CH366147A - Verfahren zur Herstellung von nichttextilen, verstreckten Gebilden aus Kunststoffen - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur Herstellung von nichttextilen, verstreckten Gebilden aus Kunststoffen
Es ist bekannt, dass Gebilde aus hochmolekularen thermoplastischen kristallisierenden Stoffen, wie   Poly-    amiden, Polyurethanen, Polyestern und   Polycarbona-    ten, durch Verstrecken bei Temperaturen unterhalb ihres Erweichungspunktes orientiert werden können, wobei die Fadenmoleküle parallel zur   Streckrichtung    ausgerichtet und die physikalischen Eigenschaften, insbesondere die Reissfestigkeit, wesentlich verbessert werden.



   Die Verstreckung kann im allgemeinen bei Raumtemperatur oder bei höheren Temperaturen durchgeführt werden. Je nach den Eigenschaften der   Kunst-    stoffe, insbesondere ihrer Neigung zum Kristallisieren und, wie   am Beispiel gewisserkristallisierend'er Polycar-    bonate festgestellt werden konnte, der Lage ihrer Einfriertemperatur, gibt es jedoch für manche Kunststoffe einen bestimmten Temperaturbereich bzw. eine maximale Temperatur, bei der dieses Verstrecken am besten gelingt und zu den   günstigsben    Ergebnissen führt. Bei den erwähnten Polycarbonaten z. B. liegt dieser Temperaturbereich in der Nähe und   insbeson-    dere oberhalb der Einfriertemperatur und unterhalb des Schmelzpunktes, vergleiche   schweizerisches    Patent Nr. 355 944.



   Die   Kristallisationsfähigkeit    dieser Polymeren bringt es mit sich, dass der verstreckte orientierte   Zu-    stand durch eine gleichzeitig verlaufende Kristallisation fixiert wird, so dass er auch bei höheren Temperaturen erhalten bleibt, während nicht   kristallisie-    rende, durch Verstrecken orientierte Kunststoffe bei höheren Temperaturen unter entsprechender Dimen  sionsänderung    wieder ganz oder teilweise in den unvcrstreckten Zustand zurückkehren.



   Beim   Längsverstrecken    von Filmen, Folien und Streifen, deren Abmessungen nach zwei Richtungen hin ausgeprägt sind, erfahren diese Gebilde eine starke   Breitenschrumpfung.    Dabei tritt in der Streckrichtung in der Regel eine wesentliche Verbesserung der physikalischen Eigenschaften gegenüber dem Aus  gangszustand    ein, während sich diese Eigenschaften in der   Querrichtu. n haufig verschlechter. n. Die    Gebilde neigen dann z. B. zum Aufsplittern parallel zur   Streckrichtung.    Filme, Folien und Streifen werden deshalb häufig längs und quer verstreckt, wobei das Recken in beiden Richtungen gleichzeitig oder nacheinander erfolgen kann.

   Hierzu sind jedbch umständliche und komplizierte technische   Hilfsmittel erfor-      derlich.   



   Es wurde nun gefunden, dass das Verstrecken von Filmen, Folien oder Streifen aus thermoplastischen, kristallisierenden Kunststoffen, insbesondere Polycarbonaten, auf technisch besonders einfache und vorteilhafte Weise so durchgeführt   werden kann, dSass    man solche Gebilde zur Verstreckung quer über eine temperierte Kante zieht. Je nach dem Radius dieser Kante und der Grösse des Winkels (Anpresskraft) erfahren die   darübergleitenden    Gebilde eine mehr oder weniger kurzzeitige Temperaturerhöhung und   gleich-    zeitige Bremsung. Diese beiden Effekte haben zur Folge,   dlass    die Verstreckung erst an der Kante eintritt und dass praktisch keine oder nur eine sehr mässige Breitenschrumpfung eintritt.

   Durch diese Ver  fahrensweise    erhält man daher annähernd die gleichen Ausmasse der   Gebi4^de,    die man erhalten würde, wenn man die Gebilde zunächst nur in einer Richtung ge  reckt    und danach durch Recken in der dazu senkrechten Richtung wieder auf ihre ursprüngliche Breite gebracht oder gleichzeitig in zwei Richtungen derart gereckt hätte, dass die Gebilde ihre Breite im   wesent-    lichen nicht verändert hätten.



   Da die so erzeugte Streckkraft in der Regel nicht ausreichen wird, um eine Verstreckung oder einen ge   nügenden      Verstreckungsgrad hervorzubringen,    kann man den Gebilden zweckmässig eine entsprechend bemessene Vorspannung geben, z. B. indem man sie in bekannter Weise von einer entsprechend   abgebrem-    sten Abwickelspule zu einer angetriebenen   Aufwik-    kelspule führt und die erwähnte Kante zwischen diesen Spulen derart anordnet, dass die   darübergezogenen    Gebilde abgewinkelt werden.



   Um den über die Kante gleitenden Gebilden in ihrer Berührungslinie mit der Kante die maximale   Strecktemperatur    mitzuteilen, wird die Kante auf einen entsprechenden   Wärmegrad,    das heisst   prak-    tisch vorteilhaft auf einen   Wärmegrad    etwas oberhalb der maximalen Strecktemperatur temperiert.



   Die Erreichung der maximalen   Strecktemperatur    in der Berührungslinie der Gebilde mit der Kante kann, insbesondere bei dickeren Gebilden,, gegebenenfalls noch dadurch unterstützt werden, dass man den Gebilden in der Strecklinie, gegebenenfalls kurz davor, auch von der der Kante zugewandten Seite aus Wärme zuführt oder Wärme davon ableitet,   z.    B. durch Anbringen einer entsprechend temperierten zweiten, die Gebilde jedoch nicht berührenden Kante oder durch Bestrahlung mit   Ultrarot.   



   Liegt die maximale Strecktemperatur   verhältnis-    mässig hoch bzw. niedrig, so ist es zweckmässig, die Gebilde, bevor sie die temperierte Kante erreichen, auf eine nahe unterhalb der maximalen   Strecktem-      peratur    liegende Temperatur vorzuwärmen oder vor  zukühlen.   



   In manchen Fällen, insbesondere dann, wenn die maximale   Strecktemperatur    nicht hoch liegt, kann es weiterhin zweckmässig sein, die Gebilde unmittelbar nach Passieren der Kante zu kühlen, z. B. durch Begasen mit kalter Luft oder einem kalten Inertgas oder durch Einwirken einer Kühlflüssigkeit.



   Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung, von der auf der Zeichnung schematisch ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist.



   Sie weist eine gegebenenfalls gebremste   Abwik-    kelspule 1, eine angetriebene Aufwickelspule 2 und eine dazwischen derart angeordnete temperierte Kante 3 auf, dass das von der Spule 1 zur Spule 2 laufende Gebilde über dieser Kante 3 abgewinkelt wird. Der Winkel kann durch eine auf die Gebilde wirkende, zwischen der Kante 3 und der Aufwickelspule 2 angeordnete, verstellbare Spannrolle 4 reguliert werden. Die Vorrichtung kann ferner zur zusätzlichen Wärmezuführung eine der Kante 3 zugewandte, entsprechend temperierte Kante 5 enthalten, die zweckmässig zur Kante 3 hin und parallel zur Laufrichtung der Gebilde verschiebbar angeordnet ist. Schliesslich kann zur   Vortemperierung der    Gebilde zwischen der Abwickelspule 1 und der Kante 3 eine   Vorwärme-    bzw.

   Vorkühleinrichtung 6 und zwischen Kante 3 und Aufwickelspule 2 eine Kühleinrichtung 7 vorgesehen sein.



   Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens und der dargestellten Vorrichtung ist der   Streckprozess    besonders sicher und genau beherrschbar. Insbesondere lässt sich innerhalb der naturgegebenen Grenzen jeder beliebige   Streckgrad einhalten, denn die    Eigenschaften der verstreckten Gebilde, so insbesondere der Querschnitt und die Dicke, die Reissfestigkeit, die   Querfestigkeit    und die Dehnung, hängen in starkem Masse von dem Streckgrad ab, so dass es häufig erwünscht ist, einen bestimmten   Streckgrad    einzuhalten und damit Gebilde mit bestimmten Eigenschaften herzustellen, Es gelingt so leicht, Gebilde mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften längs und quer zur   Streckrichtung herzustellen.   



   Als weiterer wesentlicher Vorteil kommt hinzu, dass die Verstreckung über die gesamte Breite dieser Gebilde hin besonders gleichmässig verläuft.



   Beispiel 1
Ein Streifen aus hochmolekularem, linearem 2, 2 (4',   4"-Dioxy-diphenyl-propan-Polycarbonat    (Einfriertemperatur   152 )    wird erfindungsgemäss verstreckt.



  Die Daten des Versuchs sind folgende : Dicke des   Ausgangsstreifens      100 sot    Breite des   Ausgangsstreifens    40 mm Reissfestigkeit (längs) des Aus   gangsstreifens 5 8, 5 kg (mm' Querfestigkeit 6, 8 kg ;'mm2    Länge der   Vorheizeinrichtung    500 mm   Vorheiztemperatur    165  Radius der Kante 1 mm Temperatur der Kante   210     Winkel des Streifens nach der
Kante zur Verlängerung des
Streifens vor der Kante   35-40     Verstreckkraft zwischen Abwickel und Aufwickelspule    0, 15    kg   Verstreckgeschwindigkeit    1, 2   mimi.   



     Verstreckungsverhältnis    1 : 14, 5 Dicke des Streifens nach dem Verstrecken   5, u    Breite des Streifens nach dem Ver strecken, das heisst die Breiten schrumpfung beträgt 7, 5  /o gegenüber z. B. etwa   70 /o    bei
Verstrecken des Streifens bei
160  ohne Anwendung einer
Kante 37 mm Reissfestigkeit (längs) nach dem
Verstrecken 30-36   kg/MM2      Querfestigkeit 5,    1   kgmm2   
Beispiel 2
Ein Streifen aus dem gleichen Polycarbonat wie bei Beispiel 1 wird erfindungsgemäss verstreckt.

   Die Daten des Versuchs sind folgende :  Dicke des Streifens vor dem Ver strecken   200,    u Breite des Streifens vor dem Ver strecken 35 mm Reissfestigkeit (längs) vor dem Ver    strecken-8,    5   kgJmm2      Querfestigkeit    vor dem   Verstrecken ¯ 6,

      8 kg/mm2 Länge der   Vorheizeinrichtung    500 mm   Vorheiztemperatur    200  Radius der Kante 1 mm Temperatur der Kante   182     Winkel des Streifens nach der Kante zur Verlängerung des Strei fens vor der Kante   35-40     Temperatur der Gegenkante   170     Abstand der Gegenkante vom
Streifen 2 mm Versetzung der Achse der Gegen kante von der Achse der Unter kante in Richtung Abwickel spule 6 mm   Verstreckkraft    zwischen   Abwickel-    und Aufwickelspule 2, 4 kg   Verstreckgeschwindigkeit    0, 6   m/min.   



  Verstreckungsverhältnis 1 : 4, 7 Dicke des Streifens nach dem Ver strecken   45,    u Breite des Streifens nach dem Ver strecken, das heisst die Breiten schrumpfung betrÏgt 6% gegenüber z. B. etwa   60, 0/o    bei Verstrecken des Streifens bei
170  ohne Anwendung einer
Kante 33 mm

Claims (1)

1. Reissfestigkeit (längs) nach dem Verstrecken ¯ 20 kg/mm2 Querfestigkeit nach dem Ver strecken ¯ 7 kg/mm2 PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von nichttextilen verstreckten Filmen, Folien oder Streifen aus hochmole- kularen, thermoplastischen, kristallisierenden Kunst- stoffen, dadurch gekennzeichnet, dass man diese Gebilde zur Verstreckung quer über eine temperierte Kante zieht.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass mam Gebilde aus Polycarbonaten bei einer Temperatur verstreckt, die in der Nahe der Einfriertemperatur der Polycarbonate liegt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Gebnl, de aus Polycarbonaten bei einer Temperatur verstreckt, die oberhalb der Einfriertemperatur und unterhalb d'es Schmelzpunk- tes der Polycarbonate liegt.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die auf eine Temperatur nahe unterhalb der maximalen Strecktemperatur gebrach- ten Gebilde abgewinkelt über die temperierte Kante zieht.

   4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man den Gebilden von einer der Ziehkante zugewandten Kante aus Wärme zufuhrt.

   5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Gebilde unmittelbar nach Passieren der Ziehkante kühlt.