DE69821358T2

DE69821358T2 - Einzelschicht-folie

Info

Publication number: DE69821358T2
Application number: DE69821358T
Authority: DE
Inventors: Stacey Marc SOMERS
Original assignee: Eastman Chemical Co
Current assignee: Westlake Longview Corp
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1998-06-25
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2018-06-26
Also published as: US6147179A; DE69821358D1; EP0991716A1; EP0991716B1; WO1998059001A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf eine polymere Einzelschicht-Folie gerichtet. Spezieller ist die vorliegende Erfindung auf eine polymere Einzelschicht-Folie gerichtet, die insbesondere zur Verwendung als Stretchfolie geeignet ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Polyethylen-haltige Zusammensetzungen sind verwendet worden, um eine große Vielfalt von Folien herzustellen. Es ist häufig wünschenswert, dass derartige Folien Hafteigenschaften aufweisen, insbesondere, wenn sie für solche Zwecke wie Stretch-Verpackungsfolien verwendet werden. Demgemäß werden gewöhnlich Haftzusätze zu dem Polyethylen-haltigen Zusammensetzungen gegeben, um eine Folie mit den gewünschten Hafteigenschaften bereitrustellen.
Leider ist es wohlbekannt, dass der Zusatr von Haftzusätzen zu Polyethylen den Lärmpegel erhöht, der mit dem Abwickeln einer Folienrolle verbunden ist. Darüber hinaus würde ein gewöhnlicher Fachmann erwarten, dass der Abwicklungslärm der Folie zunimmt, wenn die Menge des Haftzusatzes zunimmt.
Es ist dem gemäß offensichtlich, dass es einen Bedarf an einer Polyethylen-Folienzusammensetrung gibt, die erhöhte Hafteigenschaften aufweist und nicht die allgemeine Zunahme des Lärmpegels zeigt, wenn die Folienrolle abgewickelt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einzelschicht-Folie, die aus einer Zusammensetzung gebildet ist, welche 90 Gewichtsprozent bis 99 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, einer Komponente, die aus einem Nomopolymer von Ethylen, einem Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer, einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer und deren Mischungen ausgewählt ist, wobei die Komponente eine Dichte von nicht mehr als 0,94 g/cm³, g/ml aufweist, und 1 Gewichtsprozent bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eines Copolymers von Propylen mit einem damit copolymerisierbaren Monomer mit einer Viskosität von 1 bis 2000 cP, mPas bei 190°C und einer Nadelpenetration von 50 dmm bis 150 dmm bei 23°C umfasst, wobei das Monomer 10 bis 40 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des Propylen-Copolymers umfasst.
Die US-A-4,430,457 beschreibt eine Haft/Stretch-Folie, die aus einer Zusammensetzung von 90–97,5 Gewichtsprozent Ethylen-Polymer und 2,5–10 Gewichtsprozent amorphem Copolymer von Ethylen und Propylen mit niedriger Dichte hergestellt ist.
Ein Vorteil der Einzelschicht-Folie der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Folie verbesserte Hafteigenschaften bereitstellt, ohne nachteilig den Abwicklungslärmpegel der Folie zu beeinflussen, was die Einzelschicht-Folien besonders gut zur Verwendung als Stretchfolien geeignet macht.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen vollständiger offensichtlich oder können durch die Durchführung der Erfindung, wie nachstehend angegeben, in Erfahrung gebracht werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Einzelschicht-Folie dieser Erfindung ist aus einer Zusammensetzung gebildet, die mindestens zwei Komponenten umfasst, ein Ethylen-haltiges polymeres Material und ein Propylen-Copolymer. Diese zwei Komponenten werden wie folgt in weiterer Einzelheit beschrieben:
Die Ethylen-haltige polymere Komponente ist ein Homopolymer von Ethylen oder ein Copolymer von Ethylen mit einem damit copolymerisierbaren Comonomer. Spezieller ist die Ethylen-haltige polymere Komponente aus einem Homopolymer von Ethylen, einem Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer, einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer und deren Mischungen ausgewählt, wobei die Komponente eine Dichte von nicht mehr als 0,94 g/cm³, g/ml aufweist. Die Ethylen-haltige polymere Komponente weist vorzugsweise eine Dichte von 0,88 bis 0,93 g/cm³, g/ml und bevorzugter von 0,89 bis 0,92 g/cm³, g/ml auf.
Das alpha-Olefin-Comonomer des Ethylen-alpha-Olefin-Copolymers weist vorzugsweise 3 bis 20 Kohlenstoffatome pro Molekül auf und liegt in einer Menge von 2 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer, vor. Beispiele für das alpha-Olefin-Comonomer umfassen 1-Buten, 1-Penten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen, 1-Octen, 1-Nonen, 1-Decen, 1-Dodecen, und die Copolymere umfassen ein Terpolymer von Ethylen, ein Terpolymer von 1-Buten, ein Terpolymer von 1-Hexen und Mischungen und Derivate davon. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das alpha-Olefin aus 1-Buten, 1-Hexen und 1-Octen ausgewählt.
Die Ethylen-haltige polymere Komponente kann leicht durch jedes in der Technik bekannte herkömmliche Verfahren hergestellt werden.
Die Propylen-Copolymer-Komponente der Zusammensetzung hierin ist ein Copolymer von Propylen mit einem damit copolymerisierbaren Monomer. Die Propylen-Copolymer-Komponente der Zusammensetzung schließt vorzugsweise ein alpha-Olefin mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen pro Molekül als Monomer ein. Bevorzugter ist das alpha-Olefin-Monomer Ethylen.
Die Propylen-Copolymer-Komponente weist eine Viskosität von 1 bis 2000 cP, mPas von 190°C, vorzugsweise von 1 bis 1000 cP, mPas, bevorzugter von 150 bis 350 cP, mPas, und am bevorzugtesten von 250 cP, mPas auf.
Die Propylen-Copolymer-Komponente weist eine Nadelpenetration im Bereich von 50 dmm bis 150 dmm bei 23°C, vorzugsweise von 75 bis 125 dmm, bevorzugter von 80 bis 120 dmm und am bevorzugtesten von 100 dmm auf.
Das Monomer liegt in der Propylen-Copolymer-Komponente in einer Menge von 10 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des Propylen-Copolymers, bevorzugt in einer Menge von 15 Gewichtsprozent bis 30 Gewichtsprozent, bevorzugter von 16 Gewichtsprozent bis 23 Gewichtsprozent und am bevorzugtesten von 18 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent vor.
Die Propylen-Copolymer-Komponente der hierin verwendeten Zusammensetzung kann durch ein Verfahren erzeugt werden, dass im kanadischen Patent 129648 mit dem Titel "Process for the Direct Synthesis of Highly Amorphous Propylene Homopolymers and Propylene-Ethylene Copolymers" offenbart ist. Propylen-Copolymer-Komponenten innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung können auch von Eastman Chemical Company, Kingsport, Tennessee, unter der eingetragenen Marke EASTOFLEX E1003 von Eastman Chemical Company erworben werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine polymere Zusammensetzung bereitgestellt, die (a) 90 bis 99 Gewichtsprozent der oben definierten Ethylenhaltigen polymeren Komponente und (b) 1 bis 10 Gewichtsprozent der oben definierten Propylen-Copolymer-Komponente umfasst, wobei die Gewichtsprozent sätze auf das Gewicht der Mischungszusammensetzung bezogen sind. Die genauen Mengen jeder Komponente werden durch die Anwendung bestimmt, bei welcher die Folie zu verwenden ist. Eine Variation der Mengen jeder Komponente liegt innerhalb des Bereichs des Fachmanns.
Für viele Zwecke kann es wünschenswert sein, den Mischungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung andere herkömmliche Zusätze einzuverleiben. Beispielsweise können Antioxidantien, Wärme- und Lichtstabilisatoren, Farbstoffe, antistatische Mittel, Konservierungsmittel, Verarbeitungshilfsmittel, Pigmente, Flammverzögerungsmittel und dergleichen zugesetzt werden.
Die Zusammensetzung aus der vorstehend definierten Ethylen-haltigen polymeren Komponente und Propylen-Copolymer-Komponente wird leicht durch jedes in der Technik bekannte Verfahren hergestellt. Beispielsweise können die Komponenten der Zusammensetzung durch Schmelzextrusion zusammengemischt werden, oder sie können in einer herkömmlichen Mischmaschine, wie einem Extruder, oder einem kontinuierlichen Mischer zusammengemischt werden.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können durch jedes in der Technik bekannte Verfahren zu Einzelschicht-Folien hergestellt oder geformt werden und sind besonders zur Verwendung bei Blasfolien-Techniken und Gießfolien-Techniken geeignet. Wenn beispielsweise eine Blasfolien-Technik zur Herstellung der Folie verwendet wird, kann das folgende Verfahren verwendet werden. Eine wie vorstehend definierte Zusammensetzung wird in den Zufuhrtrichter eines 63,5 mm-Egan-Extruders eingeführt, welcher wassergekühlt, widerstandsgeheizt ist und ein L/D-Verhältnis von 24 : 1 aufweist. Die Folie wurde unter Verwendung einer 15,24 cm-Sano-Düse mit einem 2,24 mm-Düsenspalt zusammen mit einem nicht-rotierenden, nicht-einstellbaren Sano-Doppelmundöffnungs-Luftring erzeugt. Die Folie wird durch die Düse zu einer Folie extrudiert, die gekühlt wird, indem man auf blasende Weise Luft auf die Oberfläche der Folie bläst. Die Folie, die aus der Düse gezogen wird, bildet typisch eine zylindrische Folie, die abgekühlt, kollabiert, gegebenenfalls geschlitzt und aufgewickelt wird, um eine Rolle aus Einzelschicht-Folie zu bilden.
Bei der Herstellung von gegossenen Folien aus den vorstehend beschriebenen Zusammensetzungen kann jedes der wohlbekannten Verfahren zum Bilden einer gegossenen Folie verwendet werden.
Die Erfindung wird leichter mit Bezug auf die folgenden Beispiele verstanden. Es gibt natürlich viele andere Formen der Erfindung, die dem Fachmann offensichtlich werden, wenn die Erfindung voll offenbart worden sein wird, und man wird demgemäß erkennen, dass diese Beispiele nur für den Zweck der Erläuterung angegeben werden und nicht als Beschränkung des Bereiches der Erfindung auf irgendeine Weise angesehen werden soll.
BEISPIELE
Die folgenden Testverfahren wurden bei der Bewertung der analytischen Eigenschaften der Zusammensetzungen hierin und bei der Bewertung der physikalischen Eigenschaften der Einzelschicht-Folien der Beispiele verwendet.
Die Haftwerte wurden gemäß ASTM D5458-95 mit dem Titel "Standard Test Method for Peal Cling of Stretch Wrap Film" erhalten.
Der Lärmpegel in Dezibel, dB, wird wie folgt gemessen. Eine Einzelschicht-Folienrolle wird zu einer Breite von 51 cm geschnitten und auf eine Vorstretch-Drehscheiben-Wickelmaschine vom LANTECH LAN-WRAPPER-Typ gegeben. Die Folien werden mit einer Foliengeschwindigkeit von 42 U/min (Umdrehungen pro Minute) auf eine Drehscheibenbeschickung aufgewickelt. Die Filme werden in Röhrenform (zwei Folienlagen) auf die Drehscheibenbeschickung aufgebracht. Dies wurde vorgenommen, da die röhrenförmige geblasene Folie nicht geschlitzt worden war. Ein digitaler Geräuschmesser wurde verwendet, um den Pegel des Geräuschs zu messen, das von den Filmrollen erzeugt wurde, während eine Drehscheibenbeschickung unter Verwendung der Vorstretch-Drehscheiben-Wickelmaschine umwickelt wurde. Der Geräuschmesser war an einem Punkt zwischen 46 und 61 cm von der Folienrolle entfernt angeordnet.
Trübung – ASTM D1003
Fallbolzen – ASTM D1709A
Glanz – ASTM D2457
Zerreißen – ASTM D1922
Stricheinreißen – ASTM D4649
Viskosität – ASTM D3236
Nadelpenetration – ASTM D217 bei 23°C.
Beispiele 1–2
In diesen Beispielen wird der Vergleich einer Folie, die aus einer LLDPE-Polymerkomponente ohne zugesetztes Propylen-Copolymer hergestellt war, und einer Folie gezeigt, die aus einer Zusammensetzung hergestellt war, die 90 Gew.-% des gleichen LLDPE und 10 Gew.-% Propylen-Ethylen-Copolymer umfasste, welches 18 Gew.-% Ethylen-Einheiten, bezogen auf das Copolymer, enthielt, wobei das Copolymer eine Viskosität von etwa 250 cP, mPas bei 190°C und eine Nadelpenetration von 100 dmm bei 23°C aufwies. Das in diesen Beispielen verwendete LLDPE war ein lineares Polyethylen niedriger Dichte, das ein Ethylen-Octen-Copolymer umfasste. Das Copolymer wies einen Schmelzindex von 0,9 Gramm pro zehn (10) Minuten bei 190°C und eine Dichte von 0,920 Gramm pro Kubikzentimeter, g/ml, auf. Die Zusammensetzung, aus der hierin die Folie hergestellt war, wurde durch trockenes Mischen von 90 Gew.-% des oben beschriebenen LLDPE und 10 Gew.-% des hierin beschriebenen Propylen-Copolymers hergestellt, gefolgt vom Extrudieren in einem Folienextruder, wie oben beschrieben. Das Propylen-Copolymer wurde als eine Mischung von 40 Gew.-% des Propylen-Ethylen-Copolymers hierin und 60 Gew.-% des vorstehend beschriebenen LLDPE bereitgestellt, die mit 5% mikronisiertem Polyethylen-Pulver niedriger Dichte MICROTHENE, hergestellt und verkauft von Quantum Chemical, bestäubt war. Die Mischung wird dann von 40 Gew.-% auf 10 Gewichtsprozent des Propylen-Copolymers "abgesenkt".
Eine Blasfolie wurde aus der oben beschriebenen Zusammensetzung aus dem LLDPE und dem Propylen-Ethylen-Copolymer unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Erzeugung einer Blasfolie erzeugt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I gezeigt.
Tabelle I
Aus den obigen Daten in Tabelle I wird ersichtlich, dass die Folie, die aus einer Zusammensetzung aus LLDPE und Propylen-Ethylen-Copolymer hierin erzeugt worden ist, erhöhte Haftwerte aufweist, verglichen mit Folie, die aus 100% LLDPE erzeugt wurde. Es wird gezeigt, dass dies sowohl bei 0% Dehnung und, was wichtiger ist, bei 200% Dehnung stattfindet. Darüber hinaus wurde, wie es aus den Daten weiter ersichtlich wird, die Erhöhung des Haftwertes nicht von einer Erhöhung des Geräuschpegels begleitet. Dies ist vollständig unerwartet, indem der Stand der Technik, wie z. B. das US-Patent Nr. 5,273,809 in Spalte 5, Zeilen 17–31, anführt, dass die Einverleibung von Zusätzen, um die Haftung zu verbessern, den Abwicklungsgeräuschpegel von daraus hergestellten Folien nachteilig beeinflusst. Demgemäß sind die Einzelschicht-Folien der Erfindung, wie in den Beispielen gezeigt, durch Eigenschaften gekennzeichnet, die sowohl vorteilhaft sind als auch im Gegensatz zu den Lehren des Standes der Technik stehen.
Beispiel 3
LLDPE-Folie, die aus Ethylen-Hexen oder Ethylen-Octen, das Polybuten enthält, gebildet ist, zeigt ein Abwicklungsgeräusch von mehr als 85 Dezibel unter den oben offenbarten Bedingungen. Im Gegensatz dazu würde man erwarten, dass eine LLDPE-Folie, die aus Ethylen-Hexen oder Ethylen-Octen gemischt mit einem Ethylen-Propylen-Copolymer innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung gebildet ist, ein Abwicklungsgeräusch von weniger als 80 Dezibel zeigt.
Aus dem Obigen wird klar, dass die Verwendung der speziellen Propylen-Ethylen-Copolymere ermöglicht, dass die Haftung von Einzelschicht-Folien, die unter Verwendung eines Blasfolien-Verfahrens hergestellt worden sind, erhöht wird, ohne den Abwicklungsgeräuschpegel der Folie nachteilig zu beeinflussen.

Claims

Einzelschicht-Folie, gebildet aus einer Zusammensetzung, welche umfasst: (a) 90 Gew.-% bis 99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, einer Komponente, die aus einem Homopolymer von Ethylen, einem Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer, einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer und deren Mischungen ausgewählt ist; wobei die Komponente eine Dichte von nicht mehr als 0,94 g/cm³, g/ml aufweist, und (b) 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% eines Copolymers von Propylen mit einem Monomer, das damit copolymerisierbar ist, welches eine Viskosität gemäß ASTM D3236 von 1 bis 2000 mPas (cP) bei 190°C und eine Nadelpenetration gemäß ASTM D217 bei 23°C von 50 dmm bis 150 dmm bei 23°C aufweist, wobei das Monomer 10 Gew.-% bis 40 Gew.-% des Gesamtgewichts des Propylen-Copolymers umfasst.
Einzelschicht-Folie nach Anspruch 1, in der das alpha-Olefin-Comonomer 3 bis 20 Kohlenstoffatome pro Molekül aufweist und in einer Menge von 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer, vorliegt.
Einzelschicht-Folie nach Anspruch 1, in der die Komponente eine Dichte von 0,88 bis 0,93 g/cm³, g/ml aufweist.
Einzelschicht-Folie nach Anspruch 1, in der die Komponente eine Dichte von 0,89 bis 0,92 g/cm³, g/ml aufweist.
Einzelschicht-Folie nach Anspruch 1, in der das alpha-Olefin aus 1-Buten, 1-Penten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen, 1-Hepten, 1-Osten, 1-Nonen, 1-Decen, 1-Dodecen und Mischungen und Derivaten derselben ausgewählt ist.
Einzelschicht-Folie nach Anspruch 1, in der das alpha-Olefin aus 1-Buten, 1-Hexen, 1-Hepten und 1-Osten ausgewählt ist.
Einzelschicht-Folie nach Anspruch 1, in der das Monomer ein alpha-Olefin mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen pro Molekül ist.
Einzelschicht-Folie nach Anspruch 1, in der das Monomer Ethylen ist.
Einzelschicht-Folie nach Anspruch 1, in der das Propylen-Copolymer eine Viskosität im Bereich von 1 bis 1000 mPas (cP), eine Nadelpenetration im Bereich von 75 bis 125 dmm aufweist, und in der das Monomer 15 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Propylen-Copolymers, umfasst.
Einzelschicht-Folie nach Anspruch 1, in der das Propylen-Copolymer eine Viskosität im Bereich von 150 bis 350 mPas (cP), eine Nadelpenetration im Bereich von 80 bis 120 dmm aufweist und in der das Monomer Ethylen umfasst, das in einem Bereich von 16 bis 22 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Propylen-Copolymers, enthalten ist.
Einzelschicht-Folie nach Anspruch 1, in der das Propylen-Copolymer eine Viskosität von 250 cP, mPas, eine Nadelpenetration von 100 dmm aufweist, und in der das Monomer Ethylen mit einem Gehalt von 18 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Propylen-Copolymers, umfasst.
Einzelschicht-Folie nach Anspruch 1, in der die Einzelschicht-Folie eine geblasene Folie ist.
Einzelschicht-Folie nach Anspruch 1, in der die Einzelschicht-Folie eine gegossene Folie ist.
Einzelschicht-Folie nach Anspruch 1, in der die Einzelschicht-Folie eine Stretch-Verpackungsfolie ist.
Einzelschicht-Folie, gebildet aus einer Zusammensetzung, welche umfasst: (a) 90 Gew.-% bis 99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eines Homopolymers von Ethylen mit einer Dichte von 0,88 bis 0,92 g/cm³, g/ml; und (b) 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% eines Propylen-Ethylen-Copolymers mit einer Viskosität gemäß ASTM D3236 von 250 mPas (cP) bei 190°C und einer Nadelpenetration gemäß ASTM D217 bei 23°C von 100 dmm bei 23°C, und in der das Ethylen 18 Gew.-% bis 20 Gew.-% des Gesamtgewichts des Propylen-Ethylen-Copolymers umfasst.