DE2112030C3

DE2112030C3 - Verfahren zur Herstellung einer papierähnlichen polymeren Folie

Info

Publication number: DE2112030C3
Application number: DE19712112030
Authority: DE
Inventors: Takeshi Matsui
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1970-03-13
Filing date: 1971-03-12
Publication date: 1984-03-15
Also published as: DE2112030A1; FR2081939B1; DE2112030B2; FR2081939A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer papierähnlichen polymeren Folie durch Vermischen von gegebenenfalls Styrolpolymerisat, Äthylenpolymerisat und anorganischen Füllstoffteilchen, Herstellen einer Folie aus der Mischung und Verstrekken der Folie. Diese Folie weist innere kleine Hohlräume sowie eine feinfibrillierte rauhe Oberfläche auf.

Es ist bekannt, polymere Formkörper mit inneren kleinen Hohlräumen bzw. Poren durch Einmischen eines Schaum'-ngsmittels in ein organisches Polymerisat und Schäumen des Schäumungsmittels während des Formungsvorgangs herzustellen. Derartige Formkörper besitzen jedoch eine ungleichmäßige Porengröße sowie schlechte mechanische Eigenschaften.

Aus der JP-OS 15 560/1969 ist ein Verfahren zur Erzeugung von gereckten. Hohlräume bzw. Poren enthaltenden Folien bekannt, bei dessen Durchführung eine Folie aus einer Mischung aus einer kautschukartigen Substanz mit einem thermoplastischen Kunststorfmaterial in der Weise gerecht wird, daß im Inneren der Folie kleine Hohlräume oder Poren gebildet werden. Durch das Einmischen einer kautschukartigen Substanz weisen die porösen Folien zwar eine gute Kerbschlagzähigkeii auf, sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß sie zu einem Schrumpfen neigen.

Aus der JP-OS ist die Herstellung einer papierähnlichen polymeren Folie durch Recken einer Folie bekannt, die aus einer Mischung aus einer anorganischen Substanz Lint! einem Polypropylen besteht, wobei das Recken in einem plastischen Zustand erfolgt, worauf die Folie abgeschreckt wird. Bei dieser Arbeitsweise ist es jedoch schwierig, die Folie gleichmäßig zu recken. Darüber hinaus ist die entstandene papierähnliche Folie nur an der Oberfläche aufgerauht und weist keine inneren kleinen Hohlräume oder Poren auf. Daher ist die Festigkeit einer derartigen Folie schlecht, ferner ist sie nicht elastisch und schlecht beschreibbar.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer papierähnlichen polymeren Folie, die beispielsweise eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität, Opazität, Beschreibbarkeit und Bedruckbarkeit besitzt.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Gattung dadurch gelöst, daß die zur Herstellung der Folie verwendete Mischung aus wenigstens 5 Gewichts-% eines Polypropylens oder Äthylen/ Propylen-Copolymercn mit einem Äthylengchalt von chendurchmesser von 0,1 bis 15 μ. besteht, und die erhaltene Folie biaxial zuerst bei einer Temperatur voi.

40 bis 170⁰C auf das 4- bis 6fache ihrer ursprünglichen Länge in einer Richtung und dann bei einer Temperatur oberhalb der ersten Verstreckungstemperatur, jedoch unterhalb 220⁰C, um das 5- bis 8fache ihrer jrsprüngliehen Länge in einer anderen Richtung verstreckt wird, die im wesentlichen in einem rechten Winkel zu der ersten Verstreckungsrichtung steht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Folienherstellung eine Mischung verwen- \i det wird, die 5 bis 60 Gewichts-% eines Styrolpolymerisats enthält.

0 bis 15 Mol-%, 5 bis 70 Gewichts-% eines Polyäthylens oder Äthylen-Propylen-Copolymeren mit einem Propylengehalt von 0 bis 30 Mol-% sowie 5 bis 50 Gewichts-% einer feinteiligen festen anorganischen Substanz mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 15 μ besteht,i'de erhaltene Folie biaxial zuerst bei einer Temperatur von 40 bis 170⁰C auf das 4- bis 6fache ihrer ursprünglichen Länge in einer Richtung und dann bei einer Temperatur oberhalb der ersten Verstrekkungstemperatur, jedoch unterhalb 220⁰C, um das 5-bis 8fache ihrer ursprünglichen Länge in einer anderen Richtung verstreckt wird, die im wesentlichen in einem rechten Winkel zu der ersten Verstreckungsrichtung steht.

Bei Einhaltung der vorstehend beschriebenen Verfahrensmaßnahmen werden papierähnliche polymere Filme erhalten, die alle Eigenschaften aufweisen, die von einem hochqualitativen Parier erwartet werden,

■»ο beispielsweise in bezug auf die Festigkeit, die Elastizität, die Beschreibbarkeit, die Liciitdurchlässigkeit oder dergleichen.

In der DE-OS 19 29 339 wird ein synthetisches Papier beschrieben, das im wesentlichen aus einer homogenen Masse aus 100 Teilen einer synthetischen Styrolharzkomponente, 1 bis 100 Teilen einer synthetischen Äthylenharzkomponcnte und I bis 200 Teilen eines anorganischen Füllstoffes besteht. Als Äthylenharzkomponente kommen

Polyäthylen, chloriertes Polyäthylen,

Athylen-Vinylacetat-Mischpolymere,
Äthylcn-Vinylchlorid-Mischpolymere,
Äthylen-Älhylacrylat-Mischpolymere und/oder Äthylen-Acrylsäure-Ionomere

in Frage.

Ein Hinweis auf die vorstehend angegebene erfindungsgemäßc spezifische Zusammensetzung der zur Herstellung der Folie eingesetzten Mischung und die kritische Bedeutung dieser Mischung sind der genann-

bo ten DE-OS nicht zu entnehmen. Wie das weiter unten folgende Vergleichsbeispiel zeigt, können die hergestellten Filme, falls kein Propylen vorliegt, nicht in der Querrichtung verstreckt werden. Auch dann, wenn ein an Äthylen reiches Äthylen/Propylen-Copolymeres

b5 verwendet wird, ist keine zufriedenstellende Verstrekkung in Querrichtung möglich, wenn der Propylengehall zu gering ist. Zur Herstellung von zufriedenstellenden papierähnlichen Filmen kommt es im wesentlichen auf

den vorstehend postulierten Ausgleich zwischen Äthylen- und Propylengehalt an.

Vorzugsweise wird zur Folienherstellung eine Mischung verwendet, die 5 bis 60 Gewichts-% eines Styrolpolymerisats enthält.

Die Stärke der erfindungsgemäß hergestellten Folie beträgt 20 bis 1500 am. Unter dem Begriff »fibrilliert« soll verstanden werden, daß die Folienoberfläche bei mikroskopischer Betrachtung kontinuierliche feine Fäden aufweist, die miteinander unter Bildung einer rauhen Oberfläche verwachsen sind.

Das erfindungsgemäß einzusetzende Äthylen-Propylen-Copolymere weist einen Äthylengehalt von 0 bis 15 MoI-% auf. Dieses Material wird im folgenden auch als propylenartiges Harz bezeichnet. Vorzugsweise wird ein kristallines Harz eingesetzt, bei welchem der nichtextrahierte Anteil bei einer Extraktion von 10 g eines Pulvers aus diesem Polymerisat mit 200 ecm n-Heptan während einer Zeitspanne von 6 Stunden in einer Soxhlet-Vorrichtung mindestens 60 Gewichts-% und vorzugsweise mehr als 7Ö Gewichts-% beträgt. Übersteigt der Äthylengehalt in dem propylenartigen Harz 15 Mol-%, dann neigt die Folie zur Schrumpfung und besitzt eine schlechte Dimensionsstabilität. Der Schmelzindex des propylenartigen Harzes sollte 15 g/ 10 Minuten nicht übersteigen, da bei einer Überschreitung dieses Wertes die Verformbarkeit und die Reckbarkeit der Folie schlecht werden. Der Schmelzindex wird nach der JIS-Methode K 6760 (japanische industrienorm) gemessen. Er wird durch die Extrusionsmenge (Gewicht) wiedergegeben, welche von einem auf 230°C geschmolzenen propylenartigen Harz unter einem Druck von 2160g während einer Zeitspanne von 10 Minuten durch eine Düse mit einem ÖfThungsdurchmesser von 2,1mm und einer Länge von 168 mm ausgepreßt wird. Der Gehalt des propylenartigen Harzes der Mischung sollte wenigstens 5 Gewichts-% betragen.

Das Polyäthylen oder das Älhylen-Propylen-Copolymerisat, das im folgenden auch als äthylenartiges Harz bezeichnet wird und in das propylenartige Harz eingemischt wird, besitzt einen Propylengehalt von 0 bis 30 Mol-%. Ein bevorzugtes Material ist ein kristallines Harz, dessen nichtextrahierter Anteil bei einer Extraktion von JOg des pulverförmiger; Polymerisats mit 200 ecm n-Heptan während einer Zeitspanne von 6 Stunden in einer Soxhlet-Apparatur mindestens 60 Gewichts-% und vorzugsweise mehr als 70 Gewichts-% beträgt. Besonders bevorzugt wird ein Polyäthylen mit einer hohen Dichte. Übersteigt der Propylengehalt in dem äihylenartigen Harz 30 Mol-%, dann schrumpft die Folie und zeigt eine schlechte Dimensionsstabilitäl.

Das äthylenartige Harz wird in einer Menge von 5 bis 70 Gewichts-%, voszugsweise in einer Menge von 15 bis 45 Gewichts-%, jeweils bezogen auf die gesamte Mischung, zugemischt. Liegt die Menge des äthylenartigen Harzes in der Mischung zur Herstellung der Foüe unterhalb 5 Gewichts-%, dann wird es schwierig, die erhaltene Folie mit hoher Geschwindigkeit gleichmäßig zu recken. Übersteigt die Menge des äthylenartigen Harzes 70 Gewichts-%, dann werden die mechanischen Eigenschaften der Folie schlecht.

Der Schmelzindex des äthylenartigen Harzes sollte vorzugsweise niedriger sein als derjenige des propylenartigen Harzes. Je kleiner das Verhältnis ist, beispielsweise kleiner als 1/10, ds^cto rauher wird die Oberfläche der entstandenen Folie, so daß sie dazu neigt, an Glanz zu verlieren. Je größer das Verhältnis ist, beispielsweise größer als 1/5, um so glatter ist die Oberfläche der entstandenen Folie, die dann glänzt.

Wie bereits erwähnt, kann die zur Herstellung der Folie eingesetzte Mischung auch ein styrolartiges Harz in einer Menge von 5 bis 60 Gewichts-% enthalten. Der Zusatz eines derartigen Styrolharzes verbessert die Steifigkeit und Bearbeitbarkeit der Folie. Beispiele für derartige styrolartige Harze sind Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copoiymerisate, Acrylnitril-Styrol-Cow polymerisate sowie Butadien-Styroi-Copolymerisate. Das Styrolpolymerisat sollte einen Schmelzindex von 0,01 bis 10 g/10 Minuten und vorzugsweise von 0,1 bis 5,0 g/10 Minuten besitzen, gemessen bei einer Temperatur von 190°C unter einer Last von 2,1 kg gemäß der π ASTM-D-^S-oST-Methode. Insbesondere ist ein Polystyrol mit einer Dichte von 1,0 bis 1,2 g/cm³, gemessen nach der JIS-Methode K 0871, bevorzugt.

Das Styrolpolymerisat wird, wie bereits erwähnt, in einer Merr*e von 5 bis 60 Gewichts-% verwendet. Vor-2» zugsweise liegt die Menge zwiscrKA 10 und 45 Gewichts-%, übersteigi die Menge des Siyoipoiymerisats 60 Gewichts-%, dann werden die mechanischen Eigenschaften und die Hitzebeständigkeit der Folie schlecht, außerdem werden keine Hohlräume oder Poren mehr ausgebildet. Schließlich verschlechtert sich die Beschreibbarkeit.

Die erfindungsgemäß eingesetzte feinteiiige feste anorganische Substanz kann beispielsweise aus KaI-ziumcarbonat, Kalziumoxyd, Siliciumüioxyd, Titandijn oxyd, Aluminiumdioxyd oder Aluminiumsulfat bestehen. Kalziumcarbonat wird besonders bevorzugt. Der Teilchendurchmesser liegt zwischen 0,1 und 15 α und vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 μ. Liegt derTeilchendurchmesser unterhalb 0,1 u, dann ist es schwierig, kleine Hohlräume bzw. Poren in Verteilung in der Folie auszubilden. Übersteigt der Teilchendurchmesser 15 μ, dann wird die Reckbarkeit verschlechtert.

Vorzugsweise werden 5 bis 50 Gewichts-%, insbesondere 10 bis 25 G2wichts-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmischung, einer derartigen anorganischen Substanz in die Mischung eingemischt, die zur Herstellung der Folie verwendet wird. Liegt die Menge unterhalb 5 Gewichts-%, dann werden nur in einem unzureichenden Ausmaß Hohlräume bzw. Poren in der Folie ausgebildet. Übersteigt demgegenüber der Gehalt einer solchen anorganischen Substanz 50 Gewichts-%, dann wird es schwierig, die Folie zu recken.

Die drei Polymerisat- oder Harzkomponenten können mit der anorganischen Substanz in jederbeliebigen Weise vermischt werden. Es ist besonders vorzuziehen, d;is Vermischen in Puiverform durchzuführen.

Die Mischung wird darm auf eine Temperatur von 200 bir 35C-C, vorzugsweise 220 bis 280⁰C, zum Schmelzen erhitzt und in Form einer Folie extrudiert. Die exirudicrte heiße Folie wird auf einer Kühlwalze odor in einer Flüssigkeit auf 0 bis 130⁰C und vorzugsweise 20 bis 110⁰C in bekannter Weise abgekühlt.

Die erhaltene Folie wird biaxial zuerst bei einer Temperatur von 40 bis 170⁰C auf das 4- bis 6fache ihrer ursprünglichen Länge in einer Richtung und dann bei einer Temperatur oberhalb der ersten Verstreckungstemperatur, jedoch unterhalb 220⁰C, um das 5- bis 8fache ihrer ursprünglichen Länge in einer anderen Richtung verstreckt, die im wesentlichen in einem rechten Winkel zu der ersten Verstreckungsrichtung steht. Die verstreckte Folie kann weiterhin bei 130 bis 210⁰C während einere Zeitspanne von 1 Sekunde bis 3 Minuten hitzebehandelt werden, um die thermische

Schrumpfung der Folie zu reduzieren und die Dimensionsslabilität zu verbessern.

Gegebenenfalls kann eine Oberflächenaktivierungsbehandlung, beispielsweise eine Koronaentladung oder eine Flammenbehandlung, durchgeführt werden, um die Beschreibbarkcit mit einer wäßrigen Tinte und das Haftvermögen für andere Substanzen zu verbessern. Darüber hinaus kann die Folie iiuf der Oberfläche geprägt werden oder sie kann beschichtet werden, z. B. mit Polypropylen.

Die erfindungsgemäß hergestellte Folie kann auch Zusätze, wie einen Stabilisator, ein antistatisches Mittel, einen Farbstoff oder ein Pigment in geringer Menge enthalten.

Die so erhaltene, papierähniiehe Folie weist kleine oder feine innere Hohlräume bzw. Poren mit einem Durchmesser von 4 bis 250 μΐη auf. Der Hohlraumgehalt beträgt 30 bis 300 ccm/lOOg. Die Folie hat einen fibriüisricn ruuhcn Qbsr^'*^/*^^|i*^rian'^pn ripce<»n Xipfp π S bis 10 am beträgt. Die Folie ist orientiert, hat eine hohe Elastizität und die Durchlässigkeit für natürliche Lichtstrahlen ist nicht höher als 70%. Falls die Lichtdurchlässigkeit 70% übersteigt, ist der Glanz sehr hoch, und die Beschreibbarkeit ist nicht, so gut. Die Folie weist eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität auf und ist auf der Oberfläche gleichmäßig fibrilliert. Die Folie ist ebenso undurchsichtig (opak) wie Papier und besitzt eine ausgezeichnete Beschreibbarkcit und Bedruckbarkeit. Bei einer erfindungsgemäß erhaltenen, biaxial gereckten Folie ist der Unterschied zwischen den mechanischen bzw. physikalischen Eigenschaften in der Längs- und Querrichtung gering. Darüber hinaus besitzt eine Folie, die aus einer Zusammensetzung hergestellt wurde, in die styrolartiges Harz eingemischt ist, die Eigenschaft der sogenannten »Steifigkeit«, und daher ist sie für die Einführung in eine Maschine besser geeignet als eine Folie, bei derein solches styrolartiges Harz fehlt, und sie kann mit klaren Umrißlinien bedruckt werden, ohne von der Farbe gequollen zu werden.

Die erfindungsgemäß hergestellt*; Folie ist als Folie zum Drucken, zum Beschreiben, als Abziehfolie und Schutzfilm für Sperrholz, als Dekorfolie, für Buchumhüllungen, als mattierte bedruckte Schichlfolie, Isoliermaterial. Unterlagemaieria! für Abscheidungen aus der Dampfphase, als Folie für bedruckte Schichten von Sperrholz oder als Verpackungs- oder Einwickelmaterial geeignet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert, wobei teilweise: auf die Zeichnung Bezuü genommen wird; dabei zeigt

F: L·. 1 ein D^:jar.imm, welches die Beziehung zwischen der Menge des Kalziumcarbonats und dem Hohlrauinuehalt bzw. der Lichtdurchlässigkeit der erhaltenen Folie zeigt, und

Fig. 2 ein Diagramm, welches die Beziehung zwisehen der Kalziumcarbonatmenge und der Dampfdurchlässigkeit bzw. der Sauerstoffdurchlässigkeit der erhaltenen Folie wiedergibt.

In den folgenden Beispielen wurden verschiedene Eigenschaften der papierähnlichen Folien nach folgenden Vorschriften bestimmt:

(1) Durchlässigkeit für natürliche Lichtstrahlen: JIS-K 6714 (JIS = japanische Industrienorm).

(2) Zugfestigkeit und Zugdehnung: JIS-Z 1702.

(3) Einreißfestigkeit der Folienkante: JIS-K 6732.

(4) Durchschnittstiefe der rauhen Oberfläche: Die Tiefen der Unregelmäßigkeiten wurden mit einem

Maßstab an 50 verschiedenen Punkten auf der Folienoberfläche gemessen, und der Durchschnittswert hiervon wurde berechnet. Wärme-Schrumpfung: Die Rate der Dimensionsänderung beim Eintauchen der Folie in ein Silikon öl bei 100⁰C während 1 min. Leerraum- bzw. Hohlraum- bzw. Porengehalt: Berechnet nach folgender Gleichung durch Messung der scheinbaren Dichte d der Folie:

Porengehalt = 100 ( 1 - —

worin

100

El

Pi

El

Pi

P<

El

P*

worin p_u p₂, Pj und p₄ die entsprechenden Dichten von propylenarligemHarz, äthylenartigem Harz, styrolartigem Harz und anorganischer Substanz und M₁, W₂, My und AZ₄ die jeweiligen Anteile des ι propylenartigen Harzes, äthylenartigen Harzes,

styrolartigen Harzes und der anorganischen Sub^ stanz in der die Folie bildenden Zusammensetzung bedeuten.

(7) Steifigkeit: Gemessen bei 2O⁰C in einem gebogenen Winkel und mit 10 mm durch die Änderung der Stärke mittels Druck.

(8) Maschineneinführbarkeit: Es wurde die Anzahl der Fehler, die beim Einführen von synthetischem Papier (papierähnlicher, polymercr Folie) mit einer Geschwindigkeit von 4000 Blatt/h in eine automalische Zuführvorrichtung für eine Druckmaschine auftraten, wie folgt bewertet:

A = weniger als 1%,
B = 1 bis 10%,
C = 10 bis 30%,
D = mehr als 30%.

(9) Glanz: JIS-Z 874.

(10) Sauerstoffdutchlässigkeit: ASTM-D-1436-63

(ASTM = amerikanische Normvorschrift).
(H) Dampfdurchlässigkeit: JIS-Z 0208.

Beispiel 1

Ein Gemisch, in dem der Gehalt an Polyäthylen (Schmelzindex = 0,06 g/10 min) bei 20 Gewichts-% gehalten wurden, jedoch die Gcrn.lie an Polypropylen (Schmelzindex 2 g/10 min) und Kaliumcarbonat (durchschnittlicher Teilchendurchmesser 1,2 um) wie in Fig. 1 und in der folgenden Tabelle I gezeigt variiert wurden, wurde bei 250⁰C geschmolzen und zu einer Folie extrudiert, die auf einer Kühlwalze auf 90⁰C gekühlt wurde, um eine Folie mit einer Stärke von ,um zu erhalten. Diese Folie wurde auf das Sfache ihrer ursprünglichen Länge in der Längsrichtung zwischen auf 135°C erhitzten Walzen mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit gereckt. Dann wurde die Folie in einen Spannrahmen bei 160⁰C eingespannt und auf das 8fache der ursprünglichen Breite in der Querrichtung gereckt, um eine Folie mit einer Stärke von 25 bis 50 μχη zu erhalfen. Darüber hinaus wurde die Folie, während sie von den Spannrahmenklammern festgehalten wurde, 20 see lang in einem Heißluftofen bei I50°C wärmebehandelt.

Tabelle I	PP	Pt	Kalium
Beispiel			carbonat
Nr.
Vgl.-Bsp.	80	20	0
l-(I)	70	20	10
l-(2)	60	20	20
l-(3)	50	20	30
l-(4)	40	20	40
!-(5)	30	20	50
l-(6)
P = Propylen	Pl¹ -" l'uli propylen
	E = Älhylen

PC = Polyäthylen	PhCo = Propylen/Äthylen-Copolynier

Die Beziehung zwischen dem Porengehait und der Durchlässigkeit für natürliche Lichtstrahlen und dem Gehalt an Kaliumcarbonat in der erhaltenen Folie ist in der Fig. 1 gezeigt. Die Kurve I gibt den Leerraumgehalt, und die Kurve II gibt die Durchlässigkeit für natürliche Lichtstrahlen wieder. Wie sich aus der Fig. 1 ergibt, nimmt der Leerraumgehalt der Folie mit zunehmendem Gehalt an Kalziumcarbonat zu, und die Lichtdurchlässigkeit nimmt ab. Wenn jedoch die Menge an Kalziumcarbonat 30 Gewichts-% übersteigt, wird die Lichtdurchlässigkeit nicht merklich geringer. Wenn der Kalziumcarbonatgehalt 50 Gewichts-% übersteigt, wird das Recken der Folie schwierig. Ferner ergibt sich aus Fig. 1, daß bei einem Kalziumcarbonatgehalt von 0% der Leerraumgehalt 37ccm/100g betrug. Dies war eine Folge der Unregelmäßigkeiten der Folienoberfläche, und innerhalb der Folien wurden keine Leerräume bzw. Poren gebildet.

Die Fig. 2 zeigt die Bsziehung zwischen der D;;rnpfdurchlässigkeit bzw. der Sauerstoffdurchlässigkeit und dem Gehalt an Kalziumcarbonat. Die Kurve III zeigt die Dampfdurchlässigkeit, und die Kurve IV zeigt die SauerstofTdurchlässigkeit. Wie sich aus der Fig. 2

Tabelle Il

ergibt, nehmen sowohl die Dampfdurchlässigkeit als auch die Sauerstoffdurchlässigkeit mit steigendem Kalziumcarbonatgehalt zu. Wenn jedoch der Kalziumcarbonatgehalt geringer als 20 Gewichts-% ist, ist die Steigerungsrate gering. Wenn der Kalziumcarbonatgehalt mehr als 20 Gewichts-% beträgt, wird die Steigerungsrate groß.

Die mechanischen Eigenschaften und die thermischen Eigenschaften der unter Verwendung der Zusammensetzung mit 20 Gewichts-% Kalziumcarbonat, 60 Gewichts-% Polypropylen und 20 Gewichts-% Polyäthylen erhaltenen, papierähnlichen Folie sind in der weiter unten folgenden Tabelle V wiedergegeben.

Beispiele 2 bis 6 und
'' Vcrgleichsbeispiel 1

Eine Mischung, in welcher der Gehalt an dem Äthylen/Propylen-Copolymerisat (Molverhältnis 90/10) mit einem Schmelzindex von 0,Ig/i0min bei 40 Gewichts-% gehalten wurde, jedoch die Gehalte an Propylen (Schmelzindex 2 g/10 min) und Kalziumcarbonat (durchschnittlicher Teilchendurchmesser 1,2 um) wie in Tabelle II gezeigt variiert wurden, wurde bei 250⁰C geschmolzen und zu einer Folie extrudiert, die auf einer Kühlwalze auf 90⁰C gekühlt wurde, um eine Folie mit einer Stärke von 900 μηι zu erhalten. Die Folie wurde auf das 5fache ihrer ursprünglichen Länge in Längsrichtung zwischen auf 135°C erhitzten Walzen mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit gereckt. Dann

jo wurde die Folie in einen Spannrahmen bei 155°C eingespannt, um sie auf das 8fache der ursprünglichen Breite in Querrichtung zu recken und eine Folie mit einer Stärke von 30 bis 50 μπι zu erhalten. Weiterhin wurde diese Folie, während sie in den Spannrahmenklammern festgehalten wurde, 20 see lang in einem Heißluftofen bei 15O⁰C wärmebehandell.

Die Beziehungen Zwischen dem Lcerraumgehaii, der Durchschnittstiefe der rauhen Oberfläche und der Lichtdurchlässigkeit und dem Gehalt an Kalziumcarbonat in der erhaltenen Folie sind in der folgenden Tabelle II angegeben.

Beispiel	Kalzium-	PP	EP-Co	Leerraum-	Lichtdurch	Durchschnittstiere der
Nr.	carbonaimenge			gehalt	lässigkeit	rauhen Oberfläche
	(%)			(ecm/100 g)	(%)	<;.im)

Vgl.-Bsp. 1	0	60	40	28	93	0.1
2	5	55	4u	4¹	69.	0,5
3	10	50	40	70	39	0.7
4	20	40	40	103	24	1.0
5	30	30	40	162	9	0,9
6	40	20	40	211	5	1,1

Wie sich aus der Tabelle II ergibt, nehmen bei Steigerung der beigemischten Kalziumcarbonatmenge der Leerraumgehalt der Folie zu und die Lichtdurchlässigkeit für natürliches Licht ab. Ferner sei noch daraufhingewiesen, daß die Folie bei einem KaJziumcarbonatgehilt von 55 Gewichts-% im Verlauf des Reckens zerrissen wurde. Die mechanischen Eigenschaften und die thermischen Eigenschaften der papierähnüchen Folie in Beispiel 4, in welchem der Kalziumcarbonatgehalt 20 Gewichts-% betrug, sind in der Tabelle V wiedergegeben.

Vergleichsbeispiel 2

Eine Mischung von 40 Gewichts-% eines Polypropylens (Schmelzindex 2 g/10 min), 40 Gewichts-% eines Äthylen/Propylen-Copolymerisats (Äthylengehalt 40 Mol-%) und 20 Gewichts-% Kalziumcarbonat (Teilchendurchmesser 1,2 μΐη) wurde bei 240⁰C geschmolzen and zur Herstellung einer Folie mit einer Stärke von 900 um extrudiert. Diese Folie wurde unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 2 gereckt und wärmebehandelt. Die mechanischen Eigenschaften und die

thermischen Eigenschaften der erhaltenen Folie sind in der Tabelle V angegeben.

Beispiele? bis 11 und
Vergleichsbeispiel 3

Ein Gemisch, in dem der Gehalt an einem Polyäthylen (Schmelzmdex 0,06 g/10 min) bei 40 Gewichts-% gehalten wurde, jedoch die Gehalte an Äthylen/Propylen-CopoIymerisat (Molverhältnis = 5/95) mit einem Schmelzindex von 3 g/10 min und an Kaluziumcarbonat (durchschnittlicher Teilchendurchmesser 1,2 um) wie in der Tabelle III gezeigt variiert wurden, wurde bei 25O°C geschmolzen und zu einer Folie extrudiert, die auf einer Kühlwalze auf 90⁰C gekühlt wurde, um eine

Tabelle IU

10

Folie mit einer Stärke von 900 μπι zu erhalten. Diese Folie wurde aul das 5fache der ursprünglichen Länge in der Längsrichtung zwischen auf 13O⁰C erhitzten Walzen mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit gereckt. Dann wurde die Folie in einen Spannrahmen bei 155°C eingespannt und auf das 8fache der ursprünglichen Breite in der Querrichtung gereckt, um eine Folie mit einer Stärke von 25 bis 50 um zu erhalten. Weiterhin wurde diese Folie, während sie mit den Spannrahmenklammern gehalten wurde, 20 see lang in einem Heißluftofen bei 150⁰C wärmebehandelt.

Die Beziehungen zwischen dem Leerraumgehalt und der Lichtdurchlässigkeit und dem Gehalt an Kaliumcarbonat in der erhaltenen Folie sind in der Tabelle III angegeben.

Beispiel

Kalziumcarbonalmenge

PE EP-Co

Lecrraumgehalt Lichtdurchlassigkeit

(ccm/lOOg)

Vgl.-Bsp. 3	0	40	60	31	92
7	5	40	55	42	68
8	10	40	50	74	37
9	20	40	40	105	21
10	30	40	30	171	8
11	40	40	20	240	5

Wie sich aus der Tabelle III ergibt, nehmen mit Steigerung der eingemischten Kalziumcarbonatmenge der Leerraumgehalt der erhaltenen Folie zu und die Lichtdurchlässigkeit für natürliche Strahlung ab. Es sei noch daraufhingewiesen, daß die Folie bei Zugabe von KaI-ziumcarbonat in einer Menge von 55 Gewichts-% im Verlauf des Reckens zerrissen wurde. Die mechanischen Eigenschaften und die thermischen Eigenschaften in der Folie des Beispiels 9, in welchem die eingemischte Kalziumcarbo.'iatmenge 20 Gewichts-% betrug, sind in der Tabelle V angegeben.

Beispiele 12 bis 16 und
Vergleichsbeispiel 4

Ein Gemisch, in welchem der Gehalt an einem Äthylen/Propylen-Copolymerisal (Molverhältnis = 90/10) mit einem Schmelzindex von 1 g/10 min bei 40 Gewichts-% gehalten wurde, jedoch die Gehalte an Aihy-Icn/Propylen-Copolymerisat (Molverhältnis = 5/95) mit einem Schmelzindcx von 2 g/10 min und an KaI-ziumcarbonat (durchschnittlicher Teilchendurchmes-

J5 ser 1,2 um) wie in Tabelle IV gezeigt variier!-wurden, wurde bei 25O°C geschmolzen und zu einer Folie extrudiert. die auf einer Kühlwalze auf 90⁰C gekühlt wurde, um eine Folie mil einer Stärke von 900 um zu erhalten. Diese Folie wurde wurd as Sfache der ursprünglichen

•40 Länge in der Längsrichtung zwischen aufl35°C erhitzten Walzen mit unterschiedlicher Umfai-jsgeschwindigkeit gereckt. Dann wurde die Folie in einen Spannrahmen bei 155°C eingespannt und auf das Sfache der ursprünglichen Breite in der Querrichtung gereckt, um eine Folie mit einer Stärke von 30 bis 50 u.m zu erhalten. Weiterhin wurde die Folie, während sie in den Spannrahmenklammern festgehalten wurde, 20 see lang in einem Heißluitofen bei 150⁰C wärmebehandelt. Die Beziehungen zwischen dem Leerraumgehalt und der Lichtdurchlassigkeit und der Zusatzmenge an Kaliumcarbonat der erhaltenen Folie sind in der Tabelle IV angegeben.

Tabelle IV Beispiel

Kalziumcarbonatmengc

EP-Co
(90/10) EP-Co
(5/95)

Leerraumgehalt
(ccm/100g)

Lichtdurchlassigkeit

Vgl.-Bsp. 4	0	40	60	26	92
12	5	40	55	41	70
13	10	40	50	55	49
π	20	40	40	nt I ι	28
15	30	40	30	123	18
16	40	40	20	180	12

Wie sich aus der Tabelle IV ergibt, nahmen mit Steigerung der eingemischten Kalziumcarbonatmenge der Leerraumgehalt der Folie zu und die Lichtdurchlässigkeit ab. Es sei noch darauf hingewiesen, daß bei Einmischen von Kalziumcarbonat in einer Menge von 55 Gewichts-% die Folie im Verlauf des Reckens brach. Die mechanischen Eigenschaften und die thermischen Eigenschaften der erhaltenen Folie des Beispiels 14, in welchem die eingemischte Kalziumcarbonatmenge 20 Gewichts-% betrug, sind in Tabelle V angeg"ben.

Vergleichsbeispiel 5

Ein Gemisch von 40 Gewichts-% eines Äthylen/Propylen-Copolymerisats (Molverhältnis = 5/95) mit einem Schmelzindex von 2 g/10 min, 40 Gewichts-% eines Äthylcn/Propylen-Copolymerisats (Äthylengehalt 40 Mol-%) und 20 Gewichts-% Kalziumcarbonat (Teilchendurchmesser 1,2 um) wurde bei 240⁰C geschmolzen und zur Herstellung einer Folie mit einer Stärke von

Tabelle V

900 μΐη extrudiert. Die Folie wurde dann in einen Spannrahmen bei 14O⁰C eingespannt und unter densel- !0 ben Bedingungen wie in Beispiel 12 gereckt und wärme»· behandelt. Die mechanischen Eigenschaften und die thermischen Eigenschaften der erhaltenen Folie sind in der Tabelle V angegeben.

Eigenschallen	Beispiele	4	9	14	Vergleichsbe	ispicle
	l-(3)				2	5
Zugfestigkeit (kg/cm²)		640	623	570
longitudinal	661	397	385	532	151	105
transversal	405				114	86
Zugdehnung (%)		85	71	80
longitudinal	80	71	59	38	59	39
transversal	88				48	31
Kantenreißfestigkeit (g)		121	129	140
longitudinal	117	170	181	257	108	130
transversal	172		2,4	2,9	146	192
Wärme-Schrumpfung (%)	2,2			23,0	21,4

Beispiele 17 bis

Es wurde ein Gemisch hergestellt, in welchem der Gehalt an einem Polyäthylen (spez. Gew. 0,96) mit einem Schmelzindex von 0,06 g/10 min bei 15 Gewichts-% gehalten wurde, jedoch die Gehalte an Polystyrol (Schmelzindex 0,87 g/10 min) und an Kalziumcarbonat (Teilchendurchmesser 1,2 am) wie in Tabelle Vl gezeigt-variiert wurden, wobei der Rest ein Polypropylen (Intrinsikviskosität 2,1 dl/g) mit einem Schmelzindex von 2 g/min war. Das Gemisch wurde bei 250° C geschmolzen und zu einer Folie extrudiert, die aufeiner Kühlwalze auf 8O⁰C abgekühlt wurde, um eine Folie mit einer Stärke von 1000 um zu erhalten. Diese Folie wurde auf das 5fache der ursprünglichen Länge in der Längsrichtung zwischen auf 135⁰C erhitzten Walzen mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit gereckt. Dann wurde die Folie auf das Sfache der ursprünglichen Breite in der Querrichtung gereckt, um eine Folie mit einer Stärke von 30 bis 50 um zu erhalten. Weiter wurde die Folie, während sie in Spannt· hmenklammern festgehalten wurde, 20 see lang in einem Heißluftofen bei 150⁰C wärmebehandelt. Die Beziehung zwischen der Steifigkeit, der Maschineneinführbarkeit, dem Leerraumgehalt und der Lichtdurchlässigkeit der erhaltenen Folie und den Zusatzmengen von Polystyrol und Kalziumcarbonat sind in der Tabelle VI angegeben.

Tabelle Vl	PE	PP	Zugemischt ( Polystyrol	:%) Kalzium- carbonal	Steifigkeit	Maschinen- einführbarkeit	Leerraum- gehall (ccm/lOOg)	Licht durch lässigkeil
Beispiel	15	62	0	23	0,51	C	101	24
17	15	60	5	20	0,62	B	81	29
18	15	45	Ϊ0	30	0,71	A	171	9
19	15	25	10	50	0,79	A	270	6
20	15	5	60	20	0,91	A	48	50
21	15	10	65	20	0,80	A	22	95
22	15	45	20	10	0,75	A	80	28
23

Wie sich aus der Tabelle VI ergibt, wird mit Steigerung der Polystyrolmenge die Steifigkeit höher, und die Maschineneinführbarkeit wird verbessert. Wenn jedoch der Polystyrolgehalt einen bestimmten Wert übersteigt, nimmt der Leecaumgehalt ab. Tatsächlich besaß die Folie des Beispiels 22 eine bemerkenswert niedrige Beschreibbarkeit. Die mechanischen Eigenschaften der Folie des Beispiels 23 sind in der Tabelle VII angegeben.

Vergleichsbeispiel 6

Ein Gemisch von 15 Gewichts-% eines Polyäthylens (Schmelzindex 0,06 g/10 min), 45 Gewichts-% eines Äthylen/Propylen-Copolymerisats (Äthylengehalt 40 MoI-%), 20 Gewichts-% eines Polystyrols (Schmelzindex 0,8⁷ g/10 min) und 20 Gewichts-% Kaliumcarbonat (Teilchendurchmesser i,2 am) wurde bei 240⁰C geschmolzen und zur Herstellung einer Folie mit einer Stärke von 1000 am extrudiert. Diese Folie wurde unter denselben Bedingungen wie in dem Beispiel 23 gereckt und wkrmebehandelt. Die mechanischen Eigenschaften und die thermischen Eigenschaften der erhaltenen Folie sind in der Tabelle VII angegeben.

Tabelle VII Eigenschaften Beispiel 23

Vergleichsbeispiel 6

10 Zugfestigkeit (kg/cm²)

longitudinal 900 HG

transversal 682 88

Zugdehnung (%)

longitudinal 53 34

transversal 25 38

•5 Wärmeschrumpfung (%) 3,5 19,0

Wie sich aus Tabelle VlI ergibt, ist die Folie des Beispiels 23 gemäß der Erfindung besser in den mechanischen Eigenschaften und besitzt eine niedrigere Wärrneschrumpfung --- diejenige des Vergleichsbeispiels 6.

Beispiel

Ein Gemisch, welches durch Vermischen eines Polypropylens (Schmelzindex 2 g/10 min), eines Polyäthylens (Schmelzindex 0,06g/10 min) und von Titandioxid :nit verschiedenen durchschnittlichen Teilchendurchmessern, wie in der Tabelle VIII gezeigt, bei einem Gewichtsverhältnis von 60/20/10 hergestellt worden jo war, wurde bei 25O°C geschmolzen und zu einer Folie extrudiert, die auf einer Kühlwalze bei 90⁰C zur Herstellung einer Folie mit einer Stärke von 900 um gekühlt wurde. Diese Folie wurde auf das 5fache der ursprüng-

Tabelle VIII

iichen Länge in der Längsrichtung zwischen Walzen mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit gereckt. Die Folie wurde dann in einen Spannrahmen bei 160⁰C eingespannt una auf das 8fache der ursprünglichen Breite in der Querrichtung gereckt, um eine Folie mit einer Stärke von 25 bis 50 μΐη zu erhalten. Die Beziehung zwischen dem Leerraumgehalt und der Reckbarkeit der Folie und dem Teilchendurchmesser des Titandioxids sind in der Tabelle VIII angegeben.

Teilchendurchmesser des Titandioxids Lccrraumgchall

(;xm) (ccm/lOOg)

Rcckbarkcit

weniger als 0.1
0,1 bis 10
10 bis 15
mehr ;ils 15

weniger als 50 ausgezeichnet

bis 300 ausgezeichnet

gut

reckbar in Längsrichtung,
jedoch nicht in Querrichtung

Wie sich aus Tabelle VIII ergibt, nimmt der Lerraumgehalt bzw. Porengehalt der Folie zu, wenn der Teilchendurchmesser des Titandioxids größer wird, wenn jedoch der Teilchendurchmesser 10 um übersteigt, erreicht der l.ecrraumgchalt einen Gleichgewichtswcrt, unci wenn er 15 ;*m übersteigt, wird die Folie schwierig zu recken.

Beispiele 25 bis 28 und
Vergleichsbeispiel 7 und 8

Eine Folie mit einer Stärke von 900 um wurde aus einem Gemisch hergestellt, in welchem der Gehalt an Kalziumoxid (durchschnittlicher Teilchendurchmesser 1,2 um) bei 15 Gewichts-% gehalten wurde, jedoch die Gehalte an Polyäthylen (Schmelzindex 0.06 g/10 min) V) und an Äthylen-Propylen-Copolymerisat (Molverhältnis = 5/95) mit einem Schmclzindex von 3 g/10 min, wie in Tabelle IX gezeigt, variiert wurden. Die Folie wurde auf das 5fache der ursprünglichen Länge in der Längsrichtung zwischen Walzen mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit bei 9O⁰C gereckt. Dann wurde die Folie in einen Spannrahmen bei 155°C eingespannt und auf das 8fache der ursprünglichen Breite in der Querrichtung zur Gewinnung einer Folie mit einer Stärke von 35 bis 50 um gereckt. Die Beziehungen zwibo sehen der Zusatzmenge an Polyäthylen und dem Leerraumgehalt, der Lichtdurchlässigkeit und der Reckbarkeit zum Zeitpunkt der Querreckung sind in der Tabelle IX angegeben.

Tabelle IX Beispiel

l'olyäthylenmcnge

EP-Co

CaO

Leerraum-	Lichtdurch	Reckbarkeit
gehalt	lässigkeit
(ccm/lOOg)	Oi)
6	93	unmöglich
48	68	gut
76	35	ausgezeichnet
82	32	ausgezeichnet
103	22	gut
-	-	unmöglich
hylen/Propyl	en-Copolymeres	(E/P = 90/10)

Vgl.-Bsp. 7

Vgl.-Bsp. 8

O
5
10
30
60
75

85 80 75 55 25 90

15 15 15 15 15 15

Wie sich aus Tabelle IX ergibt, nimmt die Reckbarkeit in Querrichtung merklich ab, und die mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Folie werden schlecht, wenn die Zusatzmenge an Polyäthylen mehr als 70 Gewichts-% beträgt.

Vergleichsbeispiel 9

Die in den Beispielen 25 bis 28 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt. Es werden folgende Materialien eingesetzt:

Kalziumcarbonat (durchschnittlicher Teilchendurchmesser 1,2 um)
Polyäthylen (Schmelzindex 0,6 g/10 min)

(Schmelzindex 0,1 g/10 min)
Polystyrol (Schmelzindex 0,87 g/10 min) (PSt)
Polypropylen (Schmelzindex 2 g/10 min)
Äthyien/Pnjpyien-Copoiyineres (E/P = 5/95) (Schmelzindex 3 g/10 min)

In jedem Fall beträgt der Gehalt an Kaiziumcarbonat 15 Gewichts-%. In den Fällen A, B, C, D und E ist der Propylengehalt sehr gering, wobei die beiden Verstrekkungen bei 80 bzw. 85°C durchgeführt wurden, da bei 155°C der Film weich wird und kein Strecken mehr möglich ist. Die Polymermasse sowie die Verstreckbarkeit gehen aus der folgenden Tabelle hervor:

Tabelle X	PE	E/P (90/10)	PSt	P/E(95/5)	PP	Verstreckbarkeit
Tesi						in Querrichtung
	<"·)	(%)	(%)	(%)	(V.)
	55	0	30	0	0	unmöglich
A	42.5	0	42,5	0	0	unmöglich
B	30	0	55	0	0	unmöglich
C	0	55	30	0	0	unmöglich
D	U	30	55	0	0	unmöglich
E	20	0	10	0	55	ausgezeichnet
f	20	0	30	0	35	ausgezeichnet
Ü	20	0	25	40	0	ausgezeichnet
H

Die Verstreckbarkeit wird sowohl im Fall der vorliegenden Vergleichsversuchc ;ils auch im Fall der ίο ursprünglichen Beispiele durch die Anzahl der Brüche zum Ausdruck gebracht, die während des Verstreckens in Querrichtung des Films bei der Herstellung eines Films mit einer Länge von 10 000 m auftreten. Die Verstreckbarkeit läßt sich wie folgt klassifizieren:

Verslrcckbarkeit Anzahl der Brüche Produktivität

ausgezeichnet

unmöglich

weniger als 3 5 bis 10
mehr als 50

60

*) Die Produktivität ist ausgezeichnet. **) Eine Produktion ist möglich, die Produktivität ist jedoch

nicht gut infolge von häufigen Brüchen. ***) Es (relen zuviele Brüche auf, so dall eine technische Herstellung unmöglich ist.

65 In der vorstehenden Tabelle X liegen die Tests A, B, C. D UHf¹ E außerhalb der Erfindung (der Propylengehalt ist sehr gering), während die Tests F, G und Il in den Rahmen der Erfindung fallen. In diesen Fällen wurden die Verstreckungen bei 90 bzw. 150⁰C durchgeführt.

Aus den vorstehenden Ergebnissen ist zu ersehen, daß dann, wenn kein Propylen vorliegt (A, B und C), der Film nicht in der Querrichtung verstreckt werden kann, so daß die Herstellung eines zufriedenstellenden Films unmöglich ist. Auch dann, wenn ein an Äthylen reiches Äthylen/Propylen-Copolymeres verwendet wird, ist keine zufriedenstellende Verstreckung in Querrichtung möglich, wenn der Propylengehalt zu gering ist. Es ist daher notwendig, den erfindungsgemäß postulierten Ausgleich zwischen Äthylen- und Propylengehalt einzuhalten, um eine ausgezeichnete Verstreckbarkeit in Querrichtung zu erzielen, wobei neben diesem Ausgleich auch noch die anderen Parameter gemäß Anspruch I einzuhalten sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

- Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer papierähnlichen polymeren Folie durch Vennischen von Styrolpolymerisat, Äthylenpolymerisat und anorganischen Füllstoffteilchen, Herstellen einer Folie aus der Mischung und Verstrecken der Folie, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung der Folie verwendete Mischung aus wenigstens 5 Gewichts-% eines Polypropylens oder Äthylen/Propylen-Copolymeren mit einem Äthylengehalt von 0 bis 15 Mol-⁰/», 5 bis 70 Gewichts-% eines Polyäthylens oder Äthylen-Propylen-Copolymeren mit einem Propylengehalt von 0 bis 30 Mol-% sowie 5 bis 50 Gewichts-% einer feinteiligen festen anorganischen Substanz mit einem durchschnittlichen Teil