WO2003085043A2 - Polymerzusammensetzung - Google Patents

Abstract

Zur Ausrüstung von Polymerfolien, speziell von Einschicht-, Coextrusions- oder Kaschierfolien, die auf Blas- und Flachfolien, Beschichtungs- und Double/ Bubbleanlagen hergestellt bzw. weiterverarbeitet werden, für eine dauerhafte, gute Verarbeitbarkeit, wird vorgeschlagen, dass die Polymerfolien ein Matrix­polymer, ein Trägerpolymer homogen verteilt mit einem daran gebundenen Gleitmittel und einen Anteil eines ungebundenen Gleitmittels umfassen, wobei der Anteil an dem gebundenen Gleitmittel in der Polymerzusammensetzung bis zu 3 Gew.-% beträgt, und der Anteil an dem ungebundenen Gleitmittel in der Polymerzusammensetzung ca. 0,5 bis ca. 8 Gew.% beträgt.

Description

Polymerzusammensetzung

Gegenstand der Erfindung ist eine Polymerzusammensetzung, insbesondere zur Ausrüstung von Polymerfolien, speziell Einschicht-, Coextrusions- oder Kaschierfolien, die auf Blas- und Flachfolien-, Beschichtungs- und Double/Bubbleanlagen hergestellt bzw. weiterverarbeitet werden.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Kunststofffolien für Verpackungszwecke während und nach der Verarbeitung auf Folienverarbeitungsanlagen häufig das Problem aufweisen, dass sie nach einer bestimmten Zeit der Lagerung der Folienrollen oder nach einer höheren Temperaturexposition die anfänglich eingestellten Gleiteigenschaften ändern bzw. dass der Gleitreibungswert der Folien gegen Folie bzw. der Folien an einer Formschulter der Verarbeitungsanlagen erheblichen Schwankungen unterworfen ist, so dass jeder weitere Verarbeitungsschritt mit erheblichen Folgeproblemen behaftet ist.

Der Gleitreibungswert der Kunststofffolien nimmt dabei u.a. stetig zu aufgrund einer verstärkten Migration von Gleitmitteladditiven an die Folienoberfläche. Die Ursache liegt u.a. in der Flüchtigkeit der niedermolekularen Gleitmittelmoleküle an der Folienoberfläche bzw. der höheren Löslichkeit der Gleitmittelmoleküle (z.B. Fettsäureamide) in der Polymermatrix, was insbesondere bei steigender Temperatur der Umgebung beobachtet wird.

Bekannt ist des weiteren, dass bei besonders kritischen Anwendungen wie Metallisierungen, allgemein Beschichtungen oder Laminierungen, eine deutliche Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften, der Barriereeigenschaften, der Verbundhaftungen usw. auftritt, da Gleitmitteladditive nach gewissen Lagerzeiten aufgrund ihrer inhärenten Unverträglichkeit bzw. Inkompatibilität mit der Poly- mermatrix mehr oder weniger zu Migrationen an die Oberfläche und folglich zu Belagsausbildung führen.

Weitere Beispiele sind z.B. die im Frontaldruckverfahren (Flexodruck) bedruckten Polyester kaschierten PE-Folien. Die aufgewickelten Folienrollen zeigen mit der Zeit typischerweise einen starken Anstieg der Gleitreibung (COF-Wert > 0.35), wahrscheinlich aufgrund der Reaktion der Flexodruckfarbe mit dem migrierenden Gleitmittel.

Allgemein ist die Einstellung eines optimalen Gleitreibungswerts eine notwendige Voraussetzung für die einwandfreie Verarbeitung von Kunststofffolien und daraus hergestellten Verpackungsfolien. In der Praxis unterscheidet man anwendungstechnisch stumpfe und glatte Folien, wobei Schwankungen des Gleitreibwerts oftmals zu erheblichen Verarbeitungsproblemen führen können:

Zu stumpfe bzw. klebrige Folien (hoher Reibwert)

• Faltenbildung beim Wickeln

• Verblocken der Folie auf der Formschulter oder im Füllrohr einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine.

Zu glatte Folie (niedriger Reibwert)

• Teleskopieren von Folienrollen

• Verrutschen von gestapelten Schwergutsäcken, Stapelprobleme von Beuteln im Supermarkt.

Neben dem Gleitreibungswert hängt die Oberflächeneigenschaft der Folie und damit die Gleitreibung von dem verwendeten Polymer ab. Am effektivsten können glatte oder klebrige Oberflächen von Kunststofffolien durch bestimmte Zusätze verändert werden. Die veränderten Oberflächen weisen dann andere Gleiteigenschaften auf. Die am häufigsten benutzten Zusätze sind Gleitmittel und An- tiblockmittel bzw. Kombinationen aus beiden. Dies gilt insbesondere für Polyole- finfolien.

Als typische Antiblockmittel gelten anorganische Silica-Typen, die die Folienoberfläche aufrauhen und somit als natürliche Abstandhalter gegenüber der benachbarten Folienlage fungieren. Insgesamt findet man häufig bestimmte Antiblock- mitteltypen zur Ausrüstung beispielsweise von Polyolefin-Kunststofffolien, d.h. nicht lösliche, feste nicht aufschmelzende Partikel bestimmter Körnung z.B. Kreide, Talkum, synthetische und natürliche Kieselsäure bzw. organische Antiblockmittel, die eine hohe Unverträglichkeit in der Polymermatrix aufweisen und bei einigen Anwendungsfällen störend sind.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass organische langkettige, substituierte und unsubstituierte Amidverbindungen von Fettsäuren (Kettenlänge im Bereich von

geeignete Gleitmittelverbindungen zur Ausrüstung von

Kunststofffolien sind, die dafür sorgen, dass die Gleitreibung von Folien zueinander reduziert wird bzw. das Gleitverhalten über die Formschulter von Blasfolienanlagen positiv beeinflusst wird. Daneben kommen auch ethoxylierte Alkylamine als Gleitmittel in Frage.

Die Überprüfung des eingestellten Gleitreibungswerts von Kunststofffolien erfolgt meist nach einer Standardmethode nämlich der ASTM D 1894-95 bzw. in abgewandelter Form nach der in der BS 2782824 A beschriebenen Methode.

Der hier definierte Reibungswert (engl. COF = coefficient of friction) oder Reibwert ist dabei ein relatives Maß für die Kraft, die benötigt wird um die Oberfläche über eine daran anliegende Oberfläche zu bewegen. Je höher der COF-Wert ist, umso höher ist der Reibwiderstand.

Man unterscheidet dabei den Gleitreibungswert zu Anfang (statische Gleitreibung) und während der Folienverarbeitung (dynamischen Gleitreibung), wobei der statische Gleitreibungswert meistens höher ist als der dynamische Gleitreibungswert, da der Anfangswiderstand beim statischen COF-Wert überwunden werden uss. Gewöhnlich werden Reibwerte für Folieninnenseite gegen Folieninnenseite (unbe- handelte gegen unbehandelte Seite) oder Folienaußenseite gegen Folienaußenseite (behandelte gegen behandelte Seite) angegeben.

Man unterscheidet Reibungswerte für glatte Folien (COF-Wert: ca. 0,15 - 0,20) und Reibwerte für stumpfe Folien (COF-Wert: ca. 0,2 - 0,3). Ab einem COF-Wert von ungefähr > 0,3 kommt es zu einem Verblocken der Folie und einem Kleben der Folien an der Formschulter von Folienverarbeitungsanlagen.

Faktoren wie Zeit, Druck, Lagerbedingungen und Zustand der Rollen sind bestimmende Einflussfaktoren. Ein oft vernachlässigter Faktor ist der Einfluss der Temperatur. Normalerweise werden Laborversuche bei einer definierten Temperatur durchgeführt, während die Gebrauchstemperatur von Folien beträchtlich davon abweichen kann z.B. bei der Bedruckung und Kaschierung, bei der Verarbeitung bzw. bei der Lagerung.

Es ist bekannt, dass PE-LD oder PE-LLD merkliche Änderungen im COF bei Temperaturerhöhung zeigen, während EVA (18% VA) bereits ab 40 °C und Ionomer ab 55 °C eine beträchtliche Erhöhung des COF zeigen.

Als Ursache für den Anstieg der Reibwerte bei höheren Temperaturen wird angenommen, dass sich die Löslichkeit der Gleitmittel, z.B. Fettsäureamide, in der Polymermatrix verbessert, so dass die notwendige Migration des Gleitmittels an die Oberfläche der Folie nicht mehr stattfinden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme vorzuschlagen, mit der Polymerfolien dauerhaft mit guter Verarbeitbarkeit ausgestattet werden können.

Diese Aufgabe wird mit den eingangs genannten Polymerzusammensetzungen gelöst, welche sich dadurch auszeichnen, dass sie ein Matrixpolymer, ein Trägerpolymer mit einem hierin gebundenen Gleitmittel und mit einem Anteil eines ungebundenen Gleitmittels umfassen, wobei der Anteil des Trägerpolymers an der Polymerzusammensetzung so gewählt ist, dass der Anteil an dem gebundenen Gleitmittel in der Polymerzusammensetzung bis zu ca. 3 Gew.-% beträgt, und wobei der Anteil an dem ungebundenen Gleitmittel in der Polymerzusammensetzung ca. 0,5 bis ca. 8 Gew.-% beträgt.

Der minimale Anteil an gebundenem Gleitmittel liegt bevorzugt bei 500 ppm, bezogen auf die Polymerzusammensetzung.

Bei der vorliegenden Problemstellung könnte man zunächst daran denken, die Gleitmittel in der Polymermatrix zu fixieren, z.B. diese chemisch an Teile der Polymermatrix zu binden. Entsprechende Versuche zeigen jedoch allenfalls geringfügige Verbesserungen im Langzeitverhalten der fertigen Folien.

Ebenso findet man beim Versuch, die Gleitmittel in eine Matrix mit slow-release- Eigenschaften einzubinden nur eine ungenügende Verbesserung der Situation.

Überraschenderweise erhält man jedoch ein deutlich verbessertes Langzeitverhalten von Folien, wenn diese sowohl gebundenes als auch ungebundenes Gleitmittel enthalten.

Die erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzungen dienen nicht direkt der Folienherstellung, sondern sie stellen sozusagen ein Konzentrat dar, welches in einer Mischung mit einem für die Folienherstellung vorgesehenen Polymersystem zur Ausrüstung der aus der Mischung produzierten Folien dient. Die Erfindung betrifft somit gleicherweise auch solche Mischungen von Polymerzusammensetzungen (Konzentrat) und Polymersystemen, die unmittelbar der Folienherstellung dienen, sowie Folien, die aus solchen Mischungen hergestellt sind.

Im einfachsten Fall ist das in dem Trägerpolymer der Polymerzusammensetzung gebundene Gleitmittel und das ungebundene Gleitmittel gleichen oder ähnlichen Ursprungs. Es eignen sich aber auch beliebige Kombinationen an unterschiedlichen Gleitmitteln. Vorzugsweise werden entsprechend der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere Fettsäureamide, insbesondere C-^-CN^-Fettsäureamide ^sowie ethoxylierte C-^-

C^g-Alkylamine als Gleitmittel verwendet.

Des weiteren bietet sich an, die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung zur Einführung eines Antioxidans in das Polymersystem der herzustellenden Folie zu verwenden.

Vorzugsweise wird dabei die Polymerzusammensetzung einen Antioxidansgehalt von 0,01 bis 0,5 Gew.-% aufweisen.

Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung weitere Additive zur Folienausrüstung enthalten, insbesondere Pigmente, z.B. Titanoxid, Carbon Black und andere organische und/oder anorganische Pigmente, Anti- blockmittel, Füllstoffe, Verstärkungsmittel, Antifogadditive, z.B. Sorbitanester, Glycerolester, Polyoxyethylen-Sorbitanester und dergleichen, sowie Antistatika, z.B. Laurinsäurediethanolamid sowie Flammschutzmittel bzw. UV-Stabilisatoren (z.B. Benzophenone, Benzotriazole oder HALS-Stabilisatoren).

Das in der Polymerzusammensetzung verwendete Trägerpolymer, in welchem der gebundene Anteil an Gleitmittel enthalten ist, ist vorzugsweise Polystyrol oder sich hiervon ableitende Polymere.

Gebundenes Gleitmittel bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein in ein vorzugsweise vernetztes Polymermaterial eingebundenes, eventuell auch an ein Polymermaterial chemisch gebundenes Gleitmittel, mit dem Effekt, dass das gebundene Gleitmittel entweder vollständig und permanent am Trägerpolymeren gebunden ist oder in dieses in einer Art und Weise in das Trägerpolymer eingebunden ist, dass dessen Migrationsraten auch bei höherer Temperatur deutlich vermindert sind (slow-release).

Das ungebundene Gleitmittel wird dabei in dem Matrixpolymeren vorliegen. Das Matrixpolymere stellt den üblicherweise dominierenden Anteil an der Polymerzusammensetzung und enthält das Trägerpolymer und das ungebundene Gleitmittel homogen verteilt. Durch das durch den Matrixpolymeranteil geschaffene größere Volumen des Konzentrates lässt sich dieses einfacher und schneller in das Polymersystem der herzustellenden Folie homogen einarbeiten. Um die zu handhabenden Mengen an Material zu begrenzen weist das Trägerpolymer das chemisch gebundene Gleitmittel mit einem Anteil von ca. 0,5 bis 5 Gew.-% auf.

Im Sinne einer guten Verarbeitbarkeit mit dem für die Folienherstellung vorgesehenen Polymersystem weist das Matrixpolymere vorzugsweise einen Schmelzflussindex von 0,5 bis 35 g / 10 min (190 °C; 2,16 kg) auf. Weiter bevorzugt liegt der Schmelzflussindex im Bereich von 5 bis 30 g / 10 min (190 °C; 2, 16 kg).

Die Einarbeitung des Matrixpolymers in das Polymersystem, insbesondere aber die Eigenschaften der herzustellenden Folie werden gefördert, wenn das Matrixpolymere kompatibel mit dem Polymersystem ist.

Die Forderungen, die vorzugsweise an das Trägerpolymer zu stellen sind, gehen zunächst dahin, dass das Trägerpolymer möglichst einfach mit dem Gleitmittel chemisch gekoppelt werden kann oder das Trägerpolymer das Gleitmittel mit niedrigen Migrationsraten inkorporiert enthält.

Hier nimmt die Erfindung im Wesentlichen Bezug auf Patente von Ugelstad et. al (US-Patent 4,530,956) mit einer Suspensionspolymerisation organischer Verbindungen, die mit einer möglichen Umsetzung zu einem Polymer führt, wenn ein organisch polymerisierbares Monomer vorliegt. Dies wird im Folgenden noch anhand einer beispielhaften Vorgehensweise näher erläutert.

Dort werden insbesondere monodisperse Polymerpartikel und deren Herstellung beschrieben, die einfach mit Additiven beladen werden können. Die Partikelgröße der monodispersen Polymerpartikel beträgt vorzugsweise ca. 1 μm bis ca. 50 μm, weiter bevorzugt 5 μm bis 25 μm.

Wie bereits weiter oben angesprochen betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Polymermischung, die zur Folienherstellung verwendet werden kann.

Insbesondere geeignet sind auf Polyolefin oder EVA basierende Polymersysteme.

Die Mischung enthält neben dem Polymersystem einen geringeren Anteil an der erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzung (Konzentrat).

Für die Folieneigenschaften sind die genauen Verhältnisse von Polymerzusammensetzung und Polymersystem von geringerer Bedeutung. Wichtig ist allerdings das Einbringen von polymergebundenem und ungebundenem Gleitmittel in bestimmten Verhältnissen.

Während es bevorzugt ist, dass die Polymerzusammensetzung einen Anteil an der Mischung von ca. 0,5 bis ca. 10 Gew.-%, weiter bevorzugt 2,5 bis 6 Gew.-%, aufweist, steht der zuvor ausgedrückte Gedanke jedoch im Vordergrund.

Bevorzugt wird in der Mischung ein Gesamtgehalt von Gleitmittel von ca. 60 ppm bis 850 ppm, besonders bevorzugt ca. 125 bis ca. 250 ppm verwendet. Dies ist ein Bruchteil dessen, was herkömmlich in vergleichbaren Folien (500 ppm - 1500 ppm) für gleiche Wirkungen des Gleitmittels benötigt wurde, wenn dieses nur in ungebundener Form zum Einsatz kommt. Trotzdem wird mit dem geringen Gesamtgehalt eine erheblich verbesserte Langzeitstabilität der Gleitreibung erzielt.

Die Erfindung betrifft schließlich noch Polymerfolien, die aus der erfindungsgemäßen Mischung hergestellt sind, bzw. die erfindungsgemäß gebundenes neben ungebundenem Gleitmittel enthalten.

Im Folgenden ist ein beispielhafter Herstellungsprozess für ein Gleitmittel belade- nes Trägerpolymer beschrieben. Der Prozess geht von einer wassrigen Dispersion aus, die im ersten Schritt aus einem wasserlöslichen niedermolekularen organi- sehen Material, in welchem quellbare Oligomere oder oligomere Partikel enthalten sind, gebildet wird, die im 2. Schritt mit Hilfe eines polymerisierbaren Monomeren zu einer Polymerpartikeldispersion anwachsen. Die Herstellung des anquellbaren Oligomers wird durch 2 Verfahrensschritte durchgeführt (1) bzw. (2):

la) Durch Dispergierung einer wassrigen Mischung bestehend aus einem Öl- löslichen Initiator oder einer Lösung eines Öl löslichen Initiator in einem organischen Lösungsmittel und anschließend durch Anquellen der Initiator enthaltenden Tröpfchen mit dem Monomer, welche die Polymerisation bewirkt.

lb) Zuerst wird eine wässrige Lösung des Monomers und einem öllösliehen Initiator, der für die Polymerisation verantwortlich zeichnet (Verhältnis Initiator und Monomer ist so angelegt, dass ein Polymerisationsgrad von 5 - 2000 entsteht).

2) In einem 2. Schritt, optional nach Verdünnung mit Wasser und Zugabe einer Emulsionslösung, wird das organische Material (Monomer) zugegeben, welches eine Löslichkeit in Wasser > 10, vorzugsweise > 100 mal größer als die des Oligomers besitzt und welches durch die wässrige Phase diffundiert und das Oligomer anquellen lässt, in einem Verhältnis mit einem Volumenverhältnis > 20: 1.

Wenn das organische Material aus einem polymerisationsfähigen Monomer besteht, wird der Initiator auch im 2. Schritt zugefügt, welches somit die Polymerisation bewirkt.

Ausgangspunkt dieser Erfindung können des weiteren (wie in WO 99/ 19375 gezeigt) monodisperse Polystyrolpartikel als Saatmaterial sein. An dem noch folgenden Beispiel wird gezeigt, wie Saatmaterial (erhältlich von DYNO Speciality Polymers AS), hergestellt nach dem Ugelstad Prozess oder durch "Multistage Expansion" (WO 99/19375 oder PCT/GB00/01335) in Form eines unvernetzten niedermolekularen Polystyrols (Partikeldurchmesser 3 μm) zu Gleitmittel beladenen Trägerpolymerpartikeln umgesetzt wird. Eine stabile wässrige Suspensionslösung (siehe PCT/GB00/01334) von Saatmaterial (hier monodisperse Polystyrolpartikel) wird unter ständigem Rühren bei 40 °C während 1 h getempert. Anschließend wird Styrolmonomer bei 40 °C zugefügt, so dass die erste "Vor-Anquellstufe" erreicht wird (Polymerisierung von Styrol auf der Oberfläche der PS Partikel). Als Initiator wird bei dem thermischen Polymeri- sationsprozess Dibenzoylperoxid gewählt. Die so vorliegende Suspension wird 1 h bei 40 °C belassen und anschließend auf 80 °C für ungefähr 0,5 h erwärmt. Nach Erreichen von 80 °C wird Erucasäureamid (Handelsname CRODAMIDE ER, Hersteller; CRODA, UK) wiederum gelöst in Styrolmonomer zugegeben, gefolgt von Ethanol. Diese Suspension wird 1 h lang bei 80 °C gerührt. Nach weiterer Zugabe von Dibenzoylperoxid in Wasser gelöst und Styrolmonomer wird auf 90 °C erwärmt und bei 1 h bei dieser Temperatur belassen zur Ausfällung der fertigen Trägerpolymerpartikel, welche das Gleitmittel in gebundener Form umfassen, die Trocknung der so hergestellten beladenen Partikel erfolgt mit dem Verfahren der Sprühtrocknung. In diesem "Multistage-Prozess" wird vorzugsweise ein Vernetzungshilfsmittel für das Styrolmonomer verwendet, nämlich Divinylbenzol.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass eine Zubereitung von Trägerpolymerpartikeln mit gebundenem Gleitmittel, z.B. Erucasäureamid oder Oleamid und weiteren ungebundenen Gleitmitteln in Folienformulierungen (siehe Beispiele Teil 1 und Teil 2) bei normalen und extremen Lager- und Verarbeitungsbedingungen einen permanenten Gleitmitteleffekt ergibt sowie einen gleichbleibenden konstanten Effekt bei Verwendung unterschiedlicher Polymerzusammensetzung und Schichtdicken der Kunststofffolien hervorruft. Die hier beschriebene Konstanz in der Gleitmittelwirksamkeit bei Polyolefinfolien bezieht sich dabei auf den Einfluss typischer Bedingungen von atmosphärischer Feuchtigkeit, Temperatur und Zeit.

Gegenstand dieser Erfindung ist im Einzelnen die Rezeptierung und die verfahrenstechnische Herstellung von Präparation (Masterbatch bzw. Compound), welche zur Additivierung von Polyolefin-Kunststofffolien dient, die während bzw. nach der Herstellung von Folien oder folienähnlichen Poylolefinverbunden letztlich zu konstanteren Gleitmitteleigenschaften führt. Im Einzelnen wird gezeigt, dass Kombinationen von Trägerpolymerpartikeln mit gebundenem Gleitmittel und mit verschiedenen Additiven (siehe Teil 1 und Teil 2) eine zielgerechte Einstellung des Gleitreibungswerts von 0,1-0,2 für glatte bzw. 0,2-0,3 für stumpfe Polyole- finfolienanwendungen im Vorfeld der Extrusion erlaubt. Grundlage dieser Erfindung bilden Trägerpolymerpartikel mit gebundenem Gleitmittel, welche nach dem modifizierten UGLESTAD-Verfahren hergestellt werden. Dabei handelt es sich um vernetzte PS-Partikel mit einer Körnung von 20 μm (± 2 μm), welches ca. 3 Gew.-% Erucasäureamid in einer Oberflächenschicht gebunden enthalten. Die so erhaltenen Trägerpolymerpartikel mit gebundenem Gleitmittel werden in den im Folgenden beschriebenen Masterbatches verwendet.

Das vernetzte Polystyrol dient entweder als Ankermedium für die Ankopplung von ansonsten migrierenden Additiven (Gleitmittel) oder als ein "slow release-Me- dium", welches als Depotzentrum für eine langsame Migration des Gleitmittels an die Oberfläche der Partikel fungiert.

Beispiele

Im 1. Teil werden Beispiele typischer Masterbatches I - V angegeben, anschließend werden die Ergebnisse der statischen und dynamischen COF-Wertmessung von PE-LD Monofolien aufgeführt. Die Masterbatches enthalten hierbei zur Vereinfachung der Vergleichsversuche nicht alle Komponenten der erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzung gleichzeitig. Die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung ergibt sich vielmehr aus der Kombination der Masterbatches I und II oder I und III oder I und V.

Im 2. Teil werden Beispiele für die gezielte COF-Werteinstellung von stumpfen Folien (SOLL COF-Wert: > 0,2 bis 0,25) und glatten Folien (SOLL COF-Wert: 0,15 bis 0,17) aufgezeigt. Herstellung von Masterbatches

5 kg der Formulierung der Masterbatches I -V wird auf einem PAPENMEIER-Vor- mischer vorgemischt (30 sec), anschließend wird auf der LEISTRITZ-Extruder- anlage bei 180-220 °C granuliert:

Masterbatch I

500 g Polystyrolträgerpolymerpartikel mit gebundenem Gleitmittel, 20 μm + 2 μm (enthält 3 Gew.-% Erucasäureamid in gebundener Form)

500 g STAMYLAN 1922 Z 500 (LDPE-Pulver mit MFI = 22 g/10 min; 190°C/2,16 kg)

4000 g STAMYLAN 1922 T (LDPE-Granulat mit MFI = 22 g/10 min; 190°C/2,16 kg)

Die STAMYLAN-Polymere dienen als Matrixpolymer.

Masterbatch II

250 g CRODAMIDE ER ESA (= ungebundenes Erucasäureamid) (Fa. Croda)

10 g IRGANOX B 220 (CIBA)

3386 g EXXONMOBIL LD 100 BW (LDPE-Granulat 2g/10 min; 190°C/2,16 kg)

1354 g EXXONMOBIL LL 6301 RQ (LLDPE-Pulver 5 g/10 min; 190°C/2,16 kg)

Die EXXONMOBIL-Polymere fungieren als Matrixpolymer.

Masterbatch III

250 g CRODAMIDE OR Oleamid

10 g IRGANOX B 220 (CIBA)

3386 g EXXONMOBIL LD 100 BW (LDPE-Granulat 2g/10 min; 190°C/2,16 kg)

1354 g EXXONMOBIL LL 6301 RQ (LLDPE-Pulver 5 g/10 min; 190°C/2,16 kg)

Comonomer: Butan

Die EXXONMOBIL-Polymere fungieren als Matrixpolymer. Masterbatch IV

800 g CRISTOBALIT SF 4000 Antiblockmittel (D50 = 5,5 μm, 95 Gew.-%<25 μm)

10 g IRGANOX B 220 (CIBA)

4150 g EXXONMOBIL LL 6101 RQ (LLDPE-Pulver 20 g/10 min; 190°C/2,16 kg)

Comonomer: Butan

Das EXXONMOBIL-Polymere fungiert als Matrixpolymer.

Masterbatch V

5% ARMOSTAT 700 (Fa. AZKO) Ethoxyliertes Alkylamin (C14-C18) di-(2-hydro- xyethyl)amin als Gleitmittel

3 g IRGANOX B 220 (CIBA)

300 g EXXONMOBIL LD 100 BW (LDPE-Granulat 2g/10 min; 190°C/2,16 kg)

Das EXXONMOBIL-Polymere fungiert als Matrixpolymer.

1. Teil Folienformulierunq

Folienherstellung

Auf der Blasfolienanlage (Typ: Fa. Amut) mit den folgenden Verarbeitungsbedingungen wurden die oben erwähnten Konzentrate eingearbeitet entsprechend der unten angegebenen Schichtdicken: Verarbeitungsbedinqunqen :

Extruder: Blasfolienanlage der Fa. AMUT

Polymerträgermaterial : PE-LD und PE-LLD

Blaskopf: 6-fach Wendelkopfverteiler

Düsengröße: 0,9 mm

Temperaturprofil: ca. 140°C/150^oC/160^oC/170^oC/175^oC/180°C

Düsentemperatur: ca. 180°C

Druck: 120 - 140 bar

Durchsatz: 12 kg / h

Abzugsgeschwindigkeit: 4,5 m / min

Breite: 300 mm

Lagerbedingungen

Die Lagerung erfolgt in einem Umluftofen bzw. in einem Kühlschrank. Die Luftfeuchtigkeit beträgt jeweils 60%, ist aber letztlich für die erzielbaren erfindungsgemäßen Effekte unkritisch. Bei den Lagerbedingungen ist jeweils die Art der Lagerung angegeben, der Zeitraum der Lagerum betrug 1 Woche bis 3 Monate unter den angegebenen Temperaturen, in einigen angegebenen speziellen Testserien betrug die Lagerung abweichend zusätzlich 30 Tage, 48 Tage und 150 Tage (Referenzfolien):

Ergebnisse der Laqerversuche

Statischer COF-Wert (Folie/Folien

Dynamischer COF-Wert (Folie/Folie)

Ergebnisse (Stand der Technik = Referenz):

Statischer COF-Wert (Folie/Folien

Dynamischer COF-Wert (Folie/Folie)

Haze-Werte

Formulierung G H I J K L

Masterbatch I 0,3 - 0,9% 0,5 - 1,0% 0,5 - 1,0% 0,5 - 0,5 - 1,0% 1,0 - 2,0% 1,0%

Masterbatch II 0,8 - 1,6% 0,9% 0,25% - 0,9% 0,3 - 0,9%

Masterbatch III ~ " ~ 0,3 - " ~ 0,9%

Masterbatch IV 2,0% 1,0 - 2,0% 2,0% 2,0% 2,0% 2,0%

Masterbatch V ~ *" 0,31 - *" ** 0,94% ^"

EVATHANE 1005 - - - - 1 - 10% -

VN*

EXXONMOBIL LD X X X X X X

100 BW

Haze-Werte 1)

Schichtdicke: ca. 9,43 - - - - - 8,67% -

75 μm 9,54% 10,04%

Schichtdicke: ca. - 6,33 - 2) 2) 7,09 - 7,81% 2)

55 μm 7,64%

Schichtdicke: ca. - - 7,23 - - - -

65 μm 9,27%

Schichtdicke: ca. - - - 6,80 - - -

60 μm 7,81 %

¹) Gemessen gemäß ASTM D 1003-92

* EVA-Polymer mit 14% Vinylacetat; MFI 0,7 / 10 min (190°C; 2,16 kg)

Die in vorstehender Tabelle aufgelisteten Ergebnisse der Messungen der Haze- Werte zeigen, dass die erfindungsgemäßen Folien exzellente Transparenz aufweisen. 2. Teil Folienformulierunq

Ziel ist hier an einem Beispiel einer PE-LD Folie (EXXONMOBIL LD 100 BW; Schichtdicke: 50 μm) einen konstanten COF-Wert über einen großen Temperaturbereich der Folien-Verarbeitung bzw. Folienweiterverarbeitung vorzugeben.

Ergebnisse der Laqerversuche

Statischer COF-Wert (Folie/Folie)

Statischer COF-Wert (Folie/Folien

Dynamischer COF-Wert (Folie/Folie)

Überraschenderweise zeigt sich, dass am Beispiel einer 50 μm LD-PE-Folie gleich gute Lagereigenschaften erzielt werden mit einem deutlich niedrigeren Gleitmittelanteil.

Zusätzlich findet man bei den erfindungsgemäß hergestellten Folien Antiblockei- genschaften, die sonst nur der Zusatz von Cristobalit bringt.

Neben der Ersparnis an Gleitmittel kann durch Verzicht auf ein spezielles zusätzliches Antiblockmittel eine zusätzlich gesteigerte Wirtschaftlichkeit erzielt werden.

Schließlich zeigen die erfindungsgemäßen Folien ausgezeichnete Langzeitstabilität der COF-Werte auch bei hohen Lagertemperaturen.

Vorstehende Tabelle zeigt, dass bei der Verwendung von gebundenem Gleitmittel (Formulierung P) alleine oder ungebundenem Gleitmittel (Formulierung Q) alleine deutliche schlechtere Langzeiteigenschaften erzielt werden als bei Verwendung der erfindungsgemäßen Formulierung R, die darüber hinaus auch noch eine verbesserte Langzeitstabilität aufweise. 3. Laminatfolienanwendunq

Die Folie VIII (Formulierung F) wird mit einer PET-Folie (Dicke 12 μm) unter Verwendung eines herkömmlichen PU-Kaschierklebers (Fa. Henkel) zu einer Laminatfolie IX verarbeitet.

Die von der PET-Schicht gebildete Oberfläche der Laminatfolie IX wird im Frontaldruckverfahren (Flexodruck) bedruckt und die bedruckte Laminatfolie IX wird aufgewickelt und gelagert. Die Lagerung erfolgt bei 24 °C für 3 Wochen. Als statischen COF-Wert erhält man 0,19, während der dynamische COF-Wert mit 0,22 gemessen wird.

Im Ergebnis ist festzustellen, dass die erfindungsgemäße Formulierung der Folie VIII selbst in dem hier getesteten sehr problematischen Fall, bei dem im aufgewickelten Zustand eine PET-Oberfläche mit einer PE-Oberfläche in flächigen Kontakt kommt, ausgezeichnet einem Verblocken der Folienlagen entgegenwirkt. Beachtenswert ist dies insbesondere auch deshalb, weil immer nur eine der beiden jeweils benachbarten Folienlagen erfindungsgemäß ausgerüstet und die PET- Oberfläche zusätzlich noch bedruckt ist.

Claims

Patentansprüche

1. Polymerzusammensetzung, insbesondere zur Ausrüstung von Polymerfolien, umfassend ein Matrixpolymer, ein Trägerpolymer homogen verteilt mit einem daran gebundenen Gleitmittel und mit einem Anteil eines ungebundenen Gleitmittels, wobei der Anteil des Trägerpolymers an der Polymerzusammensetzung so gewählt ist, dass der Anteil an dem gebundenen Gleitmittel in der Polymerzusammensetzung bis zu 3 Gew.-% beträgt, und wobei der Anteil an dem ungebundenen Gleitmittel in der Polymerzusammensetzung ca. 0,5 bis ca. 8 Gew.% beträgt.

2. Polymerzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an dem gebundenen Gleitmittel in der Polymerzusammensetzung bis zu 1 Gew.% beträgt.

3. Polymerzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gebundene Gleitmittel in der Zusammensetzung mit einem Anteil > 500 ppm enthalten ist.

4. Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Gleitmittel ein oder mehrere Fettsäureamide, insbesondere C₁2-C22-f^:ettsäureamide, und/oder ethoxylierte

Alkylamine verwendet werden.

5. Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung als weiteres Additiv ein Antioxidans mit einem Anteil von ca. 0,01 bis ca. 0,5 Gew.% enthält.

6. Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerpolymer das gebundene Gleitmittel mit einem Anteil von ca. 0,5 bis ca. 5 Gew.% enthält.

7. Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixpolymer eine Schmelzflussindex von 0,5 bis 35 g/10 min (190°C; 2,16 kg) aufweist.

8. Polymerzusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzflussindex des Matrixpolymers im Bereich von 5 bis 30 g/10 min (190°C; 2,16 kg) liegt.

9. Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixpolymer kompatibel mit dem Polymersystem der herzustellenden Folie ist.

10. Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerpolymer in Form von monodispersen Polymerpartikeln verwendet wird.

11. Polymerzusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgröße der monodispersen Polymerpartikel ca. 1 bis 50 μm, weiter bevorzugt 5 bis 25 μm beträgt.

12. Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Trägerpolymeren mit darin gebundenem Gleitmittel 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung beträgt.

13. Polymermischung enthaltend im Wesentlichen ein Polymersystem sowie in geringen Anteilen eine Polymerzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.

14. Polymermischung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerzusammensetzung einen Anteil an der Mischung von ca. 0,5 bis ca. 10 Gew.-%, weiter bevorzugt 2,5 bis 6 Gew.-%, aufweist.

15. Polymermischung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung einen Anteil an Polymerzusammensetzung aufweist, der einem Gesamtgehalt der Gleitmittel in der Mischung von ca. 60 ppm bis ca. 850 ppm, bevorzugt ca. 125 bis ca. 250 ppm entspricht.

16. Polymerfolie hergestellt aus einer Polymermischung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15.

17. Laminatfolie umfassend eine Polymerfolie nach Anspruch 16 als eine außenliegende Folienlage.