DE2064068A1

DE2064068A1 - Synthetisches Papier und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE2064068A1
Application number: DE19702064068
Authority: DE
Inventors: Takashi Yokkaichi Mie Toyoda (Japan)
Original assignee: Yupo Corp
Current assignee: Yupo Corp
Priority date: 1969-12-28
Filing date: 1970-12-28
Publication date: 1971-07-01
Also published as: ES387383A1; JPS491782B1; NL168747C; CA955369A; US3765999A; SE389635B; FI55546C; DE2064068B2; BR7024919D0; FI55546B; NL7018778A; FR2074335A5; SU475001A3

Description

Dr. Werner Haßler Lüdenscheid, den 24. Dezember 1970 - 6

PATENTANWALT . ^_{n OOQ}

598 LODENSCHEID ^{A 7}° ²^ 2064068

Asenberg 3d-Postfach 1704

Anmelderin: Firma Kabushiki Kaisha Oji Yuka Goseishi Kenkyujo 5-2, Marunouchi 2-Chome, Chiyoda-Ku Tokyo-To, Japan

Synthetisches Papier und Verfahren zur ι

Herstellung desselben . '.

Die Erfindung betrifft ein synthetisches Papier mit einer papierr artigen Schicht inform einer im wesentlichen undurchsichtigen \ Folie. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur ^:> Herstellung dieses synthetischen Papiers. ;

Heuerdings sind synthetische Papiere aus papierartigen Kunst- j stoffolien zum Ersatz herkömmlicher Papiere aus verfilzten j Cellulosefaser, vorgeschlagen. In vielen Fällen ist die papier- j artige Kunststoffolie behandelt, damit sie papierartige Eigen- ' schäften erhält. Die synthetischen Papiere als Einschichtaufbau ι oder Mehrschichtaufbau jeweils aus mehreren Kunststoffolien ■ sind jeweils zur Erzielung der papierartigen Eigenschaften be- ! handelt. j-

Wenn man auch die papierartige Schicht aus einer entsprechend ! behandelten Kunststoffolie erhalten kann, wird nach der vor- ·

geschlagenen Technik ein gegenüber Lichtstrahlen undurchsichtige^ toff in der Kunststoffolie verteilt. Als solcher undurchsich- j

tiger Stoff sind kleine organische oder anorganische Teilchen, in ersterem Fall bspw. ein gummiartiges Polymer in Granulatform, das in einem Polystyrolgerüst verteilt ist und in zweiterem Fall ein anorganisches Pulver, benutzt. Es werden feine Risse in der

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; Folienoberfläche erzeugt. Diese feinen Risse entstehen bei der

■ Reckung der Folie und tragen weitgehend zur Undurchsichtigkeit

■ bei. Die feinen Risse können auch durch Zusatz eines Treibmittels erhalten werden. In jedem Fall sind die kleinen Ein-

, Schlüsse oder Risse im wesentlichen granulatartig. Infolgedessen trägt dies wenig zur Verbesserung der mechanischen

■ Eigenschaften des synthetischen Papiers bei.

^j Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines synthetischen Papiers mit verringertem spezifischem Gewicht, wesentlich
: verbesserter Weißheit, gleichmäßiger Zugfestigkeit in Längs- ! ; und Querrichtung, besserer Bedruckbarkeit und besseren Tast-

eigenschaften der Oberfläche.

[ Zur Lösung schlägt die Erfindung ein synthetisches Papier der
Kennzeichnung vor, daß die papierartige Schicht eine Träger- \ folie aus einem ersten, mindestens einachsig gereckten Kunststoff aufweist, daß ein zweiter Kunststoff, der in Fasern auf- ! gespaltet ist, eine vernetzte Struktur in gleichmäßiger Verteilung innerhalb der Trägerfolie bildet und daß zur Erzielung
einer Rissigkeit von mehr als 10% die papierartige Schicht . einen anorganischen Füllstoff in einem Anteil von weniger als ι 60 Gewichts-% der beiden Kunststoffe enthält.

Unter Rissen oder Rissigkeit ist das Verhältnis . ;

(tatsächliches spezifisches - (scheinbares

¹ Gewicht ) spezifisches Gewicht) _inA

(tatsächliches spezifisches Gewicht

wo das tatsächliche spezifische Gewicht das spezifische Gewicht
des mit dem anorganischen Füllstoff vermischten Materials vor ; der Reckung zur Erzeugung der Risse ist. ί

In weiterer Ausbildung schlägt die Erfindung zur Herstellung j eines synthetischen Papiers ein Verfahren derart vor, daß eine
Mischung aus mindestens zwei verschiedenen, reckfähigen Kunst-

stoffen mit Schmelzpunkten bzw. Umwandlungspunkten, die sich um mehr als 15° C unterscheiden, und aus einem feinen anorganischen Pulver in einem Anteil von weniger als 60 Gewichts-% der Kunststoffe zu einer reckfähigen Folie geformt werden und 'daß diese Folie mindestens einachsig bei einer Temperatur im

. Reckbereich des ersten Kunststoffes mit kleinerem Schmelzpunkt oder Umwandlungspunkt, jedoch unterhalb der Obergrenze der optimalen Recktemperatur des zweiten Kunststoffes mit höherem

' Schmelzpunkt bzw. Umwandlungspunkt gereckt wird.

I Schmelzpunkt und Umwandlungspunkt beziehen sich jeweils auf i

einen kristallinen bzw. nichtkristallinen Kunststoff unter '■ den reckfähigen Kunststoffen.

- Nach einem weiterai Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß j ein Schichtaufbau mit mindestens einer aus der bekannten ; Mischung bestehenden Schicht gereckt wird. '.

Die Erfindung wird im folgenden in Einzelheiten unter Bezug- : nähme auf die Zeichnungen sowie Einzelbeispiele erläutert. In : den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 und 3 Mikrofotografien der Oberfläche von papierartigen Folien nach der Erfindung, ·

Fig. 2 und 4 Mikrofotografien von Schnittflächen solcher

papierartigen Folien und ^!

Fig. 5 eine schematische Ansicht des Herstellungsver- '

ι fahrens eines synthetischen Papiers nach der ^;

] Erfindung. ■

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—Ll—

Das Hauptmerkmal der Erfindung liegt darin, daß sich die beiden J

■ oder mehreren Kunststoffe infolge der Differenz der jeweils - ; ' optimalen Recktemperatur unterschiedlich verhalten, was in { '. wirkungsvoller Weise ausgenutzt wird. Wenn im einzelnen eine j ' Mischung dieser Kunststoffe im Zustand einer ungerichteten

>Folie bei einer bestimmten Temperatur gereckt wird, wird der

erste Kunststoff, dessen optimale Recktemperatur der tatsäch- ^: ; liehen Arbeitstemperatur entspricht, gleichmäßig in einen j

■ gereckten Zustand umgeformt, während der zweite Kunststoff, f W : dessen optimale Recktemperatur über der Arbeitstemperatur !

\ liegt, durch Scherkräfte oder Zugkräfte aufgefasert wird, ^; ' gleichzeitig mit der Reckung, weil der leicht reckbare erste j ^j Kunststoff gleichzeitig vorliegt. Die entstehenden Fasern werden vernetzt und liegen gleichmäßig verteilt in der gereckten Folie- ! : des ersten Kunststoffes vor.

- I

Die im Rahmen des Verfahrens nach der Erfindung angewandte
Recktemperatur hat einen Wert im Reckbereich für den ersten
'· Kunststoff, ist jedoch niedriger als die optimale Recktempera- . -■ tür für den zweiten Kunststoff. Wenn auch die anwendbare Recktemperatur für den ersten Kunststoff mit der Untergrenze des
m± Reckbereichs in Beziehung steht, wählt man zweckmäßigerweise j ; für die Recktemperatur eine Temperatur nahezu gleich oder wenig
, oberhalb, der optimalen Recktemperatur des ersten Kunststoffes. _; ; Wenn die Recktemperatur zu hoch ist, schmilzt die Folie und
^: bricht auseinander (vgl. das spätere Beispiel 5). Infolgedessen
muß die optimale Recktemperatur in einem zulässigen Bereich
liegen. Andererseits legt die Untergrenze des zulässigen ; Temperaturbereichs die Untergrenze der Recktemperatur für das
Verfahren nach der Erfindung fest.

Die Obergrenze der angewandten Recktemperatur fällt mit der
optimalen Recktemperatur des zweiten Kunststoffes zusammen.
Da der zweite Kunststoff mit einem höheren Schmelzpunkt in
einem aufgespannten Zustand gereckt wird, wird derselbe vernetzt.

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Aus diesem Grunde darf die angewandte Recktemperatur keinen
höheren Wert als einen solchen haben, wo der zweite Kunststoff
leicht gelängt wird. Dieses ist die optimale Recktemperatur. j Damit legt die Obergrenze des optimalen Reckbereichs des zweiten! Kunststoffes die Obergrenze des Reckbereichs im Rahmen der Er-

findung fest. ■ j

Da das synthetische Papier aus einer oder mehreren papierartigen^; Schichten in einen Vernetzungszustand aus einer gereckten
Trägerfolie (vorzugsweise biaxial gereckt), aus einem Kunststoff, und aufgespaltenen Fasern mit einem Durchmesser von 0,5 bis 10 idi eines zweiten Kunststoffes, der in dem ersten Kunststoff fein "j verteilt ist, gebracht ist, unterscheidet sich das synthetische■; Papier nach der Erfindung in seinem Aufbau wesentlich von her- | kömmlichen synthetischen Papieren, die durch Bindung aufge- | spaltener Fasern inform eines vliesartigen, nichtgewebten j Stoffes erhalten waren. Die Trägerfolie der papierartigen j Schicht hat nach der Erfindung nicht notwendigerweise einen ; abgeschlossenen Aufbau. Vielmehr enthält die Trägerfolie j vorzugsweise feine Risse. Die Risse werden durch Reckung der \ ein feines anorganisches Pulver enthaltenden Folie erzielt. Die j vernetzte Struktur, die innerhalb der Trägerfolie fein verteilt J ist, enthält ebenfalls sehr feine Risse. j

Demgemäß besitzt das synthetische Papier nach der Erfindung i die folgenden Vorteile.

1)Ein geringes spezifisches Gewicht: das synthetische Papier hat ein geringeres spezifisches Gewicht als ein synthetisches Papier, das einfach durch Reckung einer Folie mit einem feinen anorganischen Pulver erhalten ist. Dies beruht auf dem Vorhandensein feiner Risse in der vernetzten Struktur innerhalb des . !

Kunststoffträgers.

2)Verbesserte Weißheit und Undurchsichtigkeit: dies beruht '

auf den feinen Rissen in der vernetzten Struktur. '

Tj) Isotrope Verteilung der Längs- und Querfestigkeit.

4) Glattere und glänzendere Oberfläche des synthetischen Papiers.

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5) Hervorragende Bedruckbarkeit des Papiers.

■ 6) Hohe'Festigkeit und Undurchsichtigkeit auch bei· geringerer

Dicke des Papiers.
7) Sehr gute Verarbeitbarkeit für Folgeprodukte.

Ein synthetisches Papier mit den beschriebenen Merkmalen läßt
sich dadurch erhalten, daß man zunächst die beiden Arten von ; ' Kunststoffen zusammenmischt, deren Schmelzpunkte oder Umwand-
; lungspunkte(im folgenden einfach "als Schmelzpunkte bezeichnet) j j sich um mehr als 15°C unter siieiden; man gibt dann· ein anorga- j

■ nisches Pulver dazu und formt die Mischung zu einer ungerichte- : ten Folie aus, unter der im weitesten Sinne eine reckbare

• Folie zu verstehen ist. Die Folie wird in zwei verschiedenen

Richtungen nach verschiedenen Achsen in der Folienebene gereckt.

Im einzelnen haben die beiden verschiedenen,miteinander gemischten Kunststoffe, die in der ungerichteten Folie vorhanden sind, _; Schmelzpunkte, die sich um mehr als 15 C unterscheiden. Wenn ' der Unterschied der Schmelzpunkte geringer als 15⁰C ist, ergibt ; sich keine Zerfaserung. Die Obergrenze des Unterschiedes der
Schmelzpunkte liegt bei etwa 10O⁰C. Normalerweise wird eine
Kombination von Kunststoffen mit einem Unterschied der Schmelz- ' punkte zwischen 20 und 50⁰C zur Bildung der ungerichteten Fo- j lie verwendet. Damit man die vernetzte Struktur aus kleinen,
ι zerspaltenen Fasern erhält, die gleichförmig in dem ersten '

Kunststoff verteilt sind, müssen die beiden Kunststoffe homogen , j miteinander vermischt werden, bevor das Kunststoffgeraisch j ; zu einer ungerichteten Folie ausgeformt und dann gereckt wird. ; _; Dies bedeutet, daß die beiden benutzten Kunststoffe miteinander i

■ verträglich, gegenseitig löslich sein müssen oder zur Bildung .; einer feinen, nicht gleichförmigen Dispersion geeignet sind.
Der Kunststoff mit höherem Schmelzpunkt ist vorzugsweise ein
kristalliner oder ein leicht in einen kristallinen Zustand

> überführbarer Kunststoff. :

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Hochkristalline Polyolefine wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyamide, Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat sind als Kunststoff mit höherem Schmelzpunkt geeignet. Als nichtkristalliner Kunststoff mit niederem Schmelzpunkt sind j Polyolefine wie Olefin-Mischpolymere, Polybuten-1, Viny!polymere j, Polyvinylchlorid, Polyvinyllidenchlorid, Polystyrole, Styrol oder Styrolpolymer■mit Substituenden am Ring oder in Seitenkeifcen oder Mischpolymere von" Monomeren des Kunststoffs mit hohem Schmelzpunkt oder Polymere mit niedrigem Schmelzpunkt geeignet.

Da der Unterschied der Schmelzpunkte jeweils nur relativ gegeben ist, kann jede Kombination von Kunststoffen innerhalb der genannten Gruppen mit jeweils hohem Schmelzpunkt und niederem Schmelzpunkt gewählt werden, solange der gewünschte Unterschied vorhanden ist. Das Mischungsverhältnis der beiden Kunststoffkomponenten wird vorzugsweise so festgelegt, daß der Anteil des Kunststoffs mit niedrigerem Schmelzpunkt zwischen 15 und 95 Gewichts-% in der Mischung ist. Wenn der Anteil des Kunststoffs mit niedrigerem Schmelzpunkt geringer ist, wird die Reckung der Mischfolie in vielen Fällen unmöglich.

Das innerhalb des synthetischen Papiers benutzte anorganische Pulver ist zur Rißbildung in der Trägerfolie und innerhalb der vernetzten Struktur erforderlich. Es begünstigt außerdem die Zerfaserung des Kunststoffs mit hohem Schmelzpunkt. Dieses anorganische Pulver kann aus den anorganischen Füllstoffen für die Kunststoffherstellung ausgewählt sein. Man zieht ein Pulver

; mit ausreichender Wärmefestigkeit vor, das der Extrusions- und 'Recktemperatur widerstehen kann. Außerdem muß das anorganische Pulver genügend fein sein, d.h. ein Korngröße zwischen 0,1 und 5 W. haben. Der Mischungsanteil dieses Pulvers ist vorzugsweise

•geringer als 60 Gewichts-%. Wenn der Mischungsanteil des anorganischen Pulvers über dem genannten Wert liegt, wird die Reckung der Mischfolie schwierig. Das anorganische Pulver kann

.aus Calciumcarbonat (in schwerer und ausgefällter Modifikation)

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aus einer Aluminiumsilicatverbindung (Agalmatolitherde oder ; Kaolinerde), aus einer Siliciumverbindung (Diatomeenerde), aus 'einer Barlumsulfatverbindung, aus einer Titanoxidverbindung, aus Talk oder dgl. bestehen.

Eine Mischung der genannten Kunststoffe und des anorganischen : Pulvers wird dann zu einer biaxial gereckten Folie ausgeformt. ; ■ Die biaxial gereckte Folie kann in einer Herstellungsstufe aus ί der genannten Mischung hergestellt werden. Normalerweise formt man zunächst'die Mischung zu einer ungerichteten Folie aus, ■ ^:die anschließend biaxial gereckt wird. Die Bildung der ungerich-' ^; teten Folie kann nach einer bekannten Technik erfolgen, bspw. durch Extrusion, durch ein Blähverfahren oder dgl.. Man kann. ' auch in dieser Behandlungsstufe eine Reckung in einem bestimmten' Ausmaß vornehmen. Die Foliendicke liegt bei dieser Stufe nor- ^; malerweise zwischen 0,1 und 3 mm.

Die ungerichtete Folie wird dann biaxial gereckt. Man kann die Folie zunächst in Längsrichtung und dann in Querrichtung recken. . Auch eine umgekehrte Arbeitsweise ist möglich. Schließlich •kann man auch.eine Simultanreckung in Längsrichtung und Querrichtung anwenden. Ein Reckverhältnis größer als 2 in jeder Richtung ist wünschenswert. Wenn man den Reckfaktor als Flächenvergrößerung ausdrückt, ist ein Reckfaktor zwischen 9 • und 50 erwünscht. Wenn man den Reckfaktor in Abhängigkeit von der Dicke der ungerichteten Folie entsprechend auswählt, kann man die Dicke des Endprodukts auf einen gewünschten Wert einstellen.

Bekanntlich haben alle reckfähigen Kunststoffe optimale Recktemperaturen. Die optimale Recktemperatur ist als diejenige Temperatur verstanden, wo der Kunststoff mit maximaler Geschwindigkeit bei der kleinsten Zugspannung gereckt wird und wo die molekulare Ausrichtung innerhalb der Folie erhalten bleibt. Für einen kristallinen Kunststoff liegt die optimale Recktemperatur hoch, wenn der Schmelzpunkt hoch liegt, sie liegt niedrig, wenn der Schmelzpunkt des Kunststoffes niedrig

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ist. Es zeigt sich, daß ein nichtkristalliner Kunststoff eine optimale Recktemperatur oberhalb des Umwandlungspunktes hat.

Die optimale Recktemperatur eines Kunststoffes hängt auch von den jeweiligen Reckbedingungen ab. Infolgedessen ändert sich die optimale Recktemperatur des ersten Kunststoffes, wenn nur der erste Kunststoff allein ohne Beimischungskomponenten vorhanden ist. Die optimale Recktemperatur ändert sich, wenn der zweite Kunststoff beigemischt ist, auch wenn die übrigen Verfahrensbedingungen unverändert bleiben. Wenn der zweite Kunststoff einen höheren Schmelzpunkt als der erste Kunststoff hat, verschiebt sich die optimale Recktemperatur des Kunststoffes ! nach höheren Werten. Der Verschiebungsbetrag hängt von dem .· Beimischungsanteil des zweiten Kunststoffes ab. ^;

Wenn die ungerichtete Folie bei der optimalen Recktemperatur ! des Kunststoffes mit niedrigerem Schmelzpunkt bzw. Umwandlungs-j punkt unter Anwendung des genannten Reckfaktors gereckt wird, ! enthält die Produktfolie in gleichmäßiger Verteilung aufge- i spaltene Fasern des Kunststoffes mit höherem Schmelz/^uM außer- : dem feine Risse infolge des organischen Pulvers.Außerdem tritt ; eine Verringerung der Foliendicke auf einen Wert zwischen ι 20 und 300 id ein. j

Die Figuren 1 und 3 sind Mikrofotografien der Oberfläche einer j papierartigen Folie. Die Figuren 2 und 4 sind Mikrofotografien j eines Querschnitts der gleichen Folie. Alle Fotografien zeigen deutlich die vernetzte Struktur der papierartigen Folie.

Wenn auch ein synthetisches Papier aus einer Einzelfolie mit papierartigem Charakter die gebräuchlichste Art eines synthetischen Papiers nach der Erfindung ist, so sind doch verschieden· artige Abwandlungen im Rahmen der Erfindung gemäß der folgenden j Beschreibung möglich.

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1) Vervielfachung der Kunststoffkomponenten: sowohl die Träger- · phase als auch die Vernetzungsphase können aus verschiedenen Kunststoffen bestehen. Die Art der zusätzlich benutzten Kunst- ,

stoffe muß im wesentlichen gleichartig mit dem jeweiligen Grund- ; stoff sein. Wenn jedoch in beiden Phasen von den Grundstoffen . , verschiedene Kunststoffe zugegeben sind, übersteigt der Unter- j schied der Schmelzpunkte der jeweiligen die Zusatzstoffe ein- ! : schließenden Gesamtmasse in den beiden Phasen nicht notwendigerweise den Wert von 15°C. ^!

P ] 2) Abwandlung des Füllstoffes: zur Erzeugung feiner Risse

zur Sicherstellung oder Verbesserung der vernetzten, faserartigen \ Struktur oder zur Verbesserung der Beschreibbarkeit oder Be-

■ druckbarkeit des synthetischen Papiers ist der Zusatz eines feinen anorganischen Pulvers zweckmäßig. Dies läßt sich weitgehend durch Auswahl von Art, Korngröße und Mischungsanteil des anorganischen Pulvers oder durch zμsätzliche Verwendung weiterer Arten anorganischer Pulver erreichen. In manchen Fällen läßt sich der Mischungsanteil des anorganischen Pulvers auf' einen weit geringeren Wert herabsetzen, bspw. auf 1 Gewichts-%.

■ Entsprechend den Erfordernissen kann die Folie, die gereckt ^ werden soll, auch andere Füllstoffe enthalten, die normaler- · weise in der Technik verwendet werden, bspw. einen Stabilisator, einen Weichmacher, einen Farbstoff, einen organischen Füllstoff in Pulver- oder Faserform, ein Treibmittel. Diese ι Füllstoffe lassen sich bei der Mischung der Komponenten zu dem Gesamtgemisch beigeben. Sie können auch zuvor in die

■ einzelnen Kunststoffkomponenten eingemischt werden, welche [ anschließend zu der Gesamtmischung zusammenkommen.

3) Oberflächenbehandlung: die papier artige Folie des beschriebenen Äufbaus besitzt bereits in ausreichendem Maße I Eigenschaften, damit sie als papierartiger Gegenstand benutzt · werden kann. Erforderlichenfalls kann Jedoch zusätzlich eine ; Oberflächenbehandlung der Folie erfolgen. Dabei kann es sich j

um eine Koronaentladungsbehandlung, eine Behandlung, mit oxi- \

handeln. '

dierender Flamme oder eine SandStrahlbehandlung/ Ein anderes j Beispiel für eine solche Oberflächenbehandlung ist die Be- ; handlung mit einer Kunststofflösung. Dabei kann die Oberfläche ■

der Folie mit einer Lösung behandelt werden, die aus
einem Acrylatesterpolymer eines Niederalkylesters und

einem Lösungsmittel besteht, das den die pa- j ' pierartige Schicht bildenden Kunststoff angreift, damit die ' vernetzte Struktur stärker betont wird. Das Lösungsmittel soll i mindestens eine Blähwirkung auf den Kunststoff der papierartigen Schicht bei einer Behandlungstemperatur von etwa 50° C aus-j üben. <

4) Schichtaufbau: die erläuterte papierartige Folie kann unmittelbar als Papier benutzt werden, d.h. als Einschichtpapier. Mari kann jedoch auch mehrere papierartige Folien als Mehr- \ Schichtaufbau aufeinanderschichten. Ein Beispiel hierfür ist
ein synthetisches Papier, wo die papierartigen Folien auf eine ' oder beide Oberflächen einer Belagfolie kaschiert sind. Es ·, A sind zahlreiche Abwandlungen dieser Ausführung möglich, abhängig von dem Vorhandensein oder Fehlen einer Reckfähigkeit
der Belagfoliej von dem Vorhandensein oder Fehlen von Füll- ! stoffen sowie von der Bindetechnik zwischen den verschiedenen ■ Folien. Bspw. lassen sich die Kunststoffmase zur Bildung der papierartigen Folie und die Kunststoffmasse zur Bildung der -' Belagfolie gleichzeitig extrudieren; man kann auch eine Kunst- ■ stoffmasse durch Extrusion auf die andere, bereits zu einer s Folie ausgeformten Kunststoffmasse schichten, damit man einen
ungerichteten Belag erhält, der dann zu einem geschichteten
synthetischen Papier gereckt wird. - ,

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.Die genannte Belagfolie kann eine herkömmliche Kunststoffolie _; ^!oder eine papierartige Folie im Sinne der Erfindung sein; er- _; jforderlichenfalls kann die Belagfolie auch eine natürliche Folie ι sein, bspw. ein Cellulosepapier oder auch ein Metall. Die Be- : !schichtung kann ohne Bindemittel erfolgen, bspw. durch Extrusionsbeschichtung. Erforderlichenfalls kann man auch ein Bindemittel 'vorsehen oder die Kaschierung mithilfe einer bindenden Zwischenjschicht vornehmen.

!Eine andere Art eines geschichteten Papiers erhält man, indem ^:auf die Oberfläche einer papierartigen Schicht eine Kunststoff- ι !schicht mit niedrigem Schmelzpunkt aufgetragen wird, damit eine ; ^!bessere Heißsiegelung erfolgt. Als Kunststoff mit niedrigem ι j Schmelzpunkt kann der gleiche Stoff benutzt werden, der den ; Kunststoff mit niedrigem Schmelzpunkt innerhalb der Folie bildet., man kann auch einen anderen Stoff mit noch niedrigerem Schmelz- \ punkt vorsehen. Verschiedene Zubereitungen mit und ohne Füllstoffe sowie mit und ohne Reckfähigkeit kann man für den Kunst- ; stoff mit niedrigem Schmelzpunkt inbetracht ziehen. Vorzugsweise wird die Kunststoffschicht mit niedrigem Schmelzpunkt auf die papierartige Grundschicht vor der Reckung aufgetragen, ; ebenso wie im Falle der genannten Belagfolie. Dann wird die gesamte Anordnung der übereinandergeschichteten Kunststoffe und

der Belagfolie einer Reckung unterworfen. ■

Eine Arbeitsweise zur Herstellung eines synthetischen Papiers ι

. : ist in Fig. 5 erläutert. Danach wird eine Mischung aus einem ' Kunststoff mit hohem Schmelzpunkt sowie einem Kunststoff mit { ' niedrigem Schmelzpunkt und dem feinen anorganischen Pulver auf ; ι eine Extrusionstemperatur erhitzt und plastifiziert. Sodann ]wird die Mischung durch eine Schlitzdüse 3 eines Extruders 2 , extrudiert. Die extrudierte Mischung wird in einer Kühlein-

. richtung 4, 5 abgekühlt, so daß man eine ungerichtete Folie 1 :

erhält. In diesem Fall kann die Kühleinrichtung eine Walzen-

i kühleinrichtung oder eine Wasserkühleinrichtung oder eine korn- , ·

¹ binierte Kühleinrichtung sein. Die ungerichtete Folie 1 wird ; ^! dann mithilfe von Metallwalzen 6 und 7 auf die Recktemperatur

! erhitzt; die Erhitzung kann auch in anderer Weise mithilfe von j

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' Infraroterwärmung erfolgen. Dann erfolgt mithilfe der "beiden Walzen 7 und 8, die mit:unterschiedlicher Umfangsgeschwindigj keit laufen, eine Längsreckung um einen Faktor 2. Die einachsig . gereckte Folie wird dann durch die Walzen 9, 10 und 11 einer , Breitenreckmaschine 12 mit einem Spannrahmen oder dergleichen • zugeführt. Es erfolgt eine Breitenreckung um einen Faktor ; größer 2. Die biaxial gereckte Folie wird dann unter Fixierung : abgekühlt. Die Längskanten der Folie werden beschnitten, worauf j die Folie über die Walzen 13, 14 und 15 einer Wickelwelle 16 : zugeführt wird.
i

j Das synthetische Papier nach der Erfindung kann im wesentlichen I für alle Anwendungen von Papier eingesetzt werden, wenn nicht : gerade die Wirkung der ineinanderverfilzten Cellulosefasern i ausgenutzt werden soll. Das Papier kann zu Verpackungszwecken, < Schreibzwecken, Druckzwecken, Abdeckzwecken, für Folienver-) packungen, für Dekorationszwecke als.Poster, zu Reinigungszwecken bei der Verwendung als Papierstoff Anwendung finden. j Außerdem läßt sich das Papier zu Transparentpapier, zu Anhängern, zu Kartenpapier, zu Etiketten, zu künstlerisch gestaltetem Bekleidungspapier, zu Fotodruckpapier und zu anderen Spezialpapieren verarbeiten.

Beispiel 1

1) Kunststoffmischung:

Polyäthylen (MI = 0,95, SG = 0,96)
isotaktisches Polypropylen (MI = 1,0) Polystyrol ((η.) (Toluol 25° C) = 1,3) Diatomeenerde (mittlere Korngröße k u) Tonerde (mittlere Korngröße 1 Ai)
Titanoxid (mittlere Korngröße 0,3

60 Teile 18 Teile 8 Teile 6 Teile 6 Teile 2 Teile

Schmelzpunkt des Polyäthylens 138⁰C, Schmelzpunkt des isotaktischen Polypropylens 165° C, Umwandlungspunkt des Polystyrols 98° C. Die optimalen Bereiche der Recktemperatur dieser Stoffe liegen bei einer Reckgeschwindigkeit von 180 cm/min zwischen

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' 133 und 137° C, zwischen 150 und.160° C bzw. zwischen 120 und i 135° C. .

i 2) Behandlung:

^; Die beschriebene Mischung wird erhitzt, plastifiziert und _; durch die Schlitzdüse eines Extruders bei einer Temperatur von -^; 23o° C extrudiert. Sodann erfolgt eine Abkühlung auf eine Te-I peratur unterhalb 40° C. Die Masse wird zu einer ungerichteten j Folie von 0,9 mm Dicke ausgeformt. Diese Folie wird bei 135° C ] in Längsrichtung um einen Faktor 4 gereckt, anschließend in P ! Breitenrichtung um einen Faktor 6. Die Reckgeschwindigkeit ist ] merklich schneller.als 180 cm/min. Die erhaltene Folie wird i zur Fixierung gekühlt. Die Seitenkanten werden beschnitten. I Die Folie wird dann aufgewickelt.

• Weben einer hohen Rissigkeit, einer guten Undurchsichtigkeit, ; einer hohen Weißheit, einer guten Oberflächenglattheit und

* einer ausgezeichneten Schreibfähigkeit und Bedruckbarkeit hat < die Folie die folgenden Eigenschaften: sie fühlt sich in

! hohem Maße papierartig an, sie ist fest und sie kann im wesentlichen für alle Anwendungszwecke eines herkömmlichen Papiers \ eingesetzt werden:

! Dicke (u) 38

! effektive Dichte (g/cm³)*¹ 0,57

! Rissigkeit 46,3

i Zugfestigkeit (kg/cm²) längs 514

quer 799

! Steifigkeit nach Clarke 4,2

j Weißheit 89,9

Undurchsichtigkeit 93,3

Oberflächenglattheit (see) 10000 oder mehr

1 Da der theoretische Dichtewert 1,05 beträgt, bedingen die Risse eine merkliche Herabsetzung der Dichte.

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*2 Gemessen mit einem Oken-Glattheitsprüfgerät-

Beispiel 2

-1) Kunststoffmischung:

Polyäthylen (MI = 0,95, SG = 0,96) 65 Teile .

isotaktisches Polypropylen (MI = 1,0) 15 Teile

Diatomeenerde (mittlere Korngröße 4yu) 20 Teile

(Die Kunststoffe sind ähnlich wie in Beispiel 1)

2) Behandlung: ■

Die oben beschriebene Mischung wird erhitzt, plastifiziert und durch die Düse eines Extruders bei einer Temperatur von 230° C extrudiert. Es erfolgt eine Abkühlung auf eine Temperatur unterxhalb 40° C. Die Masse wird zu einer ungerichteten Folie von 0,7 · mm Dicke ausgeformt. Diese Folie wird bei einer Temperatur von .

.135° C und einer Reckgeschwindigkeit von 180 cm/min simultan in ' Längs- und Querrrichtung gereckt, so daß sich ein Vergrößerungsfaktor von 4x4ergibt. Die erhaltene Folie wird in gerecktem Zustand abgekühlt. Die Seitenkanten werden beschnitten.

'Die Folie zeigt eine hohe Rissigkeit, eine gute Undurchsichtig- .

keit, eine gute Weißheit und Oberflächenglattheit; sie ist zum ; Beschreiben und Bedrucken geeignet. Die Folie'fühlt sich in ! 'hohem Maße papierartig an, sie ist steif und kann im wesentlichen für alle Anwendungszwecke eines herkömmlichen Papiers eingesetzt :werden.

j Dicke ( η ) 105

j effektive Dichte (g/cm³) ■ 0,67

; Rissigkeit 38,0

Zugfestigkeit (kg/cm ) längs 725

quer 471

Weißheit ' 89 i

Undurchsichtigkeit 97

Oberflächenglattheit (see) 570 "

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Beispiel 3

Ii) Kunststoffmischung: ' · ;

: Polyäthylen (MI = 0,95, SG = 0,96) · 56 Teile j

; Polystyrol ((η) (Toluol 25° C) =1,3) 16 Teile j

ι Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymer (Vinylacetat- |

anteil = 10%, MI = 4) 8 Teile \

i. Diatomeenerde (mittlere Korngröße 4 u) 20 Teile .

: ■ ι

^;Polyäthylen und Polystyrol sind gleich wie in Beispiel 1. Das "i

jÄthylen/Vinylacetat-Mischpolymer hat einen Schmelzpunkt von j

I99° C und eine optimale Recktemperatur zwischen 80 und 90° C. \

^!2) Behandlung I

i ■ !

ί I

jDie genannte Mischung wird erhitzt, plastifiziert und durch eine;

jExtruderdüse" bei einer Temperatur von 230° C extrudiert. Es er- ;

!folgt eine Abkühlung auf eine Temperatur unterhalb 40° C. Man j

j erhält so eine ungerichtete Folie von 0,9 mm Dicke. Die Folie ■

'wird bei einer Temperatur von 135° C mit einer Reckgeschwindig- '■

Ikeit von 180 cm/min zuerst in Längsrichtung im Verhältnis 4 und j

j dann in Querrichtung im Verhältnis 7,5 gereckt. Die gereckte j

-Folie wird fixiert und abgekühlt. Die Seitenkanten werden be- !

!schnitten. j

i · ι

ι ■ ■ i

[Die Folie zeichnet sich in folgenden Eigenschaften aus, Rissig- !

jkeit, Undurchsichtigkeit, Weißheit, Beschreibbarkeit, papierar- I

j tige Fühligkeit, Steifheit, Bedruckbarkeit. Sie ist auf allen j

[Anwendungsgebieten eines herkömmlichen Papiers brauchbar. !

i i

; I

j Dicke ( ji) " 90 ;

• effektive Dichte (g/cm⁵) 0,64
Rissigkeit ■ · 41,9 i

Zugfestigkeit ' längs 580 !

• quer 613 |

I Weißheit 87

' Oberflächenglattheit '120 i

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Beispiel 4

M) Kunststoffmischung: ^ Probe 2

¹ Polyäthylen (MI = 0,95, SG = 0,96) 68 Teile 63 Teile 56 Teils

tι 27 '^? 24 ' '

Polystyrol ((η) = 1,3) 29

Diatomeenerde (mittl. Korngr.=4 η) 3

10

I t

t t

Die Kunststoffe sind gleich wie im Beispiel 1

_:2) Behandlung

ι Die Folie wird entsprechend dem Beispiel 3 unter Anwendung ;des Reckfaktors 4x4 behandelt. Man erhält die folgenden Eigen-

■ schäften:

	1. Probe	89	2. Probe	87	3. Probe	,80
Dicke ( u )	56	8	58	1	61	,9
effektive Dichte (g/cm )	0,		o,		0
Rissigkeit	11,		17,		27
Undurchsichtigkeit	35		58		86
Oberflachenglattheit	1050	102	98
Beispiel 5

! 1) Kunststoffmischung:

j Polyäthylen (MI = 0,95, SG = 0,96)

I isotaktisches Polypropylen (MI = 1

I Polystyrol ((7) = 1,3)

' Tonerde (mittlere Korngröße 1 n)

57 Teile

20 Teile

8 Teile

15 Teile

Es sind die gleichen Kunststoffe wie im Beispiel 1 benutzt.

2) Behandlung

j Ebenso wie im Beispiel 1 wird eine ungerichtete Folie erzeugt. I Die Folie wird bei verschiedenen, im folgenden angegebenen !Recktemperaturen durch eirmExtruder gezogen und zwar erfolgt j^eine Reckung in Längsrichtung im Verhältnis 5 und in Quer-

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richtung im Verhältnis 7. Die gereckte Folie wird dann in diesem Zustand gekühlt. Die Seitenkanten werden beschnitten. Alle Folien, mit Ausnahme derjenigen, die bei einer Temperatur oberhalb 165 C gereckt sind, haben hervorragende Eigenschaften:

Recktemp.	effektive Dichte	Rissigkeit Ur	ldurchsi
140	0,445	59,5	99,0
145	0,494	55,0	98,2
150	0,655	40,5 .	93,2
155	0,740	32,7	88,0
160	0,895	18,6	76,5
165	1,03	6,4	58,3

170 (kann nicht gereckt werden, weil die Folie schmilzt.)

Eine Mikrofotografie einer Oberfläche eines synthetischen Papiers, das bei einer Temperatur von 145⁰C gereckt ist, ist in Fig. 1 angegeben. Eine entsprechende Fotografie eines Querschnitts zeigt Fig. 2. Fig. 3 zeigt eine Mikrofotografie einer Oberfläche eines anderen synthetischen Papiers, das bei einer !Temperatur von 16O°C gereckt ist, der zugehörige. Querschnitt ist in Fig. 4 gezeigt. Diese Fotografien sind mithilfe eines elektronenmikroskopischen Abtasters JSM - 2 der Fa. Nippon Denshi Co. aufgenommen. Die Vergrößerung beträgt in allen Fällen ''Z 400. Diese Fotografien zeigen, daß aufgespaltene Fasern durch die Trägerfolie verlaufen und die Trägerfolie Risse aufweist, !innerhalb der Trägerfolie sind anorganische Füllstoffe gleichmäßig verteilt.
j
i Beispiel 6

11) Kunststoffzusammensetzung

I Polyäthylen (MI =0,95, SG = 0,96) 70 Teile

; Polybuten-1 (MI =1,0, SG = 0,92) . 20 Teile

; Diatomeenerde (mittlere Korngröße 4 ja) 10 Teile

109 8nt

Das Polyäthylen ist gleich wie in Beispiel 1. Polybuten-1 hat einen Schmelzpunkt von 111° C und eine optimale Recktemperatur zwischen 85 und 100° C.

2) Behandlung:

Die beschriebene Mischung wird erhitzt, plastifiziert und durch eine Extruderdüse extrudiert, so daß man eine ungerichtete Folie von 0,8 mm Dicke erhält. Diese Folie wird dann bei einer Temperatur von 130° C im Verhältnis 4 in Längsrichtung und anschließend im Verhältnis 4 in Breitenrichtung gereckt. Die Folie wird sodann fixiert und an den Kanten beschnitten. Die . erhaltene Folie hat die folgenden Eigenschaften und ist im gesamten Anwendungsbereich des herkömmlichen Papiers brauchbar.

Dicke ( u ) 45

effektive Dichte (g/cm⁵) '0,89

i- Rissigkeit -12%

' Undurchsichtigkeit 65%

■ Beispiel 7

1) Kunststoffmischung:

Polyäthylen (MI = 0,95, SG = 0,96) 70 Teile [ Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymer (SG = 0,93)

(Vinylacetatanteil 10 Gewichts-%) 20 Teile '

Diatomeenerde (mittlere Korngröße 4 n) 10 Teile

Die Kunststoffe sind gleich wie im Beispiel 3.

2) Behandlung

Entsprechend der Arbeitsweise des Beispiels 6 wird eine un- ! durchsichtige Folie aus den genannten Stoffen hergestellt, die die gleichen vorteilhaften Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten wie herkömmliches Papier besitzt.

Dicke ( u ) ' 49

effektive Dichte (g/cm³) ' 0,82

Rissigkeit 18,**

Undurchsichtigkeit 67%

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Claims

Patentansprüche

1. Synthetisches Papier mit einer papierartigen Schicht inform ι einer im wesentlichen undurchsichtigen Folie, dadurch gekenn- j zeichnet, daß die papierartige Schicht eine Trägerfolie aus ' einem ersten, mindestens einachsig gereckten Kunststoff auf- i weist, daß ein zweiter Kunststoff, der in Fasern aufgespaltet j ist, eine vernetzte Struktur in gleichmäßiger Verteilung inner-j halb der Trägerfolie bildet und daß zur Erzielung einer Rissig-i keit von mehr als 10% die papierartige Schicht einen anorga- j nischen Füllstoff in einem Anteil von weniger als 60 Gewichts-%! der beiden Kunststoffe enthält.

2. Synthetisches Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,; daß ausschließlich die papierartige Schicht vorhanden ist. j

3. Synthetisches Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Mehrzahl von Verbundschichten mindestens eine · papierartige Schicht vorhanden ist. j

4. Synthetisches Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- . durch gekennzeichnet, daß als erster Kunststoff Polyäthylen , und als zweiter Kunststoff isotaktisches Polypropylen vorhanden . sind. '_

5. Synthetisches Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 3> da- j

durch gekennzeichnet, daß als erster Kunststoff Polyäthylen + i Polystyrol sowie als zweiter Kunststoff isotaktisches Poly- V propylen vorhanden sind. ;

6. Synthetisches Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- j durch gekennzeichnet, daß als erster Kunststoff Polystyrol·+ ί Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymer und als zweiter Kunststoff ' Polyäthylen vorhanden sind. ,- i

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]7. Synthetisches Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dajdurch gekennzeichnet, daß als erster Kunststoff Polystyrol und 'als zweiter Kunststoff Polyäthylen vorhanden sind.

j 8. Synthetisches Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- ;durch gekennzeichnet, daß als erster Kunststoff Polybuten-1 und als zweiter Kunststoff Polyäthylen vorhanden sind.

i9. Synthetisches Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da-I durch gekennzeichnet, daß als erster Kunststoff Äthylen/Vinyli acetat-Mischpolymer und als zweiter Kunststoff Polyäthylen vorhanden sind.

Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Papiers nach 'einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus mindestens zwei verschiedenen, reckfähigen Kunststoffen mit Schmelzpunkten bzw. Umwandlungspunkten, die sich ^: um mehr als 15° C unterscheiden, und aus einem feinen anorga- ■■ jnischen Pulver in einem Anteil von weniger als 60 Gewichts-% I der Kunststoffe zu einer reckfähigen Folie geformt werden und daß diese Folie mindestens einachsig bei einer Temperatur im Reckbereich des ersten Kunststoffes mit kleinerem Schmelzpunkt oder Umwandlungspunkt, jedoch unterhalb der Obergrenze der optimalen Recktemperatur des zweiten Kunststoffes mit höherem _: Schmelzpunkt bzw. Umwandlungspunkt gereckt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schichtaufbau mit mindestens einer aus der bekannten Mischung bestehenden Schicht gereckt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Kunststoffe benutzt werden, bei denen die Differenz der Schmelzpunkte zwischen 20 und 50° C liegt.

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13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, -daß als erster Kunststoff Polyäthylen und als ' zweiter. Kunststoff isotaktisches Polypropylen benutzt werden.

;14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Kunststoff Polyäthylen + Polystyrol und als zweiter Kunststoff isotaktisches Polypropylen benutzt j werden. j

• 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch ge- j 'kennzeichnet, daß als erster Kunststoff Polystyrol + Äthylen/ ; Vinylacetat-Mischpolymer und als zweiter Kunststoff Polyäthylen benutzt werden.

; 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Kunststoff Polystyrol und als . zweiter Kunststoff Polyäthylen benutzt werden.

^; 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch ge-' kennzeichnet, daß als erster Kunststoff Polybuten-1 und als j zweiter Kunststoff Polyäthylen benutzt werden.

,18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Kunststoff Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymer und als zweiter Kunststoff Polyäthylen benutzt werden.

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