NO169080B - Fremgangsmaate for fremstilling av en poroes film. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av en porøs film som har bøyelighet og en struktur med uniforme fine porer og følgelig overlegen vanndampgjennomtrengelighet og vannresistens, og som er nyttig for vanntette bekledninger, vanntette dekklag, forpak-ningsmaterialer osv.

Hittil er det kjent en fremgangsmåte for fremstilling av en porøs film ved blanding av ikke-kompatible stoffer, såsom fine uorganiske pulvere med en polyolefinharpiks i et angitt forhold, etterfulgt av smeltestøping av den resulterende blandingen til en film eller et lag og deretter uniaksial eller biaksial strekking av filmen eller laget.

Imidlertid har en slik prosess den ulempen at idet harpiksen er strukket og orientert ved strekkebearbeidelse, øker hårdheten av filmen eller laget, slik at bøyeligheten ødelegges.

For å overvinne dette problemet har følgende fremgangsmåter for fremstilling av en porøs film vært foreslått: (1) En fremgangsmåte for blanding av en termoplastisk elastomer men en polyolefinharpiks og et fyllstoff (japansk utlagt patentpublikasjon nr. Sho 59-30833/1984); (2) en fremgangsmåte for blanding av en flytende eller voksformig hydrokarbonpolymer med en polyolefinharpiks og et fyllstoff (U.S. patent nr. 4,472,328); og (3) en fremgangsmåte for blanding av bariumsulfat som et fint uorganisk pulver med en polyolefinharpiks (G.B. nr. 2,151,538).

Imidlertid har porøse filmer oppnådd ved disse fremgangsmåtene følgende praktiske ulemper: Ved fremgangsmåte (1) er den resulterende porøsiteten util-strekkelig og vanndampgjennomtrengeligheten er utilfredsstillende. Ved fremgangsmåte (2) har den resulterende porøse filmen den ulempen at i en høytemperatur atmosfære eller etter en lengere tid, vil hydrokarbonpolymerer blø ut på overflaten av den resulterende filmen, slik at overflaten er klebrig. Etter fremgangsmåte (3) har den resulterende porøse filmen god bøyelighet og tilstrekkelig vanndampgjennomtrengelighet, men strekkestabiliteten, dvs. strekkbarheten, er utilfredsstillende. Videre har alle disse tre fremgangsmåtene et problem til felles, det er umulig å fremstille en svært tynn film på ca. 20 pm. Videre medfører en annen prosess med blanding av en tredje komponent en stor kostnadsøkning.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av en porøs film som innbefatter en polyolefinharpiks som har en overlegen oppløsningsmid-delresistens, og har praktisk tilstrekkelig mekanisk styrke og en god bøyelighet, og som også har uniforme fine porer og høy gjennomtrengelighet for fuktig damp, og videre en meget tynn porøs film.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av en porøs film ved blanding av et uorganisk fint pulver med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 0,4 til 4 jam og en polyolef inharpiks, etterfulgt av smeltef orming av den resulterende blandingen, strekking av filmen til 2 til 7 ganger den opprinnelige lengden i det minste i uniaksial retning, kjennetegnet ved at det anvendes at det anvendes et blandforhold på 43-50 vektdeler pulver pr. 100 vektdeler polyolefinharpiks, hvor det uorganiske fine pulveret som anvendes er av sfærisk form og har et spesifikt overflateareal på 15 m<2>/g eller mindre.

Eksempler på polyolefinharpiksen som benyttes i foreliggende oppfinnelse er polypropylen, polyetylen av lav tetthet, lineær polyetylen av lav tetthet, polyetylen av høy tetthet og blandinger derav. Blandt disse er lineær polyetylen av lav tetthet og blandinger inneholdende lineær polyetylen av lav tetthet spesielt foretrukket. Eksempler på komonomer-komponenten for lineær polyetylen av lav tetthet er generelt buten, 4-metylpenten, heksen, okten, decen, osv. og blandt disse er 4-metylpenten og okten foretrukket på grunn av formbarheten og de fysikalske egenskapene for produktene.

Det uorganiske fine pulveret som benyttes ved foreliggende oppfinnelse er fine partikler som har et spesifikt overflateareal på 15 m<2>/g eller mindre og en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 0,4 til 4 pm. Eksempler på det uorganiske fine pulveret som benyttes ved foreliggende oppfinnelse er kalsiumkarbonat, magnesiumkarbonat, magnesiumoksyd, bariumsulfat, silisiumoksyd, aluminiumhydroksyd, aluminiumoksyd, osv. Blandt disse er utfelt kalsiumkarbonat og utfelt bariumsulfat foretrukket, idet disse materialene har en uniform partikkeldiameter og spesifikt overflateareal, og når de blandes med harpikskomponenten og den resulterende blandingen støpes, har de overlegen dispergerbarhet og blandingen har overlegen bearbeidbarhet. Videre er det foretrukket at det uorganiske fine pulveret har en sfærisk form. Utfelt bariumsulfat oppnås vanligvis f.eks. ved omsetning av bariumsulfat med en vandig oppløsning av natriumsulfat, eller omsetning av bariumsulfid med svovel-syre. Formen innbefatter amorf form, nåleform, plateform, ruterform, sfærisk form, osv. Når konsentrasjonene av bariumsulfid og SO4<2>", de mekaniske betingelsene for reaksjonen og reaksjonstemperaturen er fastsatt under angitte betingelser, oppnås det utfelt bariumsulfat som har en ønsket gjennomsnittlig partikkelstørrelse.

Videre dannes det utfelte kalsiumkarbonatet vanligvis ved innføring av karbondioksyd i en vandig suspensjon av kalsiumhydroksyd. Det har en kubisk form med en gjennomsnittlig partikkelstrørrelse på 1 pm eller mindre eller en nåleform eller en spiss form med en gjennomsnittlig partik-kelstørrelse på 1 pm eller mer. Når reaksjonstemperaturen for den vandige suspensjonen av kalsiumhydroksyd, tilsats av et spesielt salt og avslutningstiden for reaksjonen er fastsatt under angitte betingelser oppnås et sfærisk utfelt kalsiumkarbonat som har en ønsket gjennomsnittlig partikkel-størrelse .

Det spesifikke overflatearealet for det fine uorganiske pulveret er 15 m<2>/g eller mindre, og et område fra 0,5 til 5 m<2>/g er foretrukket. Dersom det spesifikke overflatearealet overskrider 15 m<2>/g blir formen av det fine uorganiske pulveret amorf, plateformet eller nåleformet, slik at par-tikkelstørrelsesfordelingen blir bred og strekkbarheten av filmen reduseres; følgelig oppnås ingen god porøsitet. Videre øker porøsiteten av overflaten av det fine pulveret, og på grunn av de flyktige komponentene, såsom fuktighet knyttet til porene, observeres skumming ved tidspunktet for smelteforming og porestørrelsen av den resulterende filmen økes og dens vannresistens reduseres i betydelig grad.

Den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen av det uorganiske fine pulveret er fortrinnsvis i området fra 0,4 til 4 pm, mer foretrukket i området fra 0,6 til 2 pm. Dersom den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen overskrider 4 pm er strekkbarheten av filmen utilfredsstillende og strekkingsbrekkasje finner sted før uniform strekking. Følgelig er produksjons-stabiliteten utilfredsstillende og gjør uniform poredannelse umulig.

Dersom på den annen side den gjennomsnittlige partikkelstør-relsen er mindre enn 0,4 pm kan det fine mineralpulveret ikke fylles i tilstrekkelig grad til at den resulterende filmen blir porøs.

I harpikspreparatet som fremstilles ifølge foreliggende oppfinnelse er mengden av det uorganiske fine pulveret i området fra 30 til 80 vektdeler, fortrinnsvis 30 til 70 vektdeler, basert på 100 vektdeler av blandingen. Dersom mengden er mindre enn 30 vektdeler kan ingen god porøsitet oppnås i den strukkede filmen. Dersom mengden overskrider 80 vektdeler "blir eltbarheten, dispergerbarheten og strekkbarheten utilfredsstillende; derved er følgelig vanndampgjennomtrengeligheten også dårlig og bøyeligheten nedsettes.

I det følgende skal fremgangsmåten for fremstilling av den porøse filmen ifølge foreliggende oppfinnelse beskrives. Først blandes et uorganisk fint pulver med en polyolefinharpiks i angitte andeler. Blandeprosessen har ingen spesiell begrensning. Generelt blandes materialene ved hjelp av en blandeinnrenting e.l., etterfulgt ved blanding ved hjelp av en Bandbury-blander eller annen smelteknainnretning i rekke, deretter pelletiseres blandingen, eller den pelletiseres ikke, og deretter fremstilles et lag ved hjelp av en konvensjonell lagformingsmaskin. Det er mulig even-tuelt å tilsette forskjellige additiver, såsom smøremidler, f.eks. kalsiumstearat, pigment, stabilisatorer, som f.eks. stabilisatorer mot varme, lys og andre, myknere, antistatisk middel, osv.

Filmen fremstilles generelt ved kalandrering, støping eller ektrudering, men blandt disse er ekstrudering ved anvendelse av en sirkulær form eller en T-form foretrukket. Det eks-truderte laget strekkes deretter minst i uniaksial retning i et strekkeforhold på 2 til 7 ganger ved mykningstemperaturen eller lavere for polyolefinharpiksen ifølge en kjent prosess. I området ovenfor for strekkeforholdet er 4 til 6 ganger foretrukket. Dersom strekkeforholdet er mindre enn 2 ganger er det vanskelig å oppnå god vanndampgjennomtrengelighet, mens dersom det overskrider 7 ganger finner strekkingsbrekkasje sted, slik at en stabilisert produksjon umulig-gjøres .

Foreliggende oppfinnelse skal beskrives i større detalj ved hjelp av eksempler. Fysikalske egenskaper for filmen ble bestemt ved følgende fremgangsmåter:

Spesifikt overflateareal (m<2>/g): målt ved BET adsorpsjons-fremgangsmåten. Gjennomsnittlig partikkelstørrelse (pm): målt ved hjelp av et instrument for måling av overflateareal av pulver (fremstilt av Shimatzu Seisakusyo), ved å fylle en prøve (3 g) i en prøvesylinder på 2 cm<2> x 1 cm og måle tiden for luftgjennomtrengning (5 cm<3>) under 50 mm vanntrykk. Strekkfasthet ved brudd (kg): ifølge JIS P-8113 ved anvendelse av prøver på 25 mm bredde x 100 mm lengde; grepseparasjonshastighet 200 mm/min., strekkstyrken ved brudd ble målt i MD (maskineringsretning) og i TD (tverretningen til MD).

Vanndampgjennomtrengelighet: målt ifølge ASTM-E-96-66. Mykhet: bedømmelsen ble utført ved berøring med hånd som følger:

A: meget myk

B: relativt myk

C: meget hård

Eksempler 1- 9

Uorganiske fine pulvere ]utfelt bariumsulfat (eksempler 1-4 og 8-9), utfelt kalsiumkarbonat (eksempler 5 og 6) eller magnesiumoksyd (eksempel 7)§ med et spesifikt overflateareal og en gjennomsnittlig partikkelstørrelse som angitt i tabell 1, ble tilsatt til en lineær polyetylen med lav tetthet med MI=2 (L-LDPE (eksempler 1-7)), en polyetylen med lav tetthet med MI=5 (LDPE (eksempel 8)) eller en polypropylen med MI=1,5 (PP (eksempel 9)) i mengder angitt i tabell 1, etterfulgt av blanding ved hjelp av "Henschel"-blander, pelletisering av blandingen, overføring av pelletene til film ved ekstrudering, og deretter uniaksial rullestrekking av filmen til 2 til 7 ganger den opprinnelige lengden ved 50° C, slik at det ble dannet en porøs film med 20 pm tykkelse. De fysikalske egenskapene for filmen ble deretter målt, resultatene er gjengitt i tabell 1.

Eksempel 10

En film fremstilt av den samme sammensetningen som i eksempel 2 ble strukket til (3x3) ganger dimensjonen i den longi-tudinelle retningen samtidig med tverretningen ved 70°C ved hjelp av en biaksial strekkemaskin, slik at det ble oppnådd en porøs film med tykkelse 20 pm. Resultatene av bestem-melsen av de fysikalske egenskapene er gjengitt i tabell 1.

Eksempel 11

20 vekt-# av en lineær polyetylen med lav tetthet (L-LDPE) med MI=2, 20 vekt-# av en polyetylen med lav tetthet (LDPE) med MI=5 og 60 vekt-# utfelt bariumsulfat med et spesifikt overflateareal på 4,1 m<2>/g og en gjennomsnittlig partik-kelstørrelse på 0,8 pm ble blandet slik at det ble oppnådd en porøs film på samme måte som i eksempel 1. Undersøkelses-resultatene vedrørende dens fysikalske egenskaper er gjengitt i tabell 1.

Sammenligningseksempler 1- 6

Porøse filmer ble fremstilt på samme måte som i eksempel 1, bortsett fra at uorganiske fine pulvere ]utfelt bariumsulfat (sammenligningseksempler 1-3 og 5-6) eller kalsiumkarbonat (sammenligningseksempel 4)§ av varierende typer, anvendte mengder og strekkebetingelser som angitt i tabell 1, ble blandet med en L-LDPE i varierende mengder. Resultatene av undersøkelsen av de fysikalske egenskapene er gjengitt i tabell 1. I tabell 1 er, idet mengden fint pulver tilsatt er lavere enn 30°C, porøsiteten lavere og vanndampgjennomtrengeligheten er lav. I sammenligningseksempel 2 er, idet mengden fint pulver overskrider 8056, strekkbarheten nedsatt og strekkingsbrekkasje finner sted ved et strekkeforhold på 1,5 ganger. I sammenligningseksempler 3 og 4 er, idet det spesifikke overflatearealet for de fine pulverne overskrider 15 m<2>/g, strekkbarheten redusert og skumming ble observert ved tidspunktet for ekstrudering ved hjelp av en lagforme-maskin, og spaltning. I sammenligningseksempel 5 er, idet den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen for fine pulvere overskrider 4 pm, strekkbarheten nedsatt, slik at det er umulig å oppnå en stabilisert produksjon i et strekkeforhold på 2. I sammenligningseksempel 6 kan ingen tilstrekkelig vanndampgjennomtrengelighet oppnås, idet strekkeforholdet er lavere enn 2.

Idet filmen fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse er tilstrekkelig porøs er vanndampgjennomtrengeligheten og luftgjennomtrengeligheten god, og videre er vannresistensen overlegen. Spesielt idet bøyeligheten er god, slik at materialet ved berøring føles mykt, er det egnet for bekledning, spesielt for sanitær anvendelse. Sammenlignet med tidligere kjent teknikk er det mulig å fremstille selv en uhyre tynn film på 20 pm eller mindre; følgelig vil den resulterende porøse filmen neppe finne anvendelse som et enkelt produkt, men dets hovedanvendelse er rettet mot lami-nering på uvevd stoff, tremasse, nylon, taft, osv. Jo tynnere filmen er jo lavere er prisen, og videre er et spesifikt trekk at ved tidspunket for bekledning er til-pasningen på grunn av tykkelsen av laminatet ikke ukomfor-tabel .

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en porøs film ved blanding av et uorganisk fint pulver med en gjennomsnittlig partikkel-størrelse på 0,4 til 4 pm og en polyolefinharpiks, etterfulgt av smelteforming av den resulterende blandingen, strekking av filmen til 2 til 7 ganger den opprinnelige lengden i det minste i uniaksial retning, karakterisert ved at det anvendes et blandforhold på 43-50 vektdeler pulver pr. 100 vektdeler polyolefinharpiks, hvor det uorganiske fine pulveret som anvendes er av sfærisk form og har et spesifikt overflateareal på 15 m<2>/g eller mindre.