DE68929028T2

DE68929028T2 - Polymerfilme

Info

Publication number: DE68929028T2
Application number: DE68929028T
Authority: DE
Inventors: Susan Biczenczuk
Original assignee: Hoechst Trespaphan GmbH
Current assignee: Treofan Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1988-11-04
Filing date: 1989-11-02
Publication date: 1999-11-11
Anticipated expiration: 2009-11-03
Also published as: DE68929028D1; EP0367613A2; ATE181876T1; AU624435B2; US4960637A; GR3031314T3; GB2224973A; EP0367613B1; GB8825867D0; AU4390789A; ES2136056T3; GB2224973B; EP0367613A3

Description

Vorliegende Erfindung betrifft polymere Feinfolien, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, in Form von synthetischem Papier.
Bislang wurde vorgeschlagen, synthetisches Papier aus Polyolefinen, insbesondere Polypropylen, herzustellen, beispielsweise durch Einarbeitung eines Füllstoffs in das Polymer, das ausgerichtet ist, um eine Feinfolie herzustellen, die in ihrem Innern Poren (Vakuolen) und eine Oberflächenrauhheit aufweist, welche eine beschreibbare Oberfläche zur Verfügung stellt.
Jedoch beeinflussen die großen Füllstoffmengen, die zur Herstellung einer beschreibbaren Oberfläche erforderlich sind, die physikalischen Eigenschaften der Folie selbst in nachteiliger Weise. Infolgedessen besitzen derartige Folien eine geringe Steifheit, kombiniert mit einer niederen Zugfestigkeit, wenn die Undurchsichtigkeit, insbesondere die Beschriftungsfähigkeit, durch Zugabe von mehr Füllstoff erhöht werden.
EP 0220619-A beschreibt lichtundurchlässige Mehrschichtfolien mit bedruckbaren Oberflächen, welche nicht die Anwendung einer Koronaentladung- Behandlung erfordern, um eine Bedruckbarkeit zu erreichen. Derartige Folien bestehen aus einer Kernschicht aus Propylenhomopolymerem mit einem Gehalt an Mikroporen (Mikrovakuolen) und mindest einer bedruckbaren Außenschicht, welche keiner Behandlung mit Koronaentladung unterzogen wurde, wobei die bedruckbare Schicht aus einem Copolyesterkondensat von Terephthalsäure oder Isophthalsäure mit Ethylenglycol oder Butandiol besteht. Als Ergebnis der innewohnenden Bedruckbarkeit derartiger Folien ohne Koronaentladung- Behandlung wird die aus derartigen Behandlungen, um sie bedruckbar zu machen, sich ergebende Verschlechterung von Polyoleflnfolien vermieden, beispielsweise bei Endverwendungen, wo die Folie mit den verpackten Waren in Berührung kommt.
FR 2093986-A beschreibt synthetische Papiere aus Polyolefinen, die feinteilige Füllstoffe enthalten, um den Folien eine papierähnliche Oberfläche zu verleihen.
Diese synthetische Papiere weisen eine Außenfläche auf, welche Mikroporen umfasst, die von dem biaxialen Recken von Schichten aus Polyolefinen mit einem Gehalt an Füllstoffteilchen herrühren, zur Bildung von Mikroporen führen.
FR 2081939-A beschreibt synthetische Papiere mit feinen Oberflächenunregelmäßigkeiten in Form einer feinen Fibrillierung als Folge der Anwesenheit von Lumkern, verursacht durch das Recken von Folien mit Außenflächen, welche aus Blends von Polypropylen und bestimmten Ethylen- Propylen-Copolymeren mit organischen Füllstoffen bestehen.
Gemäß vorliegender Erfindung wird eine ausgerichtete Polymerfolie zur Verfügung gestellt, welche eine Grundschicht aus Polypropylen mit einem Gehalt an Mikroporen und eine hierauf befindliche beschreibbare Schicht umfasst, wobei die beschreibbare Schicht ein Blend aus Polyethylen mit einem Schmelzflussindex von nicht mehr als 1 g/10 Min, gemäß ASTM D1238I73 (Bedingung L) und mindestens ein chemisch inkompatibles Polymer mit einem Gehalt an Einheiten umfasst, die sich von mindestens einer der Verbindungen Ethylen, Propylen und 1- Buten ableitet und ein anderes Polymer als Ethylenhomopolymer ist, und wobei das inkompatible Polymer einen Schmelzflussindex von 4 bis 50 g/10 Min. gemäß ASTM D 1238173 (Bedingung L) umfasst.
Erfindungsgemäße Filme besitzen überraschenderweise nicht nur eine beschreibbare Oberfläche in Kombination mit einer besonders guten Lichtundurchlässigkeit sondern sie besitzen auch eine gute Steifheit und Zugfestigkeit im Vergleich zu Folien, welche die ganze Foliendicke hindurch einen Füllstoff oder hohe Mengen an Kernfüllstoff aufweisen. Ferner sind derartige Folien gemäß vorliegender Erfindung als Verpackungsfolien von besonderem Wert, insbesondere weil Schichten aus dem Blend in der Regel miteinander wärmeverschweißbar sind.
Das einmalige dekorative Aussehen von Folien gemäß vorliegender Erfindung kann auch modifiziert werden, indem man die Schicht aus dem Blend von Polymeren metallisiert. Dies kann die Wirkung der Bildung z. Bsp. eines anodisierten Aussehens haben.
Wenn ein Bedrucken auf die Schicht aus dem Blend von Polymeren angewandt wird, kann eine einzigartige intensiv malte Oberfläche erreicht werden.
Die erfindungsgemäßen Folien besitzen eine raue Oberfläche, die durch ein Blend von chemisch inkompatiblen Polymeren bereitgestellt wird, und dies wird ohne die Verwendung eines Füllstoffs in der beschreibbaren Schicht erreicht.
Eine chemische Unverträglichkeit kann in den Blends durch Verwendung eines Polymeren bereitgestellt werden, das Einheiten enthält, welche von mindestens einer der Verbindungen Ethylen, Propylen und 1-Buten abgeleitet sind, unter der Voraussetzung, dass das Polymer inkompatibel ist, d. h., es sollte nicht, ein Polyethylenhomopolymer oder ein Polymer sein, welches ausreichend Einheiten auf Basis von Ethylen umfasst, um Verträglichkeit zu verleihen. Beispiele für geeignete Polymere, welche mit Polyethylen unverträglich sind, umfassen Polypropylen, Copolymere von Propylen oder 1-Buten mit Ethylen sowie Terpolymere von Propylen mit Ethylen und 1-Buten.
Die Blends sollten ein Polyethylen mit einem Schmelzflussindex von nicht mehr als 1 g110 Min. gemäß ASTM D 1238/73 (Bedingung L) enthalten, und vorzugsweise sollte dieses Polymer unter diesen Bedingungen nicht fließen, wie z. Bsp. Polyethylen mit einer Dichte von 0,920 g/cm³ bis 0,970 g/cm³, vorzugsweise etwa 0,936 g/cm³.
Der Schmelzflussindex des inkompatiblen Polymeren im Blend sollte 4 bis 15 g/10 Min. betragen, und vorzugsweise ist er 6 bis 15, vorteilhafterweise etwa 8 g/10 Min., gemäß ASTM D 1238/73 (Bedingung L). Die Dichte des inkompatiblen Polymeren ist vorzugsweise nicht weniger als 0,900 g/cm³.
Das zur Bildung der beschreibbaren Schicht verwendete Blend enthält üblicherweise 25 bis 75 Gew.-% des ersten Polymeren mit einem Schmelzflussindex von nicht mehr als 1 g/10 Min. unter den vorgeschriebenen Bedingungen.
Obgleich vorliegende Erfindung Folien zur Verfügung stellt, welche eine beschreibbare Oberfläche ohne Verwendung eines Füllstoffs in der beschreibbaren Schicht besitzen, kann durch Einarbeitung einer geringen Menge von Füllstoffteilchen insbesondere die Beschriftungsfähigkeit mit einem Kugelschreiber oder Filzstift verbessert werden. Eine gute Beschriftungsfähigkeit mit einem Stift kann durch Einarbeitung von bis 5 Gew.-% organischer oder anorganischer Füllstoffteilchen, bezogen auf das Gewicht der beschreibbaren Schicht, erhalten werden. Ein Beispiel für anorganische Füllstoffteilchen, die verwendet werden können, ist feinteiliges Siliciumdioxid. Zur Erhöhung der Beschriftungsfähigkeit ist die Teilchengröße der Füllstoffteilchen vorzugsweise größer als die Dicke der beschreibbaren Schicht.
Die Grundschicht besteht aus einem ausgerichteten Polypropylen mit einem Gehalt an Mikroporen. Die Porenbildung kann auf bekannte Weise bewirkt werden, indem man Polypropylen mit einem Gehalt an einem organischen oder anorganischen Mittel zur Porenbildung, wie z. Bsp. Kreideteilchen eines Durchmessers von zum Beispiel 1 bis 10 Mikrometern, reckt. Typischerweise liegt die Menge des Mittels zur Porenbildung im Bereich von 1 bis 30 Gew.-% der Grundschicht.
Die Dicke der Grundschicht kann, wie für die besondere Endverwendung der Folie gewünscht, ausgewählt werden. Beispiele für geeignete Dicken sind 15 bis 55 Mikrometer, z. Bsp. eine Dicke von etwa 37 Mikrometer. Die beschreibbare Schicht ist vorzugsweise 0,5 bis 10 Mikrometer dick, insbesondere 1 bis 5 Mikrometer, vorteilhafterweise 2 bis 4 Mikrometer dick. Wenn Füllstoffteilchen in die beschreibbare Schicht einbezogen werden, weisen sie vorzugsweise einen Durchmesser von bis zu 10 Mikrometer auf.
Die Beschriftungsfähigkeit mit einem Kugelschreiber kann durch Oberflächenbehandlung, beispielsweise mit einer Koronaentladung, verbessert werden.
Erfindungsgemäße Folien können als Verpackungsfolien benutzt werden. Die Folien können eine dritte Polymerschicht auf der Grundschicht umfassen. Diese weitere Schicht kann ausgewählt werden, beispielsweise um die Annahme einer Klebstoffschicht, wie z. Bsp. für ein Etikettenmaterial, oder die Akzeptanz für ein Setbstklebematerial zu Verpackungszwecken zu fördern, oder aber eine Bedruckbarkeit und/oder Wärmeschweißbarkeit der Oberfläche der Folie zu verleihen, welche der beschreibbaren Schicht gegenüber liegt. Beispiele für geeignete dritte Schichten umfassen Polymere mit einem Gehalt an Einheiten, die sich von mindestens zwei der Verbindungen Ethylen, Propylen, 1-Buten, einem acrylischen Ester, Acrylsäure und Maleinsäureanhydrid ableiten. Typischerweise ist die Dicke der dritten Schicht 0,6 bis 2 Mikrometer. Die dritte Schicht kann mit einer Koronaentladung behandelt werden, um die Haftung einer danach aufgebrachten Klebstoffschicht zu unterstützen. Wenn jedoch eine dritte Schicht nicht angewandt wird, ist es in der Regel notwendig, eine Grundierungsschicht vorzusehen, falls eine Klebstoffschicht anzuwenden ist.
Erfindungsgemäße Folien können auf bekannte Weise hergestellt werden, indem man eine aus einer Grundschicht aus Polypropylen und einer hierauf befindlichen Schicht aus dem Blend bestehende Folie ausrichtet. Vorteilhafterweise wird dies bewirkt, indem man diese Schichten unter Bildung von einer Verbundfolie coextrudiert, die danach in Maschinenrichtung, z. Bsp. von 4, 5 bis 7 : 1, vorteilhafterweise 5 : 1, und sodann in der Querrichtung, z. Bsp. von 9 bis 10 : 1, gereckt wird.
Wenn eine dritte Polymerschicht angewandt wird, kann sie durch Coextrusion einer Dreischicht-Verbundfolie gebildet werden, die sodann biaxial ausgerichtet wird, beispielsweise unter den zuvor angegebenen Reckbedingungen.
Erfindungsgemäße Folien können, wenn sie mit einer dritten Polymerschicht versehen sind, weiteren Behandlungsstufen unterzogen werden; beispielsweise können sie auf bekannte Weise metallisiert werden, oder sie können mit gedruckten Freimachungsvermerken versehen werden. Auf eine derartige Weise behandelte Folien können als Verpackungsmaterialien verwendet werden.
Nachfolgendes Beispiel ist lediglich zur Veranschaulichung gegeben. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Teile auf das Gewicht bezogen, und alle Werte des Schmelzflussindex sind gemäß ASTM D 1238/73 (Bedingung L) gemessen.

BEISPIEL

Eine Dreischichtfolienbahn wurde hergestellt, indem man eine Grundschicht aus Polypropylen-Homopolymerem mit einem Gehalt an 6% Calciumcarbonat eines mittleren Teilchendurchmessers von 3 Mikrometer, mit auf der einen Seite einer Dispersion von 2,5% Siliciumdioxid eines mittleren Teilchendurchmesser von 10 Mikrometern, 47, 5% Polyethylen mit einem Schmelzflussindex von 0,12 g/10 Min. und 50% eines Copolymeren aus Ethylen und Propylen mit einem Schmelzflussindex von 8 g/10 Minuten, das etwa 4% von Ethylen abgeleitete Einheiten enthielt, und einer Schicht aus dem zuvor genannten Ethylen-Propylen- Copolymeren auf der anderen Seite, coextrudierte. Die Folienbahn wurde auf einer Kühlwalze gekühlt und danach in Maschinenrichtung im Verhältnis 4,5 : 1 und sodann in Querrichtung im Verhältnis 10 : 1 gereckt, mit einer Koronaentladung behandelt und aufgewickelt.
Die erhaltene Folie hatte eine Gesamtdicke von 43 Mikrometer, wobei die Schicht aus dem Blend etwa 2 Mikrometer dick, und die Schicht auf der geenüberliegenden Seite 1,5 Mikrometer dick war. Die Gesamtdichte der Folie war 0,690 g/cm³.
Die das Siliciumdioxid enthaltende Oberfläche zeigte eine gute Beschriftungsfähigkeit mit einem Kugelschreiber und Stift, wobei ein hoher Mattierungsgrad der Folie den Eindruck eines Qualitätspapiers verlieh.
Die das Siliciumdioxid enthaltende Oberfläche wurde bedruckt, wonach sie ein intensiv mattes Aussehen hatte.

Claims

1. Ausgerichtete Polymerfolie mit einer Grundschicht aus Polypropylen, die Mikro-Vakuolen enthält und eine auf ihr befindliche, beschreibbare Schicht besitzt, die eine Mischung aus Polyethylen mit einem Schmelzflußindex von nicht mehr als 1 g/10 min gemäß ASTM D1238/73 (Bedingung L) und wenigstens einem chemisch inkompatiblen Polymer aufweist, das von wenigstens einem der Stoffe Ethylen, Propylen und 1-Buten abgeleitete Einheiten besitzt und ein anderes Polymer als Ethylen-Homopolymer ist, wobei das inkompatible Polymer einen Schmelzflußindex von 4 bis 50 g/10 min gemäß ASTM D 1238/73 (Bedingung L) hat.

2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylen eine Dichte von 0,92 g/cm³ bis 0,97 g/cm³ besitzt.

3. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das chemisch inkompatible Polymer einen Schmelzflußindex von 6 bis 15 g/10 min gemäß ASTM D1238/73 (Bedingung L) aufweist.

4. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß basierend auf dem Gesamtgewicht der Mischung die Mischung zu 25 bis 75 Gew.-% aus dem ersten Polymer besteht.

5. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beschreibbare Schicht basierend auf dem Gewicht der Schicht bis zu 5 Gew.-% organischer oder anorganischer Füllerpartikel enthält, die in ihr verteilt sind.

6. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine dritte Polymerschicht auf der Grundschicht besitzt.

7. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf der Grundschicht oder, falls vorhanden, auf der dritten Polymerschicht eine Klebeschicht oder einen Kaltkleber aufweist.

8. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Verpackungsfolie ausgebildet ist.

9. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als synthetisches Papier ausgebildet ist.