einstufung
    CS A Kontrolle Kadox-911/840 2+
    Bsp. 1 NanoX/20 2
    Bsp. 2 NanoX/50 2–
    CS B Kadox-911/280 3+
    CS C Kadox-930/840 3
    CS D HS-7001 NT7 (kommerziell) Kadox-911/840 3
  • Um zu verstehen, ob es irgendeinen nachteiligen Effekt von ultrafeinem Zinkoxid auf die Leistungsfähigkeit von dem primären Antioxidationsmittel (Irganox-1076) und dem sekundären Antioxidationsmittel (Weston 399) gibt, wurden wiederholt Tests durchgeführt mit den Verbindungen, die in Tabelle 1 gezeigt sind und die Testergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Veränderungen des Harzschmelzindex und der Oxidationinduktionszeit (OIT) mit der Anzahl von Extrusionsdurchläufen von bis zu 5-mal wurden bestimmt. Der Zirkulationstest diente dazu, zu bestimmen, ob die Polymerproben sich hinsichtlich Schmelzindex und OIT verändern, wenn sie eine bestimmte thermische und Scherhistorie durch mehrfache Extrusion durchlaufen. Jede Harzprobe wurde extrudiert auf einer 2,54 cm (1'') Einschnecken-Killion-Compoundierextrusionsanlage, bis zu 5-mal (5 Durchgänge) bei dem gleichen Satz von Extrusionsbedingungen: d. h. die Schneckengeschwindigkeit von 101 UpM und das Zylindertemperaturprofil von 232°C (450), 287,8°C (550), 293,3°C (560) und 293,3°C (560°F), was etwa 287,8°C (550°F) Schmelztemperatur ergab. Nach den ersten, dritten und fünften Durchgängen wurden die Harzproben aufgenommen und ihr Schmelzindex und OIT wurden bestimmt. Kein nachteiliger Effekt von ultrafeinem Zinkoxid auf die Harzformulierung mit den aktuellen Antioxidationsmitteln wurde während den Zirkulationstests beobachtet. Tabelle 2. Zirkulationstestergebnisse
    Probe Nr. Schmelzindex* (dg/min) OIT bei 210°C (min)
    0 Durchgang 1 Durchgang 3 Durchgang 5 Durchgang 0 Durchgang 1 Durchgang 3 5
    Durchgang Durchgang
    CS A 3,4 3,4 3,6 3,6 20,7 15,3 12,0 8,4
    Bsp. 1 3,4 3,3 3,5 3,5 22,2 17,5 11,9 8,1
    Bsp. 2 - - - - - - - -
    CS B 3,4 3,3 3,5 3,4 25,8 20,9 13,2 10,0
    CS C - - - - - - - -
    CS D 3,4 3,3 3,4 3,1 26,9 24,9 14,5 9,6
    • * getestet gemäß ASTM D 1238, Bedingung 190/2,16
  • Beispiel 3 und Vergleichsproben E und F:
  • Zum Bestimmen der Wirkung von Zinkoxid in ultrafeiner Qualität auf Gussstreckfolieleistungsfähigkeit wurde eine Reihe von Untersuchungen durchgeführt durch Vorbereiten von drei verschiedenen Mischungen (siehe Tabelle 3) und ihr Überführen in 3-Schichtgussstreckfolienproben mit 80 Gauge (20,3 µm) (0,8 Mil). Alle Harzproben wurden hergestellt mit dem gleichen Grundharz DJM-1732H und den gleichen Antioxidationsadditiven, jedoch mit verschiedenen Zinkoxidqualitäten unter den gleichen Compoundierungsbedingungen auf einer LCM-Compoundieranlage. Für alle Mischungen wurden 1.430 ppm (Ziel) Irganox-1076 als das primäre Antioxidationsmittel und 1.550 ppm (Ziel) Weston-399 als das sekundäre Antioxidationsmittel verwendet. Diese Verbindungen wurden übergeführt in A (12%)/B (76%)/C (12%)-Struktur-3-Schichtfolienproben (20,3 µm) ((0,8 Mil) Gesamtdicke) auf einer Gloucester Coextrusionsschlitzgussfolienanlage. Jede Folie wurde hergestellt mit dem gleichen Harz in allen drei Schichten. Diese Folienproben wurden getestet auf Hexan-extrahierbare Stoffe (HEX), Haftkraft (ASTM D-5458) und Reißstreckung und Durchschlagfestigkeit auf einem Highlight-Folienstrecktestgerät. Die Haftkraft wird normalerweise bestimmt unter Verwendung des in ASTM D5458 nahegelegten Testverfahrens. Jedoch wurde die hier angegebene Haftkraft mit einer leichten Modifikation von D5458 bestimmt. Die Modifikation war, dass die untere Folie gestreckt wurde um 150% und gehalten wurde (wie in D5458), jedoch die obere Folie gestreckt wurde um 150% und unmittelbar relaxiert wurde (gegenüber keinem Strecken, das in D5458 nahegelegt wird). Die Testergebnisse sind unten in Tabelle 3 gezeigt. Während die mit Hexan extrahierbaren Stoffe in diesen Folienproben alle etwa gleich waren (innerhalb des experimentellen Fehlers), ist deutlich ersichtlich, dass die Folie von Beispiel 3 die Vergleichsproben E und F hinsichtlich Haftung überragte. Tabelle 3. Wirkung von Zinkoxidqualitäten auf Streckfolieneigenschaften
    Folienprobe ZnO Qualität/Menge HEXs (Gew.-%) Haftkraft (g) Reißstreckung (%) Durchschlagfestigkeit (kg)
    (ppm) (lbs)
    Bsp. 3 NanoX/20 3,71 176 258 1,86 (4,1)
    CS E Kadox 911/840 3,76 161 237 1,81 (4,0)
    CS F Kadox-930/840 3,80 135 229 1,86 (4,1)
  • Beispiele 4–7 und Vergleichsproben G–J:
  • Eine andere Studienreihe wurde durchgeführt zum Bestimmen der Wirkung von Zinkoxidqualitäten und ihren Mengen auf die Leistungsfähigkeit von coextrudierten Schlitzgussstreckfolien. Wie in Tabelle 4.1 unten gezeigt, wurden zwei verschiedene Grundharze (3 dg/min MI bzw. 2 dg/min MI) verwendet, um zwei verschiedene Sätze von Verbindungen herzustellen: d. h. Beispiele 4 und 5 und Vergleichsproben G und H sind ein Satz für 3 dg/min MI-Harz, während die Beispiele 6–7 und Vergleichsproben I und J ein anderer Satz für 2 dg/min MI-Harz sind. Zu diesem Zeitpunkt wurde die tatsächliche Menge Zinkoxid in jeder Verbindung zusätzlich zur Dichte, zum Schmelzindex und Schmelzflussverhältnis bestimmt. Innerhalb eines Satzes wurde das gleiche granuläre Grundharz und die gleichen Antioxidationsadditive, jedoch verschiedene Zinkoxidqualitäten und Mengen, wie angegeben, gemischt. Die Harzproben wurden unter den gleichen Compoundierbedingungen bzw. Mischbedingungen auf einer LCM-Compoundieranlage hergestellt. Für alle Mischungen wurden 1430 ppm (Ziel) Irganox-1076 als das primäre Antioxidationsmittel und 1550 ppm (Ziel) Weston-399 als das sekundäre Antioxidationsmittel verwendet. Diese Verbindungen wurden in dreischichtige coextrudierte Schlitzgussfolienproben mit nominal 20,3 µm (0,8 Mil) unter Verwendung einer Gloucester-Coextrusionsschlitzgussfolienanlage unter den gleichen Extrusionsbedingungen übergeführt. Die Folienstruktur war A (12%)/B (76%)/C (12%) mit dem gleichen Harz in allen drei Schichten. Die Leistungsfähigkeit dieser Folienproben wurde bestimmt und ist in Tabelle 4.2 gezeigt. Aus dieser Tabelle ist deutlich ersichtlich, dass ultrafeines Zinkoxid höhere Haftleistungsfähigkeit für beide Grundharze erlaubte. Darüber hinaus verbesserte eine kleinere Menge von ultrafeinem Zinkoxid (50 ppm gegenüber 100 ppm) die Haftfähigkeit von beiden Grundharzen noch weiter.
  • Tabelle 4. Wirkung von ZnO-Qualitäten auf Schlitzgussstreckfolieneigenschaften
  • Tabelle 4.1 Eigenschaften von compoundiertem Harz
    Harzprobe ZnO-Qualität/Zielmenge (ppm) tatsächliche ZnO-Menge (ppm) Dichte (g/cm3) Schmelzindex (dg/min) MFR1 (–)
    CS G Kadox-911/840 616 0,9195 3,00 27,8
    (Kontrolle)
    CS H Kadox-911/350 299 0,9193 2,98 27,9
    Bsp. 4 NanoX/100 103 0,9184 3,06 28,4
    Bsp. 5 NanoX/50 50 0,9186 2,89 28,4
    CS I Kadox-911/840 728 0,9187 1,96 28,1
    (Kontrolle)
    CS J Kadox-911/350 336 0,9191 1,98 28,0
    Bsp. 6 NanoX/100 122 0,9198 1,90 28,0
    Bsp. 7 NanoX/50 47 0,9174 2,05 28,5
    • 1 Schmelzflussverhältnis = Hochbelastungsschmelzindex (190°C/21,6 kg Belastung)/Schmelzindex (190°C/2,16 kg Belastung).
    Tabelle 4.2 Folieneigenschaften
    Folienprobe Haftkraft (g) HEXs (Gew.-%) Reißstreckung (%) Durchschlagfestigkeit (kg) (lbs) Retentionskraft (kg) (lbs)
    zu am
    Beginn Ende
    CS G 133,1 3,68 276 1,67 (3,68) 1,39 1,16
    (Kontrolle (3,07) (2,55)
    CS H 136,9 3,79 300 1,56 (3,45) 1,35 1,09
    (2,98) (2,40)
    Bsp. 4 143,4 3,51 273 1,63 (3,59) 1,39 1,12
    (3,07) (2,46)
    Bsp. 5 152,6 3,40 276 1,67 (3,68) 1,42 1,17
    (3,13) (2,58)
    CS I 122,9 3,43 258 2,08 (4,59) 1,75 1,37
    (Kontrolle) (3,86) (3,02)
    CS J 125,6 3,09 258 2,15 (4,75) 1,73 1,40
    (3,82) (3,08)
    Bsp. 6 141,7 3,25 261 2,10 (4,63) 1,69 1,36
    (3,73) (2,99)
    Bsp. 7 158,7 3,42 242 1,92 (4,24) 1,61 1,29
    (3,54) (2,85)
  • Beispiele 8–9 und Vergleichsproben K–L:
  • Eine andere Studienreihe, die in Tabelle 5 unten gezeigt ist, wurde durchgeführt, um die Wirkung von ultrafeinem Zinkoxid auf Blasfolienleistungsfähigkeit zu verstehen. Blasfolienprodukte können compoundiert werden mit Weston-399, Irganox-1076, Armostat-1800 und Zinkstearat. Armostat-1800 ist Diethanolstearylamin (DESA). Wenngleich DESA als Antistatikmittel bekannt ist, ist es verwendet worden für Blasfolienprodukte, da es gewisse synergistische Wirkungen mit Zinkstearat zur Neutralisierung von Säure und zur Verbesserung der Harzfarbe ergibt. Die Vergleichsprobe K (Kontrolle), die in Tabelle 5 gezeigt ist, wurde compoundiert mit dieser Blasfolienformulierung. Andere Verbindungen in der Tabelle wurden hergestellt indem nur Armostat-1800 und Zinkstearat durch Zinkoxid mit der Qualität und in ihrer Menge, die für jede Probe gezeigt ist, ersetzt wurde. Alle Verbindungen in der Tabelle wurden hergestellt mit dem gleichen Grundharz DJM-1810H. Die gemessenen Harzeigenschaften sind in der Tabelle gezeigt.
  • Alle Verbindungen wurden hergestellt auf einer Einschnecken-Killion-Extrusionscompoundierungsanlage (3,18 cm) (1,5''), unter den gleichen Bedingungen: d. h. Extruderzylindertemperaturen von 176,7°C (350°F), 187,8°C (370°F), 198,9°C (390°F) und 204,4°C (400°F), Anguß- bzw. Gatetemperatur von 210°C (410°F), Adaptertemperatur von 215,6°C (420°F), Düsentemperatur von 210°C (410°F), Kopfdruck von 14,77 mPa (2110 psi) und einer Schneckengeschwindigkeit von 80 UpM. Alle Folienproben wurden auf einer 3,81 cm (1,5'')-Einschnecken-Old Sterling-Blasfolienanlage bei 2,01:1 BUR mit einer 10,16 cm (4'')-FLM und etwa 221,1°C (430°F) Schmelztemperatur hergestellt.
  • Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass 20 ppm ultrafeines Zinkoxid (Beispiel 9) ausreichend waren zum Neutralisieren der Säure in dem Harz. Hinsichtlich der Folieneigenschaften verbesserte ultrafeines Zinkoxid (Beispiel 9) und/oder erhöhte es die Durchschlagfestigkeit (gegenüber der Kontrolle), Fallbolzenfestigkeit (sowohl gegenüber Kontrolle (CS K) und 300 ppm Kadox 911 (CS L)) und Steifheit des 1% Sekantenmoduls (gegenüber der Kontrolle (CS K)), jedoch bei leicht niedrigeren optischen Eigenschaften (gegenüber der Kontrolle (CS K)), wie etwa Glanz und Trübung. Jedoch erlaubten die Harze, die formuliert wurden mit ultrafeinem Zinkoxid (sowohl Beispiel 8 als auch Beispiel 9), dass die Folien signifikant bessere optische Eigenschaften zeigten als das Harz, das mit 300 ppm Kadox-911 (CS L) formuliert wurde. Andere mechanische Eigenschaften, wie etwa Fallbolzenfestigkeit, können signifikant verbessert werden, wie durch die Beispiele 8 und 9 in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5. Wirkung von ZnO-Qualitäten auf Blasstreckfolieneigenschaften
    CS K (Kontrolle) CS L Beispiel 8 Beispiel 9
    Verbindungseigenschaften
    Säureneutralisator Standardgeblasen Kadox-911 NanoX NanoX
    (Menge) Folienformulierung (300 ppm) (100 ppm) (20 ppm)
    Grundharzdichte (g/cm3) 0,9184 0,9184 0,9184 0,9184
    Grundharz MI (dg/min) 0,84 0,84 0,84 0,84
    Grundharz MFR (–) 32,9 32,9 32,9 32,9
    Q-Panelkorrosionstest 1 1+ 2 1+
    Folieneigenschaften
    Durchschlagfestigkeit (J/m) (in-lbs/Mil) 64,5 (14,5) 84,6 (19,0) 84,6 (19,0) 84,6 (19,0)
    Elmendorf-Reissfestigkeit MD/GD (g/µm) ((g/Mil)) 15,6 (400)/20,6 (529) 18,7 (480)/23,8 (611) 12,9 (332)/24,6 (631) 14,4 (368)/23,6 (606)
    Fallbolzenfestigkeit (g/µm) (9/Mil) 4,6 (117) 3,7 (96) 5,5 (140) 8,0 (205)
    1% Sekantenmodul, MD/TD (MPa) ((psi)) 200,4 (28.626)/212,9 (30.413) 197,7 (28.241)/257,2 (36.749) 215,0 (30.713)/250,6 (35.807) 199,5 (28.504)/233,1 (33.300)
    Zugeigenschalten MD/TD Reißfestigkeit (MPa) ((psi)) 12,4 (1.775)/11,9 (1.702) 6,2 (881)/11,3 (1.616) 13,3 (1.904)/11,5 (1.644) 13,6 (1.944)/11,4 (1.632)
    Reißstreckung (%) 588/859 520/875 567/921 568/846
    Reissfestigkeit (MPa) ((psi)) 50,8 (7.251)/39,4 (5.629) 52,9 (7.561)/40,0 (5.709) 50,3 (7.184)/41,2 (5.885) 56,0 (8.002)/36,9 (5.273)
    45-Grad-Glanz (%) 73,4 45,9 60,2 69,5
    Trübung%/µm (%/Mil) 0,167 (4,25) 0,429 (10,9) 0,224 (5,69) 0,211 (5,36)

Claims (8)

  1. Verfahren zum Verbessern der Haftkraft einer Streckfolie, wobei das Verfahren das Bilden einer Streckfolie aus einer ersten Zusammensetzung umfasst, umfassend mindestens ein lineares Polyethylenharz mit geringer Dichte und bis zu 500 ppm bezüglich des Gewichts der Gesamtzusammensetzung eines ultrafeinen Zinkoxids, wobei das ultrafeine Zinkoxid eine mittlere Teilchengröße von nicht mehr als 0,05 µm aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Zinkoxid in der Zusammensetzung in einer Menge von gleich oder weniger als 100 ppm basierend auf dem Gewicht der Gesamtzusammensetzung vorliegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Zinkoxid in der Zusammensetzung in einer Menge zwischen 10 und 100 ppm basierend auf dem Gewicht der Gesamtzusammensetzung vorliegt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Streckfolie dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine höhere Haftkraft aufweist als eine Streckfolie, die aus einer zweiten Zusammensetzung hergestellt wird, die sich von der ersten Zusammensetzung nur dadurch unterscheidet, dass das Zinkoxid eine mittlere Teilchengröße von größer als 0,05 µm aufweist.
  5. Verfahren zum Verbessern der Haftkraft einer Streckfolie, wobei das Verfahren die Schritte des Mischens mindestens eines linearen Polyethylenharzes mit geringer Dichte mit bis zu 500 Teilen pro Million bezüglich des Gewichts der Gesamtzusammensetzung eines ultrafeinen Zinkoxids umfasst, wobei das ultrafeine Zinkoxid eine mittlere Teilchengröße von nicht mehr als 0,05 Mikrometer aufweist; und Formen des Gemischs zu einer Streckfolie.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, worin das Mischen mit einem linearen Polyethylenharz mit geringer Dichte in einem geschmolzenen Zustand erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, worin die Streckfolie durch ein Blasfolienverfahren gebildet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, worin die Streckfolie durch ein Gussfolienverfahren gebildet wird.
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