DE3935643A1 - Heisskaschierbare, hochglaenzende mehrschichtfolien - Google Patents

Heisskaschierbare, hochglaenzende mehrschichtfolien

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft heißkaschierbare und hochglänzende mindestens monoaxial orientierte Mehr­ schichtfolien mit einer heißkaschierbaren Schicht zum Herstellen eines Verbundes mit verschiedenen Substraten, wie z. B. Papier, Pappe, Kartonagen, Metall- und Kunst­ stoffolien, Stoffbahnen, Gewebenetzen.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird unter einer heißkaschierbaren Schicht eine Schicht verstanden, die in Folge ihrer relativ großen Dicke geeignet ist, die Folie mit anderen Substraten zu verbinden. Derartige Substrate sind beispielsweise Prospekt- und Bucheinbän­ de, Schallplattenhüllen und Kartonverpackungen.
Mehrschichtfolien aus Polyolefinen, die eine gereckte Polypropylenschicht besitzen und mit verschiedenen heiß­ klebefähigen Stoffen, z. B. Polyethylen, Ethylenvinyl­ acetat oder Ionomeren beschichtet sind, sind z. B. bekannt aus den japanischen Offenlegungsschriften 60-1 09 834, 53-4082, US-A-4 6 29 657 und EP-A-02 63 882. Die bekannten Mehrschichtfolien weisen diverse Nachteile auf, z. B. mangelnde Verbundhaftung, Rollneigung des kaschierten Produktes und insbesondere unbefriedigende optische Eigenschaften.
Aufgabe der Erfindung war es, heißkaschierbare Mehr­ schichtfolien zur Verfügung zu stellen, die die aufge­ führten Nachteile, insbesondere die unbefriedigenden optischen Eigenschaften, nicht aufweisen und sich daher als Kaschierfolien, insbesondere für die Hochglanz­ kaschierung, eignen.
Gegenstand der Erfindung ist eine heißkaschierbare, min­ destens monoaxial orientierte Mehrschichtfolie mit einer Basisschicht I, die im wesentlichen aus Polypropylen be­ steht und wenigstens einer Außenschicht II, die im wesentlichen aus Polypropylen sowie aus bekannten Anti­ blockadditiven wie z. B. Siliziumdioxid, Calciumcarbonat, Titandioxid, sowie polymeren Antiblockadditiven, deren rheologische Eigenschaften so abgestimmt sind, daß sie in der Polypropylenmatrix eine eigene Phase ausbilden, besteht und wenigstens eine durch Wärmezufuhr heiß­ kaschierbaren Schicht III mit copolymerisierten Ethylen­ einheiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht III im wesentlichen enthält
ein Ethylenvinylacetat-Copolymer A) und wenigstens ein Copolymer B), ausgewählt aus der Gruppe
B1) Ethylenethylacrylat-Copolymer und
B2) Ethylen-Acrylsäure-Copolymer
und daß die Schicht I im wesentlichen frei von Anti­ blockmitteln ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Basis­ schicht I im wesentlichen oder vollständig aus einem Polypropylen. Vorzugsweise wird ein isotaktisches Poly­ propylen mit einer Dichte von 0,9 bis 0,91 g/cm3 und einem Schmelzflußindex von 1 bis 4 g/10 min bei 230°C/21,6 N (nach DIN 53 735) verwendet. Die Schicht I enthält Slip- und Antistatikadditive, ist aber immer frei von Antiblockadditiven.
In einer bevorzugten Ausführungsform setzt sich die Außenschicht II im wesentlichen aus Polypropylen und immer aus Antiblockadditiven zusammen. Vorzugsweise wird ein isotaktisches Polypropylen mit einer Dichte von 0,9 bis 0,91 g/cm3 und einem Schmelzflußindex von 1 bis 4 g/10 min bei 230°C/21,6 N (nach DIN 53 735) verwendet. Die Schicht II enthält im allgemeinen 0,01 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,03 bis 0,1 Gew.-% fein verteilte Antistatikadditive. Antiblockadditive sind dabei solche Additive, die nur an der Oberfläche wirksam sind. Sie unterbrechen die ebene Topographie der Polypropylen­ oberfläche und verhindern dadurch das innige Aneinander­ haften und somit ein Verblocken der Folie.
Vorzugsweise werden anorganische, mit dem Polypropylen unverträgliche Additive wie Siliziumdioxid, Calzium­ carbonat, Titandioxid und/oder Natriumaluminiumsilikat verwendet. Es kann aber auch ein organisches, unver­ trägliches Additiv fein verteilt in der Basisschicht enthalten sein, vorzugsweise polymere Teilchen aus Poly­ styrol, Polymethylmethacrylat, Polytetrafluorethylen, Polyamid und/oder Copolymeren dieser Verbindungen. Un­ verträglichkeit bedeutet dabei, daß diese Polymere eine separate Phase bilden. Sie können einen anderen Schmelz­ punkt und insbesondere einen anderen Elastizitätsmodul als das Polypropylen aufweisen.
Form und Größe einzelner Partikel der Additive sind so gewählt, daß beim Orientierungsprozeß keine oder nur kleine Vakuolen gebildet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die heiß­ kaschierbare Schicht III:
50 bis 95 Gew.-Teile, vorzugsweise 65 bis 95 Gew.-Teile des Ethylenvinylacetat-Copolymeren A
10 bis 50 Gew.-Teile, insbesondere 10 bis 35 Gew.-Teile des Ethylen-Ethylacrylat-Copolymeren B1) und/oder
5 bis 35 Gew.-Teile, vorzugsweise 8 bis 20 Gew.-Teile des Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren B2) und gegebenen­ falls
5 bis 50 Gew.-Teile eines Polybutens B3), insbesondere Polybuten-1.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die heißkaschierbare Schicht III, abgesehen von möglicherweise vorhandenen üblichen Additiven, aus den angegebenen Copolymeren A), B1), B2) und gegebenenfalls B3), wobei es sich dann bei den angegebenen Gewichts­ teilen um Gewichtsprozente handelt.
Das Ethylenvinylacetat-Copolymer A) enthält in einer bevorzugten Ausführungsform 70 bis 95, insbesondere 75 bis 95 Gew.-% polymerisierte Ethyleneinheiten, wobei in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der rest­ liche Anteil im wesentlichen oder vollständig aus poly­ merisiertem Vinylacetat besteht.
Das Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer B1) enthält in einer bevorzugten Ausführungsform im wesentlichen polymeri­ sierte Ethyleneinheiten, insbesondere wenigstens 88 Gew.-% polymerisierte Ethyleneinheiten, insbesondere 88 bis 92 Gew.-% polymerisierte Polyethyleneinheiten, wobei die rechtlichen Anteile im wesentlichen oder vollständig aus polymerisiertem Ethylacrylat bestehen.
Das Ethylen-Acrylsäure-Copolymer B2) besteht in einer bevorzugten Ausführungsform im wesentlichen aus poly­ merisierten Ethyleneinheiten, insbesondere wenigstens 85 Gew.-% polymerisierten Ethyleneinheiten, besonders bevorzugt zu 85 bis 95 Gew.-% aus polymerisierten Ethyleneinheiten, wobei die restlichen Anteile im wesentlichen oder vollständig aus polymerisierter Acrylsäure bestehen.
Das Ethylenvinylacetat-Copolymer A hat vorzugsweise einen Schmelzflußindex von 0,1 bis 15 g/10 min bei 230°C und 21,6 N (DIN 53 735), besonders bevorzugt von 0,3 bis 8 g/10 min bei 230°C und 21,6 N.
Die Mehrschichtfolie kann in den einzelnen Schichten die üblichen Additive und Hilfsmittel, wie z. B. Gleitmittel und Antistatika, enthalten.
Basisschicht I enthält keine Antiblockadditive, Außen­ schicht II enthält immer Antiblockadditive.
Antiblockadditive stören die optischen Eigenschaften einer Folie. Optische Störungen treten insbesondere an den Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Polymeren auf. Durch Bereitstellen der erfindungsgemäßen Folie ist es gelungen, die Antiblockadditive in nur eine Außen­ schicht II zu legen und dadurch die Basisschicht I frei von Antiblockadditiven zu halten. Dadurch ergibt sich eine hervorragende Transparenz der Folie.
Die Grenzschicht zwischen den verschiedenen Polymeren der Basisschicht I und der Thermokaschierschicht III ist frei von Störstellen, wodurch die optischen Eigenschaf­ ten zusätzlich verbessert werden.
Die erfindungsgemäßen Mehrschichtfolien eignen sich daher besonders als Hochglanzkaschierfolien zum Her­ stellen von Papier- und Kartonverbunden zur Veredlung grafischer Erzeugnisse wie Buch, Schallplatten, CD-, Prospekteinbände etc., die auch genutet und geprägt werden können.
Die erfindungsgemäßen Mehrschichtfolien können nach üblichen Verfahren wie Laminierung, Beschichtung, Schmelzextrusion oder Schmelzcoextrusion produziert werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Mehrschichtfolien nicht nur einmal sondern biaxial gereckt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Basis­ schicht I und die Außenschicht II coextrudiert und in einer Richtung gereckt, wobei anschließend an die Reckung eine Laminierung oder Extrusion der heiß­ kaschierbaren Schicht III erfolgt.
Anschließend wird die so erhaltene Mehrschichtfolie noch einmal gereckt, vorzugsweise in die Richtung, in der noch keine Reckung vorliegt.
Die einzelnen Bestandteile der heißkaschierbaren Schicht III werden vorzugsweise in einer Verfahrensstufe zusammengegeben, aufgeschmolzen und auf die Basisfolie I so aufgetragen, daß die Schicht II außen liegt.
Die erfindungsgemäßen Mehrschichtfolien werden min­ destens monoaxial, bevorzugt biaxial gereckt, wobei die Längsreckung vorzugsweise im Verhältnis 5:1 bis 7:1 und die Querreckung im Verhältnis 7:1 bis 10:1 vorgenommen wird.
In den erfindungsgemäßen Mehrschichtfolien hat die Poly­ propylenbasisschicht I im allgemeinen eine Dicke von 8 bis 50 µm, vorzugsweise 12 bis 20 µm, die Polypropylen­ außenschicht II vorzugsweise eine Dicke von 0,6 bis 3 µm und die Thermokaschierschicht im allgemeinen eine Dicke von 5 bis 17 µm, vorzugsweise 7 bis 13 µm.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Mehrschichtfolie, dadurch gekennzeichnet, daß eine Basisschicht I mit einer durch Wärmezufuhr aktivierbaren Schicht III ver­ sehen wird.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Verbunden aus beliebigen Substraten und einer erfindungsgemäßen Folie, dadurch gekennzeichnet, daß man das Substrat und die Folie unter Wärmeent­ wicklung und vorzugsweise nur geringem Druck zusammen­ führt, wobei die Schicht III der erfindungsgemäßen Folie dem Substrat zugewandt ist. Bei den Substraten handelt es sich vorzugsweise um Materialien, die üblicherweise für die Hochglanzkaschierung verwendet werden, wie z. B. Papier, Pappe, Karton, aber auch Folien, insbesondere Kunststoff- oder Metallfolien.
Beispiel A
Eine heißkaschierbare Schicht III mit den in Tabelle 1 angegebenen Bestandteilen wird auf eine monoaxial ge­ reckte Basisfolie aus Polypropylen der Dichte 0,905 g/cm3 und dem Schmelzindex von 3,3 g/10 min bei 230°C/21,6 N aufgetragen und anschließend gereckt, so daß eine Verbundfolie mit einer Längsreckung im Ver­ hältnis 5:1 und einer Querreckung im Verhältnis 10:1 erhalten wird.
Die Basisfolie setzt sich aus einer Außenschicht II von 1,5 µm Dicke, die aus Polypropylen der Dichte 0,905 g/cm3 und dem Schmelzindex von 3,3 g/10 min bei 230°C/21,6 N sowie einem Zusatz von 600 ppm Siliziumdi­ oxid mit einer mittleren Korngröße von 4 µm besteht, und einer Kernschicht I aus o.g. Polypropylen ohne Anti­ blockadditive zusammen. Die Basisfolie, die sich aus den Schichten I + II zusammensetzt, hat insgesamt eine Dicke von 15 µm und die heißkaschierbare Schicht eine Dicke von 7 µm.
Vergleichsbeispiel B
Eine heißkaschierbare Schicht III mit den in Tabelle 1 angegebenen Bestandteilen wird auf eine monoaxial ge­ reckte Basisfolie aus Polypropylen der Dichte 0,905 g/cm3 und dem Schmelzindex von 3,3 g/10 min bei 230°C/21,6 N aufgetragen und anschließend gereckt, so daß eine Verbundfolie mit einer Längsreckung im Ver­ hältnis 5:1 und einer Querreckung im Verhältnis 10:1 erhalten wird.
Die Basisfolie ist einschichtig und homogen aufgebaut und enthält 600 ppm Siliziumdioxid mit einer mittleren Korngröße von 4 µm gleichmäßig verteilt.
Die Basisfolie hat eine Dicke von 15 µm und die heiß­ kaschierbare Schicht eine Dicke von 7 µm.
Tabelle 1
Tabelle 2
Die erfindungsgemäße Folie aus Beispiel A zeigt gegen­ über dem Vergleichsbeispiel B insbesondere bei den Wer­ ten deutlich bessere optische Eigenschaften, die außer­ ordentlich wichtig für die Hochglanzkaschierung sind.
Der Glanz ist bei der erfindungsgemäßen Folie um mehr als 3 Glanzeinheiten höher, die Trübung hat sich um 1,3 Prozentpunkte verringert.
Meßverfahren
Zur Messung der optischen Eigenschaften wurden die zu untersuchenden Folien mit ihren Thermokaschierschichten gegen sich selbst bei einer Temperatur von 105°C und einem Anpreßdruck (Liniendruck) von 180 N/cm kaschiert.
Die angegebenen Werte sind Mittelwerte aus jeweils fünf Messungen beider Seiten.
Prüfvorschriften:
1) ASTM D 2457,
2) ASTM D 1003.

Claims (10)

1. Heißkaschierbare, mindestens monoaxial orientierte Mehrschichtfolie mit einer Basisschicht I, die im wesentlichen aus Polypropylen besteht und wenig­ stens einer Außenschicht II, die im wesentlichen aus Polypropylen mit wenigstens einem Antiblock­ additiv besteht und wenigstens einer durch Wärme­ zufuhr heißkaschierbaren Schicht III mit copoly­ merisierten Ethyleneinheiten, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schicht III im wesentlichen enthält
ein Ethylenvinylacetat-Copolymer A) und wenigstens ein Copolymer B, ausgewählt aus der Gruppe
B1) Ethylenethylacrylat-Copolymer und
B2) Ethylen-Acrylsäure-Copolymer
und daß die Schicht I im wesentlichen frei von Antiblockmitteln ist.
2. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Antiblockadditiv Siliziumdioxid, Calciumcarbonat, Titandioxid oder ein Polymer ver­ wendet wird.
3. Mehrschichtfolie nach wenigstens einer der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Außenseiten Corona vorbehandelt sind.
4. Folien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht I eine Dicke von 10 bis 30 µm, die Außenschicht II eine Dicke von 0,6 bis 3 µm und die Thermokaschierschicht III eine Dicke von 7 bis 20 µm hat.
5. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schicht III im wesentlichen ent­ hält
ein Ethylenvinylacetat-Copolymer A) und wenigstens ein Copolymer B ausgewählt aus der Gruppe
B1) Ethylenethylacrylat-Copolymer und
B2) Ethylen-Acrylsäure-Copolymer.
6. Mehrschichtfolie gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schicht II enthält
50 bis 95 Gew.-Teile Copolymer A
10 bis 50 Gew.-Teile Copolymer B1 und/oder
5 bis 35 Gew.-Teile Copolymer B2.
7. Folie nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
Copolymer A zu wenigstens 70 Gew.-% aus copoly­ merisierten Ethyleneinheiten besteht,
Copolymer B1 zu wenigstens 88 Gew.-% aus copoly­ merisierten Ethyleneinheiten besteht und
Copolymer B2 zu wenigstens 85 Gew.-% aus copoly­ merisierten Ethyleneinheiten besteht.
8. Folien nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schicht III zusätzlich ein Polybuten B3 enthalten ist.
9. Verfahren zur Herstellung von Verbunden aus be­ liebigen Substraten und einer Folie, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man das Substrat und eine Folie gemäß Anspruch 1 unter Wärme- und Druckeinwirkung zusammenführt, wobei die Schicht III dem Substrat zugewandt ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat Papier, Pappe, Kunststoff, Metall, Holz, Stoff, Gewebe, Vlies, pflanzliche Produkte oder Netz ist.
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