DE2231718A1

DE2231718A1 - Gefuellte, biaxial orientierte polymerenfolie und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2231718A1
Application number: DE2231718A
Authority: DE
Inventors: Richard Masayoshi Ikeda; George Joseph Ostapchenko
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1971-06-28
Filing date: 1972-06-28
Publication date: 1973-01-18
Also published as: IT956879B; US3738904A; FR2143823B1; DE2231718C2; BE785527A; GB1362457A; FR2143823A1; CA1001819A

Description

E, I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington, Del. 19898, V. St. A.

Gefüllte, biaxial orientierte Polymerenfolie und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine gefüllte, biaxial orientierte Polymerenfolie sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Gefüllte Folien gehören zum bekannten Stand der Technik. Folien jedoch, welche die spezielle Kombination von Merkmalen der vorliegenden Erfindung aufweisen, sind neuartig und nützlich. Der nächste Stand der -Technik, gegen den die An sprüche abgegrenzt sind, wird durch die US-PS 3 154 HSl (Johnson), welche in der Beschreibung diskutiert wird, dargestellt.

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen im Zusammenhang mit einer gefüllten Polymerenfolie sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung' eine biaxial gereckte Folie dieser Art, die als hochwertiges, synthetisches Schreibpapier besonders nützlich ist.

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Es gehört zum bekannten Stand der Technik, dass thermoplastische Polymere mit inerten Füllstoffen gefüllt, zu Folien gegossen und danach gereckt werden können, um eine orientierte thermoplastische Folie zu bilden. In Abhängigkeit von dem speziellen Verfahren und den speziellen Bestandteilen können sich bedeutend voneinander verschiedene Endprodukte ergeben. Viele Gegenstände, die aus solchen bekannten, thermoplastischen, gefüllten Polymeren hergestellt worden sind, haben kommerziell Erfolg gehabt. In der Technik und der Industrie unternimmt man weiterhin Anstrengungen, um neue und verwandte, konkurrenzfähige Erzeugnisse zu erfi .-^n.

Ein Erzeugnis und ein Verfahren, die in gewisser V/eise mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung verwandt sind, sind in der US-PS 3 154 h6l (Johnson) offenbart. Aus dieser Patentschrift ist es bekannt, dass der Oberfläche einer Polymerenfolie, die 1 bis 25 % praktisch unzusammendrückbarer Teilchen mit einem Durchmesser von 0,3 bis 20 Mikron enthält;, dadurch eine matte Oberfläche verliehen werden kann, dass die Folie bei Temperaturen oberhalb der Einfriertemperatur, aber unterhalb des Schmelzbereiches des Polymeren biaxial gereckt wird. Die matte Oberflächenbeschaffenheit ergibt sich aus dem nach innen gerichteten Fliessen während des Reckens des Polymeren zwischen Teilchen in Nachbarschaft zu der Oberfläche unter Ausbildung von Vorsprüngen praktisch ohne Bruch. Solche Oberflächen sind, wie festgestellt worden ist, färb- oder schreibstiftaufnahmefähig. Obgleich eine derartige Folie bei einigen Verwendungsarten angemessene Merkmale aufweisen kann, sind ihre hohe Dichte und undurchlässige Natur bei solchen Verwendungen unerwünscht, welche Foliendurchlässigkeit verlangen (beispielsweis.e bei der Verpackung von Gemüse oder Anwendungen für FiI-trationszwecke).

SAD ORIQINAL - 2 - 209883/1176

Um diese und andere Mängel von zum bekannten Stand der Technik gehörenden, gefüllten Folienstrukturen mit farbaufnahmefähigen Oberflächen zu überwinden oder auf ein Mindestmass zu beschränken, wird durch die vorliegende Erfindung eine biaxial gereckte, thermoplastische Folie bereitgestellt, die eine ct-olefinische, polymere, einen inerten, teilchenförmigen Füllstoff enthaltende Grundmasse aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Füllstoff menge zwischen 26 und 50 Gew.~?2, bezogen auf das Gewicht des Polymeren, beträgt und die Folie einen Porengehalt von mindestens 30 %> eine Sauerstoffdurchlässigkeit von mindestens 36O ccm/m /24 Std./Atm. für 1 mm Foliendicke (900 cc./100 sq.in.Z2¹} hrs./atm. for one mil) und zwischen 2 und 40 Oberflächenbrüche je ram aufweise. Bevorzugte erfindungsgemässe Folien haben zusätzlich zu den oben beschriebenen Charakteristika die nachfolgenden Merkmale allein oder in Kombination: Eine Dichte zwischen 0,3 und 0,7 g/ccm; eine Dicke von 13 bis I80 Mikron (0.5 to 7 mils); eine Bruchdehnung von mindestens 8 % in jeder der beiden Reckrichtungen; eine Durchlässigkeit im Bereich von 1200 bis 4 000 000 ccm/m²/24 Std./Atm. für 1 mm Foliendicke ( 3OOO to 10,000,000 cc./100 sq.in./2¹I hrs./atm. for a 1 mil film thickness); einen Porengehalt im Bereich von bis 70 %\ eine Weiterreissfestigkeit ("tear propagation strength") von mindestens 2,5 g/25»¹! Mikron (2.5 g/mil) in jeder Reckrichtung; eine Falzfestigkeit nach Mullen (burst strength) von mindestens etwa 18 kg (about 'IO pounds); eine Steifigkeit nach Clark von mindestens etwa 15 cm, vorzugsweise mindestens 20 cm; einen Elastizitätsmodul in jeder Reckrichtung von mindestens 8IOO kg/cm^015KPSlOund vorzugsweise mindestens von 8880 kg/cm (126 KPSI); und eine Lichtundurchlässigkeit von mindestens 85 #· Die bevorzugten, polymeren Materialien für die Folien haben eine Kristallinität vo'n mindestens etwa 60 % bei Raumtemperatur und sind Ilomopolymere, Mischpolymere oder Mischungen derselben von &6-Mono-

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olefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen; Polyäthylen oder Polypropylen sind.besonders bevorzugt. Das bevorzugte Füllstoffmaterial ist Ton, insbesondere Kaolinton und speziell calcinierter Kaolinton, und seine mittlere Teilchengrösse beträgt zwischen etwa 0,3 und 8 Mikron. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Folie quer durch ihre Dicke hindurch eine veränderliche Sauerstoffdurchlässigkeit auf. In der Fig.l sind erfindungsgemässe thermoplastische Folien abgebildet, die eine Polymerengrundmasse 20 enthalten, in der ein inerter, teilchenförmiger Füllstoff 21, der von Poren 22 umgeben ist, dispergiert ist. Die Oberfläche kennzeichnet sich durch ihre faserige Textur 23 und Oberflächenbrüche 2k.

Durch die vorliegende Erfindung wird auch ein Verfahren zum Herstellen von gefüllten, thermoplastischen Folien bereitgestellt, das folgende Schritte umfasst: Ein 06-Olefin wird in der Schmelze mit einem inerten Füllstoff vermischt; aus der Schmelzmischung wird eine Folie hergestellt; die Folie wird bei einer Temperatur zwischen dem Linienziehen und dem Schmelzbereich des Polymeren biaxial gereckt; und dann wird die Folie auf Raumtemperatur abgekühlt. Das erfindungsgemässe Verfahren kennzeichnet sich dadurch, dass der inerte Füllstoff sich auf etwa 26 bis 50 Gew.-% des vorhandenen Polymeren beläuft und dass das biaxiale Recken so lange durchgeführt wird, bis die Folie mindestens 30 % Poren aufweist.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemässen, thermoplastischen Folie besteht im wesentlichen in folgenden Massnahmen: (1) Schmelzvermischen (A) eines Polymeren aus der Gruppe Homopolymere, Mischpolymere oder Mischungen derselben von «--Monoolefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, welches Polymere bei Raumtemperatur eine Kristallinität vojn mindestens etwa 60 % aufweist, (B) von etwa 26 bis 50 Gew.·-/?

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eines inerten Füllstoffes, bezogen auf das Gewicht des vorhandenen Polymeren, welcher Füllstoff eine mittlere Teilchengrösse von etwa 0,3 bis 8 Mikron aufweist, wobei die Mischung bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches, der oberhalb der Linienziehtemperatur und unterhalb der Schmelztemperatur des Polymeren liegt, eine Bruchdehnung von mindestens 1000 % aufweist; (2) Herstellen einer Folie aus der Schmelzmischung; (3) Abkühlen der Folie auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes; (*J) Recken der Folie auf mindestens etwa das Zweifache ihrer ursprünglichen Formabmessungen in zueinander senkrechten Richtungen, wobei die Temperatur der Folie während des Reckens innerhalb des Temperaturbereichs oberhalb der Linienziehtemperatur und unterhalb der Schmelztemperatur des Polymeren liegt, bis die Folie mindestens etwa 30 % und vorzugsweise zwischen ^l\0 und 70 % Poren aufweist; und (5) nachfolgendes Abkühlen der Folie auf Raumtemperatur.

Andere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens umfassen: Veränderliches Abkühlen der Oberflächen der aus der Schmelzmisohung gebildeten Folie; Recken der Folie bis zu einer schliesslichen Dicke von 13 bis l80 Mikron (0.5 to 7.0 mils) und' einer Lichtundurchlässigkeit von mindestens 85 %') und biaxiales Recken der Folie - nacheinander oder gleichzeitig in jeder Richtung - auf etwa das 3~ bis 7fache ihrer ursprünglichen Abmessungen. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird die Folie aus einem Ä'thylen/Octen-Mischpolymeren hergestellt, und die Folie wir.d gereckt, während ihre Temperatur zwischen etwa 126 und 128 ⁰C während der Reckens in der ersten Richtung und zwischen etwa 129 und 130 ⁰C während des Reckens in der zweiten Richtung liegt. Bei einer v/eiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird die thermoplastische Folie aus Polypropylen hergestellt, und die Folie wird'gereckt,

SAD ORIGINAL

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viährend ihre Temperatur zwischen etwa 142 und 153 °C während des Reckens in der ersten Richtung und zwischen 153 und 165 während der Reckens in der zweiten Richtung liegt.

Untenstehend werden verschiedene Prüfmethoden erörtert, die zur Bestimmung der Eigenschaften und Merkmale der erfindungs gemässen Folien herangezogen werden.

1. Die Dichte wird nach ASTM D 792-6¹IT gemessen, welche-Prüfmethode ein Gewicht je Einheitsvolumen, bezogen auf die den Prüfkörper begrenzenden Abmessungen, liefert.

2. Die Weiterreissfestigkeit wird nach ASTM D-1922 gemessen, wobei ein Prüfkörper eingeschnitten und, von dem Einschnitt ausgehend, weitergerissen und die Kraft gemessen wird, die zur Portpflanzung des Risses benötigt wird.

3. Die Bruchdehnung, der Elastizitätsmodul und die Zugfestigkeit bei Raumtempera'
ASTM D-882 gemessen.

keit bei Raumtemperatur, d.h. bei etwa 22 C, werden nach

Die Dehnung bei erhöhten Temperaturen wird durch eine Instron-Ofen-Prüfung gemessen, bei der ein rechteckiger Prüfkörper hergestellt wird, der 2,54 cm breit und entlang den zwei längeren Seiten 10,16 cm (four inches) lang ist. Der Prüfkörper wird an beiden Seiten in der Mitte der Längsausdehnung mit einer McBee-Stanze, Typ 5227-6Ί3, gestanzt, so dass ein schmaler Mittelabschnitt, der etwa 0,38 cm (0.150 inch) lang ist, zurückbleibt.. Der Prüfkörper wird festgeklemmt und mit einer Geschwindigkeit von 12,7 cm/Min, (five inches per minute) derart gezogen, dass eine Reckung der Probe in ihrer Längsrichtung er-· inöglicht wird.

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Die Dehnung wird in Prozent gemäss der nachfolgenden Gleichung gemessen:

χ 100

^L0

Hierin bedeuten: E = # Dehnung

Lp = Betrag der tatsächlichen Messlänge des

Prüfkörpers beim Bruch L₀ = ursprüngliche Messlänge des Prüfkörpers

Die Dickenmessungen erfolgen gemäss ASTM D 37Ί.

5. Die Anfangsreissfestigkeit wird nach ASTM D-IOO^ gemessen.

6. Die TAPPI (Technical Association of Pulp and Paper Industry)-Steifigkeit, die bisweilen als Clark-Steifigkeit bezeichnet wird,-wird nach der TAPPI-Prüfmethode T-451 gemessen.

7. Die Lichtundurchlässigkeit wird nach der TAPPI-Prüfmethode T-i|25 gemessen.

8. Die TAPPI-Falzfestigkeit, die bisweilen als Mullen-Falzfestigkeit bezeichnet wird, wird nach der TAPPI-Prüfmethode T-il03 gemessen.

9. Der Prozentsatz an Poren vrird nach der folgenden Gleichung bestimmt:

- 100 f^Oichte ^der gereckten Folie)

- lüü j_{Dicnte der Polie vor dem} / ^x

Recken

^ Die Anzahl und Grosse der Oberflächenbrüche kann dadurch ge-■ messen werden, dass die Folie unter einem zur Folienoberfläche senkrechten Winkel mit Aluminium metallisiert, senkrecht zur

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Folie Licht durch die Folie hindurchgeschickt und dann die Anzahl der durch die Folie hindurchscheinenden Lichtflecke festgestellt und ihre Grosse gemessen werden.

11. Die Sauerstoffdurchlässigkeit wird nach ASTM Ό~1^ι\3Η gemessen.

Wie oben aufgezeigt, lassen sich nützliche Folienerzeugnisse gemäss der vorliegenden Erfindung aus gefüllten Homopolymeren, Mischpolymeren oder Mischungen derselben von ct-Monoolefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen herstellen, wobei das Polymere eine Kristallinität von mindestens 60 % bei Raumtemperatur aufweist. Die Kristallinität eines Polymeren is; auf direktem Wege schwierig zu messen; es wurde deshalb Üblich, eine indirekte Methode zur Messung der Kristallinität anzuwenden. Eine derartige Methode ist in Physical Chemistry of Macromolecules von C. Tanford (veröffentlicht von John Wiley and Sons 1961) auf der Seite 125 beschrieben. Die dort beschriebene Methode beruht auf der Tatsache, dass die Kristallinität des Polymeren mit der Dichte des Polymeren im Zusammenhang steht,und es wurde demgemäss eine Tabelle angefertigt, Vielehe die Dichte und die Kristallinität miteinander in Beziehung setzt. Es ist deshalb lediglich erforderlich, die Dichte eines Polymeren nach einer herkömmlichen Methode zu messen, eine Tabelle der Art, wie sie in Physical Chemistry of Macromolecules, auf welches Werk oben Bezug genommen wurde, beschrieben ist, heranzuziehen und die Kristallinität des Polymeren abzulesen. Die Dichte des Polymeren kann nach ASTM D-792-64T gemessen werden.

Nützliche 'Füllstoffe können zu den organischen oder den anorganischen Füllstoffen gehören. Sie müssen gegenüber dem Polymeren verhältnismässig inert sein, eine verhältnismässig·. niedrige Grenzflächenspannung auf v/eisen, welche sie praktiscli nicht-kohäsiv gegenüber der Polymerengrundmasse macht, eine

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mittlere Teilchengrösse von etwa 0,3 bis 8 Mikron aufweisen und in einer Menge von etwa 26 bis 50 Gew.-#, bezogen auf die Menge des vorhandenen Polymeren, vorliegen. Die mittlere Teilchengrösse eines Füllstoffmaterials wird dadurch bestimmt, dass man 50 Gew.-$ des FüDstoffesdurch ein Sieb hindurchtreten lässt, dessen öffnungen eine Grosse aufweisen, die der mittleren Teilchengrössenbezeichnung entspricht.

Wenn die mittlere Teilchengrösse kleiner als etwa 0,3 Mikron ist, ergeben sich nur wenige oder gar keine Poren. Wenn die mittlere Teilchengrösse 8 Mikron übersteigt, bilden sich grosse und weniger viele Poren, als wünschenswert ist, und diese Poren ergeben nicht· die gewünschte niedrige Dichte. Die vorhandene Füllstoffmenge richtet sich hauptsächlich nach praktischen Erwägungen j es wurde jedoch gefunden, dass mindestens 2öGew.-# vorliegen sollten, um für die Porenbildung genügend viele Wachstumszentren bereitzustellen, aber die Füllstoffmenge nicht mehr als etwa 50 Gew.-# betragen sollte,, um für eine Folie zu sorgen, die für die Handhabung biegsam genug iäb. Wenn die Füllstoffmenge bedeutend grosser als 50 % ist, wird die Folie schwach und neigt zur Rissbildung und zerreisst leicht.

Zu nützlichen inerten, anorganischen Füllstoffen gehören ■ Kieselsäure, Diatomeenerde, Titandioxid und Tone, während zu nützlichen organischen Füllstoffen Nylon, Polyester und Polyamide gehören, vorausgesetzt, dass aie bei der Recktemperatur der Folie unterhalb ihrer Erweichungstemperatur sich befinden und in dem offenbarten Teilchengrössenbereich vorliegen. ,Ein bevorzugter Füllstoff ist Kaolinton.

Bei der Verwendung des bevorzugten Füllstoffes, d.h. von Ton, war es von Hilfe, den Ton vor seiner Einverleibung in das Polymere zu calcinieren. Calcinierter Ton hat vermutlich ein geringeres Klebebindevermögen an das Polymere als uncalcinier.ter Ton, und das Polymere zieht sich daher während des

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Reckens leicht von dem caleinierten Ton weg, so dass sich eine erhöhte Anzahl von offenen Zellen oder Poren für ein gegebenes Reckverhältnis ergibt, wodurch zur Abnahme der Poliendichte beigetragen wird. Im typischen Falle beträgt bei Verwendung von calciniertem Ton die prozentuale Zunahme der Anzahl von Poren etwa 30 bis 45 %, verglichen mit der Anzahl von Poren, die man bei Verwendung eines uncalcinierten Tones erhält. Dies führt zu einer Zunahme an Lichtundurchlässigkeit von etwa 20 bis 25 ί·

Der inerte Füllstoff vnr'd innerhalb des Polymeren dispergiert Dies kann durch herko^aliche Methoden, wie Schmelzvermischen, bewerkstelligt werden. Die Polymeren-Füllstoff-Masse muss eine Dehnung von mindestens 1000 % bei einer Ternjjeratur innerhalb des Bereiches, der etwa von der Linienziehtemperatur bis zur Schmelztemperatur des Polymeren reicht, aufweisen. Die Linienziehtemperatur und die Schmelztemperatur eines nützlichen Polymeren können experimentell bestimmt v/erden.

Die Linienziehtemperatur \iird in folgender Weise definiert: Wenn eine Polyolefinfolie bei Temperaturen, die für das Linienziehen niedrig genug sind, gereckt wird, bildet sich in der Folie senkrecht zu der Reckrichtung, sobald die Streckgrenze erreicht ist, eine "Linie" oder "Einschnürung" aus. Das Recken geht dann von diesem ausgekeilten Gebiet aus, bis für die speziell angewandte Reckgeschwindigkeit eine Dehnung erreicht ist, die gleich dem natürlichen Verstreckverhältnis des Polyolefins ist. Wenn eine Reihe von Polyolefinfolienproben unter Linienziehbedingungen bei einer Anzahl von zunehmend höheren Temperaturen (ausgehend von Raumtemperatur beispielsweise) verstreckt v.'ird, ergibt sich Ln den entsprechenden Spannungo-Dehnungs-Kurveri eine Fei he von abnehmend scharfen Maxima. Bei irhöh'-ron T>,'mperatur tritt in der Spannungs-Peh-

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nungs-Kurve kein Maximum mehr in Erscheinung, und das Linienziehen hat aufgehört. Bei dieser Temperatur oder höheren Temperaturen erfährt die Folie ein gleichmässigeres Recken über ihre Länge hin, und sie zeigt keine Linie oder Einschnürung mehr während des Dehnens, Bezüglich mehr ins einzelne gehender Erörterungen des Linienziehens sei auf die US-PSS 2 96I 711, und 3 057 835 sowie auf "Polyethylene" von Renfrew and Morgan, 2. Auflage, Seiten 170 bis 172, verlegt von Interscience Publishers, Inc., New York C196O), verwiesen.

Eine bedeutsame Tatsache im Zusammenhang mit der Liniensiehtemperatur einer Folie ist, dass die Linienziehtemperatur sich ändern kann. Beispielsweise weist eine Folie eine gegebene Linienziehtemperatur vor dem Recken auf. Nach dem Recken in einer Richtung jedoch, d.h. nach einem einachsigen Recken, ist die Linienziehtemperatur der Folie in der zu der einachsigen Reckung senkrechten Richtung höher als die gegebene Temperatur. Diese Tatsache muss in Betracht gezogen werden, um für eine zweiachsige Reckung bei der richtigen Recktemperatur zu sorgen.

Der Schmelzpunkt kann experimentell bestimmt vierden, indem ein Polymeres erhitzt und die Temperatur vermerkt wird, bei der die letzte Spur an Kristallinität verschwindet, wie durch Doppelbrechung, die zwischen gekreuzten Polarisatoren unter einem heizbaren Mikroskop beobachtet wird, nachgewiesen wird. V/eitere Information bezüglich einer Definition der Schmelzpunkte ist aus "Textbook of Polymer Science" von F. VJ. Billmeyer, Jr., Interscience Publishers, Inc., New York (I962), Seite 158 zu beziehen.

Ausser dem Polymeren und dem Füllstoff kann die folienbildende Masse andere Zusatzstoffe enthalten, die das sich ergebende Produkt.nicht abträglich beeinflussen, z.B. Pigmente, Farbstoffe und antistatische Mittel.

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Nachdem die Polienmasse hergestellt worden ist, wird sie mittels herkömmlichen, folienbildenden Anlagen zu einer Folie verformt. Danach wird sie biaxial orientiert, indem sie entweder gleichzeitig oder aufeinanderfolgend um mindestens etwa das 2fache und vorzugsweise das J5- bis 7fache ihrer ursprünglichen Folienformabmessungen in zueinander senkrechten Richtungen bei einer Temperatur, die oberhalb der Linlenziehtemperatur und unterhalb der Schmelztemperatur des Polymeren (dort, wo die Polymeren-Füllstoff-Masse eine Bruchdehnung von mindestens 1000 % aufweist) liegt, so lange gereckt, bis die Folie mindestens etwa 30 % Poren und vorzugsweise etwa 40 bis 70 % Poren enthält.

Das biaxiale Recken der Folie, die noch ihre ursprünglichen Formabmessungen aufweist, ist aus mindestens den nachfolgenden Gründen wichtig:

Das Recken Öffnet die Bindung zwischen der Polymerengrundmasse und dem inerten Füllstoff und erzeugt so Poren in der Polymerengrundmasse und eine faserartige Oberfläche mit Brüchen auf der Foliehoberflache. Erhöht man das Reckverhältnis innerhalb der oben beschriebenen Grenzen, so nimmt die Anzahl an Poren in der Polymerengrundmasse zu, was eine Zunanme der Lichtundurchlässigkeit der Folie und eine Abnahme der Dichte bewirkt. Zusätzlich stimmt das biaxlale Recken die Reissfestigkeit der Folie ab.

Es wurde gefunden, dass aufeinanderfolgendes biaxiales Recken, d.h. Recken zunächst in einer Folienrichtung, üblicherweise der Maschinenrichtung (MD) bei einer Temperatur und nachfolgendes Recken der Folie bei einer höheren Recktemperatur in der Querrichtung (TD) vorteilhaft ist, um ein Endprodukt zu erhalten, dessen Sauerstoffdurchlässigkeit verhältnismässig hoch ist. Gleichzeitiges Recken oder rasch aufeinanderfolgendes Recken bei einer einheitlichen Temperatur andererseits führt zu eine äquivalente Dichte aufweisenden Folien mit verhältnismässig niedrigerer Sauerstoff durchlässigkeit. 20 9 8 83/1176

_ 1 O _

Das Reckverhältnis von mindestens dem 2fachen der ursprünglichen Formabmessungen ist bedeutsam für die Herstellung einer Folie mit mindestens J>Q % Poren, was zu Folien mit verhältnismässig hoher Dichte führt. Zur Herstellung von Folien mit verhältnismässig niedrigerer Dichte jedoch ist es zu bevorzugen, dass die Folie mindestens auf das ;5- bis 7i*9-che ihrer ursprünglichen Formabmessungen in zueinander senkrechten Richtungen gereckt wird, was zu einer Folie mit etwa 40 bis 70 # Poren führt.

Obwohl der Reckgrad für die Bereitstellung von Poren bedeutsam ist, steht der Grad der Porenerzsugung auch in enger Beziehung zu dem Füllstoffgehalt und der FUlIs toffgrösse innerhalb der von der vorliegenden Erfindung vorgeschriebenen Bereiche. Es wurde gefunden, dass der Grad der Porenbildung umso grosser ist, je höher der Füllstoffgehalt oder je kleiner die Teilchengrösse sind. Die Säuerstoffdurchlässigkeit auf der anderen Seite steht in Beziehung mit der Anzahl und der Grb'sse. der Poren. Es wurde gefunden, dass eine Erhöhung der Füllstoffmenge oder Erhöhung der FUlIIstoffgrösse zu einer erhöhten Sauerstoffdurchlässigkeit führt.

Beim nacheinanderfolgenden Recken, bei dem der erste und der zweite Reckvorgang bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt werden, sind die Bedingungen während des Reckens in der ersten Richtung sehr wichtig, weil sie den Grad der Sauerstoffdurchlässigkeit in der Folienstruktur und die Menge der Oberfläbhenbrüche für einen, gegebenen Fülstoff typ· und -gehalt stark beeinflussen.

Die Sauerstoffdurchlässigkeit kann für eine gegebene Füllstoff beladung des Endproduktes durch eine hyperbolische Beziehung zu der Temperatur der Folie während des Reckens in der ersten Richtung nach der folgenden Formel approximativ bestimmt werden:

log P = C₁ log T -H C₂ OMQINAL INSPECTED

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Hierin bedeuten:

P = Sauerstoffdurchlässigkeit des Folienendproduktes

1/ = experimentell bestimmte Konstanten, die mit der Folienzusammensetzung und Verfahrensparametern, die für die Herstellung der Folie angewandt werden, in Beziehung stehen

T = Temperatur der Folie während des ersten Reckvorgangs.

Die Ableitung dieser Gleichung erfolgte, indem Folienproben erflndnngsgemäss hergestellt wurden, die Temperatur der Folie während des Reckens in der ersten Richtung variiert, die sich ergebende Sauerstoff ohlässigkeit des Folienendproduktes gemessen, eine Logarithmus-Logarithmus-Kurve der Sauerstoffdurchlässigkeit gegen die Temperatur aufgetragen und dann die Kurvengleichung nach bekannten mathematischen Methoden, die anzeigen, dass die Kurve eine Hyperbel ist, bestimmt wurden.Die Konstanten C, und C₂ in der Gleichung können für eine Folie mit gegebener Polymeren-FUllstoff-Zusammensetzung experimentell bestimmt werden. Zwei Proben der Folie werden gemäss des Verfahrens der Erfindung hergestellt, aber jede Folie wird bei einer anderen ersten Recktemperatur T gereckt. Dann nach Beendigung des Verfahrens wird die Sauerstoffdurchlässigkeit P der Endfolie nach herkömmlichen Methoden zur Bestimmung der Gasdurchdringung gemessen. Dies ergibt zwei Werte von P und T, die in die Gleichung eingeführt werden können, so dass man zwei simultane Gleichungen erhält, aus denen die beiden unbekannten Konstanten bestimmt werden können.

Ausser dass der Grad der Sauerstoffdurchlässigkeit durch Kontrolle der Folientemperatur während des Reckens In der ersten Richtung regulie rt werden kann, kann eine veränderliche Sauerstoffdurchlässigkeit durch die Folie hindurch dadurch geschaffen werden, dass die Folienoberflächen nach dem Giessen und vor dem Recken in der ersten Richtung differenziell abgekühlt oder erhitzt werden. Je kühler die

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AD

Folienoberfläche ist, desto höher igt die Säuerstoffdurchlässigkeit dieser Oberfläche. Diese veränderliche Säuerstoffdurchlässigkeit wird dadurch augenfällig gemacht, dass wenige Tropfen Isopropylalkohol auf die beiden Oberflächen einer Folie gebracht werden, die differenziell abgekühlt oder erhitzt worden ist, und die relativen Durchlässigkeitsbekräge beobachtet werden. Diejenige Oberfläche, welche am stärksten erhitzt oder am wenigsten abgekühlt wird, wird sehr langsam oder überhaupt nicht durchdrungen, während diejenige Oberfläche, welche am wenigsten erhitzt oder am stärksten abgekühlt wird, leicht durchdrungen wird.

Obwohl der Grad der Sauerstoffdurchlässigkeit gemäss der durch die obenstehende Gleichung ausgedrückte Beziehung bestimmt und kontrolliert werden kann, wurde gefunden, dass die SauerstoffdurGhlässigkeit gegenüber, einer Veränderung nur über einen gegebenen Temperaturbereich hin empfindlich ist. Obwohl daher Folien erfindungsgernäss hergestellt werden können, wobei der Reckvorgang und insbesondere der erste Reckvorgang bei einer Temperatur zwischen etwa der Linxenziehterhperatur und der Schmelztemperatur des Polymeren wirksam durchgeführt werden kann, kann iie Sauerstoffdurchlässigkeit tatsächlich nur in einem gewissen Tem-, peraturbereich innerhalb dieses breiten Bereiches durch Verändern der Temperatur des ersten Reckvorganges verändert werden. ' _ _%.

Beispielsweise beträgt die Linienziehternperatur für ein gefülltes Polyäthylen, das bei der Herstellung einer erfindungsgemässen Folie nützlich ist, etwa 121 ⁰C, und die Polymeren-Schmolztemperatur betlägt etwa I3I C, so-dass Folien erfindungsgemäss bei Temperaturen hergestellt werden können, die beim ersten Reckvorgang irgendwo bei etwa 121 bis 1^1 °C liegen. Bedeutende Änderungen der Sauerstoffdurchlässigkeit lassen sich jedoch nur über den Temperaturbereich von etwa 126 bis 128 C während des ersten Reckvorganges nachweisen, wobei die Folientemperatur"während

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des Reckens in der zweiten Richtung etwas höher ist. Wenn der erste Reckvorgang bei einer Temperatur zwischen 121 C und 126 C durchgeführt wird, erhält man maximale Sauerstoffdurchlässigkeit; wenn die Temperatur 128 ⁰C bis 1^1 C beträgt, erhält man minimale Sauerstoffdurchlässigkeit. Der spezielle Temperaturbereich, bei dem die Folie gegenüber wesentlichen Änderungen der Sauerstoffdurchlässigkeit am empfindlichsten ist, kann für andere Folien experimentell bestimmt werden.

Der erste Reckvorgang ist auch bei der Bestimmung der Menge und Grosse der Oberflächenbrüche sehr wichtig. Es wurde gefunden, dass die OberflächenbrUche in der Grosse von etwa 10 bis 300 Mikron in ihrer grössten Ausdehnung, gemessen In einer zu der Folienoberfläche parallelen Ebene, variieren und dass die Anzahl der Brüche sich auf etwa 2

bis 40 je mm" belaufen kann. Die Anzahl der Oberflächenbrüche nimmt in dem Masse zu, wie die Temperatur der Folie während des ersten Reckvorganges abnimmt. Die faserige Oberfläche sorgt zusammen mit den Oberflächenbrüchen für eine ausgezeichnete farbaufnahmefähige Oberfläche.

Die Reckung in der zweiten Richtung ist, gleichviel, ob sie nun nachfolgend oder gleichzeitig durchgeführt wird, besonders wichtig für (a) das Ausgleichen von Eigenschaften der Folie, wie der Reissfestigkeit und Dehnung, und (b) eine beträchtliche Porenzunahme, verglichen mit den Poren, die während des Reckens in der ersten Kchtung erzeugt werden. Die Dehnung von mindestens 8 % bei 22 C ergibt eine Folie, die· genügende Zähigkeit und Schlagzähigkeit aufweist, so dass sie für Verpackungszwecke nützlich ist, bei denen Stösse während des Füllens auftreten können. Es wurde gefunden, dass die prozentuale Dehnung mit Erhöhung des Reckverhältnisses beim Recken in der zweiten Richtung abnimmt.

BAO OHtGINAL - 16 -209883/1 176

Ein verhälfcnismässig hohes Reckverhälfcnis ergibt einen verhältnismässig hohen Porengehalt und führt zu einer niedrigen Dehnung. Daher muss ein verhältnismässig hohes Reckverhältnis gegen den Dehnungsverlust ausgeglichen werden, um mindestens für eine 8$ige Dehnung bei 22 C zu sorgen.

Nachdem die Folie zweiachsig orientiert worden ist, kann sie fakultativ hitzefixiert, dann auf Raumtemperatur abgekühlt und auf einer Aufwickelwalze aufgewickelt werden.

Nachfolgend wird anhand der beigeschlossenen Zeichnungen, insbesondere der Fig. 2, ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemässen, thermoplastischen Folien beschrieben.

Die Ausgangsbestandteile, nämlich etwa ein 98/2 Gew.-^-Mischpolymeres aus Ä'thylen/Octen-Einheiten, das eine Dichte von 0,956 g/ccm und eine Kriställinität von etwa 71 % aufweist, und im typischen Falle in Form von Pellets vorliegt, und 35 Gew.-^ calcinierter Kaolintonfüllstoff (Englehard ASP-400) mit einer mittleren Teilchengrösse von 5*5 Mikron und, wenn gewünscht, Hilfsstoffe, werden durch den Einfülltrichter 2 in den Extruder 1 gegeben, in welchem· die Bestandteile mechanisch schmelzvermischt werden. Beim mechanischen Schmelzvermischen der Bestandteile muss darauf geachtet werden, dass die Bestandteile nicht über einen Punkt hinaus geschert werden, bei dem die durch die Scherwirkung des mechanischen Schmelzvermischens erzeugte Endhitze so gross wird, dass sie das Polymere abbaut. Die Schmelze wird dann durch eine Schlitzdüse j5 zu. einer Folie 4 extrudiert. Die SchlitzdUsenöffnung ist im typischen Falle etwa 1,31 Hirn (SO mils) dick, und die aus der Düse austretende Folie wird bei einer Temperatur von etwa 240 C bis zu e'iner Dicke von etwa 0,7 bis 1,0 mm (35 bis 40 mils) abgezogen.'

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Die Folie wird auf eine Giesstromrael 5* die bei einer Temperatur von etwa 85 bis 90 °C gehalten wird, gegossen und mittels der Abstreifwalze 6, die bei einer Temperatur von etwa 80 bis 95 °C gehalten-wird, auf der Giesstrommel geräkelt. Die Abstreifwalze unterstützt die Verteilung des Polymeren quer Über die Breite der Folie hin und sorgt für eine Folie gleichmässiger Stärke oder Dicke und unterstützt auch das Abkühlen der Folie, um ihr Formbeständigkeit zu geben. Beim Extrudieren der Polymerenschmelze in den Spalt der Walzen 5 und 6 muss man Vorsicht walten lassen, dass die Folientemperatur bei etwa 155 biß I65 °C liegt. Wenn die Folie heisser als 1β5 °C ist, klebt die Schmelze an der Abkiihlwalze, und wenn die Folie kühler als 155 °C ist, bilden sich leicht Luftblasen zwischen der Abkühlwalze und der Folie. In beiden Fällen nimmt die Oberfläche der Folie Schaden.

Die Folie verlässt die Giesstrommel 5 bei einer Temperatur von etva 13O bis 135 C und gelangt auf die Walze J, die bei einer Temperatur von etwa 125 bis lj50 C gehalten wird &*·■ und die Folie um etwa 5 C auf eine Temperatur von etwa ?■■ 125 bis 130 ⁰C abkühlt, d.h. auf die Folientemperatur der mechanischen Orientierung, die zwischen der Linien-

> ziehtemperatur und der Polymerenschmelztemperatur liegt.

; .Die Folie wird nun auf das etwa 3,5- bis 7faohe ihrer ursprünglichen Länge in der Maschinenrichtung, d.h. in

^: der Längsrichtung der Folie, gereckt, indem die Folie durch einen Satz von Haltewalzen 8 und 9,über FührungH-walzen 10, 11 und 12 und zwischen den Haltewalzen 13 und 14 hindurchgeführt wird. Die Haltewalaen 13 und 14 worden mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die 3»5 bis 7 mal hoher ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Haltewalzen 8 und 9* -wobei der· Hauptanteil dos Rockens zwischen den Haltewalzen 8 und 9 und der Walze 10 stattfindet.

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Während des Längsreckens kühlt sich die Folie auf etwa I5 bis 50 °C ab. Es ist daher notwendig, die Folie auf eine Temperatur von 125 ° bis lj50 ⁰C wieder zu erhitzen, bevor in der Querrichtung gereckt wird. Demgemäss verlässt die Folie die Antriebswalzen Ij5 und 14 und tritt in die Heizkammer 15 ein, in der die Folie auf 125 bis 130' C wieder erhitzt wird. Dann wird die Folie für die Querreckung in einen Spannrahmen in die Vorrichtung l6 geleitet, in der sie in der Querrichtung auf das 3,5- bis 7fache ihrer ursprünglichen Breite gereckt wird.

Nach Beendigung des biaxialen Reckens kann die Folie fakultativ in einer Heizkammer 17 wärmefixiert, in der Abkühlkammer 18 auf Raumtemperatur abgekühlt und für den Gebrauch auf die Aufwickelwalze I9 aufgewickelt werden.

Z u s am; η en f a s s ung

Durch die Erfindung wird eine gefüllte Folie und ein Verfahren zu deren Herstellung bereitgestellt. Die Folie kennzeichnet sich durch einen speziellen, hohen Bereich an Füllstoffgehalt und einen speziellen Bereich an Oberflächenbrüchen je Flächeneinheit. Die Folie, die durch biaxiales Recken eines öchmelzger.'iischten, gefüllten Polyolefinpolymeren hergestellt wird, ist für eine grosse Vielfalt von Verwendungszwecken, insbesondere als Schreib- oder Druckpapier, geeignet.

Das folgende Bc-ispiel veranschaulicht die vorliegende Erfindung weiter. Alle Teile, Prozenfczahlen undVerhältnisse sind darin, soweit nicht anders angegeben, auf Gewicht bezo,^!i;en.

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Be i s ρ i el

7 Proben von gefüllten, biaxial gereckten, thermoplastischen. Folien werden erfindungsgemäss aus den folgenden Polymeren hergestellt:

Probenbe- Polymerenzusam- Polymeren- Polymerenkristalzeichnung mensetzung dichte, linität g/ccm ·

A,B,C,D 98/2 A'thylen/ 0,956 7I f° Octen

E Äthylen/Decen 0,965 75 % F Polypropylen O/9IO 7I $ G Polyäthylen 0,968 78 $>

Jedes Polymere wird mit einem calcinierten Kaolinton schmelzvermischt (und zwar Englehard ASP-400 oder Englehard AF-951 mit einer mittleren Teilchengrösse von 5*5 Mikron bzw. 0,5 Mikron). Die Merkmale der Mischungen und .der sich ergebenden, gefüllten Folien sind in der Tabelle I wiedergegeben. Jede Folie wird wie folgt hergestellt:

Probe A. Die schmelzgemischte, gefüllte Masse der Proben A (vgl. Tabelle I) hat eine Dehnung von etwa I050 % bis etwa 2400 fo bei einer Temperatur zwischen der Polymeren-Linienziehtetnperatur von 121 ⁰C und dem Polymerenschmelzpunkt von etwa 151 C. Die Mischung wird bei einer Schmelztemperatur von 258 ⁰C durch eine 50 cfn (12 inch)-Düse mit einer Düsenöffnung von 1,5 mm (50 mil) extrudiert,und dann elektrostatisch auf einer Giesstrommel befestigt, deren Temperatur 29 C und deren tangentiale Geschwindigkeit 1,57 m/Min. (4.5 ft/min.) betragen. Die so gebildete Folie, die eine Dicke von 1,0 bis 1,1 mm (40 bis 45 mils) aufweist, verlässt die Abschrecktrommel bei einer Temperatur von 124 ⁰C und wird durch eine beheizte, langsam laufende Haltewalze, deren tangentiale Geschwindigkeit 1,57 m/Min. (4.5 ft/min.) und deren Temperatur 127 °C be- '

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tragen,atf 12 6⁰C wieder erhitzt.Die gegossene Folie wird dann in ihrer Längsrichtung (nachfolgend als "MD" bezeichnet) zwischen der langsamen Haltewalze und den gekühlten PUhrungswalzen auf einer Strecke von weniger als 1,3 cm (1/2 inch) auf das 4,5fache gereckt. Die Reckkraft wird durch eine Haltewalze bereitgestellt, die sich mit dem 4,5fachen der Geschwindigkeit der langsamen Haltewalze bewegt. Die Folie wird dann auf Raumtemperatur abgekUhlt und mit einer Geschwindigkeit von 2,44 m/Min. (8 ft/min.) durch einen Spainnrahmen geführt, wo sie wieder erhitzt und auf das 5 ,5fache ihrer Breitenabmessung gereckt wird (nachfolgend als "TD" bezeichnet). Der Spannrahmen bringt 130 °C in der Vorerhitzungszone, 128 ⁰C in der Reckzone und 129 C in der Hitzefixierzone hervor. Die sich ergebende Folie wird dann abgekühlt und geprüft (vgl. Tabelle I).

Probe B. Eine Polymeren-Folienmasse, die in derselben Weise wie die Probe A hergestellt worden ist, wird auf einer Watson-Stillman-Presse zu einer 1,3 mm (50 mil) dicken Folie schmelzgepresst und dann bei 128 bis 129 °C mit einer Geschwindigkeit von 42 100 $ je Minute in der ersten Richtung auf das 4,5fache ihrer ursprünglichen linearen Abmessung und danach' etwa 1 1/4 Sekunden mit einer Geschwindigkeit von 54 000 Jo je Minute in der zu der ersten Richtung senkrechten Richtung auf das 5*5fache ihrer ursprünglichen, linearen Abmessung gereckt. Während des Reckens wird die Probe eingespannt, um ein Einschnüren zu verhindern. Die sich ergebende Folie wird dann abgekühlt und geprüft.

Probe C. Die schmelzgemischte, gefüllte Masse der Probe C (vgl. Tabelle I) weist eine Dehnung von mindesten 1000 % zwischen der Linienzfchtemperatur und der Schmelztemperatur des Polymeren auf. Die Masse wird durch eine Düse, die eine etwa 1,3 mm (50 mils) grosse öffnung aufweist/ auf eine •Abschrecktrommel, deren Oberflächentemperatur etwa 8ö ⁰C · betragt, extrudiert. Danach wird die Folie gleichzeitig in zueinander senkrechten Richtungen bei einer- Temperatur von etwa 128 ⁰C auf das 4,'/5-fache und das 6-fache Ihrer

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ursprünglichen Formabmessungen gereckt. Die Folie wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt und geprüft. Aus der Tabelle I erkennt man, dass man bei der grossen Füllstoffmenge (d.h. 50 Gew.-^ in der Folie) einen verhältnismässig hohen Porengehalt und verhältnismässig hohe Durchlässigkeit erhält.

Probe D. Die schmelzgemischte, gefüllte Masse der Probe D (vgl. Tabelle I) weist eine Dehnung von mindestens 1000 $> zwischen der Polymeren-Linienziehternperatur und der Schmelztemperatur auf. Die Masse wird durch eine 1,3 mm (50 mil) breite Düse auf eine Abschrecktrommel extrudiert, deren Oberflächentemperatir :twa 78 ⁰C beträgt. Die Folie wird dann erhitzt und bei einer Temperatur von 126 C auf das 'l^fache (MD) gereckt, auf Raumtemperatur abgekühlt, wieder auf eine Temperatur von etwa 129 ⁰C erhitzt und auf das 5,5fache (TD) ihrer ursprünglichen, linearen Abmessung gereckt. Die sich ergebende Folie wird dann abgekühlt und geprüft. Aus der Tabelle I ist zu erkennen, dass mit der kleinen Tellchengrösse und der verhältnismässig niedrigen Temperatur während des Reckens in der ersten Richtung und dem Abkühlen zwischen dem ersten und dem zweiten Reckschritt hohe Porengehalte und Durchlässigkeiten erhalten werden.

Probe E. Die schmelzgemischte, gefüllte Masse der Probe E (vgl. Tabelle I) weist eine Polymeren-Linienziehtemperatur

ο
von etwa 123 C und eine Polymerenschmelztemperatur von etwa 133 ⁰C auf. Die Dehnung der Mischung beträgt mindestens 3OOO % bei einer Temperatur zwischen 125 und 127 C Die gefüllte Polymerenmischung wird auf einer Watson-Stillman-Presse zu einer 1,3 mm (50 mil) dicken Folie schmelzgepresst. Die Folie wird dann nacheinander in zueinander senkrechten Richtungen bei einer Temperatur von etwa 128 bis I30 C . um das etwa 4,5-fache und das 5*5fache gereckt. Danach wird, die Folie abgekühlt und geprüft.

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Probe F. Die Polypropylen-Füllstoff-Masse der Probe F (vgl. Tabelle I) weist eine Dehnung von mindestens 2000 % zwischen der Polymeren-Linienziehtemperatur und der Schmelztemperatur von etwa 1^0 bzw. 168 C auf. Es wurden zur Herstellung der Probe F dieselbe Anlage und Arbeitsweise herangezogen, wie sie- zur Herstellung der Probe A angewandt wurden. Sämtliche Trommel- und Haltewalzengeschwindigkeiten und demzufolge auch das MD- und TD-Recken waren dieselben für beide Proben. Für die Probe F wurden jedoch die folgenden Temperaturen angewandt: Schmelze, 226 ⁰C Giesstrommel, 89 ⁰C; Abschrecktrommel, 131 °C; Wiedererhitzen auf 146 bis 147 °C mittels einer langsamen Haltewalze bei I58 ⁰C; Spannrahmen-Vorerhitzungszone, 156⁰C; Spannrahmen-Reckzone, I50 ⁰C; und Spannrahmen-Hitzefixierzone, 153 ⁰C. Die sich ergebende Folie wird dann abgekühlt und geprüft.

Probe G. Die Polyäthylen-Füllstoff-Masse der Probe G (vgl. Tabelle I) weist eine Dehnung von mindestens 1000 % zwischen der Linienziehtemperatur und der Schmelztemperatur des Polymeren auf. Auf einer Watson-Stillman-Presse wird eine 1,3 mm (50 mil) dicke Folie hergestellt, auf Raumtemperatur abgekühlt und nacheinander gereckt. Die Folie wird zunächst bei einer Temperatur von etwa 128 ⁰C auf das ii,5fache ihrer ursprünglichen Abmessung gereckt; auf Raumtemperatur abgekühlt und in einer dazu senkrechten Richtung bei einer Temperatur von etwa 128 ⁰C auf das 5>5fa.che ihrer ursprünglichen Abmessung gereckt. Dann wird die Folie auf Raumtemperatur abgekühlt und geprüft.

Die in diesem Beispiel hergestellten Proben zeigen, dass die erfindungsgemässen, gefüllten Folien sich für eine •grosse Vielfalt von Verwendungszwecken anbieten. Bei-"· spielsweise sind erfindungsgemässe, gefüllte Folien mit'

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SH

einer verhältnismässig grossen Anzahl von Oberflächenbrüchen für Schreib- oder Druckpapier geeignet, da die Farbaufnahmefähigkeit dieser Folien mit zunehmenden Oberflächenbrüchen zunimmt. Da die Porosität der Folie auf ein gewünschtes Niveau einreguliert werden kann, können erfindungsgemässe Folien, die eine sehr hohe Sauerstoffdurchlässigkeit aufweisen, für Filter oder als Substrate für eine Ionenaustauschmembran verwendet werden. Erfindungsgemässe Folien mit einer verhältnismässig niedrigen Durchlässigkeit stellen eine praktisch wasserdichte Sperre dar, die aber noch Farbe für das Bedrucken oder Beschriften aufnehmen kann, so dass solche Folien als Verpackungsmaterial geeignet sind. Bei sehr hoher Durchlässigkeit und sehr hohem Füllstoffgehalt sind erfindungsgemässe Folien sehr wohlfeil und können wegen ihrer guten Festigkeitsmerkmale beispielsweise anstelle von"Papiersäcken" zum Tragen von Lebensmitteln verwendet werden.

Ausserdem können die erfindungsgemässen Folien für schiedene Zwecke beschichtet v/erden, was eine Verbesserung der Bedruckbarkeit des Papieres, d.h. des Farbaufnahmevermögens, der Wiedergabetreue, des Glanzes oder des Kontrastes, mit sich bringt, oder sie können zur Herabsetzung der elektrostatischen Merkmale des Papiers beschichtet v/erden. Die Haftung der Beschichtung wird durch die Oberflächenbrüche erleichtert, obgleich die Folie fakultativ vor dem Beschichten nach herkömmlichen Methoden, wie durch elektrische Entladung, Flammenbehandlung, Säurebehandlung oder durch die Verwendung verschiedener Oxidantien, wie Peroxid, oberflächenbehandelt werden kann. Man muss sich natürlich vergegenwärtigen, dass der überzug ein Bindemittel enthalten muss, das im Hinblick auf seine bevorzugte Haftung an dem Grundmaterial ausgewählt wird.

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Tabelle I - Erfindungsgemässe, gefüllte Folien

	I	Probenbezeichnung	A	B	35	4,	C	■ D	E	F	G
	ro VJl	Polymeres	<Ξ?— Äthylen-Octen —	5,5			,^.	Äthylen/ Decen	Polypro pylen	Polyäthy len
	¹	Gew.-? Füllstoff	35	.4,5/5,5				35	35	35
		Füllstoffteilchengrösse, Mikron	5,5	3,85 98		50	35	5,5	5,5	5,5
	ro	Verstreckungsverhält nis, MD/TD (1)	4,5/5,5	0,648		5,5	0,5	4,5/5,5	4,5/5,5	4,5/5,5
	ο	Foliendicke, mils Mikron	4,3 109	46,5	i:	75/6	4,3/5,5	6,7 170	3,6 92 ■	3,2 81
3INAL	00 co	Dichte, g/ccm	0,468	89		2,5 63,5	3,7 94	O',44	0,510	0,62
Z t/H	co	Porengehalt, %	61	l,2xlO³ 4,8xl02		0,488	0,486	63	56	47
W m	«•a	Lichtundurchlässigkeit, ·%	94	12	10	' 64,6	60	98	87	95,5
m	σ»	Säuerstoffdurch- (2) lässigkeit (3)	6,5xlO⁶ '2,6xio5	149/192 10,0/13,5		90,5	93	2,0x10? 8x10^	1,OxIO-JJ	1,IxIO⁶
O		Oberflächenbrüche/mm	32	57/25^v		9xio5	2,3XlO⁷. 9xlO⁵	. 30	40	35
	Modul, KPSI (1) - 103 kg/cnr (1)	126/152 8,9/10,7	(5) (5)		15	6	II2/I98 7,9/14,0	115/193 8,1/13,6	109/223 7,7/15,7
	Dehnung, % (1)	30/26	(5)		(5) (5)	123/138 8,7/9,7	58/17	52/16	44/20
	Zugfestigkeit, KPSI (1) 103 kg/cm² (l)	4,9/4,6 0,34/0,32	4,5/6,4 ·		,3/10	,6 41/12	5/10,5 0,35/0,74	3,8/8,1 0,27/0,57	4,8/11,5 O,34/P,8l
	Anfangsreissfestig keit (1) (4)	88/110	(5) (5)	(5) (5)	3,5/3,9 0,25/0,28	(5)	158/125	C5)
	Weiterreissfestigk.(l)(4)	2,8/3,9	(5)	(5)	(5)	(5)	4,6/3,1	(5) ,
	Mullen-Falz- lbs. festigkeit, kg	57 26		(5)	2,2/3,7	(5) (5)	48 22	(5) « (5)
	Clark-Steifigkeit, cm	30/26		32 14,5	24 11	(5)	27/43	(5) '
		13/3	30/35

-(D MD/TD = Merkmale, die in der Längsrichtung (MD) und der Querrichtung (TD) angegeben werden

(2) Durchlässigkeit in ccm/100 in²/24 Std./Atm. für 1 mil Foliendicke.

(3) Durchlässigkeit in ccm/m²/24 Std./Atm. für 1 mm Foliendicke. (H) Reissfestigkeit in g je mil oder g je 25,4 Mikron Dicke.

(5) Messergebnisse wurden nicht notiert.

Claims

Patentansprüche

Biaxial gereckte, thermoplastische Folie mit einer oL olefinischen Grundmasse, die einen inerten, teilchenförmigen Füllstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffmenge sich auf 26 bis 50 %_s bezogen auf das Gewicht des Polymeren, beläuft und die Folie einen Porengehalt von mindestens 360 ccm/m²/2i| Std./Atm. für 1 mm Foliendicke (900 cc. /100 sq.in./2k hrs./atm. for one mil) und 2 bis ¹IO Oberflächen-

2 ' brüche je mm aufweist.

Verfahren zum Herstellen der gefüllten Folie gemäss Anspruch 1 durch Ausführung folgender Schritte: Schmelzmischen eines ot-Monoolefins mit einem inerten Füllstoff, Herstellen einer Folie aus der Schmelzmischung;, biaxiales Recken der Folie bei einer Temperatur zwischen der Linienziehtemperatur und der Schmelztemperatur des Polymeren und nachfolgendes Abkühlen der Folie auf Raumtemperatur, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des inerten Füllstoffs sich auf etwa 26 bis 5° Gew.%, bezogen auf das vorhandene Polymere, beläuft und das biaxiale Recken so lange durchgeführt wird, bis die Folie mindestens 30 % Poren aufweist.

" ²⁶ " ORIGINAL INSPECTED

8Β3Μ17P