DE69508278T2

DE69508278T2 - Hochdichtes polyethylen mit hohem molekulargewicht, mit verbesserter reissfestigkeit

Info

Publication number: DE69508278T2
Application number: DE69508278T
Authority: DE
Inventors: Steven Best; Thomas Daniluk
Original assignee: Exxon Chemical Patents Inc
Current assignee: ExxonMobil Chemical Patents Inc
Priority date: 1994-12-12
Filing date: 1995-12-12
Publication date: 1999-09-30
Anticipated expiration: 2015-12-13
Also published as: US5635262A; CA2208232A1; EP0797622A1; WO1996018678A1; EP0797622B1; CA2208232C; ATE177460T1; DE69508278D1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen Polyethylenzusammensetzungen mit hohem Molekulargewicht und hoher Dichte mit verbesserten physikalischen Eigenschaften. Insbesondere betrifft die Erfindung Polyethylen mit hohem Molekulargewicht (HMW) und hoher Dichte (HDPE), das, wenn es mit einer zweiten Komponente kombiniert wird und zu einer Folie oder einem Behälter verarbeitet wird, eine verbesserte Durchstichfortsetzungsreißbeständigkeit und verbesserte Durchstichfortsetzungsreißlänge zeigt. Dies kann zu einer verbesserten Schlagfestigkeit und verbesserten Zugfestigkeit führen.

HINTERGRUND

Lineare Polyethylene im allgemeinen und Polyethylene mit hoher Dichte im besonderen sowie spezieller Polyethylen mit hohem Molekulargewicht und hoher Dichte haben weite Verwendung beispielsweise als Einzelhandelsladen(Verkaufs)beutel (auch bekannt als T-Shirt-Beutel) und als mittels Extrusion blasgeformte Flaschen oder Behälter Anwendung gefunden. Eines der Probleme, die jedoch für die meisten dieser Anwendungen fortgesetzt problematisch ist, ist die Neigung des linearen Polyethylenmaterials mit hoher Dichte, zu "Splittern". Diese Splitterigkeit wird im allgemeinen auf die Tatsache zurückgeführt, daß lineares Polyethylen hoher Dichte sehr wenige Verzweigungen aufweist, mit Sicherheit wenige, wenn, falls überhaupt, irgendwelche lange Ketten sich vom Polymergerüst abzweigen. Eine solche Verzweigung kann eine höhere Verwicklung erlauben, was unter bestimmten Umständen einen Riß daran hindert, sich fortzusetzen, wenn er einmal entstanden ist, und/oder das Wachstum des Risses verzögert. Nachdem daher ein Riß oder ein Durchstich in einem im wesentlichen linearen Polyethylen einmal entstanden ist, wenn auf der Polyethylenfolie, einem aus der Folie hergestellten Beutel oder einem Behälter eine Last einwirkt, neigt sie bzw. er dazu, "reißverschlußartig aufzugehen" (zipper) oder mit schneller Rate auf zusplittern, was zum Versagen des Beutels und möglicher Herausdringen und Beschädigung des Inhalts führt.
Es sind viele Ansätze gemacht worden, dieses Problem des Reißverschlusses oder Aufsplitterns zu lösen. Üblicherweise ist die Einführung einer Menge von beispielsweise 5 bis 10 Gew.-% linearem Polyethylen niederer Dichte (Dichte im Bereich von 0,915 bis 0,930 g/cm³) mäßig erfolgreich gewesen, vermutlich aufgrund der Verzweigung, die durch das LLDPE bereitgestellt wird (im allgemeinen wird für LLDPE mehr Verzweigung als für HDPE beobachtet). Das lineare Polyethylen niederer Dichte (LLDPE) verursacht, während es einige Verbesserungen hinsichtlich des Stiftfalleinschlags und der Durchstichfortsetzungsreißfestigkeit liefert, auch unakzeptables Strecken oder Dehnen bei oder in der Nähe der Heißsiegelung unter einer einwirkenden Last. Eine solche Streckung kann einen Beutel, beispielsweise einen schwer beladenen Beutel im Laden, dazu bringen, sich zu deformieren, was den Beutel unakzeptabel macht oder zumindest für seinen verwendeten Zweck weniger funktionell macht.
Herkömmliches Polyethylen niederer Dichte (LDPE) ist mit HMW- HDPE gemischt worden und gibt etwas Entlastung hinsichtlich es Splitter- oder Reißverschlußproblems, aber wiederum sind Beutel, die aus Folien hergestellt wurden, die auf einer solchen Mischung basieren, in ihrer Streckung ebenfalls im allgemeinen unakzeptabel.
Obwohl beide diese Lösungen des Splitterproblems industriell verwendet werden, bringen bei dieser Lösungen eine inhärente Schwierigkeit mit sich. Diese Schwierigkeit besteht darin, daß das HMW-HDPE eine relativ hohe Schmelzviskosität aufweist, während im allgemeinen sowohl LDPE als auch LLDPE eine relativ viel geringere Schmelzviskosität besitzen. Dies führt zur Inhomogenität in der Schmelze und in der resultierenden Folie, was Gebiete mit guten Eigenschaften und Gebiete mit schlechten Eigenschaften hervorruft, was eine ähnlich unakzeptable Lösung des Reißver schlußproblems ist. Versuche zur Homogenisierung einer solchen Mischung, um die Dispersion zu verbessern, wodurch die gesamten physikalischen Eigenschaften verbessert werden, haben im allgemeinen geringen Erfolg gehabt, weil, während die Materialien niedriger Viskosität gleichförmiger dispergiert werden, die Materialien mit hohem Molekulargewicht oder höherer Viskosität (HMW-HDPE) dazu neigen, Hitze und Scherung ausgesetzt zu werden, was etwas Vernetzung hervorruft, wodurch im allgemeinen unakzeptable Verschlechterung von Massenfolieneigenschaften hervorgerufen werden.
Versuche zur Messung der Verbesserung oder des Verlusts einer Verbesserung hinsichtlich der Reißeigenschaften umfassen standardisierte Tests in der Folienindustrie wie beispielsweise Reißen oder Elmendorf-Reißen, wobei im allgemeinen eine Kerbe oder ein Schnitt in der zu testenden Folie erzeugt werden. Während diese Tests beim Testen von HDPE-Folie von Wert sind, ist ein realistischer kommerzieller Indikator für Folieneigenschaften, insbesondere für HMW-HDPE, die Durchstichfortsetzungsreißbeständigkeit (PPT) und die Duchstichfortsetzungsreißlänge (PPTL). Diese beiden Tests sind für ein Reißen ein Maß, das ähnlich einem solchen wäre, das in einer alltäglichen Situation durch Durchstechen/Durchreißen einer Folie oder eines Beutels auf Basis einer solchen Folie hervorgerufen würde, und die anschließende Länge des Risses für einen spezifischen Durchstich/- Schlag.
Ein anderer Weg zur Verbesserung der Reiß- und Durchstichfortsetzungsreißeigenschaften eines HMW-HDPE-Materials könnte darin liegen, ein höherverzweigtes polymeres Material benachbart zu dem HDPE beispielsweise auf dem Wege einer Koextrusion zu extrudieren. Dies ist jedoch ein teueres Verfahren zur Lösung dieses Problems und ist daher im allgemeinen kommerziell unakzeptabel.
Zu den Kategorien der Lösungen des Reißproblems gehören auch verschiedene Maschinen- oder Extrudermanipulationen, die die Reißfestigkeit verbessern können. Aufgrund der sehr hohen Schmelzfestigkeit von HMW-HDPE wird die Folie im allgemeinen unter Verwendung einer Konfiguration mit hoher Stützwand verwendet. Diese Konfiguration erlaubt es der Schmelze vor dem Aufblasen zu der vollen flach gelegten Breite zu entspannen, die für das fertige Produkt gewünscht ist. Um eine größere Entspannung zu erzielen, die wiederum die Reiß- und Schlageigenschaften verbessert, haben Folienhersteller versucht, die Stützwandhöhe und das Aufblasverhältnis zu maximieren. Typischerweise ist die Stützwandhöhe das 6- bis 8fache des Düsendurchmessers und das Aufblasverhältnis liegt im Bereich von dem 3- bis 5fachen des Düsendurchmessers. Diese Parameter werden durch die Stabilität der Blase bei vernünftigen Produktionsraten begrenzt.
In der US-A-5 110 685 sind Mischungen von Polyethylen hoher Dichte mit Elastomeren beschrieben, um Beschichtungen mit geringer Reibung und mit Abriebbeständigkeit herzustellen. Speziell ist in dieser Druckschrift eine mehrteilige Mischung beschrieben:
a) eine PE-Mischung mit hoher Dichte aus
1) HDPE mit hohem Molekulargewicht, das mit 10 bis 80 Gew.-% vorhanden ist,
ii) HDPE mit mittlerem Molekulargewicht, das mit 20 bis 70 Gew.-% vorhanden ist und
iii) HDPE mit niedrigem Molekulargewicht, das den Rest der HDPE-Mischung ausmacht,
b) ein EPDM-Elastomer.
Verschiedene Mischungen aus a) und b) mit Ruß und gegebenenfalls Talk sind getestet worden, um ihre Abriebbeständigkeit und als Maß für geringe Reibung den Reibungskoeffizienten zu bestimmen. Eine solche Mischung aus HDPE mit verschiedenen Molekulargewichten würden zu einer Folie führen, die für Verbraucherbeutel im allgemeinen ungeeignet wäre, weil eine Verdünnung des Molekulargewichts der HMW-HDPE-Produkte im allgemeinen dazu führt, daß die Schlageigenschaften verschlechtert werden. Dieses Phänomen ist den Fachleuten hinsichtlich des Verhaltens von Produkten mit mittlerem Molekulargewicht im Vergleich zum Verhalten von Produkten mit hohem Molekulargewicht bekannt. Die Sticheinschlageigenschaften (eine andere wichtige physikalische Eigenschaft von Folien) von Produkten mit mittlerem Molekulargewicht sind typischerweise 50% niedriger als diejenigen, die mit Produkten mit hohem Molekulargewicht erzielt werden.
Es besteht daher ein Bedarf daran, Polyethylenfolien mit hohem Molekulargewicht und hoher Dichte herzustellen, die beispielsweise zu T-Shirt-Beuteln geformt werden können, die überlegene Beständigkeit gegenüber Durchstichfortsetzungreißen und verbesserte Durchstichfortsetzungsreißlänge aufweisen und im allgemeinen vom wirtschaftlichen und Herstellungsstandpunkt kommerziell praktikabel sind.

ZUSAMMENFASSUNG

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung und insbesondere mit einer bevorzugten Ausführungsform werden die oben erwähnten Probleme im wesentlichen überwunden, was zu einem Gegenstand führt, der aus einer HMW-HDPE-Zusammensetzung hergestellt worden ist, die überlegene Durchstichfortsetzungsreißbeständigkeit, überlegene Durchstichfortsetzungsreißlänge und verbessertes J-Reißen aufweist. Die HMW-HDPE-Zusammensetzung umfaßt eine Hauptkomponente (HMW-HDPE) und eine Nebenkomponente (ein Material zur Verbesserung der Reißeigenschaften). Wenn eine solche Nebenkomponente gut dispergiert ist, ist sie im allgemeinen zur Verbesserung dieser Testergebnisse brauchbar.
Erfindungsgemäß wird eine Folie (und/oder ein mittels Extrusion blasgeformter Gegenstand) bereitgestellt, die/der (a) im Bereich von 85 bis 99 Gew.-% HMW-HDPE (erste Komponente) mit einer Dich te im Bereich von 0,940 bis 0,970 g/cm³ umfaßt, wobei das HMW- HDPE entweder ein Homopolymer oder ein Copolymer ist. Wenn es ein Copolymer ist, ist es im allgemeinen ein Copolymer aus Ethylen und einem α-Olefin. Der α-Olefingehalt beträgt bis zu 2 Mol- %, bezogen auf die Gesamtmole des HMW-HDPE, wobei das HMW-HDPE einen Schmelzindex im Bereich von 0,02 bis 1,0 dg/min aufweist. Außerdem ist (b) ein Bereich von 1 bis 15 Gew.-% einer zweiten Komponente umfaßt, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Styrol/Butadien/Styrol (SBS), Styrol/Isopren/Styrol (SIS), Ethylen/Propylen-Kautschuk(EPR), Ethylen/Propylen/Dien/Monomer- Kautschuk (EPDM), Butylkautschuk, einem Metallocen-katalysierten LLDPE und Kombinationen derselben, wobei die Folie eine PPT (in Maschinenrichtung MD) über 2,0 kgF, eine PPT (in Querrichtung TD) über 2, 2 in kgF, eine PPTL (TD) unter 92 mm und eine PPTL (MD) bis zu 100 mm aufweist.
Vorzugsweise weist die Folie im Bereich von 90 bis 99 Gew.-% ein HMW-HDPE auf und im Bereich von 10 bis 1 Gew.-% eine zweite Komponente auf. Bevorzugter weist die Folie einen Bereich von 93 bis 99 Gew.-% HMW-HDPE und einen Bereich von 1 bis 7 Gew.-% der zweiten Komponente auf, wobei alle Gewichtsprozentsätze auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung basieren.
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und der angefügten Ansprüche besser verstanden.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform werden bestimmte HMW- HDPE-Zusammensetzungen und auf diesen Zusammensetzungen basierende Anwendungen offenbart. Diese Polyethylenzusammensetzungen weisen einzigartige Eigenschaften auf, die sie insbesondere für Anwendungen geeignet machen, die Beständigkeit gegenüber Durchstichfortsetzungsreißen und eine Verbesserung der Durchstichfortsetzungsreißlänge in Folien sowie Schlagfestigkeit und Zug festigkeit bei mittels Extrusion blasgeformter Gegenstände erfordern. Diese Zusammensetzungen weisen Kombinationen von Eigenschaften auf, die sie gegenüber zuvor verfügbaren Zusammensetzungen für viele Verwendungen überlegen machen, wie beispielsweise T-Shirt-Verkaufsbeutel, Einzelhandelsbeutel, Herstellungsbeutel, extrusionsgeformte Gegenstände und andere Anwendungen, die den Fachleuten bekannt sind.
Es folgt eine ausführliche Beschreibung bestimmte bevorzugter HMW-HDPE-Zusammensetzungen aus dem Umfang einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, bevorzugter Verfahren zur Herstellung dieser Zusammensetzungen und bevorzugter Anwendungen dieser Zusammensetzungen. Die im Text und in den Ansprüchen angegebenen Werte wurden unter Verwendung von üblicherweise zur Messung von Folieneigenschaften verwendeter ASTM-Testverfahren wie folgt bestimmt:
Stiftfallaufprall: ASTM D-1709
Zugfestigkeit: ASTM D-882
Elmendorf-Reißen (MD und TD): ASTM D 1922
Dehnung: ASTM D 882
Durchstichfortsetzungsreißen: ASTM D 2582-93
PP-Reißlänge (mm) MD und TD: ASTM D-2582-93

HMW-HDPE-Harz

Die Polyethylenzusammensetzung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform für die Verwendung in Folien oder mittels Extrusion blasgeformtenr Gegenständen kann aus einem Ethylenhomopolymer oder einem Ethylencopolymer oder einer Mischung eines Ethylencopolymers und eines Ethylenhomopolymers hergestellt werden. Die Dichte der bevorzugten Materialien liegt im allgemeinen im Bereich von 0,940 bis 0,970 g/cm³. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Dichte im Bereich von 0,948 bis 0,965 g/cm³. Bevorzugtere Dichten liegen im Bereich von 0,950 g/cm³ bis 0,960 g/cm³. Das HMW-HDPE weist einen Schmelzindex wie gemessen gemäß ASTM D-1238 im Bereich von 0,02 bis 2.0 dg/min auf. Vorzugsweise liegt der Schmelzindex im Bereich von 0,02 bis 1 dg/- min. am meisten bevorzugt 0,03 bis 0,1 dg/min. Wenn das Ethylenpolymer ein Copolymer ist, ist es im allgemeinen ein Ethylen/α- Olefin-Copolymer, wobei das zur Herstellung des Copolymers verwendete α-Olefin ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Buten-1, Penten-1, 4-Methyl-1-penten, Hexen-1 und Octen-1. Das α-Olefin ist in dem Copolymer im Bereich von bis zu 2 Molen/Mol Copolymer vorhanden.
Das HMW-HDPE kann durch eine Reihe von Verfahren hergestellt werden, einschließlich ohne Einschränkung darauf Gasphasen-, Wirbelbett-, Aufschlämmungs- oder Lösungsverfahren. Katalysatoren, die für die Polymerisation verwendet werden, sind im allgemeinen ausgewählt aus herkömmlichen Ziegler-Natta-Typ-, Zirkonium-Typ- oder Metallocen-Typ-Katalysatorsystemen. Solche Katalysatoren und ihre Produkte sind gut bekannt.

Zweite Komponenten

Die zweite Komponente kann aus der Gruppe bestehend aus SBS, SIS, EPR, EPDM, Butylkautschuk, Metallocen-katalysierten LLDPE und Kombinationen derselben ausgewählt werden. Bevorzugt sind die SBS-Elastomere oder die Metallocen-katalysierten LLDPE. SBS- und SIS-Materialien sind beispielsweise von Dexco Corporation unter dem Warennamen Vector® erhältlich. Die ungefähren physikalischen Eigenschaften dieser SBS-Elastomere sind wie folgt:
- Schmelzflußrate (ASTM D-1238) bei 200ºC, 15 kg = 20 bis über 0,1, bevorzugt 12 bis über 0,1 dg/min. bevorzugter 8 bis über 0,1 dg/min.
- Molekulargewicht (durchschnittliches gewichtsmäßiges Molekulargewicht) 20 000 bis 100 000, bevorzugt 40 000 bis 100 000, bevorzugter 80 000 bis 100 000. Der Styrolgehalt liegt im Bereich von 10 bis 50%, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 40%, bevorzugter im Bereich von 25 bis 35%. EPR, EPDM und Butylkautschuk sind gut bekannte Polymere und weit verbreitet aus einer Reihe kommerziellen Quellen erhältlich.
Wenn die zweite Komponente ein Metallocen-katalysiertes LLDPE ist, weist das speziell gewählte Harz gegebenenfalls einen Schmelzindex unter 2 dg/min und eine Dichte im Bereich von 0,915 bis 0,925 g/cm³ auf. Auf jeden Fall wird die Wahl einer zweiten Komponente, wie vom Fachmann erkannt wird, dahingehend kontrolliert, daß im wesentlichen keine Verschlechterung der Eigenschaften des Endprodukts auftritt.

Polyethylenfolienzusammensetzung

Die Zusammensetzung der Folie einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform liegt im Bereich von 85 bis 99 Gew.-% HMW- HDPE-Polyethylen und im Bereich von 1 bis 15 Gew.-% einer zweiten Komponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SBS, SIS, EPR, EPDM, Butylkautschuk, Metallocen-katalysiertem LLDPE und Kombinationen derselben. Vorzugsweise ist das HMW-HDPE im Bereich von 90 bis 99 Gew.-% vorhanden und ist die zweite Komponente im Bereich von 10 bis 1 Gew.-% vorhanden. Bevorzugter ist das HMW-HDPE im Bereich von 93 bis 97% vorhanden und ist Elastomer im Bereich von 7 bis 3 Gew.-% vorhanden. Alle Gewichtsprozente basieren auf dem Gesamtgewicht der Folienzusammensetzung. Wenn die zweite Komponente der Mischung im Überschuß von 15 Gew.-% verwendet wird, weist die Folie immer noch brauchbare Eigenschaften auf, aber die Aufwendung einer solchen Menge an zweiter Komponente in der Mischung macht das resultierende hergestellte Produkt wahrscheinlich zu teuer, als daß es kommerziell brauchbar ist, oder die Eigenschaften der Folie würden es für Verkaufsbeutel und dergleichen im allgemeinen ungeeignet machen. Bei weniger als 1 Gew.-% ist der positive Effekt der zweiten Komponente auf die Eigenschaften der Massenfolie unter einen im allgemeinen vorteilbringenden Punkt vermindert.
In bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungen können Additive der Art, die normalerweise verwendet wird, um Oxidation zu inhibieren, UV-Inhibitoren, Säurefänger, UV-Absorptionsmittel, antistatische Materialien, Färbemittel, Gleitmittel und dergleichen in die Masse der Folienzusammensetzung eingeführt werden, ohne die in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen wünschenswerten Eigenschaften im wesentlichen zu verändern.

Verwendungen der Folie

Es gibt viele Verwendungen für aus Zusammensetzungen, die bestimmte erfindungsgemäße Ausführungsformen repräsentieren, hergestellte Folien. Verschiedene Arten von Beuteln sind eine solche Verwendung. Unter den Beuteln gibt es viele Arten wie beispielsweise Verkaufsbeutel, häufig bezeichnet als "T-Shirt-Beutel", allgemein für den Verkauf verwendete Beutel, Beutel, die verwendet werden, um zurückgewiesene Behälter auszukleiden (industriell, kommerziell und Haushalt) (üblicherweise bezeichnet als "Dosenauskleider") und dergleichen. Die Fachleuten werden erkennen, daß die nominale Dicke einer Folie, eines Beutels oder eines anderen Gegenstandes Auswirkung auf einige allgemeine mechanische Eigenschaften des Gegenstandes haben. Verkaufsbeutel werden im allgemeinen in einer nominellen Stärke von 0,5 mil (12,7 um) hergestellt. Dickere Querschnitte würden wahrscheinlich zu einer höheren Durchstichkraft führen, sogar ohne die erfindungsgemäße Lehre. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre auf einen solchen dickeren Querschnitt führt im allgemeinen zu einer weiteren Verbesserung der Durchstichkraft, der PPT und der PPTL.

Bewertung von Folienmaterialien

Bei der Bewertung von polymeren Folien sind im allgemeinen viele Parameter wichtig. Bei der Bewertung von linearem Polyethylen, insbesondere Folien aus Polyethylen mit hohem Molekulargewicht und hoher Dichte sind jedoch die Messungen von Bedeutung für die Hersteller von Verkaufsbeuteln, Einzelhandelsbeuteln und Dosenauskleider: Stiftfalleinschlag, der im allgemeinen ein Maß für das Ausmaß an Kraft ist, die benötigt wird, um eine Folie spezifischer Dicke zu zerreißen, in Gramm, die Elmendorf-Reißung, die ein Anzeichen für die Fähigkeit des Materials einem Reißen zu widerstehen ist, und das TD/MD-Reißverhältnis, das als Indikator für das Orientierungsgleichgewicht brauchbar ist. Folien mit einem niedrigeren TD/MD-Verhältnis, das für ein verbessertes Reißverhalten bei besserem Gleichgewicht ein Anzeichen ist, neigen im allgemeinen dazu weniger zu reißen als diejenigen mit höheren Verhältnissen.
Bei Folien aus Polyethylen mit hohem Molekulargewicht und hoher Dichte ist ein Test, der sich an das Verhältnis in der Realität annähert, wo scharfe und/oder schwere Gegenstände in einer Folie oder einem aus einer Folie hergestellten Beutel enthalten sein können, auf die Durchstichrißfortsetzung in Kilogramm Kraft in sowohl die Maschinen- als auch die Querrichtung (MD und TD), eine wichtige Messung. Folien, die eine größere Kraft zum Zerreißen erfordern, neigen dazu, weniger splitternd zu sein und weisen mehr von einem J-Reiß-Charakter auf. J-Reißen bezieht sich auf die Art von Reißen, die zu einer Folie führt, die nicht in einer geraden Linie reißt, sondern einer solchen, bei der die Risse scharfe Wendungen und Richtungsänderungen machen und daher dem Buchstaben "J" ähneln. Dies ist insbesondere kritisch in Verkaufsbeuteln, da geradlinige Risse häufig zu katastrophalen Fehlern führen. Diese Ergebnisse passen zu Reißeigenschaften, die durch den Elmendorf-Reißtest gemessen werden. Eine weitere Verfeinerung des Durchstichfortsetzungsreißtests ist die Durchstichfortsetzungsreißlänge bei einem gegebenen Satz von Bedingungen. Dies ist ein Anzeichen dafür, ob eine spezifische Folie nicht nur eine Beständigkeit gegenüber Durchstichfortsetzungreißen aufweist, oder nicht, sondern unter vorgegebenen Bedingungen wie weit ein solcher Riß sich fortsetzen wird.

Beispiele

Beispiele 1-5

Dieser Satz von Beispielen zeigt, daß bei der Extrusion von HMW- HDPE zu Folien bestimmte zweite Komponenten (Nebenkomponenten), die in das HMW-HDFE gemischt sind, zu einer Folie mit einer dramatischen Verbesserung in der PPT und PPTL gegenüber einem HMW-HDPE ohne irgendwelche Additive (ausgenommen Stabilisatoren, Antioxidantien usw.) führen. Die Nebenkomponentenmischungen zeigen auch eine Verbesserung gegenüber Mischungen von HMW-HDPE mit traditionelleren Mischungspartnern wie beispielsweise LLDPE.
Alle Durchläufe wurden auf einem Alpin-Extruder mit einer 160 mm (Koextrusionsdüse), der mit einem internen Blasenkühler (IBC) mit einer Düsenöffnung von 1,5 mm ausgestattet war. Das Aufblasverhältnis betrug 4,7, das Stützwandhöhenverhältnis war 6. Das Folienmaß betrug im Durchmaß nominell 0,5 mil (13 um). Beispielparameter und physikalische Folieneigenschaften sind in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 1 wurde unter Verwendung eines HMW-HDPE Qualität 7000 F (erhältlich von Exxon Chemical Co.) durchgeführt, das ein bimodales HMW-HDPE mit einer Dichte von 0,952 g/cm und einem MI von 0,04 dg/min ist.
In Beispiel 2 wurden 5 Gew.-% des HMW-HDPE durch ein LLDPE mit einem MI von 1,0 und einer Dichte von 0,918 g/cm³ ersetzt (herkömmlich Ziegler-Natta-katalysiert) (Qualität LL-1001 erhältlich von Exxon Chemical Co.).
In den Beispielen 3 und 4 wurden 5 bzw. 10 Gew.-% des HMW-HDPE durch ein Metallocen-katalysiertes LLDPE, das von Exxon Chemical Co. erhältlich ist, mit einem MI von 1,0 und einer Dichte 0,918 g/cm³ ersetzt.
In Beispiel 5 wurden 5 Gew.-% des HMW-HDPE durch Vector® 8508 (erhältlich von Dexco Polymers) ersetzt.
Beim Vergleich des im wesentlichen 100gew.-%igen HMW-HDPE (Beispiel 1) und des 95gew.-%igen HMW-HDPE, 5 gew.%igen Ziegler-Natta-katalysierten LLDPE (Beispiel 2) mit den Beispielen 3 und 5 (5 Gew.-% Metallocen-katalysiertes LLDPE) bzw. 5 Gew.-% Vector SBS) wurden die folgenden Beobachtungen hinsichtlich spezifischer physikalischer Eigenschaften gemacht:
MD/TD-Verhältnis: während eine Verbesserung von 60+% von Beispiel 1 zu Beispiel 2 beobachtet wurde, wurde eine ±300% Verbesserung von Beispiel 1 zu Beispiel 3 oder 5 beobachtet,
PPT MD: es wurde im wesentlichen kein Unterschied zwischen den Beispielen 1 und 2 beobachtet, aber es wurde eine 20%ige Verbesserung zwischen den Beispielen 1 und 3 oder 5 beobachtet,
PPTL MD: es wurde eine leichte Abnahme von Beispiel 1 auf Beispiel 2 beobachtet, während eine wesentliche Abnahme (±25%) beim Vergleich von Beispiel 1 mit Beispiel 3 oder 5 beobachtet wurde,
PPTL TD: eine weniger als 10%ige Verringerung wird von Beispiel 2 auf Beispiel 1 beobachtet, während eine 20+%ige Verringerung bei Beispielen 3 oder 5 auf Beispiel 1 ersichtlich ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung in bemerkenswerte Ausführlichkeit unter Bezug auf bestimmte bevorzugte Versionen derselben beschrieben worden ist, sind andere Versionen möglich. Während Folien und Beutel beispielhaft angegeben worden sind, sind beispielsweise auch andere Verwendungen, wie z. B. Extrusionsblasformung umfaßt. Daher sollen der Gedanke und der Umfang der angefügten Ansprüche nicht durch die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen hierin beschränkt sein.

Claims

1. HMW-HDPE-Zusammensetzung, die umfaßt:

a) eine erste Komponente, die im Bereich von 85 bis 99 Gew.-% vorhanden ist, wobei die erste Komponente ein HMW-HDPE ist, das:

i) eine Dichte im Bereich von 0,940 bis 0,970 g/cm³,

ii) einen α-Olefincomonomergehalt bis zu 2 Mol-%, bezogen auf die gesamten Mole des HMW-HDPE,

iii) ein Schmelzindex im Bereich von 0,02 bis 2,0 dg/min aufweist und

b) ein Metallocen-katalysiertes LLDPE im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die erste Komponente im Bereich von 90 bis 99 Gew.-% vorhanden ist, wobei die erste Komponente eine Dichte im Bereich von 0,950 bis 0,960 g/cm³ und einen Schmelzindex im Bereich von 0,03 bis 0,1 dg/min aufweist.

3. Verwendung der Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2 in einer Folie, wobei die Folie eine Durchstichfortsetzungsreißbeständigkeit (MD) über 2,0 kgF und eine Durchstichfortsetzungsreißlänge (MD) bis zu 100 mm aufweist.

4. Folie nach Anspruch 3, bei der die Folie eine Durchstichfortsetzungsreißbeständigkeit (MD) über 2, 1 kgF und eine Durchstichfortsetzungsreißlänge (MD) bis zu 95 mm aufweist.

5. Folie nach Anspruch 3, bei der die Folie eine Durchstichfortsetzungsreißbeständigkeit (MD) über 2, 2 kgF und eine Durchstichfortsetzungsreißlänge (MD) bis zu 90 mm aufweist.

6. Verwendung der Folie gemäß einem der Ansprüche 3, 4 oder 5 in einem T-Shirtbeutel oder einer Dosenauskleidung.

7. Verwendung der Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2 als mittels Extrusion blasgeformter Gegenstand.