DE1704027A1

DE1704027A1 - Verfahren zur Herstellung eines Bandes aus Kunststoffmaterial und dadurch erhaltenes Erzeugnis

Info

Publication number: DE1704027A1
Application number: DE19671704027
Authority: DE
Inventors: Robert Coquelin
Original assignee: Ethylene-Plastique
Current assignee: Ethylene-Plastique
Priority date: 1966-12-30
Filing date: 1967-12-29
Publication date: 1971-05-06
Also published as: SE321795B; IL29220A; NL6717475A; FR1520443A; BE708443A; FR94513E; FR92933E; ES348548A1; LU55139A1; CH479386A; GB1151975A

Description

1BERLIN33 8MÜNCHEN27

AKTSi¹SSf" ^Dr- ^Ιηδ· HANS RUSCHKE

n: «ν-»» Dipl.-lng. HEINZ AGULAR

PATENTANWÄLTE Bankkonto: München 66277 Bank f. Handel ti. Industrie Bankkonto: Depositenkasse 32 ' Dresdner Bank Berlin 33 München Teplifeer StraSe 42 Dep.-Kasae LeopoldstraBe

Kto. 32 7808 J7_n/n Kto. 59515

' / U 4 U

Kto. 32 7808 J7_n/n

Telegramm-Adresse: ' / U 4 U Z / Telegramm-Adresse:

Quadratur Berlin " Quadratur München

E 391

Societe Anonyme dite: Ethylene-Plastique, Paris, Frankreich

Verfahren zur Herstellung eines Bandes aus Kunststoffmateriäl und dadurch erhaltenes Erzeugnis

Seit einiger Zeit versucht man, die metallischen, zur Umschnürung von Paketen und Kisten benutzten Bänder, durch Bänder aus thermoplastischem Material zu ersetzen. Diese Bänder zeigen infolge eines geeigneten Ziehens oder Streckens beträchtliche mechanische Widerstände in der Längsrichtung. Sie sind aber im allgemeinen bei allen in Querrichtung bewirkten Biegungen oder Paltungen sehr zerbrechlich. Diese Querbrüchigkeit ist übrigens völlig verständlich, da man weiß, daß das Strecken der Bänder in Längsrichtung eine Orientierung aller Makromoleküle in einer bevorzugten Richtung verursacht, was eine beträchtliche Anisotropie des Materials zur Folge hat.

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17U4Q27

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausführung von Bändern aus Kunststoffmaterial, welche in Längsrichtung einen sehr guten Widerstand gegen Zug und in der Querrichtung eine gute Fähigkeit zur Biegung aufweisen. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Kunststoffmaterial einer Temperatur von 25 bis 100⁰C unterhalb seiner kristallinen Schmelztemperatur mit einer mechanischen Behandlung unterwirft, die den Zweck hat, das Band aus Kunststoffmaterial gemäß einer bestimmten Anzahl von Kehlen oder Nuten örtlich zu verdünnen, die in Längsrichtung angeordnet sind, worauf man das so erhaltene Materialband in Längsrichtung streckt, um ihm in bestimmter Weise den optimalen mechanischen Widerstand in der Zugrichtung zu verleihen.

Das Verfahren nach der Erfindung ist so durch die Ausführung von Nuten durch eine geeignete mechanische Arbeit gekennzeichnet, durch die Temperatur des Materials in dem Augenblick, wo man diese mechanische Arbeit ausführt, durch das Längsstrecken des erhaltenen Produktes und schließlich durch die Tatsache, daß dieses Band aus Kunststoffmaterial besteht.

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Verschiedene Elemente der Erfindung sind beispielsweise in den Pig, 1-14 dargestellt, in denen zeigen:

Pig. 1 in vergrößertem Querschnitt ein Bandelement mit Hute, wobei man die spontan gebildete Kontraktion auf der Fläche des Bandes bemerkt, die nicht mechanisch angegriffen ist, wenigstens in dem Falle, wo das Ursprungsband nur auf der einen seiner Flächen angegriffen ist,

Fig. 2 im vergrößerten Querschnitt den Angriff einee Bandes auf der einen seiner Flächen mit einem Rädchen, dessen Angriffswinkel 30° beträgt,

Fig. 3 einen Teil des Angriffes auf ein Band auf einer seiner Flächen durch, eine Reihe von Rädchen (Fig.3a) und im Schnitt das an dem Band selbst erhaltene Ergebnis (Fig. 3b). Nach der Endstreckung wird die Breite dieses Bandes stark verringert sein;

Fig. 4 im Schnitt eine Vorrichtung, welche eine mögliche Anordnung der Rädchen um einen Zylinder herum zeigt, über welchen eich das Kunststoffmaterialband schlingt,

Fig. 5 einen Schnitt einer Aueführung, um Nuten durch mechanischen Angriff eines Bandes mittels Metallkabeln zu bilden,

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Mg. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in Pig. 5,

Pig. 7 den Schnitt einer Vorrichtung, dessen Flächenansicht derjenigen nach Pig. 5 analog ist, aber bei der eine gerippte Walze benutzt wird,

Fig. 8 und 8a, 9 und 9a vollständige Anlagenschemata zur Herstellung von Bändern nach der Erfindung,

Fig.10 einen Querschnitt eines Bandes aus geschichtetem Material, welches zur Herstellung eines Bandes benutzt wird,

Fig.11 einen Querschnitt eines Bandes, das aus zusammengefügten Streifen (Jones) gebildet ist, die für die Herstellung eines Bandes benutzbar sind,

Fig.12 einen Querschnitt eines anderen für die Herstellung eines Bandes benutzbaren Streifens,

Fig.13 einen Querschnitt des Bandes, welches durch den mechanischen Angriff des in Fig. 10 dargestellten Bandes erhalten wird,

Fig. 14 einen Querschnitt eines Bandes, welches durch den mechanischen Angriff des in Fig. 11 dargestellten Bandes erhalten wird.

Die Nuten oder Kehlen des Bandes werden durch mechanischen Angriff eines einfachen oder zusammenge-

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setzten Bandes aus Kunststoffmaterial erhalten, wobei dieser Angriff stattfindet, wenn das Kunststoffmaterial sich, ganz oder zinn Teil in dem festen Zustand befindet.

Wenn der mechanische Angriff auf der einen der Flächen des Bandes stattfindet, erhält man z.B. ein Band, von dem ein Element im Querschnitt in Pig. 1 dargestellt ist. Man wird auf einer Seite den Öffnungswinkel A der Nute bemerken, der in diesem Beispiel 45° beträgt, die automatisch an den Rändern der Nute durch das Kriechen des Materials erhaltenen Abrundungen Ar und die spontan auf der Fläche des Bandes gebildete Zusammenziehung § , die zu der Angriffsfläche durch das Rädchen entgegengesetzt ist, wobei diese Zusammenziehung es gestattet, in Beziehung mit der Nute ein besonderes als Wideretandsscharnierband geeignetes Profil zu erhalten.

Man kann aber gemäß der Erfindung auoh die Nuten des Bandes durch gleichzeitigen mechanischen Angriff auf die beiden Flächen des Bandes herstellen. Meistens werden die beiden Flächen des Bandes gleichzeitig den Erzeugenden folgend angegriffen, die sich paarweise auf beiden Seiten des Bandes entsprechen«

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Die Nuten können beispielsweise mittels Rädchen geformt werden. Ein solcher Angriff ist in Pig. 2 dargestellt, wobei das Rädchen dann einen geringeren Angriffswinkel als 120° aufweist, vorzugsweise zwischen 30 und sowie eine Abrundung an der Spitze des Radius zwischen P/4 und P, wobei P die Tiefe der Nute ist.

Die Angriffstiefe ist derart, daß die Dicke an dem Boden der Nute zwischen 15 und 50 # der ursprünglichen Dicke liegt, wobei das Verhältnis umsogeringer ist als die ursprüngliche Dicke größer ist. Die zurückbleibende Dicke wird nicht höher als 0,8 mm und nicht geringer als 0,2 mm sein. Nach der Längsstreckung wird diese Dicke in das Intervall von 0,05 bis 0,3 mm georacht sein.

Die Anzahl von Nuten wird gemäß der Breite des Bandes gewählt. Jede Nute wird beispielsweise durch ein oder mehrere aufeinanderfolgende Rädchen ausgehöhlt.

Wenn man mehrere Nuten bilden viii, kann man entweder feststehende Rädchen benutzen, in welchem Falle das zurückgedrängte Material der Nuten die Zwischenufer verdickt, wobei dies etwas den Orientierungszustand in diesen Zonen verändert, ohne übrigens irgendeinen bemerkbaren Festigkeitsverlust für das schließlich gestreckte Band

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nach sich zu ziehen oder durch die Benutzung von Folgerädchen, die seitlich auf ihrer Achse gleiten, wobei sich jede natürlich in der durch das vorhergehende Rädchen ausgehöhlten Nute einstellt. In diesem Falle sind die Angriffsrädchen Abstands- und feste Rädchen. Die Fig. 3a erläutert diese Ausführungsweise. Sie Zurückdrängung des Materials durch die Rädchen verbreitert aufeinanderfolgend das Band. Fig. 3b zeigt ein solches Band vor und dann nach der Bildung der Nuten.

Die Rädchen können in einer Ebene oder können im Gegensatz dazu um einen Zylinder herum angeordnet sein, auf welchen sich das Kunststoffmaterialband anlegt. Diese letztere Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt.

Es ist nach der Erfindung möglich, mehrere Bänder ausgehend von einem einzigen Streifen von passender Breite zu bilden. Die durch die Rädchen ausgehöhlten Nuten bilden Voraufschnittlinien und die Querorientierung in der Restdicke begünstigt einen freien Schnitt. Dieser Schnitt findet vor dem Strecken statt. Er geschieht entweder durch Rädchen mit feinem Grat oder durch Kreismesser.

Der mechanische Angriff des Kunetstoffmaterialbandes kann auch mit Hilfe von passend gespannten Metall-

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kabeln ausgeführt werden, die man kräftig auf den Kunststoffmaterialstreifen wirken läßt, der über eine Walze mit glatter Oberfläche abrollt. Er kann auch mit Hilfe eines Stahlbandes mit glatter Oberfläche ausgeführt werden, welches man mit Kraft auf eine der Seiten des Kunststoffmaterialbandes drückt, welches über eine Motorwalze mit passend gerippter Oberfläche hinweggeht·

Biese Angriffsverfahren sind in den Fig. 5» 6 und schematisch dargestellt.

Fig. 5 zeigt eine der Ausführungen der Erfindung. Ein oder mehrere Kabel sind um zwei Motorwalzen 1 und 2 herum angeordnet, deren Abstand regelbar ist. Eine andere Walze 3 sichert eine pasβende Spannung und ist ebenfalls regelbar. Das Band 4 aus Kunststoffmaterial geht über eine Walze 5» deren Oberfläche glatt ist. Durch Regelung der relativen Stellung der Walzen 1, 2, 5 und der Spannung der Kabel infolge der Walze 3 drücken sich die Kabel in das Kunststoffmaterialband, während des Rollens desselben und höhlen dort die vorgesehenen Nuten aus.

Fig. 6 zeigt den Schnitt VI-VI der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung. Man findet dort die Walze 5

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wieder, auf welche sich das Band 4 aus Kunststoffmaterial anlegt und man sieht außerdem drei Kabel 6, die sich auf der oberen Fläche des Bandes 4 eindrücken.

Bas Eindrücken des Metallkabels in das Kunststoffmaterialband geschieht während des Durchganges dieses Bandes zwischen den Walzen 1 und 5 einerseits und 2 und 5 andererseits. Die Walze 3, deren Stellung regelbar ist, hat den hauptsächlichen Zweck» jedes reziproke Gleiten der Kabel und des Bandes zu verhindern.

Es ist auch nach der Erfindung möglich, eine etwas abweichende Vorrichtung zu benutzen, deren eine Stirnansicht derjenigen analog ist, die in Fig. 5 dargestellt ist. In diesem Falle benutzt man, um die beiden Walzen und 2 gewickelt, ein Stahlband 6 mit glatter Oberfläche. Dieses Band kann durch Regelung der Stellung einer Hilfewalze 3 passend gespannt werden. Das so gespannte Band legt das Band 4 aus Kunststoffmaterial kräftig gegen eine Walze 5 an, deren Oberfläche ununterbrochene Hippen zeigt, die senkrecht zu der Drehachse der Walze 5 angeordnet sind. Eine Schnittdarstellung YI-VI dieser Vorrichtung ist in Fig. 7 gezeigt. Man sieht dort das Stahlband 6, welches sich auf der Walze 5 abstützt, die mit den Rippen

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versehen ist, wobei das Kunststoffmaterialband mit 4 bezeichnet ist.

Dort geschieht der Eindruck der Rippen der Walze in das Kunststoffband während des Durchganges dieses Bandes zwischen den Walzen 1 und 5 einerseits und 2 und andererseits.

Die Erfindung ist natürlich nicht durch die Herstellung der Nuten unter der Benutzung einer einzigen Vorrichtung, wie sie in den Fig. 5-6 oder 5-7 dargestellt ist, beschränkt, sondern umfaßt auch die Möglichkeit, in Serie mehrere Vorrichtungen der gleichen Type zu benutzen. In dem Falle, wo man mehrere Vorrichtungen in Serie benutzt, und da man weiß, daß jede von ihnen unter verschiedenen Bedingungen (beispielsweise !Temperatur des Bandes) arbeiten kann, werden industrielle Versuche anzeigen, welche Vorrichtungstype (Type 5-6 oder 5-7) die angezeigteste ist. Es ist verständlich, daß die in Serie montierten verschiedenen Vorrichtungen von der gleichen Type oder von verschiedener Type sein können und daß das Kunststoffmaterialband zwischen jeder von ihnen die geeigneten thermischen und/oder mechanischen Behandlungen erfahren kann.

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·■ ι Ι™

Die Form dee Metallkabels oder der Rippen, mit denen der Zylinder 5 versehen ist, können dreieckig, zylindrisch oder andere sein. Der Angriffswinkel kann größer, kleiner oder gleich 120° sein. Die Fig. 6 und zeigen Angriffselemente, deren Form im Schnitt halbkreisförmig ist, aber diese Form kann auch elliptisch oder quasielliptisch sein. Wenn man übrigens mehrere Vorrichtungen 5-6 oder 5 - 7 in Serie benutzt, wie es vorher erwähnt worden ist, können diese verschiedenen Vorrichtungen mit Angriffselementen von verschiedener Fora versehen sein, wobei diese Elemente natürlich dem auszuführenden Eindrückungsgrad und den benutzten Arbeitsbedingungen angepaßt sind.

Die Fig. 8 - 8a und 9 - 9a zeigen vollständige Anlagenschemata zur Herstellung von Bändern gemäß der Erfindung,

Fig. 8 stellt eine Anlage für das Auspressen» die Räderung und das Strecken von thermoplastischen Bändern gemäß dem Verfahren nach der Erfindung dar. Das ausgepreßte, durch Eintauchen abgekühlte und getrocknete

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Band wird auf eine Reihe von Zylindern gebracht, die in einem Heizschrank 1 angeordnet sind, der auf die gewählte Temperatur des Hauptzylinders 2 gebracht ist, auf welchem die Rädchenbehandlung stattfindet, wird durch die Mitnahmezylinder wieder aufgenommen, in den Ofen 3 geführt, wo das Strecken erfolgt und auf die Reihe von Zugzylindern 4 gebracht, deren Umfangsgeschwindigkeit η-mal der Umfangsgeschwindigkeit der vorhergehenden Walzen ist, wobei η das Zugverhältnis ist.

Fig. 8a zeigt eine der vorhergehenden sehr ähnliche Anlage, die sich aber dadurch unterscheidet, daß das ausgepreßte Band durch Berührung auf einem Kalander aus Thermostatzylindern abgekühlt wird, dann über die Thermostatheizzylinder 2 geht, in deren Berührung es sich wieder auf die gewünschte Temperatur erwärmt wird und durch einen gerippten Zylinder 3 von großem Durchmesser mit Nuten versehen wird.

Die Vorerwärmungswalzen sind entweder beweglich oder abgestützt, mit Ausnahme der Eintrittswalze, die treibend ist. Sie sind ferner entweder mit Verdeck versehen oder in einem Heizschrank angeordnet. Die Hauptwalze, auf der sich die Nutung vollzieht, ist treibend, ebenso wie alle anderen Zylinder stromabwärts.

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Insbesondere muß die Erfassung stromaufwärts von dem Ofen ausreichend sein, damit es keine zu erhöhte Spannung in der Höhe des NutungsZylinders gibt und daß sich keine vorzeitige Längsstreckung ergibt, welche eine geregelte Nutung unmöglich machen würde.

Die Fig. 9 und 9a zeigen eine Anlage gemäß einer Abwandlung des Verfahrens. In diesem Falle wird das ausgepreßte Band mit oder ohne Schichtung auf einem Kalander aufgenommen, vorzugsweise in einem Bad, welches eine bessere Abkühlungskontrolle gestattet j danach geht es unmittelbar auf den Nut/ungszylinder 2% die beiden Versionen der in den Fig. 8, 8a dargestellten Nutungsvorrichtungen finden sich hier wieder. Schließlich wird es durch eine klassische Streckanlage aufgenommen. Während seines Durchganges durch die Zylinderreihe stromaufwärts kühlt sich das Band sehr ab und die Kristallisation läuft ab. Es wird aufs Neue in dem Ofen auf die für das Ziehen bevorzugte Temperatur wiedererwärmt.

Derartig sind die verschiedenen mechanischen Ausführungen, die möglicherweise für die Herstellung von Bändern nach der Erfindung benutzt werden können.

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Die so ausgeführten Kehlen oder Nuten haben vorzugsweise in ihrem am wenigsten dicken Teil eine Dicke oder Stärke, die zwischen 0,15 und 0,5 mal der Dicke des Anfangsbandes liegt, welche praktisch immer von einer Stärke unter 5 mm ist. Die Breite der Nuten kann veränderlich sein. Es besteht häufig Interesse daran, daß diese Nuten verhältnismäßig breit sind und an ihrem Boden eine Art Abflachung zeigen. Das vor dem Strecken unter diesen Bedingungen erhaltene Scharnierband ist verhältnismäßig breit alt Bezug auf seine Dicke und wenn man allein der» Dickenteil dieses Scharnierbandes (charnlÄre) als konstant ansieht, muß man die Relation

Breite des Scharnierbandes \

Dicke des Scharnierbandes

haben.

Die Temperatur, mit der die mechanische Arbeit ausgeführt werden muß, hat eine gewisse Bedeutung. Sie muß vorzugsweise von 25° - 100° Celsius unterhalb der kristallinen Schmelztemperatur des benutzten Materiales liegen. Wenn die benutzte Temperatur zu niedrig ist, stellt man fest, daß die zu bewerkstelligenden Kräfte zur Zeit der mechanischen Arbeit sehr groß sind, was

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zu der Benutzung einer schweren und kostspieligen Vorrichtung führt. Wenn im Gegensatz dazu das Band bei zu erhöhter Temperatur bearbeitet wird, erhält man durch die mechanische Arbeit eine Orientierungswirkung des Materials, die viel zu gering ausgeprägt ist und das Band wird an der Stelle 4er Kehlen oder Nuten relativ zerbrechlich bleiben, wenn das Band aufeinanderfolgenden Biegungen unterworfen wird. Aber ferner muß das der mechanischen Arbeit unterworfene Band nicht notwendigerweise in all den Punkten verteilt in seiner Dicke die gleiche Temperatur aufweisen. Es ist z.B. so, daß durch eine vernünftige Wahl einer Oberflächentemperatur des Bandes, die verhältnismäßig niedrig ist, und einer Tiefentemperatur, die genügend hoch ist, man Orientierungen von bestimmten Materialschichten allein und/oder von besonderen Wirkungen an den gebildeten Bändern aus verschiedenen Materialien erhalten kann, wie nachfolgend gezeigt wird.

Nach Bildung der Nuten wird das auf der gleichen Temperatur gehaltene oder leicht wiedererwärmte Materialband einer Längsziehung oder Streckung derart unterworfen,

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um ihm die erforderlichen mechanischen Eigenschaften für seine spätere Benutzung zu erteilen. Ee ist überraschenderweise festgestellt worden, daß die Querorientierung des Materials auf dem Niveau der Nuten, die örtlich durch die mechanische Arbeit hervorgerufen ist, und die dem erhaltenen Band seine Biegbarkeit in Querrichtung erteilt, sich quasi gänzlich im Verlauf des Längsziehens derart erhält, daß die Biegbarkeit des Materials sich nach dem Strecken aufrechterhält.

Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich für alle kristallinen Kunststoffmaterialien, die in Form von Streifen oder Bändern ausgepreßt oder geformt werden können. Dies ist insbesondere der Fall bei Polyäthylen, bei Polypropylen, bei Polyamiden ... Das Polypropylen bildet indessen das bevorzugte Material für die Ausführung der Erfindung. In diesem besonderen Falle wird die Herstellung der Nuten bei einer Temperatur von 70 bis 140° C ausgeführt, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 95 und 130° C, und das Strecken erfolgt bei einer Temperatur unterhalb von 140 C mit einem Streckverhältnis, welches zwischen 6/1 und 10/1 liegt.

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Aber das Band aus KunstStoffmaterial kann auch ausgehend von zusammengesetzten Bändern hergestellt werden, solchen, wie sie beispielsweise in den Fig. 10 - 14 dargestellt sind.

Man benutzt dann ein geschichtetes Material, welches aus verschiedenen Kunststoffmaterialien besteht, die in Form von übereinandergelegten Schichten jeweils die ganze Breite des Ausgangsbandes bedecken, entweder in Form von aneinandergefügten Streifen (Jones) von verschiedenen Formen, deren Gesamtheit das endgültige Band bildet, welches der mechanischen Arbeit und dem Strecken unterworfen wird.

Dieses geschichtete Material ist aus mindestens zwei Kunststoffmaterialien gebildet, die geeignet sind, sich beispielsweise bei Wärme in dem Augenblick des Auspressens stark untereinander oder nach diesem durch Benutzung von bekannten Verfahren zu verbinden. Es ist wohlverstanden unerläßlich, daß die Verbindung zwischen diesen Kunststoffmaterialien genügend fest ist, damit das erhaltene zusammengesetzte Material der späteren mechanischen Arbeit unterworfen werden kann, ohne sich zu trennen und danach ein besonders festes Band sowohl

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In der Längsrichtung als in der Querrichtung bildet. Man benutzt so vorzugsweise ein Material, welches einerseits aus einem isotaktischen Polypropylen und andererseits aus einem anderen Polyolefin oder einem kristallinen Kopolymer von a-01efinen besteht. Die bevorzugten Bildungselemente sind das isotaktische Polypropylen und ein Kopolymer, welches mindestens 80 $ von Radikalen der Type ι

CH-

-CH₂ - CH-

enthält.

Die nachfolgenden, nicht beschränkenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Man geht von einem homopolymeren kristallinen isotaktisohen Polypropylen von Wärmeflüssigkeitsindex = 1,5 aus, gemessen nach N.F. "T. 51016", aber bei 23O⁰C und unter 5 kg Belastung und Isotaktizität 95 $. Ein Band von der Breite 1 =» 30 mm, Dicke e = 2 mm, Gewicht pro Meter = 54 g, wird zuerst bei der Temperatur von 110° C genutet. Man bildet drei äquidistante Nuten, so daß

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die Restdicke 0,45 mm ist. Man streckt dann in dem Verhältnis von 8/1 und bei der Temperatur von 12O⁰C, d.h. daß die Gewichte pro Meter vorher und danach das Verhältnis von 8/1 haben. Die Nutungsgeschwindigkeit beträgt von 8 m/mn.

Man erhält ein Band von der Dicke 0,7 mm in den vollen Teilen und von 0,15 mm an dem Boden der Scharnierbänder, von einer Breite = 13 mm und Metergewicht = 6,8 g. Der Bruchwiderstand beträgt 298 kg, nämlich 43_f8 kg/g/m (Mittel von 10 Messungen) - (die Einheit kg/g/m drückt den Widerstand an einem fiktiven Band Ig in Meter aus j sie ist auf den "metrischen Widerstand" bezogen, der die Bandlänge ausdrückt, dessen Gewicht gleich dem Bruchwiderstand ist durch die Relation 1 kg/g/m = 1000 m.)

Nach 100 abwechselnden Biegungen gemäß der Mittelnute ist das Band noch intakt.

Beispiel 2

Wenn man unter den gleichen Bedingungen, wie in dem vorhergehenden Beispiel verfährt, aber ohne Nutung, erhält man ein Band von der Breite von 11,5 mir, {*]<-ichmäßiger Dicke e = 0,65 mm, Gewicht 6,8 g/m. H.mi hat einen Bruchwiderstand R = 302 kg gefunden (Mittel von 10 Hc? ο sung en)

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nämlich R kg/g/m = 44,4 kg.

Das Band "bricht bei dem ersten Biegeversuch..

Beispiel 5

Man benutzt ein homopolymeres Polypropylen von höherer molekularer Masse als das vorher benutzte (Schmelzindex: 0,5 f Isotaktizität = 96 #). Man geht von einem Band aus: 1 = 50 mm und e = 3 mm, Gewicht 135 g/m. Man bildet drei äquidistante Nuten, Restdicke am Boden der Nuten =0,6 mm, durch Nutung bei 100°. Nach Streckung bei 120° im wirklichen Verhältnis von 7,1/1 erhält man ein Band von der Breite 22 mm, der Dicke 1,1 mm höchstens dick, Dicke am Boden der Nuten 0,22 mm, Gewicht 19 g/mj die Laufgeschwindigkeit bei der Nutung ist 5 m/mn. Der Widerstand beträgt 770 kg, nämlich 40,5 kg/g/m. Das Band verträgt mehr als 50 abwechselnde Biegungen, ohne sich zu spalten.

Beispiel 4

Man verfährt wie in Beispiel 3» aber man benutzt ein Propylenkopolymer, welches 4 $ Äthylen enthält. Man erhält ein Band mit Widerstand 700 kg, nämlich 36,8 kg/g/m, Nach 100 abwechselnden Biegungen ist das Band noch intakt.

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Beispiel 5

Durch Auspressen aus zwöi Strangpressen, die in eine gleiche Düse liefern, erhält man ein Band aus geschichtetem Material, bestehend aus einer Schicht Polypropylen mit der Dicke 3e und eine Schicht eines Propylen-Äthylenkopolymers mit der Dicke _e. Nach Kühlung des Materialganges TdIs auf eine Temperatur der Größenordnung von 90⁰C greift man das Band mechanisch mittels Rädchen oder eines Drahtes oder der an einem Zylinder befindlichen Rippen auf der Bandfläche aus Polypropylen an, um eine Nute mit der Tiefe in der Nähe von 3e zu bilden. Die Prüfung eines Schnittes des so erhaltenen Bandes zeigt, daß der größte Teil des dieser mechanischen Wirkung unterworfenen Polypropylenes ein Kriechen erlitten hat und daß es an der Stelle dieser mechanischen Wirkung eine sehr dünne Schicht von Polypropylen gebildet hat, die eng mit der unterhalb biegenden Schicht aus Kopolymer verbunden ist. Die so geformten Nuten zeigen sich nach der Streckung als besonders fest und reißen trotz zahlreicher Biegungen nicht.

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Beispiel 6

Durch das gleiche Verfahren wie in dem Beispiel 5 hat man ein geschichtetes Material ausgeführt, bestehend aus einer Mittelschicht aus Polypropylen und zwei angrenzenden Schichten aus Propylen- und Äthylenkopolymer. Ein solches Band ist im Querschnitt in Fig. 10 dargestellt. Man sieht dort die Mittelschicht (1) aus Polypropylen und die angrenzenden Schichten (2) aus Kopolymer.

Das erhaltene Band ist oberflächlich derart gekühlt, daß das Kopolymer sich verfestigt und daß das innere Polypropylen eine genügende Temperatur behält, um einen leicht deformierbaren plastischen Zustand zu behalten» Dieses Material ist dann einer mechanischen Arbeit unterworfen, um die Nuten durch Durchgang zwischen einem oder mehreren Walzenpaaren herzustellen, von denen mindestens eine mit vorstehenden Rippen versehen ist. Man streckt dann das erhaltene Band. Die Prüfung im Schnitt zeigt, daß die beiden oberflächlichen Schichten aus Kopolymer sich genähert haben, bisweilen bis sie sich berühren, und zwar an den Stellen, wo die mechanische Arbeit ausgeführt ist. Die so erzeugten Nuten sind besonders widerstandsfähig, sei es gegen die Wirkungen

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von Zug, sei es gegen die Biege- und Zerreißversuche.

Das erhaltene Band ist im Querschnitt in Pig. 13 dargestellt. Man sieht dort die Polypropylenschicht (1), deren Dicke an den Stellen beträchtlich reduziert worden ist, die den mechanischen Angriffspunkten des Materials entsprechen. In (2) hat man die Kopolymerschichten dargestellt.

Beispiel 7

Durch eine von zwei Strangpressen gespeiste Düse, die von der einen Polypropylen und von der anderen Propylen- und Äthylenkopolymer erhält, führt man ein aus Streifen (joncs) zusammengesetztes Band aus, welches abwechselnd aus dem einen und dem anderen dieser Materialien zusammengesetzt ist. Ein solches Band ist im Querschnitt in Fig. 11 gezeigt. Man sieht dort bei 1 die Streifen aus Polypropylen und bei 2 die Streifen aus Kopolymer. Nach Abkühlung auf eine Temperatur in der Größenordnung von 60° C führt man mechanisch in den Streifen aus Kopolymer Nuten aus. Dann wird das Ganze einer Längsstreckung unterworfen. Man erhält so ein Band mit ausgezeichneten Eigenschaften, welches im Querschnitt in 14 gezeigt ist. Der mechanische Angriff hat hier

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an beiden Flächen des Bandes an den Stellen stattgefunden, wo das Kopolymer an die Oberfläche desselben tritt.

Man kann auch beispielsweise Bänder benutzen, die aus einer Seele aus Polypropylen bestehen, auf der durch gleichzeitiges Auspressen auf einer oder beiden Seiten Bändchen aus anderen thermoplastischen Stoffen angebracht sind= Ein solches Band ist in fig. 12 dargestellt. Die mechanische Bildungsarbeit wird dann an der einen oder beiden Flächen dieses Bandes an den Stellen dieser Bändchen ausgeführt, wobei man wie in Beispiel 6 verfährt," d.h. mit einer Verteilung der Temperaturen, derart, daß das im Innern des Bandes gelegene Polypropylen den plastischen Zustand beibehält.

Das Band oder der zusammengesetzte Streifen, welcher der Herstellung des Bandes dient, kann hergestellt werden, indem man·gegen ein Band aus Polypropylen in geschmolzenem Zustand auf der einen oder auf seinen beiden Seiten einen Kopolymerfilm preßt. Der Kopolymerfilm wird vorgewärmt, dann auf das Polypropylen mittels Walzen gepreßt, von denen mindestens eine bis auf eine Temperatur von 12O⁰C geheizt werden kann. Wenn das geschichtete

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Material erhalten ist, kann man es sofort bearbeiten, wie im Beispiel 6 angegeben ist, tarn das fertige Band herzustellen.

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Claims

T7Ü4027 Patentansprüche

1.JVerfahren zur Herstellung eines Bandes aus Kunststoffmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Band aus Kunststoffmaterial, von dem mindestens ein Teil eine Temperatur von 25 - 100⁰C unter der kristallinen Schmelztemperatur des benutzten Kunststoffmaterials hat, einer mechanischen Behandlung unterwirft, die den Zweck hat, Kehlen oder Nuten zu bilden und daß man das erhaltene Band später in der Längsrichtung streckt.

2. Verfahren zur Herstellung eines Bandes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Behandlung mittels eines Rädchens oder eines Spieles von Rädchen oder eines Metalldrahtes oder einer mit Rippen versehenen Walze ausgeführt wird,

3. Verfahren zur Herstellung eines Bandes nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kunststoffmaterial Polypropylen benutzt, dessen Isotaktizitätsverhältnis höher als 90 $ ist, in welches man die Nuten bei einer Temperatur von 70 - 14O⁰C und vorzugsweise von 95 - 130⁰C formt und daß man es nach Bildung dieser Nuten bei einer Temperatur von ungefähr HO⁰C mit einem Zugverhältnis zieht, welches zwischen 6/1 und 10/1 liegt,

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4. Verfahren zur Herstellung eines Bandes nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kunststoffmaterialband einen zusammengesetzten Streifen benutzt, der aus mindestens zwei Kunststoffmaterialien besteht, die untereinander verbunden und in übereinandergelegten Schichten angeordnet sind, wobei jede die ganze Breite des Ausgangsstreifens bedeckt oder die in untereinander verbundenen Längsstreifen angeordnet sind, wobei das eine dieser Kunststoffmaterialien vorzugsweise ein Polypropylen ist, dessen Isotaktizitätsverhältnis mindestens 80 fo beträgt, wobei das andere vorzugsweise ein kristallines Kopolymer des Propylene ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Bandes nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterialband mindestens eine oberflächliche über die Breite des Bandes ununterbrochene oder unterbrochene Schicht aus kristallinem Kopolymer des Propylene und eine darunterliegende Seele aus Polypropylen enthält, und daß man die mechanische Arbeit zur Bildung der Nuten auf den Oberflächen des Bandes bewirkt, so dieses Kopolymer in gleicher Ebene liegt, unter derartigen Temperaturbedingungen, daß das darunterliegende Polypropylen plastische Eigenschaften beibehält.

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6. Nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5 erhaltenes Band, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Materials an dem Boden der Nut vor der Streckung zwischen 15 und 50$ der Anfangsetärke des Kunststoffmaterialbandes liegt, wobei diese Anfangestärke unter 5 m» liegt.

7. Nach eine» der vorhergehenden Ansprüche erhaltenes Band, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharniere (oder Nuten), die »echanisch durch Angriff dee Auegangsbandes auf der einen oder auf den beiden Flächen gebildet sind, vor dem Streoken in ihre» dünnsten Teil eine Dicke und eine Breite derart haben, daß man die Beziehung hatι

Breite des Soharnieres Dicke des Scharnieres

8· Nach eine» der Torhergehenden Ansprüche 1-5 erhaltenes Band, welches durch Längsstreokung einen großen mechanischen Widerstand angenommen hat, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder Hehrere Nuten enthält, die parallel in der Längsrichtung angeordnet sind und deren Tiefe 50 - 85 $ 4er Ausgangsdioke des Kunstetoffnaterialbandes entspricht, welches der Zubereitung dieses Bandes gedient hat.

O/Wr 109819/1506