DE2019335C3 - Synthetisches Papier - Google Patents

Synthetisches Papier

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DE2019335C3
DE2019335C3 DE2019335A DE2019335A DE2019335C3 DE 2019335 C3 DE2019335 C3 DE 2019335C3 DE 2019335 A DE2019335 A DE 2019335A DE 2019335 A DE2019335 A DE 2019335A DE 2019335 C3 DE2019335 C3 DE 2019335C3
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polypropylene
paper
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Yoshio Miyabe
Shigeru Tanba
Mitsuo Yoshiyasu
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Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein synthetisches Papier in Form eines Laminats aus einer biaxial gereckten, polypropylen-haltigen Trägerfolie sowie mindestens einer gereckten Polypropylen-Schreibfolie, die einen feinen anorganischen Füllstoff enthält und feine Risse aufweist.
Ein derartiges Material ist Gegenstand des älteren deutschen Patents 19 14 972. Ein synthetisches Papier aus diesem Material ist hinsichtlich seiner Faltbarkeit unbefriedigend. Denn nach einer Faltung bleibt der Falz nicht bestehen, sondern das Blatt faltet sich wieder auf. Dadurch wird die Verwendbarkeit solcher synthetischer Papiere für manche Anwendungen beeinträchtigt.
Die Kunststoffe können übliche Zusätze enthalten wie Stabilisatoren, Weichmacher, Farbstoffe, Treibmittel u. dgl.
Zur Herstellung des synthetischen Papiers geht man von einer Trägerfolie aus, die einachsig gereckt ist. Die Formung der Folie kann durch Kalandrieren, Extrudieren oder Blasen erfolgen.
Auf die einachsig gereckte Trägerfolie wird einseitig oder beidseitig eine Schreibfolie kaschiert. Die Beschichtung erfolgt in üblicher Weise. Das Laminat wird einachsig quergereckt.
Synthetische Papiere dieser Art können eine Dicke zwischen 30 und 70 μιη für die Trägerfolie und 5 bis 30 μπι für jede Schreibfolie haben. Die Papiere können für zahlreiche Zwecke eingesetzt werden, als Druckpapiere hoher Qualität, als Papiere für Karten, Mappen und Landkarten, als Schmuckpapiere, als Mattpapiere, Schreibmaschinenpapiere, Vervielfältigungspapiere, Entwurfpapiere, Packpapiere, Einschlagpapiere sowie für Karten u. dgl.
Die DE-AS 12 47 641 beschreibt ein synthetisches Papier aus einer thermoplastischen Mischung auf Polyäthylenbasis, die neben Polyäthylen auch Polystyrol enthält. Dieses synthetische Papier auf Polyäthylenbasis hat andere Eigenschaften als synthetisches Papier auf Polypropylenbasis. Die der Druckschrift entnehmbare Mischung wird ferner nur für eine Folie und damit ein einschichtiges Papier eingesetzt. Es ist in der Druckschrift festgestellt, daß das Material dauerhaft gefaltet werden kann. In welchen Bestandteilen der Mischung die Ursache für die verbesserte Faltbarkeit zu suchen ist. ist der Druckschrift nicht entnehmbar.
In »Hochniolekularbericht 1963 CVbi« ist eine
Polypropylenfolie beschrieben, bei der das Polymere 5 bis 30% eines nicht verträglichen Polymeren, z.B. Polystyrol, enthält Dadurch wird die Bildung mikroskopischer Risse bei Auswahl bestimmter Reckbedingungen erleichtert
Die FR-PS 14 69 837 beschreibt ein synthetisches Papier in Form eines Laminats aus einer biaxial gereckten Trägerfolie sowie mindestens einer gereckten Schreibfolie, die einen feinen anorganischen Füllstoff enthält Als Polymeres ist Polypropylen vorgesehen. Die Schreibfolie soll eine zum Schreiben und Zeichnen zufriedenstellende Oberfläche enthalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein synthetisches Papier der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine verbesserte Faltbarkeit aufweist damit das synthetische Papier ein größeres Anwendungsgebiet hat Die Beschreibbarkeit und die Bedruckbarkeit des synthetischen Papiers sollen nicht leiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Trägerfolie Polystyrol in einer Menge zwischen 5 und 50 Gewichtsprozent homogen eingemischt enthält bezogen auf die Kunststoff-Gesamtmenge dieser Folie.
Unter Kunststoffgesamtmenge ist die Menge von Polypropylen und Polystyrol verstanden. Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Faltbarkeit des synthetischen Papiers wesentlich verbessert ist. Es ergeben sich sehr kleine Faltwinkel, also kleine Rückstellwinkel beim Falten um 180°. Die Anwendung des Polystyrols allein in der Trägerfolie verbessert gezielt die Faltbarkeit.
Im einzelnen ist für diese Wirkung keine vollständige Erklärung möglich. Man kann jedoch annehmen, daß sich in der homogenen Mischung von Polypropylen und Polystyrol zwischen dem Polystyrol und Polypropylen eine intermolekulare Struktur ausbildet. Wenn eine aus dieser Mischung hergestellte Folie gefaltet wird, ergeben sich innerhalb dieser Struktur Mikro- und Makrostörungen. Es tritt ein intermolekulares Gleiten auf, wodurch eine Erholung der Struktur unterdrückt wird, dadurch bleibt die Faltung der Folie erhalten. Die Erhaltung der Faltung kann auch dem Einfluß von Benzolringen des Polystyrols zugeschrieben werden, die infolge von sterischen Behinderungen die Erholung unterdrücken.
Diese Verbesserung der Faltbarkeit tritt insbesondere dann auf, wenn Polystyrol in einem Gewichtsanteil oberhalb 10 Gewichtsprozent vorhanden ist. Anstelle von Polypropylen kann auch von einem Propylen-Mischpolymeren ausgegangen werden.
Neben dem Polystyrol (kein Füllstoff) ist in dem synthetischen Papier Füllstoff im bekannten Rahmen vorgesehen, damit die gute Beschreibbarkeit und Bedruckbarkeit erhalten bleibt.
Die Bedruckbarkeit und Steifigkeit des synthetischen Papiers ist nicht beeinträchtigt. Wenn der Polystyrolanteil kleiner als 5% ist leidet die Faltbarkeit. Bei Erhöhung des Polystyrolanteils über 50% verringert sich die Reckbarkeit der Folien und damit die Abriebfestigkeiit, die Schlagfestigkeit und die Zugfestigkeit.
Polystyrol zur Verbesserung der Faltbarkeit kann auch in der Schreibfolie enthalten sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:
I-i g. 1 und 2 vergrößerte Querschnitte von synthetischem Papier.
Ausführungsbeispiel
Eine Mischung von 80 Gewichtsteilen Polypropylen mit einem Schmelzindex MJ. = 0,8 als Grundstoff und 20 Gewichtsteilen Polystyrol mit eineu Schmelzindex MJ. = 8^ als Hilfsmittel zur Verbesserung der Faltbarkeit werden 10 min lang in einem V-Mischer gemischt und in einem Extruder bei einer Temperatur von 250° C aufbereitet Das Material wird dann durch eine Extruderdüse extrudiert Darauf erfolgt eine Abkühlung und Granulierung. Das erhaltene Granulat wird in einem Extruder bei einer Temperatur von 25O0C aufbereitet, durch eine T-Düse extrudiert und auf eine Temperatur unterhalb 400C abgekühlt, damit man eine ungereckte Folie erhält
Diese Folie wird unter einem Reckverhältnis 5 in Längsrichtung gereckt, so daß man eine einachsig
Tabelle
gereckte Trägerfolie erhalt
Eine Zusammensetzung aus 60 Gewichtsteilen Polypropylen MJ. = 8, 40 Gewichtsteilen Polystyrol MJ. = 19, 30 Gewichtsteilen Kaolin und 10 GewichtsteileD Titanweiß wird durch Extrusion auf beide Seiten der einachsig gereckten Folie geschichtet Das Laminat wird dann unter Erwärmung 6fach in Querrichtung gereckt so daß man ein Dreier-Laminat aus einer biaxial gereckten Trägerfolie und einachsig gereckten äußeren Schreibfolien erhält Zur Festlegung des Orientierungszustandes wird die Folie gekühlt die Kanten werden beschnitten, und das synthetische Papier wird auf eine Rolle gewickelt
In der nachfolgenden Tabelle sind die physikalischen Eigenschaften eines synthetischen Papiers gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Vergleich zu einem synthetischen Papier ohne Polystyrol angegeben.
Kunststoff
Dicke
Faltbarkeit
Zugfestigkeit
Heißsiegelbarkeit
(μηι) (Grad) (kg/cm2) Clark-Steifigkeit
Streichprobe
Polypropylen
Polypropylen
Polystyrol
90
90
110
45
950
870
gut
befriedigend
20 20
ausgezeichnet
gut
Die physikalischen Kenngrößen der synthetischen Papiere werden in folgender Weise bestimmt:
Faltbarkeit
Eine Probe des jeweiligen zu prüfenden Papiers wird mittels einer Metallwalze gefaltet, die einen Lineardruck von 1 kg/cm ausübt Der angegebene Rückstellwinkel wird nach 10 min bestimmt.
Zugfestigkeit
Die Zugfestigkeit wird nach der japanischen Industrienorm JIS Z 1720 bestimmt, die der Norm ASTM D 882 entspricht.
Schlagfestigkeit
Dieselbe wird mit einem Hammer unter einem Schlagwinkel von 900C bestimmt, die Größe der Schlagfläche beträgt 6,45 cm2.
Clark-Steifigkeit
Die Messung erfolgt nach TAPPI T-451.
Heißsiegelbarkeit
Eine heißgesiegelte Probe wird nach dem Verfahren JISZ 1702 gemessen.
F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein synthetisches Papier. Auf eine Trägerfolie 2 ist einseitig eine Schreibfolie 1 kaschier·. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind auf beide Seiten der Trägerfolie je eine Schreibfolie 1 bzw. 3 kaschiert
jo Zum Nachweis der Wirkung des Polystyrols wurden folgende Vergleichsversuche durchgeführt
Vergleichsversuch A
Zunächst wurden sechs Ansätze von Kunststoffmi-
r, schungen hergestellt, deren Zusammensetzungen in der nachfolgenden Tabelle angegeben ist Das Polypropylen hat einen Schmelzindex von 1,5 und das Polystyrol von 8; als Füllstoff wurde Calciumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 2,5 μίτι verwendet.
Jeder Ansatz wurde nach gründlichem Mischen in einem Extruder verknetet und zu einer Folie stranggepreßt, deren Dicke nach der Verfestigung 2 mm betrug.
Die Folien wurden auf I45°C vorerwärmt und dann in Maschinenrichtung gereckt, und zwar etwa um das ι 6fache der ursprünglichen Länge.
Jede Folie wird dann auf beiden Seiten mit einer Kunststoffmischung kaschiert, die aus 60 Gewichtsprozent Polypropylen mit einem Schmelzindex von 3 und 40 Gewichtsprozent Calciumcarbonat mit einem mittle-
-,II ren Teilchendurchmesser von 2,5 μηι bestand und durch Extrudieren aus der Schmelze aufgebracht wurde. Man erhielt ein dreischichtiges Laminat mit einer Gesamtdikke von ca. 0,8 mm.
Jedes Laminat wurde dann auf 160°C erwärmt und
■v, um das ca. 8fache der ursprünglichen Breite in der Querrichtung gereckt. Alle so erhaltenen synthetischen Papiere wurden dann auf Faltbarkeit, Falzfestigkeit nach MIT und Zerreißfestigkeit geprüft. Die Ergebnisse sind ebenfalls in der folgenden Tabelle angegeben.
Zusammensetzen der PS1) Substratschicht Faltbarkeit Falzfestigkeit1)4) Zerreiß
festigkeit
PP1) 0 FS1) Erholungs über 1OX104 kg/15 mm
4.3 winkel 1OX 104 MR/QR
85 15 115° 10,3/24,5
80.7 15 75° 8,8/21.3
Fortsetzung 5 12,5
21,2
42,4
85		 15
15
15
15		 20 19 335 Falzfestigkeit3)4) 6 Zerreiß
festigkeit
kg/15 mm
MR/QR
Faltbarkeit
Erholungs
winkel		 8X104
7X104
5X104
1X10"		 8,5/20,8
7,9/19,5
7,7/16,3
5,0/10,1
Zusammensetzung der Substratschicht
PP1) PS1) FS1)		 30°
10°
0°
0°
72,5
63,8
42,5
0
Anmerkungen:
') PP: Polypropylen, PS: Polystyrol. FS: Füllstoff (CaCOe).
3) Die Falzfestigkeit wurde mit dem MIT-Prüfgerät nach der Methode von JIS (Japanese Industrial Standard) P 8115 bestimmt
4) Die Zerreißfestigkeit wurde nach der Methode von JIS P 8113 bestimmt; die Einheit betrug 1 kg/15 mm Breite.
MR: Maschinenrichtung.
QR: Querrichtung.
Vergleichsversuch B
Eine Mischung aus 85 Gewichtsprozent Polypropylen mit einem Schmelzindex von 1,5 und 15 Gewichtsprozent Calciumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 2,5 μπι wurde gründlich vermischt und dann in einem Extruder verknetet und zu einer Folie stranggepreßt, deren Dicke nach der Verfestigung 2 mm betrug. Die Folie wurde dann auf 145°C erwärmt und in Maschinenrichtung um etwa das 6,5fache der ursprünglichen Länge gereckt. Die so in einer Achsenrichtung gereckte Folie wurde dann auf beiden Seiten mit einer Harzmischung aus 45 Gewichtsprozent Polystyrol mit einem Schmelzindex von 3, 15 Gewichtsprozent Polystyrol mit einem Schmelzindex von 8 sowie 40 Gewichtsprozent Calciumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 2,5 μηι durch Strengpressen aus der Schmelze kaschiert. Es wurde ein dreischichtiges Laminat mit einer Gesamtdicke von ca. 0,8 mm erhalten Dieses Laminat wurde dann auf 160°C erwärmt und in Querrichtung um das etwa 8fache der ursprünglichen Breite gereckt.
Das so hergestellte synthetische Papier wurde untersucht, wobei die folgenden Werte gemesser wurden:
Erholungswinkel 87°
Falzfestigkeit 7 χ 104
Zerreißfestigkeit MR 8,2; QR 208
Die Zerreißfestigkeit des synthetischen Papiers ist irr wesentlichen unabhängig davon, ob das Polystyrol nui in der Trägerfolie oder auch in den Außenschichter vorhanden ist. Hingegen ist der Erholungswinke kleiner, also die Faltbarkeit besser, wenn Polystyrol ir der Trägerfolie vorhanden ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:
1. Synthetisches Papier in Form eines Laminats aus einer biaxial gereckten, polypropylen-haltigen Trägerfolie sowie mindestens einer gereckten Polypropylen-Schreibfolie, die einen feinen anorganischen Füllstoff enthält und feine Risse aufweist dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie Polystyrol in einer Menge zwischen 5 und 50 Gewichtsprozent homogen eingemischt enthält bezogen 'auf die Kunststoff-Gesamtmenge dieser Folie.
2. Synthetisches Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß auch die Schreibfolie Polystyrol in einer Menge von 5 bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf die Kunststoff-Gesamtmenge, homogen eingemischt enthält
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