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Dokumentenidentifikation DE19937773A1 15.02.2001
Titel Heißkaschierbare Mehrschichtfolie
Anmelder Wolff Walsrode AG, 29664 Walsrode, DE
Erfinder Sperlich, Bernd, Dipl.-Chem. Dr., 29664 Walsrode, DE;
Schwarz, Willi, 29699 Bomlitz, DE
Vertreter Zobel, M., Dipl.-Chem. Dr., Pat.-Anw., 51061 Köln
DE-Anmeldedatum 10.08.1999
DE-Aktenzeichen 19937773
Offenlegungstag 15.02.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.02.2001
IPC-Hauptklasse B32B 27/32
IPC-Nebenklasse B32B 27/06   C08L 31/04   
Zusammenfassung Heißkaschierbare, mindestens monoaxial orientierte Mehrschichtfolie mit einer Basisschicht 1, die im wesentlichen aus Polypropylen besteht, einer Außenschicht II, die ebenfalls im wesentlichen aus Polypropylen besteht, und einer durch Wärmezufuhr heißkaschierbaren Außenschicht III, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht III im wesentlichen aus einem Ethylenvinylacetat-Copolymeren A und einem Ethylenvinylacetat-Copolymeren B besteht und diese beiden Ethylenvinylacetat-Copolymeren einen unterschiedlichen Vinylacetatgehalt aufweisen.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft heißkaschierbare und hochglänzende mindestens monoaxial orientierte Mehrschichtfolien mit einer heißkaschierbaren Schicht zum Herstellen eines Verbundes mit verschiedenen Substraten, wie z. B. Papier, Pappe, Kartonagen, Metall- und Kunstofffolien, Stoffbahnen, Gewebenetzen.

Mehrschichtfolien aus Polyolefinen, die eine gereckte Polypropylenschicht besitzen und mit verschiedenen heißklebefähigen Stoffen, z. B. Polyethylen, Ethylenvinylacetat oder Ionomeren beschichtet sind, sind z. B. bekannt aus den japanischen Offenlegungsschriften 60-109 834, 53-4082, US-A-4 629 657 und EP-A-0 263 882. Die bekannten Mehrschichtfolien weisen diverse Nachteile auf, z. B. mangelnde Verbundhaftung, Rollneigung des kaschierten Produktes und insbesondere unbefriedigende optische Eigenschaften. Ein weiterer Nachteil ist die Blockneigung der Folie auf der Rolle, was die Verarbeitbarkeit beeinträchtigt. EP 0 424 761 B1 beschreibt eine Folie mit guter Verbundhaftung und geringer Blockneigung, die optischen Eigenschaften dieser Folie entsprechen jedoch nicht den heutigen Anfordernissen.

Aufgabe der Erfindung war es, heißkaschierbare Mehrschichtfolien zur Verfügung zu stellen, die die aufgeführten Nachteile, insbesondere die unbefriedigenden optischen Eigenschaften und die Blockneigung auf der Rolle, nicht aufweisen und sich daher als Kaschierfolien, insbesondere für die Hochglanzkaschierung, eignen.

Überraschenderweise gelang dies durch Bereitstellen einer mindestens monoaxial orientierten Folie der eingangs genannten Gattung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Basisschicht I, die im wesentlichen aus Polypropylen besteht, eine Außenschicht II, die ebenfalls im wesentlichen aus Polypropylen besteht, und eine durch Wärmezufuhr heißkaschierbare Außenschicht III enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht III im wesentlichen aus einem Ethylenvinylacetat-Copolymeren A und einem Ethylenvinylacetat-Copolymeren B besteht und diese beiden Ethylenvinylacetat-Copolymeren einen unterschiedlichen Vinylacetatgehalt aufweisen.

Die Basisschicht I besteht im wesentlichen oder vollständig aus einem Polypropylen. Vorzugsweise wird ein isotaktisches Polypropylen mit einer Dichte von 0,90 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. Des weiteren kann die Basisschicht I Gleitmittel und Antistatikadditive enthalten.

Gleitmittel sind höhere aliphatische Säureamide, höhere aliphatische Säureester, Wachse und Metallseifen sowie Polydimethylsiloxane. Die wirksame Menge an Gleitmittel liegt im Bereich von 0,01 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,02 bis 1 Gew.-%. Besonders geeignet ist der Zusatz von höheren aliphatischen Säureamiden im Bereich von 0,01 bis 0,25 Gew.-%. Ein insbesondere geeignetes aliphatisches Säureamid ist Erucasäureamid.

Bevorzugte Antistatikadditive sind Alkali-alkansulfonate, polyethermodifizierte, d. h. ethoxylierte und/oder propoxylierte Polydiorganosiloxane (Polydialkylsiloxane, Polyalkylphenylsiloxane und dergleichen) und/oder die im wesentlichen geradkettigen und gesättigten aliphatischen, tertiären Amine mit einem aliphatischen Rest mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, die mit ω-Hydroxy-(C1-C4)-alkyl-Gruppen substituiert sind, wobei N,N-bis-(2-hydroxyethyl)-alkylamine mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, im Alkylrest besonders geeignet sind. Die wirksame Menge an Antistatikum liegt im Bereich von 0,05 bis 0,5 Gew.-%. Des weiteren ist Glycerinmonostearat geeignet und wird in einer Menge von 0,03% bis 0,5 Gew.-% als Antistatikum eingesetzt.

Die Außenschicht II besteht ebenfalls im wesentlichen aus Polypropylen. Vorzugsweise wird ein isotaktisches Polypropylen mit einer Dichte von 0,90 bis 0,91 g/cm3 und einem Schmelzflußindex von 1 bis 10 g/10 min bei 230°C/21,6 N (nach DIN 53 735) verwendet. Die Außenschicht II enthält vorzugsweise 0,02 bis 1,0% Antiblockmittel, besonders bevorzugt 0,05 bis 0,2%. Geeignete Antiblockmittel sind anorganische Zusatzstoffe wie Siliciumdioxid, Calciumcarbonat, Magnesiumsilicat, Aluminiumsilikat, Calciumphosphat und dergleichen und/oder unverträgliche organische Polymerisate wie Polyamide, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyester, Polycarbonate und dergleichen, bevorzugt wird Siliciumdioxid eingesetzt. Der Gehalt an Antiblockmittel liegt im Bereich von 0,05 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 Gew.-%. Die mittlere Teilchengröße liegt zwischen 1 und 6 µm, insbesondere 2 und 5 µm.

In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Ethylenvinylacetat-Copolymer A einen Vinylacetatgehalt von 10 bis 30% und das Ethylenvinylacetat-Copolymer B einen Vinylacetatgehalt von 1 bis 10%. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat das Ethylenvinylacetat-Copolymer A einen Gehalt an polymerisierten Vinylacetat-Einheiten von 15 bis 25 Gew.-% und das Ethylenvinylacetat- Copolymer B einen Gehalt an polymerisierten Vinylacetat-Einheiten von 3 bis 7 Gew.-%. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil des Ethylenvinylacetat-Copolymeren A in der Außenschicht III 60 bis 95% und der Anteil des Ethylenvinylacetat-Copolymeren B in der Außenschicht III 5 bis 40%. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil des Ethylenvinylacetat- Copolymeren A in der Außenschicht III 70 bis 90% und der Anteil des Ethylenvinylacetat-Copolymeren B in der Außenschicht III 10 bis 30%.

Die MFI-Werte der beiden Ethylenvinylacetat-Copolymeren A und B liegen bevorzugt zwischen 1 und 30 g/10 min (ASTM D 1238). Der MFI des Ethylenvinylacetat- Copolymeren A liegt besonders bevorzugt zwischen 10 und 30 g/10 min (ASTM D 1238) und der MFI des Ethylenvinylacetat-Copolymeren B liegt besonders bevorzugt zwischen 4 und 15 g/10 min (ASTM D 1238).

Die erfindungsgemäßen Mehrschichtfolien eignen sich besonders als Hochglanzkaschierfolien zum Herstellen von Papier- und Kartonverbunden und zur Veredelung grafischer Erzeugnisse, wie Bücher, CD- und Prospekteinbände, die auch geprägt werden können.

Die erfindungsgemäßen Mehrschichtfolien können nach üblichen Verfahren wie Laminierung, Beschichtung, Schmelzextrusion oder Schmelzcoextrusion produziert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Basisschicht I und die Außenschicht II coextrudiert und in einer Richtung gereckt, wobei anschließend an die Reckung eine Laminierung oder Extrusion der heißkaschierbaren Schicht III erfolgt. Anschließend wird die so erhaltene Mehrschichtfolie noch einmal gereckt, vorzugsweise in die Richtung, in der noch keine Reckung vorliegt.

Die erfindungsgemäßen Mehrschichtfolien werden mindestens monoaxial, bevorzugt biaxial gereckt, wobei die Reckung in Maschinenlaufrichtung vorzugsweise im Verhältnis 5 : 1 bis 7 : 1 und quer zur Maschinenlaufrichtung im Verhältnis 7 : 1 bis 10 : 1 vorgenommen wird.

In den erfindungsgemäßen Mehrschichtfolien hat die Basisschicht I im allgemeinen eine Dicke von 8 bis 50 µm, vorzugsweise 12 bis 20 µm, die Außenschicht II vorzugsweise eine Dicke von 0,6 bis 3,0 µm und die thermokaschierbare Außenschicht III im allgemeinen eine Dicke von 5 bis 20 µm, vorzugsweise 7 bis 15 µm.

Die erfindungsgemäßen Folien können ein- oder beidseitig einer Corona Vorbehandlung unterzogen werden.

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 Wärme- und Druckeinwirkung zusammenführt, wobei die thermokaschierbare Außenschicht III 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, Kunststoff, Metall, Holz, Gewebe, Vlies, pflanzliche Produkte, aber auch Folien, insbesondere Kunststoff oder Metallfolien.

Prüfmethoden Abwickelverhalten

Das Abwickelverhalten wurde am gefertigten Rollenmuster untersucht. Dabei wurde die Folie auf eine Liegebreite von ca. 250 mm auf einer Länge von 20 m aufgewickelt. Es ergab sich hierdurch ein Rollengewicht inklusive der Aufwickelhülse von ca. 1,5 kg. Die Abwickelbarkeit wurde in die folgenden Kategorien eingeteilt:

  • 1. Abwicklung durch Rolleneigengewicht (+):

    Fixiert man das lose Ende des Rollenmusters und läßt man dann das Muster hängen, so rollt sich die gefertigte Folie durch die eigene Gewichtskraft ab.
  • 2. Abwicklung durch zusätzlichen Zug möglich (o):

    Ein Abrollen durch das Rolleneigengewicht ist zwar nicht möglich, jedoch läßt sich die Folie ohne Überdehnungen oder Abrisse abwickeln.
  • 3. Rolle verblockt (-):

    Ein Abrollen der Folie, ohne dieselbe stark zu deformieren oder zu zerstören, ist nicht möglich.

Verbundhaftung

Die Verbundhaftung der Folien wurde in einem Kaschierversuch untersucht. Hierzu wurden die zu untersuchenden Folien auf einer Thermokaschiermaschine der Fa. Billhöfer mit einem schwarz bedruckten Papierbogen kaschiert. Als Prozeßbedingungen wurde hierbei eine Kaschiertemperatur von ca. 120°C, ein Kaschierzylinderdruck von 150 bar und eine Kaschiergeschwindigkeit von von 5 m/min gewählt. Aus diesen gefertigten Mustern werden in Laufrichtung Prüfstreifen mit einer Breite von 15 mm geschnitten. An diesen Streifen wird die Verbundhaftung durch Abzug unter einem Winkel von 90° und Aufnahme der Abzugskraft gemessen.

Glanz

Zur Messung des Glanzes wird ein kaschiertes Muster mit einem schwarz bedruckten Papierbogen wie bei der Bestimmung der Verbundhaftung hergestellt. An diesem Muster wird die Glanzmessung in Anlehnung an die DIN 67 530 bei einem Winkel von 20° durchgeführt. Als Glanz wird der regulär reflektierte Lichtanteil, bezogen auf einen unter einem Winkel von 20° zum Lot einfallenden Lichtstrahl bezeichnet. Der Glanz wird in Glanzeinheiten (GE) angegeben, die auf einen Schwarzglasstandard bezogen werden. Der Wert des Oberflächenglanzes sollte möglichst hoch sein.

Beispiele Beispiel 1

Eine heißkaschierbare Schicht III mit den in Tabelle 1 angegebenen Bestandteilen wird auf eine monoaxial gereckte Basisfolie aus Polypropylen der Dichte 0,91 g/cm3 und dem Schmelzindex von 3,0 g/10 min bei 230°C/21,6 N aufgetragen und anschließend gereckt, so daß eine Verbundfolie mit einer Längsreckung im Verhältnis 5 : 1 und einer Querreckung im Verhältnis 10 : 1 erhalten wird.

Die Basisfolie setzt sich aus einer Außenschicht II von 1,0 µm Dicke, die aus Polypropylen der Dichte 0,91 g/cm3 und dem Schmelzindex von 3,0 g/10 min bei 230°C/21,6 N sowie einem Zusatz von 0,1% Siliziumdioxid mit einer mittleren Korngröße von 4 µm besteht, und einer Kernschicht I aus o. g. Polypropylen zusammen. Die Folie, die sich aus den Schichten I und II zusammensetzt, hat insgesamt eine Dicke von 15 µm und die heißkaschierbare Schicht III eine Dicke von 10 µm.

Beispiel 2

Verfahren und Zusammensetzung der Schichten I und III wie bei Beispiel 1. Die Außenschicht II enthält kein Antiblockadditiv.

Vergleichsbeispiele 3-5

Verfahren und Zusammensetzung der Schichten I und II wie bei Beispiel 1 (Außenschicht II mit 0,1% Siliziumdioxid als Antiblockadditiv). Die Zusammensetzung der thermokaschierbaren Außenschicht III ist aus Tabelle 1 ersichtlich. Tabelle 1



Tabelle 2



Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Folien aus den Beispielen 1 und 2 gegenüber den Vergleichsbeispielen deutliche Verbesserungen bezüglich ihrem Abwickelverhalten, der Verbundhaftung und dem Glanz zeigen. Vergleichsbeispiel 3 weist zwar akzeptable Werte für Abwickelverhalten und Glanz auf, die Verbundhaftung ist hier jedoch unzureichend. Bei Vergleichsbeispiel 4 entspricht der Glanz nicht den heutigen Anforderungen und bei Vergleichsbeispiel 5 verblockt die Folie und läßt sich nicht abwickeln.


Anspruch[de]
  1. 1. Heißkaschierbare, mindestens monoaxial orientierte Mehrschichtfolie mit einer Basisschicht I, die im wesentlichen aus Polypropylen besteht, einer Außenschicht II, die ebenfalls im wesentlichen aus Polypropylen besteht, und einer durch Wärmezufuhr heißkaschierbaren Außenschicht III, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht III im wesentlichen aus einem Ethylenvinylacetat-Copolymeren A und einem Ethylenvinylacetat-Copolymeren B besteht und diese beiden Ethylenvinylacetat-Copolymeren einen unterschiedlichen Vinylacetatgehalt aufweisen.
  2. 2. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ethylenvinylacetat-Copolymer A einen Gehalt an polymerisierten Vinylacetat-Einheiten von 10 bis 30 Gew.-% und das Ethylenvinylacetat-Copolymer B einen Gehalt an polymerisierten Vinylacetat-Einheiten von 1 bis 10 Gew.-% aufweist.
  3. 3. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ethylenvinylacetat-Copolymer A einen Gehalt an polymerisierten Vinylacetat-Einheiten von 15 bis 25 Gew.-% und das Ethylenvinylacetat-Copolymer B einen Gehalt an polymerisierten Vinylacetat-Einheiten von 3 bis 7 Gew.-% aufweist.
  4. 4. Folie nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Ethylenvinylacetat-Copolymeren A in der Außenschicht III 60% bis 95% beträgt und der Anteil des Ethylenvinylacetat-Copolymeren B in der Außenschicht III 5% bis 40% beträgt.
  5. 5. Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Ethylenvinylacetat-Copolymeren A in der Außenschicht III 70% bis 90% beträgt und der Anteil des Ethylenvinylacetat-Copolymeren B in der Außenschicht III 10% bis 30% beträgt.
  6. 6. Folie nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht II Antiblockadditive enthält.
  7. 7. Folie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Antiblockadditiven in Außenschicht II zwischen 0,02 und 1,0 Gew.-% beträgt.
  8. 8. Folie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Antiblockadditiven in Außenschicht II zwischen 0,05 und 0,2 Gew.-% beträgt.
  9. 9. Folie nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antiblockadditiv Siliziumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 2 bis 5 µm ist.
  10. 10. Verfahren zur Herstellung von Verbunden aus beliebigen Substraten und einer Folie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Substrat und die Folie unter Wärme- und Druckeinwirkung zusammenführt, wobei die Schicht III dem Substrat zugewandt ist.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat Papier, Pappe, Kunststoff, Metall, Holz, Gewebe, Vlies, pflanzliche Produkte oder Netz ist.






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