DE1504608C - Process for the production of biaxially oriented polypropylene films - Google Patents

Description

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frischem (noch nicht, verarbeitetem) Polypropylen- Aufschlitzarbeiten sich schwer vermeiden läßt und diefresh (not yet processed) polypropylene slitting is difficult to avoid and the

harz gebildet werden, aber es hat sich gezeigt, daß beim Verpacken bei Einwickelarbeiten leicht Spaltun-resin can be formed, but it has been shown that when wrapping

man zur Bildung des Ausgangsgemisches wesentliche gen unterliegt.one is subject to essential gene for the formation of the starting mixture.

Mengen an Polypropylen-Abfall einsetzen kann. So Wird die Schmelzorientierung während der Auskann das Ausgängsgemisch 0 bis 80 Gewichtsprozent, 5 pressung nicht erzielt oder geht sie während der Abunter den gewöhnlichen Bedingungen etwa 20 bis schreck- oder Abkühlstufe verloren, so ist es schwierig, 45 Gewichtsprozent, Polypropylen-Abfallmaterial ent- mit Erfolg ein handelsfähiges, orientiertes Polypropyhalten. Ien-Folienprodukt zu erzielen. Die Gründe, ausdenenAmounts of polypropylene waste can use. This is how the melt orientation becomes during the Auskann the starting mixture does not achieve 0 to 80 percent by weight, 5 pressing or it goes down during the down lost about 20 to quenching or cooling stage under the usual conditions, so it is difficult to 45 percent by weight, polypropylene waste material successfully contains a tradable, oriented polypropylene content. Ien film product to achieve. The reasons for which

Der beim Hersteller der abfallhaltigen Ausgangs- heraus die Schmelzorientierung wirksam wird, sindThe melt orientation becomes effective at the manufacturer of the waste-containing output

gemische verwendete Polypropylen-Abfall kann bei ίο unklar, aber es hat sich gezeigt, daß ohne ErzielungMixed used polypropylene waste may be unclear at ίο, but it has been shown to be without achievement

den Beschneidungen oder von nicht die jeweils ge- der Schmelzorientierung ein beträchtlicher Betrag anthe circumcisions or, if not, the enamel orientation, a considerable amount

wünschte Qualität aufweisenden Polypropylenfolien- unerwünschten Spaltungen auftritt, wenn die laufendeDesired quality polypropylene films - unwanted splits occur when the current

produkten wie auch aus vielen anderen Quellen er- Flachfolie oder Bahn der Querreckung unterworfenproducts, as well as from many other sources, are subjected to transverse stretching in flat film or web

halten werden. wird. Eine Erklärung dieser Erscheinung könntewill hold. will. An explanation of this phenomenon could be

15 darin bestehen, daß die Orientierung der erstarrten15 consist in that the orientation of the froze

Auspressung Folie durch Recken größere Spannungen erzeugt undExpressing film by stretching generates greater tensions and

zu einem Bersten der Kristallstruktur längs der Orien-to a bursting of the crystal structure along the

Das Polypropylen-Ausgangsmaterial oder -Gemisch tierungsrichtung führt. Hieraus würde sich eine allwird auf herkömmlichen Vorrichtungen bei Tempera- gemeine Schwächung des Polymerisates in bezug auf türen im Bereich von etwa 177 bis 288⁰C ausgepreßt. 20 rechtwinklig zur Reckrichtung wirkende Kräfte er-Die Auspressung wird so durchgeführt, daß die Tempe- geben, wie sie in der folgenden Stufe auftreten. Die ratur an der Düse etwa 177 bis 288⁰C und der Druck Schmelzorientierung führt zu einer eine Verstärkung in der Düse etwa 35 bis 141 kg/cm² beträgt! Die Dicke ergebenden Ausrichtung der Molekülketten, erlaubt der ausgepreßten Bahn oder Folie liegt im Bereich aber noch das Eintreten einer normalen Kristallivon etwa 1 bis Vz ^{mm un}^ beträgt vorzugsweise das 25 sieruhg während der Abschreckung,
etwa Acht- bis Zwölffache der Dicke der abgekühlten Zur erfolgreichen Durchführung der Abschreckung ausgepreßten Bahn. Das Anpressen erfolgt mit sehr ist es auch wichtig, daß die Oberfläche des Wassers so hoher Geschwindigkeit von etwa 4115 cm/Min. glatt wie möglich und von Wellen- oder Kräusel-The polypropylene starting material or mixture leads direction. This resulted in a allwird common to conventional devices at weakening temperature of the polymer with respect to doors in the range of about 177 would be pressed to 288 ⁰ C. 20 Forces acting at right angles to the stretching direction er-The extrusion is carried out in such a way that the temperatures as they occur in the following stage. The temperature at the nozzle about 177-288 ⁰ C and the pressure of melt orientation leads to a gain in the nozzle about 35 to 141 kg / cm ^2! The alignment of the molecular chains, which results in thickness, allows the pressed sheet or film to be in the range but still the occurrence of normal crystallization of about 1 to Vz ^{mm and} preferably this is 25% during the quenching,
about eight to twelve times the thickness of the cooled sheet pressed to perform the quench successfully. The pressing takes place at a very high speed, it is also important that the surface of the water is at such a high speed of about 4115 cm / min. smooth as possible and of wavy or curled

Unmittelbar nach dem Auspressen wird die Poly- bildungen im wesentlichen frei ist. Jegliche Wellenpropylenbahn oder -schicht einer Deckung bei einem 30 oder Kräuselbildungen oder Störungen der Wasser-Reckverhältnis von mindestens etwa 7 :1 und vor- oberfläche führen zu ernsthaften Dickenschwankungen zugsweise etwa 10:1 bis 12:1 unterworfen, um in der der Polypropylenbahn, die wiederum während der Bahn eine maximale Fließ- oder Schmelzorientierung Längs- und Querreckung verstärkt werden,
zu erreichen. Man arbeitet vorzugsweise bei höheren Gewisse spezielle Merkmale der Erfindung sind Reckverhältnissen, und das Verhältnis von 12: 1 35 oben in bezug auf die Auspreß- und Wasserbadstellt keine kritische obere Grenze dar. Das Reck- abschrecksysteme beschrieben, aber im Rahmen der verhältnis wird erreicht, indem man die abgekühlte Erfindung können auch andere Arbeitsweisen und Bahn mit höherer Lineargeschwindigkeit abzieht als Vorrichtungen Anwendung finden. Man kann z. B. die Bahn aus den Düsenaustrittsrändern hervortritt. ein Trockengießsystem anwenden, bei welchem das Die geschmolzene Bahn wird hierdurch rasch gereckt 40 geschmolzene Polymerisat direkt auf eine Kühlwalze und verdünnt, wobei sich ein hoher Grad an Scher- ausgepreßt und mittels wirksamer Luftrakelmethoden und Fließorientierung ergibt. Durch rasches Ab- oder leichter Druckwalzen an dieser gehalten wird, schrecken wird die Fließorientierung bewahrt und Das wesentliche Merkmal dieser Stufe besteht darin, ein Übergehen der Molekülketten durch thermische die Schmelze auf einer kurzen Strecke scharf herunter-Bewegung in eine zufallsmäßige Anordnung verhindert. 45 zurecken und rasch abzukühlen, bevor eine thermische Die Dicke der Bahn liegt nach dem Recken und Ab- Entorientierung eintreten kann,
schrecken im allgemeinen im Bereich von etwa 0,05
bis 0,5 mm. TrocknungImmediately after squeezing the poly- formations is essentially free. Any corrugated propylene web or layer of coverage at a 30 or puckering or disturbance of the water stretching ratio of at least about 7: 1 and in front of the surface lead to serious thickness fluctuations, preferably about 10: 1 to 12: 1, in order to avoid that of the polypropylene web, which in turn, a maximum flow or melt orientation longitudinal and transverse stretching are reinforced during the web,
to reach. It is preferable to work at higher levels. Specific features of the invention are stretching ratios, and the ratio of 12: 1 35 above with regard to the extrusion and water baths does not represent a critical upper limit. by peeling off the cooled invention, other operations and higher linear velocity webs than devices can be used. You can z. B. the web emerges from the nozzle outlet edges. employ a dry casting system in which the molten web is thereby rapidly stretched 40 molten polymer directly onto a chill roll and thinned, resulting in a high degree of shear squeezing and effective air knife methods and flow orientation. The flow orientation is preserved by rapid rolling or light pressure rollers are held against it, and the essential feature of this stage is that the molecular chains are prevented from moving into a random arrangement as a result of thermal movement of the melt down a short distance. 45 stretch and cool down quickly before thermal The thickness of the web is after stretching and de-orientation can occur,
generally in the range of about 0.05
up to 0.5 mm. Drying

Abschreckung . 50 Während des nach herkömmlichen Techniken erfolgenden Abziehens der Polypropylenfolie aus demDeterrence. 50 During the conventional technique Removing the polypropylene film from the

Die ausgepreßte Polypropylenbahn wird abge- Wasser ist es wichtig, von der Bahnoberfläche mitschreckt, indem man sie in ein Wasserbad einführt, genommenes Wasser zu entfernen. Die Wasserwobei die Oberfläche des Wassers oder einer sonstigen entfernung kann z. B. erfolgen, indem man die Bahn Abschreckflüssigkeit in einem Abstand von etwa 55 durch Abquetschwalzen führt, welche das Wasser ab-1,6mm bis 5,1cm, vorzugsweise etwa 9Vamm bis quetschen. Man kann das .mitgenommene Wasser 2Vi^{cm von} der Düse gehalten wird, so daß bei einer auch mittels Gummiquetschern entfernen, die so an-Auspreßgeschwindigkeit von 4115 cm/Min, nach einer geordnet werden, daß sie beide Bahnseiten beim AusZeitspanne von 0,014 bis 0,037 Sekunden die Kühlung tritt aus dem Wasserbad berühren, oder mittels Lufterfolgt. Eine sorgfältige Lenkung dieser Zeitspanne 60 strahl abblasen. Die spezielle Methode, mit welcher stellt ein wesentliches Merkmal der Erfindung dar. mitgenommenes Wasser von der abgeschreckten Bahn Bei einem Abstand von weniger als 1,6 mm fällt eine entfernt wird, stellt kein wesentliches Merkmal der übermäßig trübe Polypropylenfolie an, während bei vorliegenden Erfindung dar, und man kann auch mit einem Abstand von mehr als etwa 5,1 cm keine ge- verschiedenen anderen Vorrichtungen und Verfahren nügende Schmelzorientierung während der Auspres- 65 in wirksamer Weise arbeiten.The extruded polypropylene web is drained. It is important to remove water from the web surface by placing it in a water bath. The water whereby the surface of the water or some other distance can e.g. B. be done by passing the quenching liquid at a distance of about 55 through squeezing rollers, which squeeze the water from 1.6mm to 5.1cm, preferably about 9Vamm to. The water taken along can be kept 2Vi ^{cm from} the nozzle, so that one can also remove the squeezing-out speed of 4115 cm / min, so that both sides of the web can be removed from 0.014 to 0.037 seconds cooling occurs from touching the water bath, or by means of air. Careful steering of this period of time 60 blow off the jet. The particular method by which it is an essential feature of the invention. Entrained water from the quenched web At a distance of less than 1.6 mm one falls away, is not an essential feature of the excessively cloudy polypropylene film, while in the present invention is , and even with a distance greater than about 5.1 cm, melt orientation during extrusion cannot operate effectively.

sung erzielt und eine Polypropylenfolie erhalten wird, Die wichtigeren Eigenschaften typischer Polypro-solution is achieved and a polypropylene film is obtained, The more important properties of typical polypropylene

die in der Maschinen- oder Längsrichtung unange- pylenbahnen, die in dem oben beschriebenen Stufenthose in the machine or lengthwise direction unange- pylened webs, those in the stages described above

messen schwach ist, deren Bruch bei Aufwickel- und erhalten werden, sind:measure is weak, the break of which is obtained when winding and are:

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Tabelle I leuchtet wird und der Betrag des von der Folie reflek-Table I is lit and the amount of the reflective

„..'..„,, tierten Anteils gegenüber einer Vergleichsfläche ver-".. '.." ,, share compared to a comparable area

Zugfestigke.t, (kg/cm²) . glichen wird.Tensile strength, (kg / cm ² ). is like.

Maschinenrichtung 562 bis 844 Die Wasserdampfdurchlässigkeit wurde nach derMachine direction 562 to 844 The water vapor permeability was determined according to the

Querrichtung 281 bis 422 ₅ ASTM-Prüfmethode E 96, Methode E, ermittelt, wo-Transverse direction 281 to 422 ₅ ASTM test method E 96, method E, determined where-

Zugschlagfestigkeit bei ^der Wasserdampf in g ermittelt wurde, welcherTensile impact strength in ^which water vapor was determined in g, which

YACTM p_rnf„„,_m ή ι« -η αϊ τλ durch 625 cm² (100 Quadratzoll) einer Folie von einerYACTM p _r nf "", _m ή ι "-η αϊ τλ through 625 cm ² (100 square inches) of a film of one

(AMM-Fruinorm U-I0-2/-0I J), -^. . ..,; ^. „. _. ' ,. , ..(AMM-Fruinorm U-I0-2 / -0I J), - ^. . ..,; ^. ". _. ',. , ..

[kff/cm²l Dicke von 0,025 mm in 24 Stunden hindurchtrat.[kff / cm ² l thickness of 0.025 mm passed through in 24 hours.

Maschinenrichtung 2 740 bis 6 250 _n Die Sauerstoffdurchlässigkeit wurde nach der ASTM-Machine direction 2 740 to 6 250 _n The oxygen permeability was determined according to the ASTM

Querrichtune 292 bis 1 270 ^{10 p}™f methode D-1434 gemessen, bei welcher der Sauer-Transverse direction 292 to 1 270 ^{10 p} ™ f method D-1434 measured, in which the Sauer-

r^«^^„iu™„i ..I,!, η f>ni stoff in cm³ ermittelt wurde, der durch 625 cm² r ^ «^^" iu ™ "i ..I,!, η f> ni material in cm ³ , which is 625 cm ²

Doppelbrechung 0,01)1 ..._n/. , ,,^- _ .. ' . ~. .Birefringence 0.01) 1 ... _{n /} . , ,, ^ - _ .. '. ~. .

(100 Quadratzoll) einer Folie von einer Dicke von(100 square inches) of sheet a thickness of

Längsorientierung 0,025 mm in 24 Stunden bei einem Druck von 1 At-Longitudinal orientation 0.025 mm in 24 hours at a pressure of 1 atom

mosphare hindurchtrat.mosphare passed through.

Die ausgepreßte Bahn wird, nachdem von ihr mit- 15 Die obigen Werte zeigen, daß sich die biaxialThe pressed web is after it has been 15 The above values show that the biaxial

genommenes Wasser entfernt wurde, einer ersten orientierte Polypropylenfolie durch eine hohe Klarheittaken water was removed, a first oriented polypropylene film by a high clarity

Reckbehandlung unterworfen, mit der eine zusatz- und einen hohen Glanz, eine geringe Feuchtigkeits-Subject to stretching treatment, with which an additional and a high gloss, a low moisture

liche Orientierung in Maschinen- oder Längsrichtung durchlässigkeit und mäßige Sauerstoffdurchlässigkeit,liche orientation in the machine or longitudinal direction permeability and moderate oxygen permeability,

bewirkt wird. Diese Längsorientierung erfolgt zu- eine hohe Festigkeit wie auch andere Eigenschaftenis effected. This longitudinal orientation results in high strength as well as other properties

sätzlich zu der Schmelzorientierung, die während der 20 auszeichnet, durch welche sie kommerziell gesehenin addition to the melt orientation that characterizes the 20 through which it is seen commercially

oben beschriebenen Auspreß- und Abschreckarbeiten interessant ist. Die biaxial orientierte Folie unterliegtAbove described extrusion and quenching is interesting. The biaxially oriented film is subject to

bewirkt wird. Im allgemeinen wird die Längsorien- ferner keiner Alterung, wenn sie vor der Einwirkungis effected. In general, the longitudinal orien- tation will also not age unless it is exposed to it

tierung bei Temperaturen im Bereich von etwa 93 bis ultravioletter Strahlung geschützt wird, und wird vonprotection at temperatures ranging from about 93 to ultraviolet radiation, and is protected from

149°C und im allgemeinen etwa 110 bis 132°C durch- Feuchte- oder Temperaturveränderungen nicht be-149 ° C and generally around 110 to 132 ° C due to changes in humidity or temperature

geführt. Die Folie wird mittels des Längsorientier- 25 einflußt und ist dementsprechend unbegrenzt lager-guided. The film is influenced by means of the longitudinal orientation 25 and can therefore be stored indefinitely.

systems in der Maschinenrichtung um etwa 20 bis fähig.systems in the machine direction by about 20 to capable.

60%- vorzugsweise etwa 30% bzw. bei einem Reck- Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläute-60% - preferably about 30% or with a stretching The following example serves to explain

verhältnis von etwa 1,2 : 1 bis 1,6: 1 gereckt. rung der Erfindung.ratio of about 1.2: 1 to 1.6: 1 stretched. tion of the invention.

Für die Querorientierung können herkömmlicheConventional

Vorrichtungen verwendet werden, die zur kontinuier- 30 Beispiel
liehen Reckung von Bahn- oder Folienmaterial inDevices used for continuous 30 Example
lent stretching of web or film material in

Quer- oder Seitenrichtung ausgebildet sind. Ein Polypropylenharz (Schmelzindex 5,5 g/10 Se-Die Eigenschaften der erhaltenen biaxial orien- künden bei 230⁰C, enthaltend 96 Gewichtsprozent tierten Polypropylenfolien sind in der folgenden isotaktisches Polypropylen) wird auf einer Strang-Tabelle zusammengestellt. 35 presse, die mit einer 31,8 cm breiten Breitschlitzdüse,Transverse or lateral direction are formed. A polypropylene resin (melt index 5.5 g / 10 Se-formatted The properties of the obtained biaxially orientation aids announce at 230 ⁰ C, containing 96 weight percent polypropylene films are isotactic polypropylene in the following) is assembled on a string table. 35 press with a 31.8 cm wide slot nozzle,

einem Abschreck-Wasserbad und einer Wasserent-a quenching water bath and a water drain

TabeIIe Il fernungswalze ausgestattet ist, ausgepreßt. Das Wasser-TabeIIe Il distance roller is equipped, pressed out. The water-

Zugfestiekeit (kp/cm²) kad enthält eine Reihe von Ziehstäben, welche die dasTensile strength (kp / cm ² ) kad contains a number of pull rods that allow the

,, ,. . , ... , . . ,.,. Bad durchlaufende Bahn führen und ruhig halten;,,,. . , ...,. . ,.,. Run the bath continuously and keep it calm;

Maschinenr.chtung 422 bis 1 055 _{40 untef} verwendung herkömmlicher Mittel wird demMachine direction 422 to 1 055 _{40 using} conventional means is the

Querrichtung 1 758 bis 3 515 _{ßad kontinuierlich gek}ühltes Wasser mit einer Ge-Transverse direction 1 758 to 3 515 _{ßad continuously} chilled water with a

Ziigfestigkeitsmodul (kp/cm²) schwindigkeit von etwa 34 bis 38 l/Min, zugeführt,Tensile strength module (kp / cm ² ) speed of about 34 to 38 l / min, supplied,

Maschinenrichtung 8 437 bis 17 577 um das aus dem Bad abgezogene Wasser auf einerMachine direction 8 437 to 17 577 around the water withdrawn from the bath on a

Querrichtung 14 062 bis 35 154 Temperatur von etwa 4°C zu halten. Die Düsenöff-Cross direction 14 062 to 35 154 to maintain a temperature of about 4 ° C. The nozzle opening

_n , ._0M 45 nung ist etwa 1,3 mm hoch; die Temperatur an der _{n,. 0M} 45 voltage is about 1.3 mm high; the temperature at the

Dehnung! /₀) Düsenöffnung beträgt etwa 232°C. Die ausgepreßteStrain! / ₀ ) The nozzle opening is around 232 ° C. The squeezed

Maschinenrichtung 200 bis 600 ß_ai_in j_{st etwa} i/_{r mm} dick.Machine direction 200 to 600 ß _a i _in j _{st about ½ mm} thick.

Querrichtung 10 bis 100 Die aus der Düse ausgepreßte PolypropylenbahnCross direction 10 to 100 The polypropylene sheet pressed out of the die

Einreißfestigkeit (g///m) wird sofort in dem Wasserbad abgeschreckt, wobeiTear resistance (g /// m) is immediately quenched in the water bath, whereby

Maschinenrichtung 0,05 bis 0,375 ⁵° ^der Abstand zwischen der Düse und der OberflächeMachine direction 0.05 to 0.375 ⁵ ° ^the distance between the nozzle and the surface

Querrichtung 0,025 bis 0,25 ^de.^{s kalten Wassers} auf etwa 2V₂ cm eingestellt ist.Cross direction 0.025 to 0.25 ^de . ^{s of cold water is set} to about _{2 to 2} cm.

Trübung (°/) 0 2 bis 5 ^e Auspressung und Abschreckung wird so einge-Turbidity (° /) 0 2 to 5 ^e squeezing and quenching are

Ql_anz ° 70bis 95 stellt, daß man ein Reckverhältnis von etwa 10: 1Ql _anz ° 70 to 95 is in that a stretch ratio of about 10: 1

Wasserdampfdurchlässigkeit" ^und «^ηβ, maximale Schmelzorientierung der PoIybei 38°C und 90°/ ⁵⁵ propylenbahn erhalt. Wellen- oder KrauselbildungenWater vapor permeability " ^and " ^ηβ , maximum melt orientation of the poly at 38 ° C and 90 ° / ⁵⁵ propylene web maintained. Waves or ripples

relativer Feuchte, (°g) 0,1 bis 0,2 ^oder , andere Störungen des Wasserbades werdenrelative humidity, (° g) 0.1 to 0.2 ^or other disturbances of the water bath

Saucrstoffdurchlässiekeit mittels Stabihsatorstäben und -blechen verhindert. i_cm3\ 2QQ J₃J₅ 200 ^^{on dem} abgeschreckten Polypropylen wird wäh-Nicderternperatür-ziihigkeiV ' ausgezeichnet _e f^{end des} kontinuierlichen Abziehens aus dem Wasser-Reibungskoeffizient 0 4 bis 0 7 ^bad mitgenommenes Wasser mittels AbquetschwalzenOxygen permeability prevented by means of stabilizer bars and sheets. i _cm 3 \ 2QQ J ₃ J ^ ₅₂₀₀ ^{on the} quenched polypropylene 'is currency-Nicderternperatür-ziihigkeiV excellent _e f ^{end of the} continuous withdrawal from the water friction coefficient 0 4 to 0 7 ^bad entrained water by means of nip rolls

' ' und Luft entfernt. Die Bahn wird dann um drei lang-'' and air away. The train is then

Zuschlagfestigkeii (kp/cm²) _sam arbeitende Walzen herumgeführt, die mit einerAggregate strength (kp / cm ² ) _sam working rollers led around with a

Maschinenrichtung 3 820 bis 38 200 Geschwindigkeit von etwa 30 m/Min, umlaufen undMachine direction 3 820 to 38 200 speed of about 30 m / min, revolve and

Querrichtung 15 700 bis 29 400 durch in ihnen zirkulierendes, auf 138°C erhitztes ölCross direction 15 700 to 29 400 through circulating oil heated to 138 ° C

65 auf einer Temperatur von etwa 135⁰C gehalten werden.65 are kept at a temperature of about 135 ^° C.

Die Messung der Glanzwerte entspricht der ASTM- In Verbindung mit den langsam arbeitenden WalzenThe measurement of the gloss values corresponds to the ASTM in connection with the slow-moving rollers

Prüf methode I) 1223, bei welcher die Folie von einer werden mehrere leerlaufende Walzen eingesetzt,Test method I) 1223, in which the film is replaced by several idle rollers,

im Winkel von 45'' angeordneten Lichtquelle be- Auf die Reihe der langsam arbeitenden WalzenLight source arranged at an angle of 45 ''. On the row of slow-moving rollers

folgt eine Reihe rasch arbeitender Walzen, die mit die Polypropylenbahn, die nunmehr sowohl in Längseiner Geschwindigkeit von etwa 41 m/Min, umlaufen,, als auch in Querrichtung gereckt ist, unter kontinuierum eine höhere Geschwindigkeit als bei den langsam licher Vorwärtsführung etwa 8 Sek. auf eine Temperalaufenden Walzen und ein Reckverhältnis in der tür von etwa 163° C erhitzt. Diese Arbeitsstufe dient Maschinenrichtung von etwa 1,3:1 zu erzielen. Die 5 zur Wärmebehandlung oder Stabilisierung der biaxial rasch arbeitenden Walzen, die ohne besondere Küh- orientierten Folie. Nach der Wärmebehandlung wird lung laufen gelassen werden, erreichen eine Tempera-· die Polypropylenfolie mit kalter Luft verblasen, um tür von etwa 93⁰C. sie auf etwa Umgebungstemperatur abzukühlen, und Die längsorientierte Polypropylenbahn wird dann die abgekühlte, biaxial orientierte Folie von den um eine Reihe innenbeheizter Walzen herumgeführt, io Spannrahmenklammern gelöst,
die auf dem gleichen Wege wie die langsam arbeitenden Die wichtigen Eigenschaften des biaxial orientierten Walzen beheizt werden. Die Bahn wird hierdurch vor Folienproduktes sind in der folgenden Tabelle zuder Zuführung zu dem Querreckabschnitt auf eine sammengestellt.
Temperatur von etwa 121⁰C vorerhitzt. Tabelle IIIThis is followed by a series of rapidly working rollers, which with the polypropylene web, which now rotate both lengthways at a speed of about 41 m / min, and stretched in the transverse direction, continuously at a higher speed than with the slow forward movement for about 8 seconds. Heated on a temperature roller and a draw ratio in the door of about 163 ° C. This stage is used to achieve a machine direction of approximately 1.3: 1. The 5 for heat treatment or stabilization of the biaxially fast working rollers, the ones without a special cooling-oriented film. After the heat treatment, the polypropylene sheet will be allowed to run to a temperature. Blow the polypropylene film with cold air ^{to cool it down from about 93 °} C. to about ambient temperature, and the longitudinally oriented polypropylene sheet will then become the cooled, biaxially oriented sheet of the a row of internally heated rollers passed around, loosened the clamping frame clamps,
The important properties of biaxially oriented rollers are heated in the same way as the slow-moving ones. The web is hereby put together in the following table for feeding to the transverse stretching section.
Temperature of about 121 ⁰ C preheated. Table III

In dem Querreckabschnitt wird ein Spannrahmen 15 RgQ^vej-haitnis
eingesetzt, der zum großen Teil in einem gasbeheiztenIn the transverse stretching section, a tensioning frame 15 is RgQ ^ vej-haitnis
used, the majority in a gas-heated

Ofen eingeschlossen ist. Der erste Teil des Spann- Maschinenrichtung 1,3:1Furnace is included. The first part of the clamping machine direction 1.3: 1

rahmens dient dazu, durch Einwirkung von Kon- Querrichtung 8:1frame is used by the action of con- transverse direction 8: 1

vektionswärme auf die laufende Polypropylenbahn Dicke (mm) 0,013Vection heat on the running polypropylene sheet thickness (mm) 0.013

die Vorerhitzungsstufe zu ergänzen und eine Tempera- ao 7_M(Jf_P<._tioWf>it (V_alrm*\ to supplement the preheating stage and a temperature ao 7 _{M (J} f _{P <} . _t ioWf> it (V _a lrm * \

tür der Bahn von mindestens etwa 149° C vor der seit- ^^ug^IestI§^Kei1 ^g/^cm ) door of the web of at least about 149 ° C in front of the side- ^ ^u g ^IestI § ^Kei1 ^ g / ^cm )

liehen Reckung sicherzustellen. Maschinenrichtung ;... 598to ensure borrowed stretching. Machine direction; ... 598

In den beiden nächsten Abschnitten des Spann- Querrichtung 2 953In the next two sections of the clamping transverse direction 2 953

rahmens wird die längsorientierte Polypropylenbahn Zugfestigkeit (kg/cm²)frame the longitudinally oriented polypropylene sheet tensile strength (kg / cm ² )

unter Erzielung eines Querreckverhältnisses von etwa as Maschinenrichtung 12 374achieving a cross stretch ratio of about as machine direction 12,374

8 : 1 gereckt. Während dieser Reckung wird auf beide Querrichtung 26 717·8: 1 stretched. During this stretching, 26 717

Seiten der Folie konstant Heißluft aufgeblasen, umSides of the foil are constantly inflated with hot air

eine Temperatur von etwa 135°C aufrechtzuerhalten. Die Folie besitzt ferner ausgezeichnete Eigen-Die Polypropylenbahn durchläuft den Spannrahmen schäften in bezug auf Trübung und Glanz und auch mit einer Geschwindigkeit von etwa 41 m/Min. 30 eine geringe Wasserdampf- und Sauerstoff durchlässig-Nahe des Ausgangsendes des Spannrahmens wird keit.maintain a temperature of around 135 ° C. The film also has excellent properties Polypropylene web runs through the tenter shafts in terms of haze and gloss and also at a speed of about 41 m / min. 30 a low water vapor and oxygen permeability nearness of the output end of the tenter is speed.

Claims (1)

1 21 2 haltene Orientierung verschlechtert wird. Es hat sichheld orientation is worsened. It has Patentanspruch: weiter gezeigt, daß dieser unerwünschte Effekt direktClaim: further shown that this undesirable effect is direct proportional zu dem Betrag der in der zweiten Stufeproportional to the amount in the second stage Verfahren zur Herstellung von biaxial orien- durchgeführten Querreckung stärker wird. Wenn man tierten Polypropylenfolien, wobei man eine Bahn 5 zur Vermeidung der Verschlechterung der Längsdes ausgepreßten Polypropylenharzes mit einem orientierung die Querreckung an dem Punkt auf-Gehalt an isotaktischem Polypropylen von mehr hören läßt, an welchem die Eigenschaften der PoIyals 70 Gewichtsprozent bei erhöhter Temperatur, propylenfolie in der Längs- und in der Querrichtung welche 288° C nicht überschreitet, aus einer Breit- ungefähr äquivalent sind, besitzt das Folienprodukt schlitzdüse unter Reckung in Längsrichtung ex- io eine unerwünschte Beschaffenheit, die sich aus lokalitrudiert und dann in einem Kühlmedium rasch sierten Reckungen ergibt. Diese Erscheinung wird von abkühlt, worauf eine Längs- und Querreckung der Neigung des Polypropylens zur Reckung unter vorgenommen wird, dadurch gekenn- Bildung eines Reckjialses oder einer Linie verursacht, zeichnet, daß die in einer Dicke zwischen so daß es ein Reckmindestverhältnis gibt, unterhalb etwa 1 und 1,5 mm aus der Breitschlitzdüse aus- 15 dessen keine glatte Folie erzielbar ist. Darüber hinaus tretende Bahn mindestens im Verhältnis von 7 : 1 führt bei einer starken Orientierung in der Maschinengereckt und nach einer Zeit von 0,014 bis 0,037 richtung mit dem Ziel, der Verschlechterung der Sekunden gekühlt wird. . Eigenschaften in der folgenden Reckstufe entgegenMethod for producing biaxially oriented transverse stretching is stronger. If tied polypropylene films, using a sheet 5 to avoid the deterioration of the longitudinal des extruded polypropylene resin with an orientation the transverse stretching at the point on-content on isotactic polypropylene can be heard from more, on which the properties of the polyals 70 percent by weight at elevated temperature, propylene film in the longitudinal and in the transverse direction which does not exceed 288 ° C, are approximately equivalent from a width, the film product possesses Slot nozzle with stretching in the longitudinal direction ex- io an undesirable quality that results from local trudging and then quick-based stretching results in a cooling medium. This phenomenon is caused by cools, whereupon a longitudinal and transverse stretching of the tendency of the polypropylene to stretch under is made, thereby causing the formation of a square or a line, draws that the in a thickness between so that there is a minimum stretch ratio, below about 1 and 1.5 mm from the slot nozzle from which no smooth film can be achieved. Furthermore traversing web at least in the ratio of 7: 1 leads with a strong orientation in the machine stretched and after a time from 0.014 to 0.037 direction with the aim of deteriorating the Seconds. . Properties in the following stretching stage contrary zuwirken, die anschließende Querreckung auch zu 20 einer unerwünschten Spaltung der Polypropylenfolie.to act, the subsequent transverse stretching also leads to undesired splitting of the polypropylene film. Man hat schon einige der vorstehenden, in Zusammenhang mit biaxialen Orientierungen auftretenden Probleme erkannt und im allgemeinen versucht, sie durch Entwicklung gewisser SonderbehandlungenSome of the foregoing associated with biaxial orientations have already been identified Problems are identified and, in general, attempts are made to address them by developing certain special treatments Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- 25 zu lösen. So ist vorgeschlagen worden, die Folie zulung von biaxial orientiertem Polypropylen, wobei sammenzupressen, indem man sie in einer oder man eine Bahn des ausgepreßten Polypropylenharzes mehreren Stufen und in einer oder mehreren Richmit einem Gehalt an isotaktischem Polypropylen von tungen walzt. Es hat sich dann gezeigt, daß eine solche mehr als 70 Gewichtsprozent bei erhöhter Temperatur, Arbeit nicht nur zeitraubend, sondern auch recht welche 28° C nicht überschreitet, aus einer Strang- 30 komplexer Natur ist. Nach einem anderen Vorschlag preßzone unter Reckung in Längsrichtung extrudiert sollen dem Polymerisatharz vor dem Auspressen ge- und dann in einem Kühlmedium rasch abkühlt, wo- wisse Weichmacher oder Quellmittel einverleibt werrauf eine Längs- und Querreckung vorgenommen den. Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, eine Verwird, änderung der Folieneigenschaften in einer Weise zu Bei der Polypropylenfolie wird die biaxiale Orien- 35 ergeben, daß die Folie bei vielen Verpackungsarbeiten tierung, d. h. Orientierung in Längs- wie auch in nicht mehr verwendet werden kann. Außerdem er-Querrichtung bevorzugt, da eine Folie, die nur in der fordert diese Arbeitsweise eine gesonderte und schwieeinen Richtung gereckt worden ist, zwar in der Reck- rig durchführbare Arbeitsstufe, in welcher der Weichrichtung verbesserte Eigenschaften ergibt, aber in der macher oder das Quellmittel entfernt wird.
Richtung, in der keine Orientierung erfolgt ist, eine 40 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das unerwünschte Verminderung wichtiger Eigenschaften Herstellungsverfahren für biaxial orientierte PoIywie Zugfestigkeit, Reißfestigkeit, Schlagfestigkeit und propylenfolien mittels einer maximalen Schmelz-Dehnung zeigt. Durch die Verschlechterung solcher orientierung zu verbessern, so daß gleichzeitig mit Eigenschaften, selbst in nur einer Richtung, kann die einem hohen Wert für die Zugfestigkeit in Längs- und Folie kommerziell gesehen beträchtlich an Interesse 45 Querrichtung auch hohe Werte für die Bruchdehnung verlieren. Man benötigt daher auf diesem Gebiet ein in beiden Richtungen erzielt werden,
wirkungsvolles, geringe Kosten verursachendes Ver- Diese Aufgabe wird bei dem eingangs dargelegten fahren, um die Polypropylenfolie sowohl in der Verfahren dadurch gelöst, daß die in einer Dicke Längs- als auch in der Querrichtung unter Bildung zwischen etwa 1 und 1,5 mm aus der Breitschlitzdüse eines biaxial orientierten Folienproduktes zu orien- 50 austretende Bahn mindestens im Verhältnis von 7:1 tieren. gereckt und nach einer Zeit von 0,014 bis 0,037 Sekun-Der Stand der Technik kennt zwar Orientierungs- den gekühlt wird.The invention relates to a method of manufacturing 25 to solve. Thus, it has been proposed to supply the film with biaxially oriented polypropylene, compressing it by rolling it in one or more stages of a sheet of the extruded polypropylene resin and in one or more directions containing isotactic polypropylene. It has then been shown that such more than 70 percent by weight at elevated temperature, work not only time-consuming, but also quite which does not exceed 28 ° C., is made of a strand of a complex nature. According to another proposal, the compression zone should be extruded with stretching in the longitudinal direction before pressing and then rapidly cooling in a cooling medium, where plasticizers or swelling agents are incorporated, longitudinal and transverse stretching is carried out. This mode of operation has the disadvantage that the film properties are changed in such a way that the biaxial orientation of the polypropylene film will mean that the film can no longer be used in many packaging operations, that is, longitudinal or longitudinal orientation. In addition, the transverse direction is preferred, since a film that has only been stretched in a separate and poor direction as required by this mode of operation can be carried out in the stretching stage in which the softening direction gives improved properties, but in the maker or the swelling agent Will get removed.
Direction in which no orientation has taken place, a 40 The invention is based on the object of showing the undesired reduction in important properties of manufacturing processes for biaxially oriented poly such as tensile strength, tear strength, impact strength and propylene films by means of a maximum melt elongation. Due to the deterioration of such orientation, so that at the same time with properties, even in only one direction, the high values for the tensile strength in the longitudinal and in the film can, from a commercial point of view, lose considerable interest in the transverse direction and high values for the elongation at break. It is therefore necessary in this field to achieve in both directions,
Effective, low-cost process This object is achieved in the drive set out at the beginning to the polypropylene film both in the process that the in a thickness in the longitudinal as well as in the transverse direction with formation between about 1 and 1.5 mm from the The slot die of a biaxially oriented film product to orientate the exiting web in a ratio of at least 7: 1. stretched and cooled after a time of 0.014 to 0.037 seconds. verfahren, bei denen eine schlauchförmige Thermo- Das Ausgangsgut, die aufeinanderfolgenden Arbeitsplastfolie eingesetzt und eine kontinuierlich laufende stufen und die Arbeitsbedingungen gemäß der ErThermoplast-Flachfolie oder -Folienbahn gleichzeitig 55 findung sind nachfolgend im einzelnen beschrieben, in Längs- und Querrichtung gereckt wird, aber einprocess in which a tubular thermal The starting material, the successive work plastic film used and a continuously running level and the working conditions according to the ErThermoplast flat film or film web at the same time are described in detail below, is stretched in the longitudinal and transverse directions, but a wichtiges technisches Verfahren besteht darin, eine AusgangsgutAn important technical process is to produce a starting material laufende Thermoplastbahn oder -folie nacheinander,running thermoplastic sheet or film one after the other, zuerst in der einen und dann in der anderen Richtung Man kann als Ausgangsgut das im Handel verfüg-first in one direction and then in the other. zu recken, wobei gewöhnlich zuerst eine Orientierung 60 bare Polypropylenharz verwenden. Das Polypropylenin der Längs- oder Maschinenrichtung und darauf harz hat im allgemeinen einen ASTM-Schmelzindex eine Quer- oder Seitenorientierung erfolgt. Bei der (Fließgeschwindigkeit) von etwa 4 bis 7 g/10 Sekunden Anwendung der letztgenannten Arbeitsweise zur Er- bei 230°C, einen Gehalt an isotaktischem Polypropylen zielung einer biaxialcn Orientierung der das kristalline von mehr als etwa 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise Polypropylen bildenden Makromolekülketten in der 65 zwischen etwa 85 und 98 Gewichtsprozent, und eine Folienebene haben sich erhebliche Schwierigkeiten Viskositätszahl von etwa 1,0 bis 4,0, vorzugsweise ergeben. So hat sich z. B. gezeigt, daß durch die Quer- etwa 2,0 bis 2,5.
reckbehandlung die während der Längsreckung er- Das Ausgangsgut kann zwar im wesentlichen von to stretch, usually first using an orientation 60 bare polypropylene resin. The polypropylene in the longitudinal or machine direction and resin thereon generally has an ASTM melt index in a transverse or lateral orientation. With the (flow rate) of about 4 to 7 g / 10 seconds using the last-mentioned procedure to achieve a content of isotactic polypropylene aiming at 230 ° C, a biaxial orientation of the crystalline of more than about 70 percent by weight, preferably polypropylene-forming macromolecular chains in the 65 between about 85 and 98 percent by weight, and a film plane have significant difficulties viscosity number of about 1.0 to 4.0, preferably resulted. So has z. B. shown that by the transverse about 2.0 to 2.5.
reck treatment during the longitudinal stretching ER The output product can indeed essentially of