DE3508061A1

DE3508061A1 - Biaxial streckorientierte polyolefinische mehrschichtfolie zur verwendung auf dem elektroisoliersektor

Info

Publication number: DE3508061A1
Application number: DE19853508061
Authority: DE
Inventors: Lothar Dr. 6500 Mainz Bothe; Günther 6204 Taunusstein Craß; Wolfgang Dr. 6600 Saarbrücken Dietz; Herbert Dr. 6500 Mainz Peiffer
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1985-03-07
Filing date: 1985-03-07
Publication date: 1986-10-09

Description

kennzeichnet, daß diejenige Schicht oder diejenigen Schichten, die aus Originalpolymeren vermischt mit bei der Folienherstellung anfallendem Folienregenerat bestehen, eine Schichtdicke oder Gesamtschichtdicken im Bereich von 10 bis 50% der Gesamtdicke der Mehrschichtfolie, bevorzugt von 15 bis 35%, aufweisen.
7. Verfahren zur Herstellung einer Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durch Coextrusion, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Schicht oder der Schichten, die aus einer Mischung von Originalpolymeren rohstoff mit Regenerat oder aus Regenerat alleine bestehen, im Bereich von 10 bis 50%, bevorzugt von 15 bis 35%, der Gesamtdicke der Mehrschichtfolie eingestellt wird und daß die Schichtdicke der Schicht, die aus Originalpolymerenrohstoff ohne Beimischung von Regenerat besteht, im Bereich von 90 bis 50%, bevorzugt von 85 bis 65%, der Gesamtdicke der Mehrschichtfolie eingestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Coextrusion bevorzugt mit einer Mehrschichtdüse durchgeführt wird.
Biaxial streckorientierte polyolefinische Mehrschichtfolie zur Verwendung auf dem Elektroisoliersektor Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine wenigstens zweischichtige, biaxial streckorientierte polyolefinische Folie zur Verwendung auf dem Elektroisoliersektor.
Extrudierte und biaxial gestreckte Polyolefinfolien, insbesondere Polypropylenfolien, werden in vielen Fällen für Verpackungszwecke eingesetzt. Daneben finden sie aber auch in beachtlicher Menge als technische Folien inren Einsatz z.B. bei der Kondensatorfertigung als Elektroisolierfolie.
Um derartige Folien auf schnellaufenden Verarbeitungsmaschinen, z.B. Kondensatorwickelmaschinen, überhaupt verarbeiten zu können, muß wenigstens eine der Folienoberflächen eine bestimmte minimale Rauhigkeit aufweisen. Andernfalls, wenn beide Seiten glatt sind, neigen die Folien bei der Weiterverarbeitung wie z.B. beim Metallisieren, Schneiden oder Wickeln zum Blocken, was unerwünscht ist. Für die Kondensatoranwendung können prinzipiell aber auch beide Folienoberflächen rauh sein.
Aus der Vielzahl der Druckschriften, die sich mit der Oberflächenaufrauhung von Polyolefinfolien beschäftigen, sei stellvertretend hier die DE-A-3 047 153 genannt.
In all den Fällen, in denen die Folien durch einen an sich bekannten Flachfolienstreckprozeß hergestellt werden, entstehen, bedingt durch den Herstellungsprozeß, Saumstreifenanteile, die zu Regenerat verarbeitet werden.
Im normalen Betrieb macht dieser Regeneratanteil etwa 10 bis 30%, insbesondere jedoch um 20S des Originalrohstoffes aus.
Die Herstellung biaxial gestreckter Folien unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten, insbesondere die der hier angesprochenen Elektroisolierfolie nach dem oDen angegebenen Verfahren, verlangt die Verarbeitung von Regenerat gemeinsam mit Originalrohstoff. Üblicherweise wird hierzu das Regenerat dem Originalrohstoff zugemischt und die daraus resultierende Granulatmischung in dem Herstellungsprozeß eingesetzt. Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist, daß die auf diese Weise produzierte biaxial streckorientierte Folie gegenüber einer Folie, bei der nur Originalpolymerrohstoff von bekanntem Reinheitsgrad, Molekulargewicht und bekanntem Ausrüstungsgrad eingesetzt wird, ein schlechteres elektrisches Eigenschaftsbild und eine verminderte Maschinengängigkeit bzw. Laufsicherheit aufweist.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Folie zu schaffen, die sehr gute Elektroisolationseigenschaften mit hervorragenden Verarbeitungseigenschaften, insbesondere Maschinengängigkeit, verbindet und die darüber hinaus auch unter wirtschaftlichem Einsatz von bei der Folienherstellung anfallendem Folienregenerat herstellbar ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Folie der eingangs genannten Gattung, deren kennzeichnendes Merkmal darin zu sehen ist, daß wenigstens eine Schicht aus Originalpolymerenrohstoff, vermischt mit bei der Folienherstellung anfallendem Folienregenerat, besteht und daß wenigstens eine andere Schicht aus Originalpolymerenrohstoff ohne Beimischungen von bei der Folienherstellung anfallendem Folienregenerat besteht.
Folien gemäß der vorliegenden Erfindung sollen insbesondere zwei- oder dreischichtigen Aufbau aufweisen.
Als Originalpolymerenrohstoff soll insbesondere ein isotaktisches Propylenhomopolymeres eingesetzt werden oder ein Copolymeres, das zum überwiegenden Teil aus Propylen einheiten besteht. Derartige Polymeren weisen üblicherweise einen Schmelzpunkt von 1400C und höher auf, bevorzugt von 150-C und höher.
Isotaktisches Polypropylen mit einem n-heptanlöslichen Anteil von weniger als 15 Gew.-%, Copolymere von Ethylen und Propylen mit einem Ethylengehalt von weniger als 10 Gew.-% und Copolymere von Propylen mit anderen Alphaolefinen mit 4 bis 8 C-Atomen mit einem Gehalt dieser Alphaolefine von weniger als 10 Gew.-% stellen typische Beispiele für den Originalpolymerenrohstoft dar.
Das Originalpolymere hat zweckmäßigerweise einen Schmelzflußindex von 0,5 g/10 min bis 8 g/10 min bei 230*C und 2.16 kp Belastung (DIN 53 735), insbesondere von 1,5 g/10 min bis 4 g/1Q min. Das Originalpolymere soll insbesondere einen sehr kleinen Restaschegehalt aufweisen, keine organischen bzw. anorganischen Gleitmittel enthalten und frei von ionogenen Bestandteilen sein.
Diejenigen äußeren Schichten der erfindungsgemäßen Folie, die aus einer Abmischung von Originalpolymerenrohstoft mit bei der Folienherstellung anfallendem Regenerat bestehen, sollen insbesondere einen Regeneratanteil von 50 Gew.-% und mehr, besonders bevorzugt von 80 bis 100 Gew.-%, bezogen jeweils aut das Gesamtgewicht der die jeweilige Schicht bildenden Polymerenabmischung, aufweisen.
Die erfindungsgemäße Zwei- oder Dreischichtfolie soll eine Gesamtdicke im Bereich von 3 bis 20 /um, bevorzugt von 4 bis 15 /um, aufweisen, wobei die Schicht oder die Schichten, die zum überwiegenden Teil aus Regenerat bestehen, zweckmäßigerweise eine Schichtdicke im Bereich von 10 bis 50% der Gesamtdicke der Mehrschichtfolie, bevorzugt von 15 bis 35%, aufweisen sollen.
Eine derartige Mehrschichtfolie weist gegenüber einer nach dem Stand der Technik hergestellten einschichtigen Folie, enthaltend bis zu 30 Gew.-% Regenerat, überraschend verbesserte Durchschlagfestigkeit auf.
Durch den Einsatz von Regenerat werden Polymere mit teilweise verkürzten Polymerketten und insbesondere kleinsten Verunreinigungen in die Folie eingebracht, welche Polaritätszentren erzeugen und damit beim Anlegen eines starken elektrischen Feldes leicht zu elektrischen Durchschlägen führen können. Der Grund für die Verbesserung gemäß der vorliegenden Erfindung könnte darin zu sehen sein, daß die Schwachstellen jetzt konzentriert in der oder den Deckschichten liegen, die Hauptschicht dagegen durch die Verwendung von hochmolekularem Originalrohstoft keine Schwachstellen mehr aufzeigt.
Die Mehrschichtfolie kann durch Schmelzebeschichtung der dickeren Hauptfolie aus Originalrohstoff hergestellt werden, sie wird jedoch bevorzugt durch Coextrusion mit einem Adapter oder mit Hilfe einer Mehrschichtdüse produziert. Die Produktion mit Hilfe der Mehrschichtdüse wird bevorzugt, weil hierdurch gleichmäßigere und dünnere Schichten erhalten werden und die vorherrschenden Viskositätsunterschiede zwischen dem hochviskosen Originalrohstoff und dem niedrigviskosen Regenerat sich bei diesem Verfahren nicht so gravierend auswirken.
Im nachfolgenden sollen anhand von Ausführungsbeispielen die Vorteile der erfindungsgemäßen Mehrschichtfolie noch anschaulicher dargestellt werden. Bei den nach den einzelnen Ausführungsbeispielen hergestellten Folien wurden die elektrische Durchschlagfestigkeit und die Verfahrenssicherheit bestimmt.
Die Durchschlagfestigkeit wurde nach DIN 53 481 bzw. VDE 0303, Teil 2, bestimmt.
Die Verfahrenssicherheit wurde bestimmt durch die Messung der Anzahl der Folienabrisse, die während einer 24stündigen Dauerproduktion (1 Tag) auftraten.
Beispiel 1 Es wurde eine Monofolie aus Originalpolypropylenrohstoff hergestellt. Die Extrusionstemperatur betrug 26uoc, die Abkühltemperatur auf der Abzugswalze 95°C. Die Vorfolie wies eine Dicke von 500 rum auf, und sie wurde mit einer Geschwindigkeit von 4 m/min von der Walze abgezogen. Die Vorfolie wurde dann bei einer Temperatur von 135°C mit einem Verhältnis von 5,5 längsgestreckt und bei einer Temperatur von 1650C im Verhältnis 9,5 quergestreckt. Anschließend wurde die biaxial streckorientierte Folie bei 1650C hitzefixiert. Die Schichtdicke der Endfolie betrug 8 lum.
Die elektrische Durchschlagfestigkeit und die Verfahrenssicherheit der Folie sind in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 2 Nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1 wurde eine Monofolie hergestellt, die als Polymerenrohstoft ausschließlich das bei der Folienherstellung anfallende Folienregenerat enthielt. Die Dicke der Folie betrug ebenfalls 8 rum. Die Ergebnisse der Messungen der elektrischen Durchschlagfestigkeit und der Verfahrenssicherheit an dieser Folie sind ebenfalls in Tabelle 1 wiedergegeben.
Beispiel 3 Ebenfalls unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 und 2 wurde eine Monofolie aus 80 Gew.-% Originalpolymerenrohstoff und 20 Gew.-% Folienregenerat hergestellt.
Die Schichtdicke dieser Folie betrug ebenfalls 8 rum und die Meßergebnisse der elektrischen Durchschlagfestigkeit und der Verfahrenssicherheit sind ebenfalls in Tabelle 1 wiedergegeben.
Beispiel 4 Mit den gleichen Verfahrensparametern, wie sie in Beispiel 1 beschrieben sind, wurde durch Coextrusion eine zweischichtige Folie mit einer Gesamtdicke von 8 tum hergestellt. Eine der beiden Schichten der Folie hatte eine Schichtdicke von 80% der Gesamtfoliendicke und bestand aus Originalpolymerenrohstoff, während die andere der beiden Schichten eine Schichtdicke von 20% der Gesamtfoliendicke aufwies und aus 100% Folienregenerat bestand.
Die Meßergebnisse der maßgeblichen Parameter dieser Zweischichtfolie sind ebenfalls in Tabelle 1 ausgewiesen.
Beispiel 5 Unter Beibehaltung der gleichen Herstellungsbedingungen wie in den vorangegangenen Beispielen beschrieben wurde durch Coextrusion eine dreischichtige Folie mit einer Gesamtdicke von 8 fum hergestellt. Die Mittelschicht des Dreischichtlaminates bestand aus Originalpolypropylenrohstoff und hatte eine Schichtdicke von 80% der gesamten Dreischichtfolie. Die beidseitig auf den Oberflächen der Mittelschicht angeordneten Deckschichten hatten jeweils eine Schichtdicke von 10% der Gesamtdicke der Dreischichtfolie und bestanden jeweils zu 100% aus Folienregenerat. Die Meßergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
Tabelle 1 Beispiel Folienart elektr. Durch- Verfahrensschlagsfestigkeit sicherheit Ulpim Abriss/Tag 1 Monofolie 700 2 2 Monofolie nur 500 50 Regenerat 3 Monofolie + 600 20 20% Regenerat 4 A-B Folie 650 5 5 A-B-A Folie 660 5 Aus den beschriebenen Beispielen wird deutlich, daß die erfindungsgemäßen Folien 4 und 5 eine verbesserte Vefahrenssicherheit bei gleichzeitig verbesserten elektrischen Eigenschaften gegenüber der Folie 3, die nach dem Stand der Technik hergestellt wurde, aufweisen. Die vorteilhaftesten Eigenschaften weist zweifellos die Folie aus Originalrohstoff auf, jedoch ist ihre Herstellung wirtschaftlich nicht vertretbar.

Claims

Patentansprüche 1. Biaxial streckorientierte polyolefinische Mehrschichtfolie zur Verwendung auf dem Elektroisoliersektor, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Schicht aus Originalpolymerenrohstoff vermischt mit bei der Folienherstellung anfallendem Folienregenerat besteht und daß wenigstens eine andere Schicht aus Originalpolymerenrohstoff ohne Beimischungen von bei der Folienherstellung anfallendem Folienregenerat besteht.
2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei- oder dreischichtigen Aufbau besitzt.
3. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Polypropylen besteht.
4. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Schicht oder diejenigen Schichten, die aus Originalpolymerenrohstoff vermischt mit bei der Folienherstellung anfallendem Folienregenerat bestehen, einen Regeneratanteil von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, bevorzugt von 80 bis 100 Gew.-%, aufweisen.
5. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Gesamtdicke von 3 bis 20 fum, bevorzugt von 4 bis 15 /um, aufweist.
6. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge-