NO330894B1

NO330894B1 - Fremgangsmate for behandling av et mineralfyllstoff med et polydialkylsiloksan og en fettsyre, de resulterende hydrofobe fyllstoffer samt deres anvendelse i polymerer for pustende filmer, fremgangsmate for fremstilling av pustende filmer, den derved oppnadde film samt forblanding inneholdende polyolefiner

Info

Publication number: NO330894B1
Application number: NO20033141A
Authority: NO
Inventors: Hans Ulrich Hoppler; Edwin Ochsner; Daniel Frey
Original assignee: Omya Development Ag
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2011-08-08
Also published as: HRP20030521A2; ZA200304904B; JP2004522831A; CN1261495C; ES2681371T3; HK1061864A1; KR20030072596A; US20040097616A1; RU2003124754A; KR100905458B1; CA2432635A1; CZ306958B6; EP1362078B1; MXPA03006264A; WO2002055596A1; BG110905A; MY148517A; PL361819A1; BG66580B1; HUP0302649A2

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt behandlede mineralfyllstoffer, særlig behandlede karbonater, spesielt kalsiumkarbonater, og deres anvendelse i industrien. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for behandling av et mineralfyllstoff med et polydialkylsiloksan og en fettsyre, de resulterende hydrofobe fyllstoffer samt deres anvendelse i polymerer for pustende filmer, fremgangsmåte for fremstilling av pustende filmer, den derved oppnådde film samt forblanding inneholdende polyolefiner.

Mer spesielt angår oppfinnelsen behandlingen av slike fyllstoffer med henblikk på å gjøre dem hydrofobe og å innarbeide fyllstoffene i polymerer, for eksempel for fremstilling av filmer, og særlig "pustende" filmer, i seg selv for eksempel innarbeidet i gjenstander som sanitærartikler, for eksempel bleiebukser og analoge produkter.

For å gjennomføre industrielle anvendelser på områdene ovenfor, er det nødvendig å fremstille mineralfyllstoffer, særlig kalsiumkarbonater, som oppviser en utmerket hydrofobisitet og en utmerket avstøtning av vann og vandige fluider, og videre at man kan blande eller sammensette fyllstoffene i egnede polymerer, generelt polyolefiner eller blandinger eller kombinasjoner av polyolefiner.

Filmer av såkalt "pustende" type er velkjente for fagmannen på området, og også de egenskaper man krever av dem.

Man vet også at de i tillegg må oppvise meget gode egenskaper i forbindelse med over-føring av vanndamp (det som tilsvarer den egenskap som kalles "pustende"). Man antar at det innarbeidede fyllstoff under en trekking, særlig uni- eller biaksial, bidrar til å danne mikroporer som øker denne "puste"-egenskapen. Fyllstoffet bidrar således med en viktig egenskap for sluttproduktet og dets egenskaper.

Fra dette synspunkt er aspektforholdet for fyllstoffpartiklene nær 1 (forholdet ende : midlere diameter). Fyllstoffet må ikke inneholde store partikler, særlig ikke med dimen-sjoner over rundt 10 mikrometer, med et "toppkutt" i granulometrien under 10 mikrometer, og fyllstoffet må ikke inneholde mer enn en liten andel partikler med en sfærisk ekvivalent diameter under 0,5 mikrometer, det vil si at en spesifikk BET-overflate for fyllstoffet må være under 6 m<2>/g.

Videre må selvfølgelig de tilsiktede behandlinger være kompatible med det gjeldende regelverk.

Det er videre viktig i de aller fleste anvendelsesområder for denne type produkter at det innarbeidede fyllstoff ikke forstyrrer plastfilmens evne til å kunne trekkes eller orienteres uni- eller biaksialt. For ikke å skape synlige problemer med doseringen under inn-arbeidingen av polymeren, er det likeledes viktig at fyllstoffets risle-evne er god. Videre er det selvfølgelig viktig at fyllstoffet lett kan blandes med polymeren og fordele seg enhetlig i polymermatriksen; hvis ikke, vil sluttfilmen ikke være homogen. Under innarbeiding av polymeren må det behandlede fyllstoff ikke avgi gassformige stoffer, noe som kan medføre at filmen oppviser uklare soner eller mekanisk sett ikke er homogen. Videre er det viktig at behandlingen ikke påvirker enhetligheten i fargen av den oppnådde film, det vil si at det tillates å oppnå en film uten sjatteringer.

Man ser at de problemer og krav som stilles til behandlingen av slike fyllstoffer er tall-rike og komplekse, - og enkelte ganger i strid med hverandre.

På det angjeldende område kjenner man kalsiumkarbonater som er behandlet med stearinsyre, og det kan for eksempel henvises til R. Rothon, "Particulate-Filled Polymer Composites", Longman, Harlow, 1995, kapittel 4.

Man kjenner likeledes fyllstoffer som er behandlet med silaner (E.P. Plueddemann, "Si-lane coupling agents", Plenum Press, New York, 1982).

Likeledes kjennes fyllstoffer som er behandlet med organopolysiloksaner med H-SiO-bindinger (EP 0 257 423), men som ikke tillater å oppnå fyllstoffer som kan benyttes på det området som kalles pustende filmer.

Videre kjenner man fyllstoffer som er behandlet med stearinsyre og så et siloksan, men for fullstendig andre anvendelser.

Imidlertid gir dagens behandling med silan opphav til frigivelse av metanol.

Således beskriver artikkelen "NMR Spectroscopic Investigations on the hydrolysis of functional trialcoxysilanes", publisert i "Zeitung fur Naturforschung", 54b, 155-164

(1999) en frigivning av metanol.

WO 99/61521 beskriver et karbonat som er overflatebehandlet for å oppnå en bedre hydrofobisitet. Behandlingen benytter stearinsyre, som i WO 99/28050.

WO 96/26240 beskriver fyllstoffer som er brannsikret etter behandling med en fettsyre alene eller en fettsyre eller et siloksanderivat. Den tilsiktede anvendelse finnes på det område der polymerene må være ikke-brennbare.

JP 57 182 364 beskriver fyllstoffer som benyttes om fasadebelegg for konstruksjonsma-teriale, idet belegget er vanntett og samtidig omfatter en syntetisk harpiks og et fyllstoff som er behandlet med et hydrofobt middel. Harpiksene er vinylacetatderivater eller akrylat-vinylacetatkopolymerer som ikke er i stand til å kunne orienteres hverken uni-aksialt eller biaksialt, og som ikke er ment for pustende filmer. Fyllstoffet kan oppvise en relativt høy granulometri, opptil 100 mikrometer. Den eksemplifiserte behandling er gitt med stearinsyre og metylcellulose på en akrylharpiks.

Man kjenner videre WO 98/29481 som beskriver pustende filmer og som - som fyllstoff - inneholder et kalsiumkarbonat. Man kan henvise til dette dokument når det gjelder generaliteter i forbindelse med pustbare filmers egenskaper. Hva angår fyllstoffet, antyder patentet kun at det kan behandles med en fettsyre som stearinsyre eller behensyre "for å lette masse-risling og dispergering i polymermatriksen".

JP 52 39377 beskriver anvendelsen av stearin for å fremstille fyllstoffer, men dette for å oppnå forbedrede fysiske egenskaper i harpiksmatriksen.

WO 00/12434 beskriver anvendelsen av et tørkemiddel, særlig CaO, for å fremstille fyllstoffer som tilalter å oppnå pustende filmer som egner seg for brukeren.

Den kjente teknikk har, når det gjelder pustende filmer, således benyttet en behandling med stearinsyre eller med tørkende produkter av typen CaO. Stearinsyren har også vært anvendt for å behandle fyllstoffer, men for fullstendig forskjellige anvendelser. Man har også benyttet en blanding av fettsyre og silan.

Ingen hentydninger kan således finnes i den kjente teknikk, bortsett fra behandling av et fyllstoff med fettsyre alene eller i forbindelsen fettsyre og silan for å danne et "belegg".

Det foregår således en konstant forskning, og det hersker videre et betydelig og kjent behov for forbedring av pustende filmer, og særlig for å oppnå filmer uten uklarheter og uten tomrom samt for å forbedre det behandlede fyllstoff som disse filmer inneholder. Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for å behandle mineralfyllstoffer for å gi dem en hydrofob karakter som muliggjør innarbeiding i polymerer, ved hjelp av hvilke man fremstiller såkalte pustende filmer, særlig polyolefinfilmer, og fremgangsmåten kjennetegnes ved at man gjennomfører en overflatebehandling av fyllstoffet i to trinn; der det første trinn eller for behandling omfatter en behandling med minst ett polydialkylsiloksan, og det andre trinn omfatter en behandling med minst én fettsyre med mer enn 10 karbonatomer, idet de to trinn kan gjennomføres etter hverandre eller samtidig ved å sikre at fettsyren aldri først kommer i kontakt med fyllstoffet.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for behandling av mineralfyllstoffer som beskrevet ovenfor og som på overraskende måte kombinerer en forbehandling med et polydialkylsiloksan og så en behandling med en fettsyre som stearinsyre.

Kombinasjonen av disse to behandlinger og i denne rekkefølge, fører til en spesiell sum av egenskaper som vist nedenfor med en synergivirkning mellom de to behandlingsmid-ler.

I praksis tilsetter man i første omgang polydialkylsiloksanet og så fettsyren umiddelbart deretter.

Man kan imidlertid i visse tilfeller gjennomføre de to tilsetninger samtidig, men passe på å sikre at fettsyren aldri først kommer i kontakt med fyllstoffet.

Generelt foretrekker man å arbeide i to adskilte trinn, det vil si først å tilsette polydialkylsiloksan og så å tilsette fettsyren.

I det følgende av beskrivelsen menes således med behandling i to trinn, en behandling der tilsetningen av de to komponenter skjer enten i to tidsseparerte trinn, selv om tidsin-tervallet er kort, eller i det vesentlige samtidig, under den betingelse at fettsyren ikke først kommer i kontakt med fyllstoffet før polydialkylsiloksanet.

Mer spesielt anvender oppfinnelsen fortrinnsvis naturlig kalsiumkarbonat som marmor, kalsitt eller blandinger derav.

Oppfinnelsen anvender imidlertid også fyllstoffer som presipitert kalsiumkarbonat, talk, kaolin, magnesiumhydroksid, forskjellige typer leire, silisiumdioksid, aluminiumoksid, bariumsulfat, glimmer, kalsiumoksid eller -hydroksid, oksider av aluminium eller blandinger og analoger derav.

I motsetning til dette gir kritt ikke gode resultater, noe som klart antyder en manglende sikkerhet for vellykket gjennomføring av oppfinnelsen.

I henhold til en foretrukket utførelsesform anvender man et polydialkylsiloksan med formelen: (R)3-Si-0-[(R)2-Si-0-]n-Si-(R)3der alkylgruppene R er Cl-C4-alkyl.

Fortrinnsvis benyttes et polydimetylsiloksan (PDMS), der R-gruppene er metylresten.

I henhold til en foretrukket utførelsesform, benytter man et polydimetylsiloksan med en kinematisk viskositet mellom 50 og 100.000 centistoke (cSt), fortrinnsvis mellom 300 og 5.000 cSt, og aller helst 1.000 cSt.

Man oppnår den beste hydrofobisitet mellom rundt 700 og 1.300 cSt.

Som fettsyre kan man benytte enhver fettsyre med mer enn 10 karbonatomer, og fortrinnsvis anvendes stearinsyre, palmitinsyre, behensyre eller blandinger derav.

I henhold til en foretrukket utførelsesform gjennomføres fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som følger: man benytter en blander med høy hastighet, der man anbringer det oppmalte

fyllstoff,

man tilsetter polydialkylsiloksanet ved en temperatur i størrelsesorden 100°C i

løpet av 5 minutter, og etter disse 5 minutter

tilsettes fettsyren.

Det skal i denne forbindelse påpekes at polydialkylsiloksan har fordelen ved at den gir blandingen ikke-klebe-egenskap, slik at den ikke adherer til blandervegger (men vil adherer når man ikke benytter polydialkylsiloksan).

Fremgangsmåten ovenfor kan fortrinnsvis gjennomføres med marmor eller kalsitt eller blandinger derav som fyllstoff, med polydimetylsiloksan som polydialkylsiloksan og stearin (blanding av rundt 65% stearinsyre og 35% palmitinsyre) som fettsyre med mer enn 10 karbonatomer.

I henhold til en foretrukket utførelsesform benytter man 100 til 2.000 ppm polydialkylsiloksan basert på tørr fyllstoffvekt, fortrinnsvis 200 til 1.000 ppm, og aller helst rundt 500 ppm.

I henhold til en foretrukket utførelsesform benyttes 0,6 til 1,4% fettsyre, beregnet på vekt av tørt fyllstoff, fortrinnsvis 0,8 til 1,2%.

Oppfinnelsen angår også fyllstoffene ovenfor, som kjennetegnes ved at de er behandlet ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Oppfinnelsen angår mer spesielt fyllstoffer av denne type, som utmerker seg ved at de oppviser en god risle-evne, en spesifikk BET-overflate mellom 2 og 6 m<2>/g og et granulometrisk toppkutt under 10 mikrometer, fortrinnsvis under 8 mikrometer.

Med fyllstoff med god risle-evne menes et fyllstoff hvis inklinasjonsvinkel R (forholdet mellom inklinasjons vinkelen for det behandlede fyllstoff og inklinasjonsvinkelen for ikke-behandlet fyllstoff) bestemt i henhold til metoden nedenfor, kalt "haug"-metoden, er lik eller mindre enn 0,98.

I praksis gjennomføres bestemmelsen av en inklinasjonsvinkel som er representativ for risle-evnen for et pulver, ved å veie inn 150 gram av pulveret innført i en vibrasjonsinn-retning med lengde 45 cm. Med en konstant vibrering av innretningen, regulert til nivå 8, transporteres pulveret og helles ut på film, noe som resulterer i en pulverhaug som er en funksjon av fyllstoffet.

Inklinasjonsvinkelen a beregnes så ved tan a = haugens høyde/haugens diameter. Desto mindre denne vinkel er, desto bedre er pulverets risle-evne.

Oppfinnelsen angår mer spesielt anvendelse av de nevnte fyllstoffer som kjennetegnes ved at de har en sterk hydrofobisitet, det vil si at de har en turbiditetsindeks mellom 0,9 og 1 og en skumindeks mellom 0,7 og 1, idet de to indekser bestemmes ved metoden som beskrevet nedenfor, kalt "skum-metoden" eller "whizzing-metoden", og at de har en lav fuktighetsgrad, det vil si et fuktighetsopptak lik eller mindre enn 0,42 mg/m<2>målt ved metodene nedenfor og kalt "fuktighetsopptaksmetoden".

For å måle hydrofobisiteten for fyllstoffet ifølge oppfinnelsen, omfatter den såkalte skummemetode å innføre 0,5 gram av prøven - for hvilken man ønsker å bestemme hyd rofobisiteten - i et prøverør inneholdende 3 ml demineralisert vann. Etter 5 sekunders omrøring ved 2.000 omdreininger/min., blir turbiditeten bestemt ved hjelp av et synlig og UV-spektrometer, kalibrert mellom 0 og 1. Turbiditetsindeksen lik null tilsvarer en turbid supernatant, mens en turbiditetsindeks lik 1 tilsvarer klart vann uten uklarheter.

I et andre trinn setter man til den fortynnede prøve, 0,5 ml saltsyre, med en konsentra-sjon lik 18 vekt-% ved omrøring ved 2.000 omdr./min. og i 5 sekunder.

Det finner så sted en utvikling av karbondioksid på grunn av syreangrepet. Ved én ende av kalibreringsskalaen vil et sterkt syreangrep skape en sterk utvikling av karbondioksid og derved gi et sterkt nærvær av skum tilsvarende en skumindeks lik 0 og en hydrofobisitet lik 0, mens ved den andre ende av skalaen gir et totalt hydrofobt skum overhode ingen utvikling av gass, og heller intet skum, og skumindeksen er derved lik 1.

Metoden som beskrevet nedenfor kalt fuktighetsopptaksmetoden, er basert på måling av vektøkningen av pulverblandingen som skal testes etter at denne i 5 timer har vært anbrakt i en atmosfære med en relativ fuktighet lik 10% og ved omgivelsestemperatur, og deretter anbrakt i 2 timer i en atmosfære med en relativ fuktighet lik 90%.

Når man kjenner den spesifikke BET-overflate av prøven, kan man så bestemme den mengde vann som er absorbert pr. overflateenhet i g/m<2>.

Foreliggende oppfinnelse angår også alle anvendelser av de behandlede fyllstoffer i alle industrisektorer, og særlig sektorer der en hydrofob karakter for fyllstoffet er krevet.

Fyllstoffene behandlet ifølge oppfinnelsen kan med fordel innarbeides i polyolefiner, alene eller i blanding, idet polyolefinene kan være valgt blant de følgende: Lineært polyetylen med lav densitet, polyetylen med lav densitet, polyetylen med høy densitet og polypropylen og blandinger derav.

Innarbeiding i polyolefinet eller polyolefinblandingen gjennomføres ved i og for seg kjente apparaturer på i og for seg kjent måte for fagmannen.

Man kan således henvise til WO 98/29481, som gjelder den samme generelle anvendelse for fremstilling av fylt, pustende film, og særlig dens uni- eller biaksiale trekking. Oppfinnelsen angår likeledes en fremgangsmåte for fremstilling av en film av såkalt "pustende" type av ett eller flere polyolefiner, omfattende å behandle minst ett mineralfyllstoff ved fremgangsmåten omtalt ovenfor;

idet mineralfyllstoffet er valgt blant marmor, kalsitt, presipitert kalsiumkarbonat, talk, kaolin, magnesiumhydroksid, leirer, silisiumdioksid, aluminiumoksid, bariumsulfat, glimmer, kalsiumoksid eller -hydroksid, aluminiumoksid eller blandinger derav og fortrinnsvis marmor, kalsitt eller blandinger derav;

idet mineralfyllstoffet oppviser en høy risle-evne, det vil si at det oppviser et forhold mellom inklinasjonsvinkelen R bestemt i henhold til "haug-metoden" lik eller under 0,98, og at den oppviser en spesifikk overflate mellom 2 og 6 m<2>/g og et granulometrisk toppkutt under 10 mikrometer, og fortrinnsvis under 8 mikrometer; og idet mineralfyllstoffet har en sterk hydrofobisitet, det vil si at det har en turbiditetsindeks mellom 0,9 og 1, og en skumindeks mellom 0,7 og 1, idet de to indekser er beskrevet ved "skum-metoden", eller "whizzing-metoden", og at de har et lavt fuktighetsopptak, det vil si et fuktighetsopptak lik eller mindre enn 0,42 mg/m<2>, målt ved den definerte fuktighetsopptaksmetode.

Ifølge oppfinnelsen fremstiller man forblandinger eller sammensetninger som inneholder 20 til 80 vekt-% av det behandlede fyllstoff beregnet på den totale vekt, fortrinnsvis 45 til 60 vekt-%, spesielt rundt 50 vekt-%.

I henhold til en foretrukket utførelsesform underkastes filmen en uni- eller biaksial trekking (eller "orientering").

Oppfinnelsen kan finne anvendelse ved gjenstander som omfatter minst én film av den beskrevne type, særlig produkter som absorberer vann eller vandige fluider som for eksempel bleier, bleiebukser og analoge produkter.

Fremstillingen av slike produkter er velkjent for fagmannen, og det samme gjelder fremgangsmåter for trekking av film.

Oppfinnelsen angår likeledes de således oppnådde filmer i ikke-trukket eller uni- eller biaksialt trukket form.

Mer spesielt angår foreliggende oppfinnelse forblandinger eller sammensetninger som kjennetegnes ved at de har en volumfluiditetsindeks MVR (melt volume-flow rate) over 6 cm<3>/10 min. (temperatur 190°C, 5 kg belastning, dysediameter lik 2,095 mm) målt i henhold til normen ISO 1133, og en høy termisk stabilitet, det vil si en termisk stabilitet som, i henhold til metoden nedenfor og kalt båndmetoden, uttrykkes ved en båndlengde som ikke avfarges, og som er lik eller større enn 20 cm.

Metoden for bestemmelse av den termiske stabilitet består i å bringe den angjeldende sammensetning til granulatform i en ekstruder, og så å ekstrudere en barre. Denne sam-mensetnings-barre anbringes så i en ovn (Mathis Thermotester™, markedsført av Wer-ner Mathis AG) regulert til 220°C. Etter anbringelse av barren i ovnen, forskyves denne mot det ytre av ovnen med en translasjonshastighet lik 0,833 mm/min. Deretter be-stemmer man den lengde av barren der det ikke har skjedd noen fargeforandring. Jo lenger denne lengde er, desto mer termisk stabil er forbindelsen.

Oppfinnelsen angår videre filmer per se, inneholdende minst ett fyllstoff behandlet iføl-ge oppfinnelsen.

Oppfinnelsen angår mer spesielt de nevnte filmer som kjennetegnes ved at de er pustende filmer med en flekkingsindeks, også kalt "marmorerings"-indeks, under 10, målt i henhold til metoden som beskrevet nedenfor og kalt metoden med "flekkbetraktning".

Denne flekkindeks eller marmoreringsindeks er definert som et tall uten dimensjon, som måler irregularitetene på overflaten av strukturen. En lav verdi av flekkings- eller marmoreringsindeksen antyder en overflate med meget homogen struktur.

For å gjennomføre denne fester man, ved hjelp av et adhesiv, en prøve med lengde 20 cm, brede 15 cm og tykkelse 20 mikrometer av filmen som skal testes på et sort papir-ark med formatet DIN A4, hvis marmoreringsindeks er lik 2,01.

Den således preparerte prøve anbringes i en fargescanner (PowerLook™ III fra UMAX™ Systems GmbH) for å oppnå billeddata fra prøveoverflaten. Det skal påpekes at prøven betraktes på en skjerm for å velge et område uten bretter for ikke å få falske resultater ved en dårlig prøvepreparering.

De oppnådde billeddata overføres deretter til en datamaskin utstyrt med et grafisk SVGA-system, og en billedanalysator PapEye™ fra ONLY Solutions GmbH, for å oppnå marmoreringsindeksverdien.

Disse filmer og gjenstander inneholdende dem kan anvendes i enhver industrisektor, og særlig de sektorer der en hydrofob karakter av fyllstoffet samt en god redispergerbarhet er krevet.

Oppfinnelsen vil forstås bedre ved et gjennomlesing av den etterfølgende del og de der angitte eksemplene.

EKSEMPEL 1:

Dette eksempel angår en fremgangsmåte for behandling ifølge oppfinnelsen av en marmor med diameter lik 1,8 um, et toppkutt under 8 um og en spesifikk BET-overflate lik 4 m<2>/g for prøvene nr. 1 til 7.

For å gjennomføre dette, måler man for de forskjellige prøver i eksemplet og i henhold til de ovenfor angitte metoder: for mineralfyllstoffet, risle-evnen, hydrofobisiteten og fuktighetsopptaket;

for den angjeldende sammensetningen, MVR og den termiske stabilitet;

for filmen, marmoreringsindeksen.

Prøve nr. 1

Dette eksempel er et sammenligningseksempel som anvender den ubehandlede marmor.

Dette ubehandlede fyllstoff har en inklinasjonsvinkel lik 40°, en turbiditetsindeks lik 0, en skumindeks lik 0 og et fuktighetsopptak lik 0,95 mg/m<2>.

Forblandingen, eller den tilsvarende sammensetningen, inneholder 50 vekt-% mineralfyllstoff, 49,7 vekt-% av en lineær polyetylen med lav densitet og MVR lik 15,4 cm<3>/10 min., målt i henhold til normen ISO 1133 og 0,3 vekt-% termisk stabilisator.

Den oppnådde sammensetningen oppviser en MVR lik 5,2 cm<3>/10 min. og en lengde som representerer en termisk stabilitet lik 10 cm.

Filmen basert på denne oppnådde sammensetningen fremstilles på en filmstøpeproduk-sjons linje.

Ekstrudersylinderen har en temperatur i størrelsesorden 240°C til 250°C og en trekke-enhet har en temperatur på 80°C.

Trekkehastigheten for filmen på den første valse av trekke-enheten er 20 m/min., ut-gangshastigheten fra den siste valse av trekke-enheten er 40 m/min.

Marmoreringsindeksen for den oppnådde film er lik 31,2.

Prøve nr. 2

Denne prøve viser den kjente teknikk og anvender en marmor med midlere diameter lik 1,8 um, et toppkutt under 8 um og en spesifikk BET-overflate lik 4 m<2>/g, behandlet ved hjelp av 1% stearin.

Dette behandlede fyllstoff har en inklinasjonsvinkel lik 45°, en turbiditetsindeks lik 1, en skumindeks lik 0,8 og et fuktighetsopptak lik 0,45 mg/m<2>.

Denne forblanding eller sammensetning inneholder 50 vekt-% mineralfyllstoff, 49,7 vekt-% av den samme polymer som i prøve nr. 1 og 0,3 vekt-% av den samme stabilisator som i prøve nr. 1, og oppviser en MVR lik 9,3 cm<3>/10 min. og en lengde som er representativ for den termiske stabilitet på 23 cm.

Filmen som anvender den oppnådde sammensetning, fremstilt under de samme beting-elser og med det samme materiale som i prøve nr. 1, oppviser en marmoreringsindeks på 21,1.

Prøve nr. 3

Denne prøve er en sammenligningsprøve som anvender marmor med midlere diameter på 1,8 um, et kutt under 8 um og en spesifikk BET-overflate lik 4 m<2>/g, behandlet med 500 vekt-ppm heksadecyltrimetoksysilan.

Dette behandlede fyllstoff har en turbiditetsindeks lik 0, en skumindeks lik 0 og et fuktighetsopptak lik 0,88 mg/m<2>.

Denne forblanding eller sammensetning inneholder 50 vekt-% mineralfyllstoff, 49,7 vekt-% av den samme polymer som i prøve nr. 1, og 0,3 og 0,3 vekt-% av den samme stabilisator som i prøve nr. 1, og oppviser en MVR lik 6,2 cm<3>/10 min. og en lengde som er representativ for den termiske stabilitet på 6 cm.

Filmen som anvender den oppnådde sammensetning, fremstilt under de samme beting-elser og med det samme materiale som i prøve nr. 1, oppviser en marmoreringsindeks på 33,3.

Prøve nr. 4

Denne prøve viser den kjente teknikk og anvender marmor med midlere diameter lik 1,8 um, et toppkutt under 8 um og en spesifikk BET-overflate på 4 m<2>/g, behandlet med 1 vekt-% stearin og så 500 ppm av det samme silan som ble anvendt i det forutgående forsøk.

Dette behandlede fyllstoff har en turbiditetsindeks lik 1, en skumindeks lik 0,75 og et fuktighetsopptak lik 0,43 mg/m<2>.

Denne forblanding eller sammensetning inneholder 50 vekt-% mineralfyllstoff, 49,7 vekt-% av den samme polymer som i prøve nr. 1, og 0,3 vekt-% av den samme stabilisator som i prøve nr. 1, og oppviser en MVR lik 9,5 cm<3>/10 min. og en lengde som er representativ for den termiske stabilitet på 23 cm.

Filmen som anvender den oppnådde sammensetning, fremstilt under de samme beting-elser og med det samme materiale som i prøve nr. 1, oppviser en marmoreringsindeks på 21,0.

Prøve nr. 5

Denne prøve viser en sammenligningsprøve og anvender en marmor med midlere diameter lik 1,8 um, toppkutt under 8 um og en spesifikk BET-overflate lik 4 m<2>/g, behandlet med 500 vekt-ppm polydimetylsiloksan med en kinematisk viskositet lik 1.000 cSt.

Dette behandlede fyllstoff har en turbiditetsindeks lik 0, en skumindeks lik 0 og et fuktighetsopptak lik 0,80 mg/m<2>.

Denne forblanding eller sammensetning inneholder 50 vekt-% mineralfyllstoff, 49,7 vekt-% av den samme polymer som i prøve nr. 1, og 0,3 vekt-% av den samme stabilisator som i prøve nr. 1, og oppviser en MVR lik 6,1 cm<3>/10 min. og en lengde som er representativ for den termiske stabilitet på 6 cm.

Filmen som anvender den oppnådde sammensetning, fremstilt under de samme beting-elser og med det samme materiale som i prøve nr. 1, oppviser en marmoreringsindeks på 29,7.

Prøve nr. 6

Denne prøve illustrerer oppfinnelsen og anvender en marmor med midlere diameter lik 1,8 um, et toppkutt under 8 um og en spesifikk BET-overflate lik 4 m<2>/g, behandlet med 500 ppm polydimetylsiloksan med kinematisk viskositet lik 1.000 cSt og så med 1% stearin.

Dette behandlede fyllstoffet har en inklinasjonsvinkel lik 36° og et forhold R lik 0,9, en turbiditetsindeks lik 1, en skumindeks lik 0,8 og et fuktighetsopptak lik 0,39 mg/m<2>.

Denne forblanding eller sammensetning inneholder 50 vekt-% mineralfyllstoff, 49,7 vekt-% av den samme polymer som i prøve nr. 1, og 0,3 vekt-% av den samme stabilisator som i prøve nr. 1, og oppviser en MVR lik 9,2 cm<3>/10 min. og en lengde som er representativ for den termiske stabilitet på 23 cm.

Filmen som anvendes den oppnådde sammensetning, fremstilt under de samme beting-elser og med det samme materiale som i prøve nr. 1, oppviser en marmoreringsindeks på 7,6.

Prøve nr. 7

Denne prøve illustrerer oppfinnelsen og anvender en marmor med midlere diameter lik 1,8 um, et toppkutt under 8 um og en spesifikk BET-overflate lik 4 m<2>/g, behandlet med 500 ppm polydimetylsiloksan med kinematisk viskositet lik 1.000 cSt og så med 1% stearin, benyttet samtidig.

Dette behandlede fyllstoffet har en inklinasjonsvinkel lik 36° og et forhold R lik 0,9, en turbiditetsindeks lik 1, en skumindeks lik 0,9 og et fuktighetsopptak lik 0,42 mg/m<2>.

Denne forblanding eller sammensetning inneholder 50 vekt-% mineralfyllstoff, 49,7 vekt-% av den samme polymer som i prøve nr. 1 og 0,3 vekt-% av den samme stabilisator som i prøve nr. 1, og oppviser en MVR lik 9,4 cm<3>/10 min. og en lengde som er representativ for den termiske stabilitet på 20 cm.

Filmen som anvender den oppnådde sammensetning, fremstilt under de samme beting-elser og med det samme materiale som i prøve nr. 1, oppviser en marmoreringsindeks på 7,8.

Prøve nr. 8

Denne prøve illustrerer oppfinnelsen og anvender en marmor med midlere diameter lik 2,8 um, et toppkutt under 10 um og en spesifikk BET-overflate lik 2,4 m<2>/g, behandlet med 300 ppm polydimetylsiloksan med kinematisk viskositet lik 1.000 cSt og så med 0,6% stearin.

Dette behandlede fyllstoffet har en inklinasjonsvinkel lik 34° og et forhold R lik 0,85, en turbiditetsindeks lik 0,9, en skumindeks lik 0,8 og et fuktighetsopptak lik 0,42 mg/m<2>.

Denne forblanding eller sammensetning inneholder 50 vekt-% mineralfyllstoff, 49,7 vekt-% av den samme polymer som i prøve nr. 1, og 0,3 vekt-% av den samme stabilisator som i prøve nr. 1, og oppviser en MVR lik 9,7 cm<3>/10 min. og en lengde som er representativ for den termiske stabilitet på 20 cm.

Filmen som anvender den oppnådde sammensetning, fremstilt under de samme beting-elser og med det samme materiale som i prøve nr. 1, oppviser en marmoreringsindeks på 9,9.

Prøve nr. 9

Denne prøve illustrerer oppfinnelsen og anvender en marmor med midlere diameter lik 1,4 um, et toppkutt under 7 um og en spesifikk BET-overflate lik 5,3 m<2>/g, behandlet med 500 ppm polydimetylsiloksan med kinematisk viskositet lik 1.000 cSt og så med 1,3 % stearin.

Dette behandlede fyllstoffet har en inklinasjonsvinkel lik 36° og et forhold R lik 0,9, en turbiditetsindeks lik 0,95, en skumindeks lik 0,9 og et fuktighetsopptak lik 0,37 mg/m<2>.

Denne forblanding eller sammensetning inneholder 50 vekt-% mineralfyllstoff, 49,7 vekt-% av den samme polymer som i prøve nr. 1, og 0,3 vekt-% av den samme stabilisator som i prøve nr. 1, og oppviser en MVR lik 9,1 cm<3>/10 min. og en lengde som er representativ for den termiske stabilitet på 22 cm.

Filmen som anvender den oppnådde sammensetning, fremstilt under de samme beting-elser og med det samme materiale som i prøve nr. 1, oppviser en marmoreringsindeks på 9,1.

Prøve nr. 10

Denne prøve illustrerer oppfinnelsen og anvender en marmor med midlere diameter lik 1,8 um, et toppkutt under 8 um og en spesifikk BET-overflate lik 4 m<2>/g, behandlet med 500 ppm polydimetylsiloksan med kinematisk viskositet lik 1.000 cSt og så med 1% behensyre.

Dette behandlede fyllstoffet har en inklinasjonsvinkel lik 36° og et forhold R lik 0,9, en turbiditetsindeks lik 1, en skumindeks lik 0,9 og et fuktighetsopptak lik 0,40 mg/m<2>.

Filmen som anvender den oppnådde sammensetning, fremstilt under de samme beting-elser og med det samme materiale som i prøve nr. 1, oppviser en marmoreringsindeks på 8,4.

Man merker seg at prøve nr. 3 med et silan og uten stearinsyre, gir en sterk frigivelse av metanol (en mengde over 1.500 volum-ppm) i motsetning til prøvene nr. 6 til 10 ifølge oppfinnelsen.

Den samme metanolfrigivelsen observeres i prøve nr. 4, der man kombinerer stearinsyren med et silan.

Metanolmengden som settes fri under behandlingen, måles ved hjelp av et Tube Dra-ger™ 81 01 631, i henhold til bruksinstruksen fra firmaet Drager Sicherheitstechnick GmbH, Liibeck, Tyskland, november 1999 (5. utgave).

De oppnådde resultater av de angitte prøver er samlet i tabell 1.

Et studium av tabell 1 viser at kun prøvene ifølge oppfinnelsen, samtidig fører til filmer med en marmoreringsindeks under 10 samt til fyllstoffer med en sterk hydrofobisitet, det vil si en turbiditetsindeks mellom 0,9 og 1 og en skumindeks mellom 0,7 og 1 og med et lavt fuktighetsopptak, det vil si et fuktighetsopptak under 0,45 mg/m<2>, målt ved den metode som er beskrevet ovenfor, samt likeledes til forblandinger med en volumfluiditetsindeks (MVR) over 9 cm<3>/10 min. (temperatur 190°C, belastning 5 kg, dysediameter lik 2,095 mm) målt i henhold til normen ISO 1133, og en termisk høy stabilitet, det vil si en termisk stabilitet målt i henhold til metoden ovenfor, via en ikke avfarget båndlengde lik eller større enn 20 cm.

Claims

1. Fremgangsmåte for å behandle mineralfyllstoffer for å gi dem en hydrofob karakter og i stand til innarbeiding i polymerer ved hjelp av hvilke man fremstiller såkalte pustende filmer, særlig polyolefiner,karakterisert vedat man gjennomfører en overflatebehandling av fyllstoffet i to trinn, der det første trinn for behandling omfatter en behandling med minst ett polydialkylsiloksan og det andre trinn omfatter en behandling med minst én fettsyre med mer enn 10 karbonatomer, idet de to trinn kan gjennomføres etter hverandre eller samtidig ved å sikre at fettsyren aldri først kommer i kontakt med fyllstoffet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat man først tilsetter polydialkylsiloksan og så fettsyren umiddelbart deretter.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat man arbeider i to adskilte trinn, det vil si tilsetter først polydialkylsiloksan og så fettsyren.

4. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 til 3,karakterisert vedat man behandler fyllstoffet som marmor, kalsitt eller blandinger derav.

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3,karakterisert vedat man behandler fyllstoffer som presipitert kalsiumkarbonat, talk, kaolin, magnesiumhydroksid, leire, silisiumdioksid, aluminiumdioksid, bariumsulfat, glimmer, kalsiumoksid, aluminiumoksid og blandinger derav.

6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5,karakterisert vedat man benytter et polydialkylsiloksan med formelen (R)3-Si-0-[(R)2-Si-0-]n-Si-(R)3, der R er en Cl-C4-alkylgruppe.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6,karakterisert vedat alkylgruppen R er metylresten.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat polydimetylsiloksanet har en kinematisk viskositet mellom 50 og 100.000 cSt, fortrinnsvis mellom 300 og 5.000, og fortrinnsvis rundt 1.000 cSt.

9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 8,karakterisert vedat man som fettsyre benytter enhver fettsyre med mer enn 10 karbonatomer, fortrinnsvis stearin-, palmitin- eller behensyre eller blandinger derav.

10. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene ltil9,karakterisert vedat fremgangsmåten gjennomføres som følger: man benytter en høyhastighetsblander, i hvilken man anbringer det oppmalte fyllstoff, man tilsetter polydialkylsiloksan ved en temperatur i størrelsesorden 100°C i løpet av 5 minutter, etter hvilke 5 minutter man tilsetter fettsyren.

11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10,karakterisert vedat man benytter marmor eller kalsitt eller blandinger derav som fyllstoff, polydimetylsiloksan som polydialkylsiloksan, og stearin som fettsyre med mer enn 10 karbonatomer.

12. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 11,karakterisert vedat man benytter 100 til 2.000 vekt-ppm polydialkylsiloksan, beregnet på tørt fyllstoff, fortrinnsvis 200 til 1.000 ppm og helst rundt 500 ppm.

13. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 12, karakte risert ved at man benytter 0,6 til 1,4 vekt-% fettsyre, beregnet på tørt fyllstoff, og fortrinnsvis 0,8 til 1,2 vekt-%.

14. Mineralfyllstoff,karakterisert vedat det er behandlet ved en fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 1 til 13.

15. Mineralfyllstoff ifølge krav 14,karakterisert vedat det er valgt blant marmor, kalsitt, presipitert kalsiumkarbonat, talk, kaolin, magnesiumhydroksid, leirer, silisiumdioksid, aluminiumoksid, bariumsulfat, glimmer, kalsiumoksid eller -hydroksid, aluminiumoksid eller blandinger derav og fortrinnsvis marmor, kalsitt eller blandinger derav.

16. Mineralfyllstoff ifølge krav 15,karakterisert vedat det oppviser en høy risle-evne, det vil si at det oppviser et forhold mellom inklinasjonsvinkelen R bestemt i henhold til "haug-metoden" lik eller under 0,98, og at den oppviser en spesifikk overflate mellom 2 og 6 m<2>/g og et granulometrisk toppkutt under 10 mikrometer, og fortrinnsvis under 8 mikrometer.

17. Mineralfyllstoff ifølge krav 15,karakterisert vedat det har en sterk hydrofobisitet, det vil si at det har en turbiditetsindeks mellom 0,9 og 1, og en skumindeks mellom 0,7 og 1, idet de to indekser er beskrevet ved "skum-metoden", eller "whizzing-metoden", og at de har et lavt fuktighetsopptak, det vil si et fuktighetsopptak lik eller mindre enn 0,42 mg/m<2>, målt ved den definerte fuktighetsopptaksmetode.

18. Anvendelse av behandlede fyllstoffer ifølge krav 17, innenfor ethvert industriområde, og særlig områder der et fyllstoffs hydrofobe karakter er ønsket.

19. Anvendelse av behandlede fyllstoffer ifølge krav 17, ved fremstilling av pustende filmer.

20. Anvendelse ifølge krav 19, for fremstilling av pustende filmer av ett eller flere polyolefiner, omfattende minst ett mineralfyllstoff ifølge krav 17.

21. Anvendelse ifølge krav 20, der polymermatriksen er valgt blant polyolefiner, alene eller i blandinger, idet polyolefinene kan velges blant lineære polyetylener med lav densitet, polyetylener med lav densitet, polyetylener med høy densitet og polypropylen.

22. Anvendelse følge krav 20 eller 21, der man fremstiller en forblanding eller sammensetning som inneholder 20 til 80 vekt-% behandlet fyllstoff beregnet på den totale vekt, fortrinnsvis 45 til 60 vekt-%, og helst rundt 50 vekt-%.

23. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 20 til 22, der polymeren er brakt til form av en film, og at filmen oppviser en uni- eller biaksial trekking eller orientering.

24. Fremgangsmåte for fremstilling av pustende filmer av ett eller flere polyolefiner,karakterisert vedat den omfatter å behandle minst ett mineralfyllstoff ved fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 13; idet mineralfyllstoffet er valgt blant marmor, kalsitt, presipitert kalsiumkarbonat, talk, kaolin, magnesiumhydroksid, leirer, silisiumdioksid, aluminiumoksid, bariumsulfat, glimmer, kalsiumoksid eller -hydroksid, aluminiumoksid eller blandinger derav og fortrinnsvis marmor, kalsitt eller blandinger derav; idet mineralfyllstoffet oppviser en høy risle-evne, det vil si at det oppviser et forhold mellom inklinasjonsvinkelen R bestemt i henhold til "haug-metoden" lik eller under 0,98, og at den oppviser en spesifikk overflate mellom 2 og 6 m<2>/g og et granulometrisk toppkutt under 10 mikrometer, og fortrinnsvis under 8 mikrometer; og idet mineralfyllstoffet har en sterk hydrofobisitet, det vil si at det har en turbiditetsindeks mellom 0,9 og 1, og en skumindeks mellom 0,7 og 1, idet de to indekser er beskrevet ved "skum-metoden", eller "whizzing-metoden", og at de har et lavt fuktighetsopptak, det vil si et fuktighetsopptak lik eller mindre enn 0,42 mg/m<2>, målt ved den definerte fuktighetsopptaksmetode.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 24,karakterisert vedat polymermatrisen er valgt blant polyolefiner, alene eller i blandinger, idet polyolefinene kan velges blant lineære polyetylener med lav densitet, polyetylener med lav densitet, polyetylener med høy densitet og polypropylen.

26. Fremgangsmåte ifølge krav 24 eller 25,karakterisertv e d at man fremstiller en forblanding eller sammensetning som inneholder 20 til 80 vekt-% behandlet fyllstoff beregnet på den totale vekt, fortrinnsvis 45 til 60 vekt-%, og helst rundt 50 vekt-%.

27. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 24 til 26,karakterisert vedat polymeren er brakt til form av en film, og at filmen oppviser en uni- eller biaksial trekking eller orientering.

28. Film,karakterisert vedat den er oppnådd ved fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 24 til 27, i ikke-trukket eller i uni-eller biaksial trukket tilstand.

29. Film ifølge krav 28,karakterisert vedat den har en flekkingsindeks, også kalt marmoreringsindeks under 10, målt i henhold til flekkbe-traktningsmetoden som definert.

30. Forblandinger eller sammensetning,karakterisert vedat den omfatter ett eller flere polyolefiner og ett eller flere fyllstoffer, oppnådd ved fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 13.

31. Forblandinger eller sammensetning ifølge krav 30,karakterisert vedat de har en volumfluiditetsindeks MVR (melt volume-flow rate) over 9 cm<3>/10 min. (temperatur 190°C, belastning 5 kg, dysediamter lik 2,095 mm) målt i henhold til normen ISO 1133 og en høy termisk stabilitet, det vil si en termisk stabilitet uttrykt i henhold til den såkalte båndmetode med en båndlengde som ikke avfarges på lik eller større enn 20 cm.

32. Anvendelse av forblandinger ifølge krav 30 eller 31, ved fremstilling av pustende filmer.

33. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 20 til 23, omfattende et fyllstoff iføl-ge krav 17 og en forblanding ifølge krav 31.

34. Fremgangsmåte ved fremstilling av pustende filmer av ett eller flere polyolefiner,karakterisert vedat den omfatter å behandle et mineralfyllstoff og en forblanding ved fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 13; idet mineralfyllstoffet er valgt blant marmor, kalsitt, presipitert kalsiumkarbonat, talk, kaolin, magnesiumhydroksid, leirer, silisiumdioksid, aluminiumoksid, bariumsulfat, glimmer, kalsiumoksid eller -hydroksid, aluminiumoksid eller blandinger derav og fortrinnsvis marmor, kalsitt eller blandinger derav; idet mineralfyllstoffet oppviser en høy risle-evne, det vil si at det oppviser et forhold mellom inklinasjonsvinkelen R bestemt i henhold til "haug-metoden" lik eller under 0,98, og at den oppviser en spesifikk overflate mellom 2 og 6 m<2>/g og et granulometrisk toppkutt under 10 mikrometer, og fortrinnsvis under 8 mikrometer; idet mineralfyllstoffet har en sterk hydrofobisitet, det vil si at det har en turbiditetsindeks mellom 0,9 og 1, og en skumindeks mellom 0,7 og 1, idet de to indekser er beskrevet ved "skum-metoden", eller "whizzing-metoden", og at de har et lavt fuktighetsopptak, det vil si et fuktighetsopptak lik eller mindre enn 0,42 mg/m<2>, målt ved den definerte fuktighetsopptaksmetode; og idet forblandingen har en volumfluiditetsindeks MVR (melt volume-flow rate) over 9 cm<3>/10 min. (temperatur 190°C, belastning 5 kg, dysediameter lik 2,095 mm) målt i henhold til normen ISO 1133 og en høy termisk stabilitet, det vil si en termisk stabilitet uttrykt i henhold til den såkalte båndmetode med en båndlengde som ikke avfarges på lik eller større enn 20 cm.