DE1704910C3 - Verfahren zum Herstellen eines geschäumten und orientierten thermoplastischen Films - Google Patents

Description

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bzw. aufgeschnitten wird, sollten geeignete Vorkeh- die verwandten Polymere im allgemeinen in einem

rungen getroffen werden, um zu verhindern, daß sich Bereich von 107 bis 371" C liegt. Ist das thermopla-

die geschlitzte Röhre wieder schließt. Hierbei sollte stische Material Polypropylen und das Verschäu-

die Bewegung des Films so gerichtet sein, daß eine mungsmittel, das sich bei ungefähr 196° C zerset-

Berührung der freien Enden vermieden wird, solange 5 zende Azodicarbonamid, so liegt die Schmelztemps-

keine ausreichende Kühlung stattgefunden hat. Der- ratur zwischen etwa 204 und 246° C.

artige Verfahren sind bereits bekannt. Der Abstand zwischen dem Formkopf und der

Jedes bekannte thermoplastische Harz, das ver- Abschreckzone sollte verhältnismäßig kurz sein, da schäumt und orientiert werden kann, ist für die An- sich eine wesentliche Verschlechterung der Filmoberwendung im Rahmen der Erfindung geeignet, ob- io fläche sowie ein übermäßiges Schäumen ergibt, wenn gleich Olefin-Polymere und Copolymere im allgemei- der geschmolzene Film vor der Abschreckung und nen bevorzugt werden. Die geeignetsten Polymeren Abkühlung unter seinen Schmelzpunkt und die Aktisind solche, die von 1-Olefin-Monome-en mit zwei vierungstemperatur des Schäumungsmittels eine bebis etwa vier Kohlenstoffatomen, insbesondere Poly- trächtliche Entfernung durchlaufen muß. Der Abpropylen und Polyäthylen abgeleitet sind. Die ver- 15 stand zwischen dem Formkopf und der Abschreckwandten Polymere sollten weiterhin genügend hohe zone kann natürlich je nach der Strangpreßgeschwin-Molekulargewichte und Kristallisation bzw. Kristalli- digkeit und folglich der Laufgeschwindigkeit des Posationsfähigkeit aufweisen, so daß die gewünschte lymerfilms und den physikalischen Eigenschaften des Orientierung und die gewünschten Oberflächeneigen- verwandten thermoplastischen Stoffes beträchtlich schatten des fertigen Produkts erreicht werden kön- ao variieren. Jedoch wird es in den meisten Anwendunnen. So ist z.B. Polypropylen, das einen Schmelz- gen bevorzugt, den Formkopf vor der Abschreckpunkt von ungefähr 149 bis 191° C besitzt und we- zone, die im allgemeinen aus einem Wasserbad benigstens ungefähr 50 Gewichtsprozent isotaktisches steht, in einem Abstand von ungefähr 0,5 bis 5 cm Polymer enthält, für das Verfahren sehr geeignet. anzuordnen, wenn die Geschwindigkeit des Filmvor-

Der gewünschte Verschäumungsgrad des thermo- 35 laufs im Bereich von ungefähr 3 bis 60 cm pro Sepiastischen Stoffes kann entweder durch die Einlage- künde liegt. In den meisten Fällen bewirkt ein werung eines geeigneten, bekannten chemischen Treib- sentlich größerer Abstand, daß die Verschäumung mittels in der thermoplastischen Schmelze oder ungleich wird. Wird jedoch die Geschwindigkeit bei durch die Verteilung eines geeigneten komprimierten einem gegebenen Abstand zwischen dem Formkopf Gases in der Schmelze vor dem Strangpressen er- 30 und der Abschreckzone erhöht, so tritt auf Grund reicht werden. Auf diese Weise wird ein strangge- des verringerten Zeitablaufs eine meßbare Verringepreßter Film mit dem gewünschten Verschäumungs- rung des Verschäumungsgrades ein. Hieraus wird ergrad erhalten. Chemische Treibmittel, wie Azo-Zu- sichtlich, daß die Strangpreßgeschwindigkeit und der sammensetzungen, N-Nitroso-Zusammensetzungen Abstand zwischen dem Formkopf und der Ab- und Sulfonylhydrazide sind geeignet, um das ge- 35 schreckzone in ein Verhältnis zueinander gebracht wünschte Ergebnis zu erhalten. Wenn jedoch Poly- werden müssen, um eine Verschlechterung bzw. Zerpropylen als thermoplastisches Harz verwandt wird, störung und ein übermäßiges Schäumen so klein wie so wird bevorzugt Azobisformamid als chemisches möglich zu halten.

Treibmittel eingesetzt. Soll die Verschäumung durch Die Abschreckzone oder das Abschreckbad kön-Einlagerung eines komprimierten Gases in die ther- 40 nen jede Flüssigkeit enthalten, die die Wärme von moplastische Schmelze vor dem Strangpressen be- dem geschmolzenen Film mit einer ausreichenden wirkt werden, so ist es lediglich notwendig, daß das Geschwindigkeit abführen kann, um den Film unter Gas gegenüber dem Polymer relativ inert ist und seinen Schmelzpunkt und unter die Aktivierungstemphysikalische Eigenschaften besitzt, die für die Au^c- peratur des Verschäumungsmittels in einem ausreiführung des gewünschten Verschäumungsgrades aus- 45 chend kurzen Zeitraum abzukühlen. Meistens kann reichen. Wenn Olefin-Polymere verwandt werden, so Wasser als Wärmeabführmedium in der Abschreckist es im allgemeinen wünschenswert, als physikali- zone geeignet verwandt werden. Die Temperatur des sches Treibmittel ein leichtes Kohlenwasserstoffgas, Kühlbades kann je nach dem gewünschten Grad des insbesondere Butan oder ein inertes Gas, wie Stick- Abkühlens variieren, liegt jedoch im allgemeinen stoff oder Helium zu verwenden. 50 zwischen 0 und 82° C und vorzugsweise zwischen

Es können weiterhin Pigmente, Stabilisatoren, Dis- etwa 27 und 49 ' C, wenn der thermoplastische Film

persionsmittel, Schäumungsmodifikationsmittel und aus Polypropylen besteht.

andere bekannte Zusätze entweder zu der Polymer- Der Film kann durch geeignete Verfahren an

schmelze oder zu dem einzelnen Polymeren zur Er- einem beliebigen Punkt während seiner Behandlung

zielung des gewünschten Produktes hinzugegeben 55 nach dem Strangpressen und vor dem Wiederaufhei-

werdcn. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, daß die zen für die Orientierung geschlitzt werden, jedoch

Natur dieser Zusätze und der verwandten Mengen wird er zifr Bildung eines ebenen Films vorzugsweise

nicht die notwendigen physikalischen Eigenschaften unmittelbar nach seinem Austreten aus der Form ge-

des Polymeren beeinträchtigen und dem Endprodukt schlitzt. Die Notwendigkeit, den röhrenförmigen

die Obcrflächenqualität nehmen. 60 Film zu schlitzen, entfällt natürlich, wenn direkt ein

Die Strangpreßtemperatur kann je nach der Visko- ebener Film in das Abschreckbad hinein strangge-

sität und dem Schmelzpunkt des thermoplastischen preßt wird. Die Messerklingen, die zum Schlitzen des

Stoffes und der Temperatur, bei der das Vorschau- Films verwandt werden, müssen so breit sein, daß sie

mungsmittel zur Wirkung gelangt, in einem weiten bis in die Abschreckzone reichen. Auf diese Weise

Bereich variieren. Im allgemeinen liegt die Aktivie- 65 wird verhindert, daß die frisch geschnittenen Kanten

rungstemperatur bzw. die Temperatur für die Hnip- wieder miteinander in Heiülmmg kommen, bevor sie findlichmachung des Verschäuniungsmiltcls im wc- genügend abgekühlt worden sind. Der so gebildete senllichen unter der Strangpreßtcmperatur, die für laminare bzw. einschichtige Film kann uus dem Ab-

schreckbad herausgenommen und auf geeigneten 1-Olefine mit zwei bis vier Kohlenstoffatomen und Rollen bzw. Walzen gesammelt werden, um anschlie- mit Schmelzpunkten im Bereich von etwa 107 bis ßend wieder aufgeheizt und orientiert zu werden, 177° C, so liegt die Orientierungstemperatur zwi- oder er kann direkt in die Orientieningsbehandlungs- sehen etwa 77 bis 154° C. In diesem Fall wird die stufe geführt werden. 5 Temperatur der Endbearbeitungs- oder Aufheizwal-

Die Orientierung wird vorzugsweise dadurch aus- zen vorzugsweise im Bereich von etwa 88 bis 166° C geführt, daß der Film auf seine Orien>ierungstempe- gehalten, wobei die Walzen einen solchen Umfang rajur aufgeheizt und der einschichtige Film zur Er- besitzen und mit einer solchen Geschwindigkeit bezielung der gewünschten einachsigen Orientierung trieben werden, daß der Kontakt zwischen der FiImentlang seiner Längsachse gezogen wird. Hierbei ist io oberfläche und den Walzen zwischen etwa 0,5 bis eine herkömmliche Einrichtung zum Aufheizen des etwa 5 Sekunden dauert.

nicht unterstützten Films unerwünscht, da die ver- Das Zugverhältnis und die folgende Orientierung

wandten Polymere bei Temperaturen im Bereich der des Films unterliegen gleichfalls einer beträchtlichen Orientierungstemperatur im allgemeinen gewisse Änderung, die nicht nur von den Eigenschaften des Fließeigenschaften aufweisen und sich demzufolge 15 besonderen verwandten thermoplastischen Materials, bei solchen Veriahrensschritten gewisse Verschlech- sondern gleichfalls von den gewünschten Qualitäten terungen der Filmoberfläche nicht vermeiden lassen. des fertigen Films abhängt. So liegen z. B. die Zug-Es ist deshalb wesentlich, daß die Aufheizung des bzw. Streckverhältnisse der bevorzugten Polyolefine Films vor der Orientierung derart ausgeführt wird, im allgemeinen innerhalb des Bereichs von ungefähr daß der Film auf einer glatten, gleichmäßigen War- ao 3: 1 bis ungefähr 10: 1, und insbesondere beträgt, meübertragungsfläche gehaltert wird. Diese Fläche wenn der Hauptbestandteil des Films Polypropylen ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie sich in einer ist, das bevorzugte Sireckverhältnis ungefähr 4:1 bis Richtung und mit einer Geschwindigkeit entspre- ungefähr 7 : 1, d.h. es wird allgemein bevorzugt, den chend der Bewegung des thermoplastischen Films Polypropylenfilm entlang seiner Längsachse von unbewegt, um ein Schlüpfen des Films über die War- 35 gefähr dem 4fachen bis zu ungefähr dem 7fachen seimeübertragungsfläche und den sich hierdurch bei er- ner ursprünglichen Länge zu ziehen bzw. zu strekhöhten Temperaturen notwendigerweise ergebenden ken.

Fehler zu vermeiden. Die Wiederaufheizeinrichtung Der erhaltene Film kann in Streifen von beliebiger

kann zweckmäßigerweise aus einer erhitzten gewünschter Breite verschnitten werden, oder er »S« Walzenanordnung bestehen. Bei einem derarti- 30 kann in Blattform für die Verpackung unter Vcrwengen Betrieb läuft der Film über einen ersten geheiz- dung von bekannten Einpack- und Warmversiegeten Zylinder über eine Strecke, die etwa die Hälfte lungsvorrichtungen verwandt werden. Da der hochdes Umfangs desselben beträgt, und er wird dann glänzende, geschäumte, orientierte Film ebenfalls über einen ähnlichen zweiten Zylinder zurückgezo- schrumpffähig ist, kann er gleichzeitig nicht nur für gen und läuft über diese zweite Walze über eine 35 eine Schmuckverpackung, sondern auch wegen seiner Strecke, die etwa die Hälfte des Umfangs derselben Nachgiebigkeit und seiner niedrigen Wärmeübertrabeträgt. Durch dieses Verfahren werden beide Seiten gungseigenschaften für Schutzzwecke und für die des Films in gleichförmiger Weise einer Erhitzung Wärmeisolation verwandt werden,
ausgesetzt, während dieser auf einer glatten, gleichförmigen Oberfläche gehalten wird. Auf diese Weise 40 Beispiel
wird der Film unter solchen Bedingungen auf seine

Orientierungstemperatur gebracht, daß Oberflächen- Polypropylen mit einem Schmelzfluß von 4, ge-

deformationen bzw. Fehler im wesentlichen ausge- messen bei 230^! C, und einer spezifischen Dichte schaltet werden. von 0,907, wurde mit 0,1 Gewichtsprozent eines Po-

Obgleich es ausreicht, den Film zur Erzielung der 45 Iyisobutylen-Dispersionsmittels mit niedrigem Molegewünschten Temperatur lediglich an einer Seite mit kulargewicht. 0,3 Gewichtsprozent Azodicarbonamid einer erhitzten Walze genügend lange aufzuheizen, so und 0,013 Gewichtsprozent eines roten organischen wird es doch vorgezogen, beide Seiten des Films ent- Pigments gemischt. Die Mischung wurde zur Erzieweder gleichzeitig oder aufeinanderfolgend zu kon- lung eines nicht aufgeblasenen, röhrenförmigen Film' taktieren. Durch dieses Auf heiz verfahren wird nicht 50 von 15 cm Durchmesser und mit einer Wanddicke nur ein Kräuseln oder eine andere Deformation des nach dem Schäumen von ungefähr 0,38 mm nach unaufgeheizten Films wirksam vermieden, sondern es ten stranggepreßt. Die erhaltene Röhre wurde direkt können auch Fehlstellen auf jeder Seite des Films, in ein Wasserabschreckbad geleitet, wobei die Oberdie während des Strangpressens, Aufschäumens oder fläche 19 mm unterhalb des Auslasses der Strang-Abschreckens entstehen können, wirksam ausge- 55 preßform lag. Die Temperatur wurde auf 191° C geschaltet bzw. aufgehoben werden. Herkömmliche halten, die Polymertemperatur an der Stirnfläche der Einrichtungen zum Wiederaufheizen des nicht unter- Form betrug 216° C, die Filmaustrittsgeschwindigslütztcn Films, wie Strahlungsaufheizung oder Leiten keit 5,5 m pro Minute und die Durchschnittstemperades Films durch ein Heißwasserbad, sind unbefriedi- tür des Wassers in dem Abschreckbad ungefähr gend bzw. unzureichend, da während solcher Ar- 60 49' C. Der Film wurde dann in ein flaches Band beitsschritte der Film zu Kräuselungen neigt und aufgeschlitzt und aufeinanderfolgend um eine Hälfte nicht den Oberflächenglanz besitzt, der durch das be- des Umfangs von zwei Aufheiz- und Endbearbeischriebene Verfahren erreicht werden kann. Zur Er- tungswalzen mit einer Oberflächentemperatur von zielung der wirksamsten Aufheizung wird die Tem- 141° C geführt. Anschließend wurde er auf das peratur der Aufheizwalze oder -walzen entsprechend 65 Fünffache seiner ursprünglichen Länge entlang seider Art des thermoplastischen Materials, aus dem ner Längsachse gezogen, um einen 0,13 mm dicken der Film hergestellt wird, beträchtlich variiert. Ist Film zu erhalten, der eine ausnehmend gute Hochdas thermoplastische Material ein Polymer der glanzoberfläclie besaß.

Claims (1)

1. u. A\, jedoch keinesfal's zufrieden-GlSttung erreicht, die jeaoc ^ ^.^^

   Patentanspruch: l^Arift S molekularorientierten Materia-

   Patentschnft ^k^_ünschte Orientierungsgrad nicht

   Verfahren zum Herstellen eines geschäumten ^'.^_^_ε8 Extrudieren erreicht wird,

   und orientierten thermoplastischen Films durch 5 ^g^^Tbelgischen Patentschrift ⁶f⁴³*⁸ *^rd

   Extrudieren einer Mischung aus einem thermo- ^Gf™* i^ *_nd teilweise geschäumtes Material

   plastischen Harz und einem Treibmittel, durch ein ^"™ ;^eS _{£ ärmen} unterworfen, um das Ver-

   Aktivieren des Treibmittels und Schäumen, durch ^.^^^setzen. Wie jedoch vorstehend er-

   Kühlen und anschließendes Wiedererwärmen und ^J^f² _emstehen durch £as Schäumen selbst

   Molekularorientieren des geschäumten Produkts, » wahnt^J™™?·* _{an der} Oberflache

   dadurch gekennzeichnet, daß der ge- ^Unf ^Γ£_ΓErfindung ist daher die Herstellung

   schäumte Film zum Erzeugen eines hohen Ober- .^g^fen _U"d orientierten thermoplasu-

   flächenglanzes auf die Orientierungstemperatur eines gescn«um Oberflächenglanz Dieser

   erwärmt wird, während er auf einer galten ^s _p ^ch™ J^S_n eine Dichte aufweisen, die über

   «r ^ih" —^de" " ¹KgSS=KS

   wendbarkeit und erhöhte dekorat ^ ^

   schäumten· ^ "'a« insbesondere von therm Jr bereits *«£ ' ih rf k

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Ober- « Jr b^reüs ^b _p ^e^_}efinfümen, erreicht werden kann. begriff des Patentanspruchs angegeben Art Hoch- P^ia~ⁿ^Herstellung derselben wahrend _w orientierte, glatte bzw. homogene thermoplastische wenn be, de _{Aufschäumens oder} W.ederau ,,-Filme besitzen im allgemeinen Hochglanzoberfla- ^^r _n ^a"^gP^r _d/_oder' _des Orientierens eine Verschied ucheneigenschaften oder einen Oberflächenglanz, der zens und/ode^de ^ _{ßeschäd der F},lm-

   solchen Filmen einen umfangreichen Anwendungsbe- »5 run; bzv^ ve^ ^.^ _{£s wurde} we.terh.n festreich zu Dekorationszwecken, wie z.B. für Bander ^.X^XrnachenunregelmaBigkeiten, die sieh und Verpackungsmaterial eröffnet. Send des Strangpressens und Aufschäumens εψ-

   Es sind bereits etliche Verfahren zur Erzeugung ^^rei£^U* „entliehen in dem darauffolgenden glatter Oberflächen verschiedenartigster Matenalien ben _e ™ fheizungsschritt behoben werden könne ·.. bekannt. So betrifft die deutsche Auslegeschrift 3» W.ede au he«^g _{und genau dimensioni}e_ru,,

   1 089 905 ein Verfahren zur molekularen OnenUe- so daU^ein _inacnsig ausgerichteter Polyolcfm-

   rung von Polyäthylenfolien, damit diese völlige Klar- g^hau™*^r _{werden kann}. der eine besondere Hoc:i heil und hohen Gi-nz erhalten. Bei diesem V.rfanren ™J *3_{che aufwe}ist und besondere Verwenuu;* wird die Folie auf die Orientierungstemperatur er- gf^z°w™ _d findet. _u ,

   hitzt, wobei die Orientierung durch eine Aufeinand- 35 ^aIs^^cn _v"V, _emUß der Erfindung zum Herste-lhitzt, wobei die Orientierung durch eine Aufeinander- ^{uas v} _eeschaUmten und orientierten thenaoplasti-

   wird, daß die erhaltene orientierte Folie eine Hoch- lenj""« 8 _{h Extrud}ieren einer Mischung aus

   glanzoberfläche besitzt. , ^s™™ thermoplastischen Harz und einem Trcibm.i-

   Es muß jedoch grundsätzlich unterschieoen wer- ^C'^K^₁,"! Aktivieren des Treibmittels und Schanden zwischen der Herstellung von nichtgeschäumten 4<> tel ^du™" ^Λ*_{Η und} anschließendes Wiedercr-Folien mit hohem Oberflächenglanz und der Herstel- men, ouren _{lekularorienti}er_en des geschäumten lung von geschäumten Folien mit hohem Oberfla- warmen^ un gekennzeichnet, daß der ge-

   chenglanz. Wenn bei nichtgeschäumten Folien Glanz ^Produ^^ts ^ _Et|eugen eines hohen Oberflaerzielt werden soll, dann kann dies in erster Linie ^scha™ _{f die} Orientierungslemperatur er-

   durch die Wahl des Ausgangsproduktes erreicht wer- 45 chenglanTO _{d f einer} glatten, gleichför-

   den. Die Art des Streckens der Folie ist hierbei von wärmt ^ ™_tzendeI1 Heizfläche aufliegt, untergeordneter Bedeutung. Bei dem obengenannten migen, mn _{A führungs}f_orm der Erfindung wird Verfahren erfolg die Streckung nun so, daß die Wal- .^^^möolastische Schmelze, die ein geeignetes zen aufeinanderfolgender Walzengruppen von eine„ ¹^⁰P¹ , _thä„ _stranggepreßt, um einen Gruppe zu Gruppe steigende Umfangsgeschwindig- 5° ^h^nf^me _vorzugsweise abwärts in

   ketten haben und die Streckung auf dem Weg zwi- ^"JJ™.²^ _Abschreckzone geführt wird, in sehen den beiden Walzengruppen vor sich geht. Der ^e"^e .^Te'ratur des Films unter den Schmelz-Einfluß der Streckung auf den Glanz ist hierbei ge- der die ^emP^ ,_{astischen Stoffes} verringert wird, ring. Den entscheidenden Einfluß hat das Material. punkt des Wermop orientierungstempera-

   Bei geschäumten Folien hingegen wird bereits al- 55 Der^F Im w«d dann ^ _{einer g},_{eicnförmigcn>}

   lein durch den Schäumungsvorgang eine unregclma- tu au ß^^{he zt}: ^ _f,_{äche lagerl wird}, und sodann ßige und matte Oberfläche erzielt, die auf die Blasen- gUJ^te» ™.zor* ^ ^ _Oricntierung bzw.

   bildung zurückzuführen ist. Dieser Effekt tritt unab- gestreckt, umι mm aus y hüngig^gvon der Alt des M.tcri.1.. aus dem die ge- Au^cWung^vertah^ ^ ^ ^ ^ ^^

   schäumte Folie besteht, auf. f;;_rm"i»er Form stranggepreßt werden, obgleich im

   Ein weiteres Verfahren zur Herstellung hochgaiv f mn ger Fonn stnngg ρ ^ ^ _wjrd

   zender Folien ist in »Kunststoffe« 19o2, Heft 9, ^^¹¹.¹"⁰" f_n j, _röhrCnrönnigcr Form strangge-

   S. 566 beschrieben. Auch bei dioern Verfahren han- Wird der Γ Jn in r ^ _um ^^

   ddt es sich um nichtgeschaumte Folien. F cut, se U,inor^ unmittelbar nach dem

   Aus der britischen Patentschrift 854 586 ,st die 65 in ^r ^Ab^^c £^° _d Wiederaufheizen

   Verwendung eines J-ftstromes ^r Glattung ₍dcr Ab^h^kvcrfaha^ ^ ^^ ^

   lie Röhre in der Abschreckzone aufgeschlitzt