DE1177325B - Verfahren zum UEberziehen von orientierten stereoregulaeren Polypropylenfolien - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 29 d

Deutsche Kl.: 39 a3-9/00

Nummer: 1177 325

Aktenzeichen: H 46561X / 39 a3

Anmeldetag: 6. August 1962

Auslegetag: 3. September 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von thermoplastischen Überzügen auf orientierte Filme aus stereoregulärem Polypropylen.

Stereoreguläres Polypropylen, das gelegentlich auch als isotaktisches oder kristallines Polypropylen bezeichnet wird, ist ein verhältnismäßig neues synthetisches Polymeres, das große Aufnahme in der Kunststoffindustrie findet. Eines der vielversprechendsten Anwendungsgebiete dieses Polymeren liegt in der Herstellung orientierter Filme, die wiederum in der Verpackungsindustrie und auf verwandten Gebieten Verwendung finden.

In vielen Fällen ist es wünschenswert, orientierte Filme aus stereoregulärem Polypropylen mit einem Überzug aus einem anderen thermoplastischen organischen Polymeren zu versehen. Beispielsweise ist es häufig wünschenswert, den Film mit einem Überzug aus einem anderen Polymeren zu versehen, das besser auf Hitze anspricht als Polypropylen, um den Film bei relativ niedriger Temperatur heiß siegeln zu können. In anderen Fällen ist es wünschenswert, den orientierten Film mit einem thermoplastischen Material zu überziehen, das dazu dient, die Dampf- und Feuchtigkeitsdichtigkeit des Films zu erhöhen oder den Film gegen Sonnenlicht zu schützen. In noch anderen Fällen ist es wünschenswert, den orientierten Film mit einem Polymeren zu überziehen, das die Gleiteigenschaften des Films verbessert oder seinen Reibungskoeffizienten verändert. Jedoch ist das Aufbringen von Überzügen auf stereoreguläres Polypropylen ein besonderes Problem, weil dieses Polymere so beschaffen ist, daß die Mehrzahl der Überzugsstoffe nicht schnell bzw. gut genug haften, wenn sie mit den üblichen Methoden aufgebracht werden. Darum war es notwendig, Methoden zur Vorbehandlung von stereoregulärem Polypropylen zu entwickeln, um es für Überzüge aufnahmefähig zu machen. Die vorgeschlagenen Vorbehandlungen sind aber sowohl schwierig durchzuführen als auch teuer. Außerdem bleibt das Problem des Überziehens von nicht vorbehandelten stereoregulärem Polypropylen ungelöst.

Es ist bekannt, daß bestimmte Stoffe, wie Papier, Zellulosehydrat und Metallfolien, mit einem organischen thermoplastischen Polymeren überzogen werden können durch Extrudieren eines Films des geschmolzenen Polymeren auf eine bewegte Bahn dieses Stoffes. Im Fall dieser nicht thermoplastischen Substrate entsteht kein Problem beim Aufbringen von heißem geschmolzenem Polymerem. Das Überziehen im Extrusionsverfahren ist verhältnismäßig einfach und unkompliziert.

Orientierte Filme aus stereoregulärem Polypro-Verfahren zum Überziehen von orientierten
stereoregulären Polypropylenfolien

Anmelder:

Hercules Powder Company,

Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Chem. Dr. W. Koch, Hamburg 4,

und Dr.-Ing. R. Glawe,

München 22, Lietbherrstr. 20, Patentanwälte

Als Erfinder benannt:

Herman Fox, Wilmington, Del. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität: '.

V. St. v. Amerika vom 8. August 1961 (130 074)

pylen sind dem üblichen Extrusionsverfahren, das zum Überziehen von Stoffen wie Papier, Zellulosehydrat, Metallfolien od. dgl. angewendet wird, nicht zugänglich. Der Grund dafür ist, daß orientierte Filme aus stereoregulärem Polypropylen ihre Orientierung verlieren, wenn sie mit heißem geschmolzenem Polymerem während der bekannten Behandlungsmethoden in Berührung kommen.

Gemäß der Erfindung würde gefunden, daß orientierte Filme aus stereoregulärem Polypropylen mit sehr befriedigendem Resultat überzogen werden können durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Polymeren auf eine bewegte Bahn des orientierten stereoregulären Films und Kühlen der sich ergebenden überzogenen Bahn im wesentlichen unmittelbar nach der Berührung des geschmolzenen Polymeren mit der Bahn. Überraschenderweise hat dieses Verfahren keinen Verlust an Orientierung zur Folge und liefert ©inen festhaftenden Überzug auf den Film.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Die Erfindung wird weiterhin an Hand der Zeichnung beschrieben, in der eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung der Erfindung beispielsweise dargestellt ist.

Mit 1 ist eine Rolle mit orientiertem Film aus stereoregulärem Polypropylen bezeichnet, von der ein Film 2 mittels gegenläufig rotierender metallischer

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Greifrollen 3 und 4 abgezogen wird. Von den Greifrollen 3 und 4 aus wird der Film waagerecht durch einen weiteren Satz gegenläufig rotierender metallischer Greifrollen 5 und 6 transportiert, von denen mindestens eine innen gekühlt ist. Kurz bevor der Film durch den zweiten Satz Greifrollen 5 und 6 läuft, wird ein Film eines geschmolzenen Polymeren 8 auf den orientierten Film aufgelegt, und zwar mittels eines Extruders 7. Die überzogene Bahn 9 ist aus dem Spalt des zweiten Rollensatzes auslaufend dargestellt.

Das Verfahren nach der Erfindung ist zum Überziehen orientierter Filme aus stereoregulärem Polypropylen mit allen thermoplastischen organischen Polymeren anwendbar, die normalerweise fest sind und die schmelzen, d. h. flüssig und extrudierbar werden, bei einer Temperatur, die nicht allzu weit über dem Doppelbrechungsschmelzpunkt des stereoregulären Polypropylens liegt. Das bedeutet, daß das Polymere nicht mit zu hoher Temperatur extrudiert werden kann, ohne daß die Orientierung des Films verlorengeht. Jedoch hat es sich gezeigt, daß es möglich ist, Polymere bei einer Temperatur von 270° C zu extrudieren, ohne daß der Film seine Orientierung verliert.

Die folgenden Polymeren entsprechen diesen Forderungen und können mit Vorteil bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet werden: Polyäthylen (sowohl niedriger als auch hoher Dichte), Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Copolymere des Vinylidenchlorids mit z. B. Acrylnitril und sogar stereoreguläres Polypropylen selbst. Natürlich wird das Überziehen des orientierten Films mit stereoregulärem Polypropylen auf den Film einen Überzug von unorientiertem Polymerem von derselben Zusammensetzung wie der Film selbst ergeben, was in manchen Fällen wünschenswert sein kann, um die Heißsiegelbarkeit des Films zu verbessern.

Daraus, daß diese Polymeren bei Temperaturen extrudiert werden müssen, die beträchtlich über den Temperaturen liegen, bei denen das orientierte Filmsubstrat seine Orientierung verliert, und tatsächlich sogar bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes des stereoregulären Polypropylens geht hervor, daß die Erfindung deshalb erfolgreich ist, weil der Wärmeübergang von dem extrudierten Überzug auf das Filmsubstrat auf eine kurze Zeitspanne begrenzt ist, d. h. daß das überzogene Substrat immer sofort nach der Auflage des Überzuges gekühlt wird.

Der Grund, warum der Überzug auf dem Substrat gut haftet, ist weniger klar. Es ist jedoch sicher, daß die gute Haftung auf die hohen Temperaturen zurückzuführen ist, bei denen der Überzug aufgebracht wird. Deshalb wird der Überzug vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens etwa 100° C oder, noch besser, bei mindestens 125° C extrudiert.

Beispiel 1

Eine Bahn eines biaxial orientierten Films aus stereoregulärem Polypropylen wurde zwischen zwei Paaren gegenläufig rotierender Metallgreifrollen von 33 cm Durchmesser mit Geschwindigkeiten zwischen 7,5 bis 30,5 m/min hindurchgeleitet. Die untere Rolle des zweiten Paares der Greifrollen wurde innen durch umlaufendes Wasser von 20° C gekühlt, wobei der Film mit einem Drittel des Umfanges der Rolle in Berührung war. Polyäthylen niedriger Dichte (Schmelzindex 3,6) wurde durch die Schlitzdüse dieses einen Extruders auf die bewegte Bahn etwa 2,5 cm vor dem Berührungspunkt der Bahn mit dem zweiten Rollenpaar extrudiert. Die Extrusionstemperatur wurde zwischen 150 und 270° C und die Extrusionsgeschwindigkeit so variiert, daß Überzüge zwischen 12 und 50 μ entstanden.

Bei allen Variationen dieses Beispiels wurde ein Film erhalten, der keinen meßbaren Verlust an Orientierung aufweist und dessen Überzug auf dem Film hervorragend haftet.

Beispiel 2

Es wurde das Beispiel 1 wiederholt, jedoch mit stereoregulärem Polypropylen mit einem Kristallisationsschmelzpunkt von etwa 170° C als Überzugspolymeres an Stelle von Polyäthylen. Die Extrusionstemperatur wurde zwischen 200 und 270° C variiert. Der überzogene Film wies die gleichen hervorragenden Eigenschaften auf.

Ähnliche Resultate wurden erhalten bei der Verwendung von Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat und Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymeren an Stelle von Polyäthylen oder Polypropylen als Überzugspolymerem.

Die Beispiele und die vorangehende Beschreibung haben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht. Es ist jedoch selbstverständlich, daß viele Variationen vorgenommen werden können, ohne daß diese über den allgemeinen Erfindungsgedanken und den Umfang der Erfindung hinausgehen.

Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, daß ein Film aus heißem geschmolzenem Polymerem auf eine bewegte Bahn eines orientierten Films aus stereoregulärem Polypropylen aufgebracht und der überzogene Film so schnell wie möglich auf eine Temperatur abgeschreckt wird, die unterhalb derjenigen liegt, bei welcher die Orientierung verloren gehen kann. Um sicher zu sein, daß kein wesentlicher Verlust an Orientierung eintritt, wird der Film vorzugsweise auf eine Temperatur unterhalb von etwa 65° C gekühlt, und zwar in weniger als einer Sekunde, nachdem die Schicht aus geschmolzenem Polymerem aufgelegt wurde.

An Stelle des Abschreckens des überzogenen Films durch die Berührung mit der kalten Rolle in der in der Zeichnung und den Beispielen veranschaulichten Art können auch ähnliche Mittel verwendet werden, wie z. B. ein Bad mit kalter Flüssigkeit.

Die Dicke des Überzuges auf dem Film kann vorzugsweise von etwa 7,6 bis 51 μ variiert werden. Sie wird durch die Geschwindigkeit reguliert, mit der das geschmolzene Polymere im Verhältnis zur Geschwindigkeit der bewegten Filmbahn extrudiert wird.

Die Erfindung kann auch zur Herstellung von Schichtstoffen dienen, und zwar durch das Darüberlegen einer Lage eines anderen Materials, wie z. B. eines Films, Papier, Metallfolie od. dgl., auf die Schicht aus geschmolzenem Polymerem kurz vor der Kühlung der ganzen Bahn.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbringen eines thermoplastischen Überzuges auf orientierte stereoreguläre Polypropylenfilme, gekennzeichnet durch das Extrudieren eines Films von ge-

schmolzenem organischem thermoplastischem Polymerem auf die bewegte Bahn eines orientierten stereoregulären Polypropylenfilms und durch das Kühlen des überzogenen Bandes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überziehen mit Polyäthylen vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überziehen mit Polyvinylacetat vorgenommen wird.

IO

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überziehen mit Polyvinylchlorid vorgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überziehen mit einem Copolymeren des Vinylidenchlorids und des Acrylnitrils vorgenommen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überziehen mit einem stereoregulären Polypropylen vorgenommen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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