DE2544089A1 - METHOD AND DEVICE FOR THERMAL RELAXATION OF THERMOPLASTIC FILMS - Google Patents

Description

Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. KinneDipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Chins

O München 2, Postfach 202403 Bavariaring 4O Munich 2, P.O. Box 202403 Bavariaring 4

^{Tei:: (089) 5396}s³-^{5ß Part :: (089) 5396} s ³ - ^{5 ß}

Telex: 5 24845 tipatTelex: 5 24845 tipat

cable: Germaniapatent Münchencable: Germaniapatent Munich

B 6852 - case Pf 27346 2. Oktober 1975B 6852 - case Pf 27346 October 2, 1975

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED London, GroßbritannienIMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED London, United Kingdom

Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Relaxation von thermoplastischen FolienMethod and device for thermal relaxation of thermoplastic films

Die Erfindung bezieht sich auf selbsttragende Folien oder Filme von Poly-1-olefinen und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Relaxation einer orientierten und getemperten bzw. warmverfestigten Poly-1-olefinfolie.The invention relates to self-supporting sheets or films of poly-1-olefins and, more particularly, to a Method and device for the thermal relaxation of an oriented and annealed or heat-hardened Poly-1-olefin film.

Wenn eine selbsttragende Folie von einem organischen thermoplastischen kristallisierbaren oder kristallinen Polymermaterial wie Polypropylen zur Herbeiführung einer HoleküTorientierung mit"dem Ziel einer Verbesserung der physikalischen Eigenschaften der Folie gereckt wird, zeigt letztere normalerweise hohe thermische Schrumpfungseigenschaften, vrelche sie für viele Anwendungen ungeeignet machen* Zur Verbesserung der Dimensionsbeständigkeit solcher Folien bei erhöhten Temperaturen wird die orientierte Folie· gemäßIf a self-supporting sheet of an organic thermoplastic crystallizable or crystalline Polymer material such as polypropylene to bring about a molecular orientation with "the aim of improving the physical properties of the film is stretched, the latter usually shows high thermal shrinkage properties, vrelche making them unsuitable for many applications * To improve the dimensional stability of such films at elevated temperatures, the oriented film is used in accordance with

_v 60 3 817/1092 _v 60 3 817/1092

Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (Mönchen) Kto. 3939844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804Deutsche Bank (Munich) Account 51/61070 Dresdner Bank (Mönchen) Account 3939844 Postscheck (Munich) Account 670-43-804

2 5 A 4 ü 8 92 5 A 4 over 8 9

gängiger Praxis einer Warmverfestigungs- bzw. Temperungsoperation unterworfen, bei der die Folie für eine kurze Zeitdauer auf eine erhöhte Temperatur über der Glasübergangstemperatur (Tg) und unter der Kristallschmelzteinperatur des fUmbildenden Polymeren gebracht wird, wobei sie an einer Schrumpfung gehindert wird.common practice of a heat strengthening or tempering operation subjected, in which the film for a short period of time to an elevated temperature above the glass transition temperature (Tg) and below the crystalline melting temperature of the forming polymer, whereby it is prevented from shrinking.

Nach einer solchen Temperung und möglichen weiteren Behandlungen (wie dem Aufbringen einer wärmeverschweißbaren Beschichtung) wird die Folie für die Lagerung üblicherweise um einen axialen Kern zu einer Spule aufgewickelt,* trotz der durch die Temperung herbeigeführten Verbesserung der Dimensionsbeständigkeit zeigt nun eine solche aufgespulte Folie häufig eine Restneigung zum Schrumpfen, insbesondere in Längsrichtung, selbst wenn die Spule bei Umgebungstemperatur gelagert wird. Der Hauptteil dieser Restschrumpfung, der in der Folientechnik allgemein als "Relaxation" bezeichnet wird, tritt innerhalb einiger Stunden nach der Temperungsoperation auf und die im aufgespulten Film erzeugten resultierenden Druckspannungen verursachen eine Vielfalt von Fehlern wie ein Blocken der Folie, Auftreten von "Runzelgassen" über hohen Bereichen in der aufgespulten Folie und ernsthafte Verformungen der Spule. Folien mit diesen Eigenschaften sind für viele Anwendungen ungeeignet! und man erhält beträchtliche Folienabfälle oder Ausschuß infolge von Relaxationsdefekten .After such tempering and possible further treatments (such as the application of a heat-weldable Coating), the film is usually wound around an axial core to form a spool for storage, * despite the improvement in dimensional stability brought about by the tempering now shows such a wound Foil often has a residual tendency to shrink, in particular lengthways even when the bobbin is stored at ambient temperature. The main part of this residual shrinkage, which is generally referred to as "relaxation" in film technology, occurs within a few hours after the annealing operation and the resulting compressive stresses generated in the wound film cause a variety of Defects such as blocking of the film, occurrence of "wrinkle lines" over high areas in the wound film and serious deformation of the coil. Films with these properties are unsuitable for many applications! and you get considerable film waste or scrap due to relaxation defects .

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In der US-PS 2 779 684 wird ein Verfahren zur Verbesserung der Dimensionsbeständigkeit einer biaxial orientierten getemperten Polyäthylenterephthalatfolie für die Photographie angegeben, bei der die Folie für eine Zeitdauer von 60 bis 300 Sekunden auf eine Temperatur von 110 bis 150⁰C aufgeheizt wird, wobei sie unter einer leichten Zugspannung zwischen 0,7 und 21,1 kg/cm gehalten wird; die Erwärmung der Folie wird mit IR-Lampen oder elektrisch beheizten Platten und Warmluft oder überhitztem Dampf bewirkt.In U.S. Patent 2,779,684 a method for improving the dimensional stability is provided a biaxially oriented heat-treated polyethylene terephthalate film for photographing, wherein the heated, the film for a period of 60 to 300 seconds at a temperature of 110 to 150 ⁰ C, wherein it is held under a slight tension between 0.7 and 21.1 kg / cm; the heating of the film is effected with IR lamps or electrically heated plates and warm air or superheated steam.

Gemäß der Erfindung wird nun ein Verfahren zur thermischen Relaxation einer orientierten getemperten bzw. warmverfestigten thermoplastischen Folie von einem Polymeren von einem 1-Olefin mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die orientierte getemperte Folie mit der erhitzten Oberfläche von zumindest einer rotierenden Rolle oder Walze in Berührung bringt und dadurch auf eine Relaxationstemperatur zwischen der Glasübergangstemperatur und der Schmelztemperatur des Polymeren aufheizt und die erhitzte Folie für eine Zeitdauer von 0,1 bis 60 Sekunden einer nicht über 18 kg pro Meter Folienbreite hinausgehenden Zugspannung in Längsrichtung derart aussetzt, daß die resultierende Folie eine Restrelaxation von nicht mehr als 150 Relaxationseinheiten (wie weiter unten definiert) zeigt.According to the invention, a method for thermal Relaxation of an oriented, annealed or heat-set thermoplastic film from a polymer provided by a 1-olefin having 2 to 8 carbon atoms, which is characterized in that the oriented annealed film with the heated surface of at least a rotating roller or roller in contact and thereby to a relaxation temperature between the glass transition temperature and the melting temperature of the polymer and the heated film for a period of time from 0.1 to 60 seconds of a tensile stress in the longitudinal direction not exceeding 18 kg per meter of film width subjecting the resulting film to a residual relaxation of no more than 150 relaxation units (as defined below) shows.

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Gemäß der Erfindung wird auch eine Vorrichtung zur thermischen Relaxation einer orientierten getemperten thermoplastischen Polymerfolie vorgesehen, die zumindest eine heizbare,drehbare Rolle für die Vorwärtsbewegung (bzw. den Vorschub) und Aufheizung einer kontinuierlichen Bahn der Folie auf eine Relaxationstemperatur zwischen der Glasübergangstemperatur und der Schmelztemperatur des Polymeren aufweist sowie Mittel zum Abziehen der erhitzten Bahn von der Rolle bzw. den .Rollen und Kittel zur Aufrechterhaltung einer Längsspannung innerhalb der vorwärtsbewegten Bahn zwischen der Rolle bzw. den Rollen und dem Abziehmittel, die nicht über 18 kg jjro Meter Breite der Bahn hinausgeht.According to the invention, a device for the thermal relaxation of an oriented annealed thermoplastic polymer film provided, the at least one heated, rotatable roller for the forward movement (or the advance) and heating a continuous web of the film to a relaxation temperature between the glass transition temperature and the melting temperature of the polymer and means for stripping the heated web from the role or the .Rollen and gown to maintain a longitudinal tension within the forward moving web between the roll or rolls and the stripping means that does not exceed 18 kg per meter Width of the web.

Die Erfindung umfaßt ferner nach dem vorgenannten Verfahren erzeugte orientierte getemperte thermisch relaxierte Poly-1-olefinfolien, die eine Restrelaxation von nicht mehr als 150, vorzugsweise nicht mehr als 80 Relaxationseinheiten (wie nachfolgend definiert) aufweist. The invention further comprises oriented, annealed, thermally relaxed ones produced by the aforementioned process Poly-1-olefin films that have a residual relaxation of not has more than 150, preferably not more than 80 relaxation units (as defined below).

Die Bezeichnung "in Längsrichtung" bzw. "längs ..." wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung im herkömmlichen Sinne gebraucht, um eine Richtung in Folienebene parallel zur Richtung, in der das filmbildende Polymere extrudiert oder verarbeitet wurde, anzuzeigen.The term "in the longitudinal direction" or "longitudinally ..." is used in the context of the present description in the conventional Meaning used to have a direction in the film plane parallel to the direction in which the film-forming polymer is extruded or processed.

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Die Bezeichnung "Restrelaxation" soll im Rahmen der vorliegenden Beschreibung diejenige Schrumpfung bezeichnen, die in einer orientierten getemperten thermisch-relaxierten Folie in Längsrichtung auftritt, wenn diese bei Umgebungstemperatur 45 Minuten lang unmittelbar nach Wegnahme der während der thermischen Relaxationsbehandlung angewandten Zugspannung gelagert wird. Eine "Relaxationseinheit" (R.U.) ist ein willkürliches Schrumpfungsmaß, das einer Schrumpfung von 0,01 mm entspricht, die in einem Folienstreifen von 25,4 mm Breite mit einer ursprünglichen Länge von 1600 mm auftritt, wenn der Streifen 45 Minuten lang bei einer Temperatur von 20⁰C unter einer Last von 2,25 g aufgehängt wird. Eine Schrumpfung von 0,1 % der ursprünglichen Länge entspricht somit I60 Relaxationseinheiten.In the context of the present description, the term "residual relaxation" is intended to denote the shrinkage that occurs in an oriented, tempered, thermally relaxed film in the longitudinal direction when it is stored at ambient temperature for 45 minutes immediately after the tensile stress applied during the thermal relaxation treatment has been removed. A "unit of relaxation" (RU) is an arbitrary amount of shrinkage that corresponds to a shrinkage of 0.01 mm that occurs in a strip of film 25.4 mm wide with an original length of 1600 mm when the strip is at one temperature for 45 minutes of 20 ⁰ C is suspended under a load of 2.25 g. A shrinkage of 0.1 % of the original length thus corresponds to 160 relaxation units.

Zur Vermeidung einer Verformung oder Verzerrung der aufgespulten Folie und zur Verminderung des Auftretens anderer Relaxationsdefekte sollte die erfindungsgemäß behandelte Folie vorzugsweise die mit der Leichtigkeit luxU z.vcckmäßigerweise kurzen Dauer der Relaxationsbehandlung verträgliche geringstmögliche Restrelaxation zeigen. Es ist daher erwünscht, daß die Restrelaxation auf weniger als 80 und vorzugsweise weniger als 50 Relaxationseinheiten vermindert ist.To avoid deformation or distortion of the wound film and to reduce the occurrence other relaxation defects, the film treated according to the invention should preferably be those with ease luxU the duration of the relaxation treatment is usually short show tolerable lowest possible residual relaxation. It is therefore desirable that the residual relaxation be less is reduced than 80 and preferably less than 50 relaxation units.

Wenn andere Parameter konstant bleiben, kann die Rest-809 b 17/1092 If other parameters remain constant, the remaining 809 b 17/1092

relaxation einer erfindungsgemäß behandelten Folie durch Verminderung der bei der Folie während der thermischen Relaxationsbehandlung angelegten Längsspannung herabgesetzt werden. Erwünschtermaßen sollte die angelegte Zugspannung daher nicht über 4,5 kg/Meter Folienbreite und vorzugsweise nicht über 2,7 kg/m hinausgehen. Besonders annehmbare Bereiche der Restrelaxation v/erden erhalten, wenn die angewandte Zugspannung bei einem 1,8 kg/m nicht überschreitenden Wert gehalten wird. Die angewandte Zugspannung, die für die Erzielung eines besonderen Grades an Restrelaxation für eine Folie eines gegebenen Polymeren notwendig ist, wird natürlich abnehmen, wenn die Dicke der behandelten Folie abnimmt.relaxation of a film treated according to the invention by reducing the amount of the film during the thermal Relaxation treatment applied longitudinal stress can be reduced. The tension applied should be desirable therefore do not exceed 4.5 kg / meter of film width and preferably not more than 2.7 kg / m. Particularly Acceptable ranges of residual relaxation are obtained when the applied tension is not at 1.8 kg / m exceeding value is held. The applied tensile stress necessary for the achievement of a particular degree of residual relaxation necessary for a film of a given polymer will of course decrease as the Thickness of the treated film decreases.

Eine Kontrolle der angelegten oder aufgeprägten Zugspannung beim erforderlichen Wert wird zweckmäßigerweise durch herkömmliche Verfahren bewirkt. Zum Beispiel erreicht man dies geeigneterweise durch Kontrolle der Relativgeschwindigkeiten, mit denen die orientierte getemperte Folie der Rolle bzw. den Rollen für die thermische Relaxation zugeführt und von diesen abgezogen wird, in Abhängigkeit von Signalen, die durch einen herkömmlichen·Druckfühler erzeugt werden, welcher in Verbindung mit einer perforierten Luft-Zugspindel oder -Stange in Zusammenwirkung mit der Folie arbeitet, während letztere die thermische Relaxationszone der Behandlungseinheit durchquert. Zweckmäßigerweise A control of the applied or impressed tensile stress at the required value is conveniently effected by conventional methods. For example achieved one can do this suitably by controlling the relative speeds at which the oriented annealed film is fed to the roller or rollers for thermal relaxation and withdrawn from them, depending on of signals generated by a conventional · pressure sensor be generated, which in conjunction with a perforated air pull spindle or rod in cooperation with the Foil works while the latter traverses the thermal relaxation zone of the treatment unit. Appropriately

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wird die Folie der angewandten Zugspannung für eine Zeitdauer von 0,25 bis 55 Sekunden,geeigneterweise von 0,5 bis 45 Sekunden ausgesetzt.the film is subjected to tension applied for a period of from 0.25 to 55 seconds, suitably 0.5 suspended for up to 45 seconds.

Obgleich die Temperatur der Folie in der Relaxationszone zwischen der Glasübergangs- und Schmelztemperatur des Polymeren liegen sollte, aus dem die Folie besteht, wird bevorzugt, daß die Temperatur der Folie auf einem relativ hohen Niveau gehalten wird, um sicherzustellen, daß eine angemessene Relaxation im Verlaufe einer vergleichsweise kurzen Relaxationsbehandlung erreicht wird. So wird die Behandlung einer biaxial orientierten getemperten Polypropylenfolie zweckmäßigerweise bei Temperaturen zwisehen 100 und 160⁰C, vorzugsweise zwischen 120 und 150⁰C vorgenommen.While the temperature of the film in the relaxation zone should be between the glass transition and melting temperatures of the polymer of which the film is made, it is preferred that the temperature of the film be maintained at a relatively high level to ensure that adequate relaxation is in progress a comparatively short relaxation treatment is achieved. Thus, treatment of a biaxially oriented polypropylene film annealed is expediently at temperatures zwisehen 100 and 160 ⁰ C, preferably carried out between 120 and 150 ⁰ C.

Die Folie kann mit irgendeiner geeigneten Geschwindigkeit durch die thermische Relaxationszone geschickt werden, jedoch wird für einen wirtschaftlichen Betrieb bevorzugt, daß sich die Relaxationsrolle oder -rollen mit einer Umfangsgeschwindigkeit zwischen 60 und 180 m/min dreht bzw. drehen. Die Geschwindigkeit der Folie kann natürlich durch andere Betrachtungen wie die Geschwindigkeit, mit der eine Beschichtung aufgebracht wird oder andere Oberflächenbehandlungen an einer anderen vor oder hinter der Relaxationszone angeordneten Behandlungsstelle erfolgen, beherrscht v/erden. Die Foliengeschwindigkeit wird derart sein, daß die Kontakt-The film can be passed through the thermal relaxation zone at any suitable speed, however, for economical operation, it is preferred that the relaxation roller or rollers co-operate with a Circumferential speed between 60 and 180 m / min turns or turns. The speed of the slide can of course by other considerations such as the speed at which a coating is applied or other surface treatments take place at another treatment site arranged in front of or behind the relaxation zone, is controlled. The film speed will be such that the contact

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zeit mit der erhitzten Relaxationsrolle bzw. den -rollen einer Anhebung der Folientemperatur auf die gewünschte Relaxationstemperatur angemessen ist. Im allgemeinen werden Kontaktzeiten von nicht weniger als 0,5 Sekunden und vorzugsweise zwischen 1 und 10 Sekunden bevorzugt.time with the heated relaxation roller or rollers to raise the film temperature to the desired one Relaxation temperature is appropriate. In general, contact times of not less than 0.5 seconds and preferably between 1 and 10 seconds.

Die Auswahl von geeigneten Relaxationsparametern innerhalb des genannten Bereichs kann an Hand einfacher Versuche ohne weiteres getroffen werden. So wurde beispielsweise beobachtet, daß die Restrelaxation einer biaxial orientierten getemperten Polypropylenfolie von 24 μηι Dicke von näherungsweise 250 auf weniger als 80 Relaxationseinheiten durch thermische Relaxation auf zwei jeweils auf 120 C erhitzten Rollen herabgesetzt werden kann, wobei die Kontaktzeit zwischen Folie und Rollen in der Gegend von 0,5 Sekunden liegt und clie über die gesamte Relaxationszone an der Folie angreifende Zugspannung bei einem Wert von weniger als 2,7 kg/m Folienbreite gehalten wird.The selection of suitable relaxation parameters within the stated range can easily be made on the basis of simple experiments. For example, it has been observed that the residual relaxation of a biaxially oriented, tempered polypropylene film with a thickness of 24 μm can be reduced from approximately 250 to less than 80 relaxation units by thermal relaxation on two rollers each heated to 120 C, with the contact time between the film and the rollers in the area of 0.5 seconds and the tensile stress acting on the film over the entire relaxation zone is kept at a value of less than 2.7 kg / m of film width.

Zu Folien,die für eine Behandlung nach der erfindungsgemäßen Relaxationstechnik geeignet sind, gehören Folien, die von Homo- oder Copolymeren von 1-Olefinen wie Äthylen, Propylen, Buten-(1) und 4_rMethylpenten-(i) oder von Mischungen von zumindest einem solchen Homopolymeren und zumindest einem solchen Copolymeren erzeugt sind. Ein bevorzugtes Material ist ein hochmolekulares stereoreguläres vorherrschend kristallines Propylenpolymeres, das entwederFor films which are suitable for treatment according to the invention relaxation technique include films of homopolymers or copolymers of 1-olefins such as ethylene, propylene, butene (1) and 4 methylpentene _r (i) or of mixtures of at least such a homopolymer and at least one such copolymer are produced. A preferred material is a high molecular weight stereoregular predominantly crystalline propylene polymer which is either

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in der Form eines Homopolymeren oder copolymerisiert mit geringeren Mengen (z.B. bis zu 15 Gew.% des Copolymeren) von einem anderen ungesättigten Monomeren wie Äthylen vorliegt. Mehrschichtige Folien einschließlich von beschichteten und koextrudierten Folien können auch dem Relaxationsprozeß unterworfen werden. So kann beispielsweise eine orientierte getemperte Poly-1-olefinfolie, die auf zumindest einer Oberfläche mit einer Schicht aus värmeverschweißbarem Material beschichtet ist, verarbeitet werden. Dabei soll die Bezeichnung "wärmeverschweißbares Material" irgendwelche Polymeren oder Copolymeren umfassen, die dem Foliensubstrat eine Wärmeverschweißbarkeit bei Anwendung einer Standard-Wärmeverschweißausrüstung verleihen (siehe z.B. H.P. Zade "Heat Sealing and High Frequency Voiding of Plastics" Te?mple Pregß, London, 1959). 'in the form of a homopolymer or copolymerized in minor amounts (e.g. up to 15% by weight of the copolymer) from another unsaturated monomer such as ethylene. Multi-layer films including coated ones and coextruded films can also be subjected to the relaxation process. For example an oriented annealed poly-1-olefin film, which on at least one surface with a layer of heat-weldable material is coated, can be processed. The term "heat-weldable Material "include any polymers or copolymers that provide the film substrate with in-use heat sealability a standard heat sealing equipment (see e.g. H.P. Zade "Heat Sealing and High Frequency Voiding of Plastics "Te? Mple Pregß, London, 1959)."

Sine v/ä rmever schweißbare bzw. -versiegelbare Folie für eine erfindungsgeraäße Relaxation ist zweckmäßigerveise mit einem Copolymeren von Vinylidenchlorid und Acrylnitril unter Bildung eines wärmeverschweißbaren Überzuges beschichtet, -er hart, mit guter V.'armverschließf estigkeit und feucht.igkeitsresistent ist und eine geringe Durchlässigkeit für Gase besitzt. Bevorzugte Copolymere enthalten zwischen und 95 Gew.%' Vinylidenchlorid und bis zu 20 Gew.% Acrylnitril, ZjiBse Copolymeren können andere Monomere wie Acrylsäure, Itaconsäure und Methacrylsäure enthalten. Die wärmeverschveiß-Iar·-: Bg»chichi·-ng kann auf die Folie als Lösung oder Dis-Sine v / ä rmever weldable or -versiegelbare foil for a erfindungsgeraäße zweckmäßigerveise relaxation is coated with a copolymer of vinylidene chloride and acrylonitrile to form a heat sealable coating, -er hard estigkeit with good V.'armverschließf and feucht.igkeitsresistent and a low Has gas permeability. Preferred copolymers contain from 95 wt.% 'Of vinylidene chloride and up to 20 wt.% Of acrylonitrile, ZjiBse copolymer can contain other monomers such as acrylic acid, itaconic acid and methacrylic acid. The heat-welding-Iar · -: Bg »chichi · -ng can be applied to the film as a solution or dis-

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persion aufgetragen werden.persion can be applied.

Nach Wunsch, kann die Haftung der wärmeverschweißbaren bzw. -versiegelbaren Beschichtung auf dem Foliensubstrat verbessert werden, indem man letzteres mit einer zwischengeschalteten Grundierung oder Verankerungsschicht versieht, bevor die wärmeverschweißbare Schicht aufgetragen wird.If desired, the adhesion of the heat sealable or heat sealable coating to the film substrate be improved by providing the latter with an intermediate primer or anchoring layer, before the heat sealable layer is applied.

Nach Wunsch, kann das Foliensubstrat bzw. die Basisfolie einer Oberflächenbehandlung zur Verbesserung der Binde_eigenschaften vor dem Auftrag der Verankerungs- oder Grundierungszusammensetzung unterworfen werden. Eine solche Behandlung ist zwekcmäßigerweise eine physikalische oder chemische Behandlung, durch welche die Folienoberfläche oxidiert wird; gemäß einer wegen ihrer Wirksamkeit und Einfachheit bevorzugten Behandlung wird jedoch die Oberfläche einer elektrischen Hochspannung, begleitet von Koronaentladung, ausgesetzt.If desired, the film substrate or the base film a surface treatment to improve the binding properties before applying the anchoring or Primer composition are subjected. Such treatment is conveniently physical or chemical treatment through which the film surface is oxidized; however, according to a treatment preferred for its effectiveness and simplicity, the surface becomes exposed to high electrical voltage accompanied by corona discharge.

Für eine Relaxation nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignete Poly-1-olefinfolien können durch herkömmliche Verfahrensweisen wie Walzen, Pressen, Lösungs- oder Schmelzgießen oder Extrusion erzeugt werden und uniaxial oder biaxial orientiert sein. Eine besonders geeignete Folie wird durch Sclimelzextrusion des filmbildenden Polymeren in Form eines Schlauchs durch eine Ringdüse und Aufblasen desPoly-1-olefin films suitable for relaxation by the process according to the invention can be produced by conventional Procedures such as rolling, pressing, solution or melt casting or extrusion can be produced and uniaxially or biaxially be oriented. A particularly suitable film is made by melt extrusion of the film-forming polymer into shape a hose through a ring nozzle and inflating the

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Schläuche nach dem sog. Blasverfahren zur Herbeiführung einer transversalen Orientierung bei gleichzeitiger Dehnung des Schlauchs in Längsrichtung zur Orientierung der Folie in Längsrichtung erzeugt. Die biaxial orientierte Folie wird dann längs aufgeschlitzt und gegen thermische Schrumpfungen durch eine Temperoperation stabilisiert, die eine Aufheizung der unter einer relativ hohen Zugspannung zur Verhinderung von Schrumpfungen gehaltenen Folie auf eine Temperatur über der Gläsübergangstemperatur des Polymeren, jedoch unter der Schmelztemperatur desselben, umfaßt. Die getemperte Folie kann dann vor der Relaxationsoperation beschichtet oder anders_wie behandelt werden.Hoses according to the so-called blowing process for bringing about a transverse orientation with simultaneous stretching of the hose in the longitudinal direction for the orientation of the Foil produced in the longitudinal direction. The biaxially oriented film is then slit lengthways and protected against thermal Shrinkage stabilized by a tempering operation, the heating of those held under a relatively high tensile stress to prevent shrinkage Foil to a temperature above the glass transition temperature of the polymer, but below its melting temperature. The tempered film can then before Relaxation operation coated or otherwise_as treated will.

Für eine Relaxation gemäß der Erfindung geeignete orientierte getemperte Folien können bezüglich der Dicke über einen vergleichsweise weiten Bereich variieren, jedoch werden üblicherweise Folien mit einer Dicke von 2 bis 150/1 für allgemein nützlich gehalten. Folien für Verpakkungszwecke haben zweckraäßigerweise eine Dicke im Bereich von 10 bis .50 /a, während Folien, die für eine Verwendung als dielektrische Abstandshalter in gewickelten Kondensatoren geeignet sind, zweckmäßigerweise eine Dicke zwischen 5 und 20 p. besitzen.Oriented annealed films suitable for relaxation in accordance with the invention can vary in thickness over a comparatively wide range, but films having a thickness of 2 to 150/1 are usually believed to be generally useful. Films for packaging purposes expediently have a thickness in the range from 10 to .50 / a, while films which are suitable for use as dielectric spacers in wound capacitors preferably have a thickness between 5 and 20 p. own.

Eine Folie für eine erfindungsgemäße Behandlung kann 609817/1092A film for a treatment according to the invention can be 609817/1092

geeigneterweise irgendwelche der üblicherweise bei der Fertigung von thermoplastischen Folien angewandten Zusätze enthalten. So können Zusätze wie Farbstoffe, Pigmente, Schmiermittel, Antistatikmittel, Antioxidantien, Antibackmittel, oberflächenaktive Mittel, Gleithilfen, Glanzverbesserer, abbaufördernde Mittel und UV-Stabilisatoren in die Folie eingebaut werden.suitably any of the additives commonly used in the manufacture of thermoplastic films contain. Additives such as dyes, pigments, lubricants, antistatic agents, antioxidants, Anti-caking agents, surface-active agents, sliding aids, gloss improvers, degradation-promoting agents and UV stabilizers be built into the foil.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnung erläutert, die ein Schema für eine bevorzugte Ausführungsart einer Anlage zur thermischen Relaxation und AufWickelung der Folie wiedergibt.The invention is explained below with reference to the accompanying drawing, which shows a scheme for a preferred Execution of a system for thermal relaxation and winding of the film reproduces.

Gemäß der Zeichnung wird eine flache thermoplastische Polynierfolie 1, welche in die Relaxationseinheit von (nicht gezeigten) Orientierungs- und Temperzonen herkommend gelangt, nacheinander um Spannrollen 2 und 3 geschickt und von dort um zwei Thermorelaxationsrollen 4 und 5 (angreifend an einem Teil der Oberflächen von jeder der beiden Rollen). Eine mit der Relaxationsrolle 5 zusammenwirkende "Anleg"-Rolle 6 sorgt dafür, daß die Folie in festem Kontakt mit der Rolle 5 gehalten wird, wenn sie um einen perforierten Luftstab 7 herum in den Zwickel zwischen zusammenwirkenden Klemmrollen 8 und 9 läuft und dann in einer sinusförmigen Bahn um einen Zug von Aufwickelrollen 10, 11 und 12. Die thermisch relaxierte Folie wirdAccording to the drawing, a flat thermoplastic polishing film 1, which is in the relaxation unit coming from orientation and tempering zones (not shown), sent one after the other around tensioning rollers 2 and 3 and from there around two thermal relaxation rollers 4 and 5 (engaging part of the surfaces of each of the two roles). A "contact" roller 6 cooperating with the relaxation roller 5 ensures that the film is kept in firm contact with the roll 5 when it is around a perforated air rod 7 in the gusset between cooperating pinch rollers 8 and 9 and then runs in a sinusoidal path around a train of take-up rollers 10, 11 and 12. The thermally relaxed film is

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dann auf einen axialen Kern 13 zu einer Spule aufgewickelt.then wound onto an axial core 13 to form a spool.

Die Rollen 4 und 5. werden nach irgendeinem geeigneten Verfahren aufgeheizt, um sicherzustellen, daß die Folie durch Kontakt mit der Rollenoberfläche auf die erforderliche Relaxationstemperatur aufgeheizt wird. Das Aufheizen erfolgt zweckmäßigerweise durch Hindurchleiten von Dampf durch das Innere der Rollen 4 und 5, obgleich andere Techniken wie innerhalb der einzelnen Rollen angeordnete elektrische Heizelemente angewandt werden können. Die Oberfläche der einzelnen Rollen 4 und 5 besteht zweckmäßigerweise aus poliertem Flußstahl, sie ist jedoch vorzugsweise mit Chrom plattiert und poliert. Nach Wunsch, können jedoch die einzelnen Relaxationsrollen mit einer matten Oberfläche versehen werden, beispielsweise von der Art wie sie durch Ko rnodar Sandstrahlen erhalten wird und in der C-B-Po 1 124 88β der /jirnelflerin beschrieben ist.Roles 4 and 5. are selected according to any suitable Process heated to ensure that the film by contact with the roll surface on the required Relaxation temperature is heated. The heating is expediently carried out by passing steam through it through the interior of reels 4 and 5, although other techniques such as electrical located inside the individual reels Heating elements can be applied. The surface of the individual rollers 4 and 5 is expediently made polished mild steel, but is preferably chrome plated and polished. If desired, however, the individual relaxation rolls can be provided with a matt surface, for example of the kind that are provided by Ko rnodar Sandblasting is obtained and in the C-B-Po 1 124 88β the / jirnelflerin is described.

Obgleich bei der in der Zeichnung wiedergegebenen ßchematischon Anordnung zwei Relaxationsrpllen verwendet werden, kann auch die Verwendung einer einzelnen Relaxationsrolle unter gewissen Umständen in Betracht gezogen werden. Ebenso können drei oder mehr Relaxationsrollen nach Wunsch angewandt werden. Bei Verwendung von zwei oder mehreren RslaxatIonsrollen müssen nicht alle Rollen beheizt werden. Beispielsweise können die restliche Rolle bzw. die rest-Although the schematic arrangement shown in the drawing uses two relaxation rings the use of a single relaxation roller can also be considered under certain circumstances. Three or more relaxation rolls can also be used as desired. When using two or more Oxidation rollers do not all need to be heated. For example, the remaining role or the remaining

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lichen Rollen, vorausgesetzt, daß zumindest eine der Rollen genügend beheizt wird, um die Temperatur der Folie auf den erforderlichen Relarcationswert zu bringen, bei Urflgebungstemperatur gehalten oder sogar auf Werte unter der Umgebungstemperatur gekühlt werden.union rollers, provided that at least one of the rollers is heated enough to maintain the temperature of the film to bring it to the required relational value The original ambient temperature can be maintained or even cooled to values below the ambient temperature.

Erwünschtermaßen sollte die thermisch relaxierte Folie gekühlt werden, bevor sie für die Speicherung aufgespult wird und es kann somit eine. Kühlung von irgendeiner oder beiden der Klemmrollen 8 und 9 vorgesehen worden.. Bei Bedarf kann eine zusätzliche Kühlung durch (scharfes) Kühlen von einer oder mehreren der Aufwickelrollen 10,11 und 12 bewirkt werden.Desirably should the thermally relaxed Foil can be cooled before it is wound up for storage and it can therefore be a. Cooling of any or both of the pinch rollers 8 and 9 have been provided. If necessary, additional cooling can be provided by (Sharp) cooling of one or more of the take-up rolls 10, 11 and 12 are effected.

Die Aufrechterhaltung der gewünschten Zugspannung innerhalb der aufgeheizten Folie in der Relaxationszone erfolgt .zweckmäßigerweise durch Kontrolle der Geschwindigkeit der von den Klemmrollen 8 und 9 weggehenden Folie in Relation zu derjenigen, mit der die Folie in die Zone vom Zwickel zwischen der Relaxationsrolle und der Anlegrolle 6 eintritt. Zweckmäßigerweise wird die Spannung innerhalb der Folie durch einen (nicht gezeigten) Druckfühler gemessen, welcher dem perforierten Luftstab 7 angepaßt ist.Maintaining the desired tensile stress within the heated film in the relaxation zone is expediently carried out by controlling the speed of the rollers 8 and 9 leaving the pinch rollers Foil in relation to that with which the foil in the zone of the gusset between the relaxation roller and the feed roller 6 occurs. The tension within the film is expediently controlled by a (not shown) Pressure sensor measured, which is adapted to the perforated air rod 7.

Die Erfindung wird weiter an Hand der folgenden Beispiele erläutert:The invention is further illustrated by the following examples:

$09817/1092$ 09817/1092

Beispiele 1 bis 6Examples 1 to 6

In diesen Beispielen wurde eine Propylenhoinopolymerfolie von 24 μηι Dicke und etwa 760 mm Breite mit einer Restrelaxation vor der Behandlung von 250 Relaxationseinheiten unter Verwendung einer Anlage der an Hand der beigefügten Zeichnung erläuterten Art durch die Relaxationszone mit einer linearen Geschwindigkeit von etwa 91 m/min geschickt, wobei die Zugspannung innerhalb der Folie in der Relaxationszone bei den einzelnen Beispielen auf unterschiedlichen Werten gehalten wurde.In these examples, a propylene homopolymer film was used of 24 μm thickness and about 760 mm width with a residual relaxation before the treatment of 250 relaxation units using a system of the attached Drawing explained type sent through the relaxation zone at a linear speed of about 91 m / min, the tensile stress within the film in the relaxation zone in the individual examples at different values was held.

Die Rollen 4 und 5 hatten jeweils eine Breite von etwa 1 ra und einen Durchmesser von 305 mm und waren jeweils mit einer polierten Flußstahloberfläche versehen und innen dampfbeheizt zur Erzielung einer Oberflächentemperatur von 120⁰C und sie wurden mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 91 m/min in Rotation versetzt.The rollers 4 and 5 each had a width of about 1 mm and a diameter of 305 mm and were each provided with a polished mild steel surface and internally steam-heated to achieve a surface temperature of 120 ^° C. and they were operated at a peripheral speed of about 91 m / min set in rotation.

Die Rolle 9 wurde durch Hindurchleiten von kaltem Wasser gekühlt und der Folienweg durch die Relaxationszone zwischen dem Zwickel 5,6 und dem Zwickel 8,9 lag bei 1,6 m. The roll 9 was cooled by passing cold water through it and the film path through the relaxation zone between the gusset 5.6 and the gusset 8.9 was 1.6 m.

Die Restrelaxation wurde wie weiter oben beschrieben durch Messung der Schrumpfung eines Folienstreifens von 25,4 mm Breite und 1600 mm Länge gemessen, der 45 MinutenThe residual relaxation was as described above by measuring the shrinkage of a film strip 25.4 mm wide and 1600 mm long, the 45 minutes

609817/1092609817/1092

lang bei einer Temperatur von 20 C unter einer angebrachten Last von 2,25 g aufgehängt vmrde.for a long time at a temperature of 20 C under an attached load of 2.25 g.

Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle I zusammengefaßt:The results are summarized in Table I below:

Tabelle ITable I.

Beispiel .Example . Relaxations
spannung
(kg/m)Relaxations
tension
(kg / m) Restrelaxation in Re
laxationseinheiten
(R.U.)Residual relaxation in Re
laxation units
(RU) 11 5,785.78 174174 22 4,804.80 140140 33 3,833.83 104104 44th . 2,85. 2.85 8080 55 1,961.96 6262 66th 0,980.98 4646

Beispiele 7 bis .12Examples 7 to .12

Die. Verfahrensweise der Beispiele 1 bis 6 wurde wiederholt, nur daß die Relaxationsspannung über eine Serie von Versuchen hinweg bei einem V,^rert von 1,92 kg/m Breite konstant ■ gehalten und die lineare Geschwindigkeit der Folie derart eingestellt wurde, daß unterschiedliche Kontaktzeiten zwi-The. The procedure of Examples 1 to 6 was repeated, except that the relaxation ^{tension was kept constant over a series of tests at a V, r} ert of 1.92 kg / m width and the linear speed of the film was set so that different contact times between -

809817/1092809817/1092

sehen der Folie und der heißen Oberfläche der Rollen 4 und 5 in den einzelnen Beispielen erhalten wurden. Die benutzte Folie war mit derjenigen der vorangehenden Beispiele identisch und die Rollentemperatur lag bei 120⁰C.See the film and the hot surface of rolls 4 and 5 in the individual examples. The film used was identical to that of the previous examples and the roller temperature was 120 ^° C.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle II wiedergegeben.The results obtained are shown in Table II below.

Tabelle IITable II

Beispielexample Kontaktzeit
(s)Contact time
(s) Restrelaxation
(R.U.)Residual relaxation
(RU) 77th 2,02.0 5454 88th 1,01.0 5555 99 0,750.75 5757 1010 0,50.5 62 ·62 · 1111 0,30.3 7171 1212th 0,150.15 8080

3eisniele 13 bis 18 3eisniele 13 to 18

Die Verfahrensweise der Beispiele 7 bis 12 wurde wiederholt, nur daß die Oberflächentemperatur der Rollen 4 und 5 bei 110⁰C gehalten wurde.The procedure of Examples 7 to 12 was repeated except that the surface temperature of the rollers was kept at 110 ⁰ C 4 and 5. FIG.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgendenThe results obtained are in the following

803817/1092803817/1092

Tabelle III wiedergegeben.Table III reproduced.

Tabelle IIITable III

Beispielexample Kontaktzeit
(s)Contact time
(s) Restrelaxation
(R.U.)Residual relaxation
(RU) 1313th 2,02.0 5050 1414th 1,01.0 6767 0,750.75 7676 16 '16 ' 0,50.5 ₉4 ₉ 4 1717th 0,30.3 116116 1818th 0,150.15 138138

Seispiele 19 bis 24Examples 19 to 24

Die Verfahrensweise der Beispiele 13 bis 18 wurde wiederholt, nur daß die Oberflächentemperatur der Rollen 4 und 5 bei 100⁰C gehalten wurde.The procedure of Examples 13 to 18 was repeated except that the surface temperature of the rollers was kept at 100 ⁰ C 4 and 5. FIG.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle IV wiedergegeben.The results obtained are in the following Table IV reproduced.

609817/1092609817/1092

Tabelle IVTable IV

Beispielexample Kontaktzeit
(s)Contact time
(s) Restrelaxation
(R.U.)Residual relaxation
(RU) 1919th 2,02.0 5353 2020th 1,01.0 8080 2121 0,750.75 9595 2222nd 0,50.5 122122 2323 0,30.3 156156 2424 0,150.15 188188

609817/1092609817/1092

Claims (10)

PatentansprücheClaims ( 1.J Verfahren zur thermischen Relaxation einer orientierten getemperten thermoplastischen Folie von einem Polymeren von einem 1-Olefin mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, dadurch gekennzeichnet, daß man die orientierte getemperte Folie mit der erhitzten Oberfläche von zumindest einer rotierenden Rolle derart in Kontakt bringt, das die Folie auf eine Relaxationstemperatur zwischen der Glasübergangstemperatur und der Schmelztemperatur des Polymeren erhitzt wird, und daß man die erhitzte Folie für eine Zeitdauer von 0,1 bis 60 s einer Längsspannung von nicht mehr als 18 kg/m Folienbreite derart aussetzt, daß die resultierende Folie eine Restrelaxation von nicht mehr als 150 Relaxationseinheiten (45 min Schrumpfung bei 20⁰C unter 2,25 g Last eines aufgehängten Folienstreifens von 25,4 mm Breite und 16OO ram Länge) aufweist.(1.J method for thermal relaxation of an oriented, tempered thermoplastic film of a polymer of a 1-olefin having 2 to 8 carbon atoms, characterized in that the oriented, tempered film is brought into contact with the heated surface of at least one rotating roller in such a way that that the film is heated to a relaxation temperature between the glass transition temperature and the melting temperature of the polymer, and that the heated film is exposed to a longitudinal tension of not more than 18 kg / m film width for a period of 0.1 to 60 s in such a way that the resulting film does not have a residual relaxation of more than 150 Relaxationseinheiten (45 min shrinkage at 20 ⁰ C with 2.25 g load of a suspended foil strip of 25.4 mm width and 16oo ram length). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsspannung durch Kontrolle der relativen Geschwindigkeiten aufrechterhalten wird, mit denen die Folie der erhitzten Rolle bzw. den erhitzten Rollen zugeführt und von diesen abgezogen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that longitudinal tension is maintained by controlling the relative speeds at which the film is heated Roll or the heated rolls is fed and withdrawn from them. 809817/1092809817/1092 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsspannung bei einem Wert von nicht mehr als 2,7 kg/m Folienbreite gehalten wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the longitudinal tension at a value of no more is kept as 2.7 kg / m film width. k. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzeit der Folie mit der erhitzten Walze bzw. den Walzen bei 0,5 bis 10 Sekunden liegt. k. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the contact time of the film with the heated roller or rollers is 0.5 to 10 seconds. 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die thermisch relaxierte Folie gekühlt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the thermally relaxed film is cooled. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verarbeitung einer FoHe₇ die von einem vorherrschend kristallinen Polymeren von Propylen erzeugt ist.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized by the processing of a FoHe ₇ which is produced from a predominantly crystalline polymer of propylene. 7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Mehrschichtfolie ist.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the film is a multilayer film. 8. Vorrichtung zur thermischen Relaxation einer orientierten getemperten thermoplastischen Polymerfolie, gekennzeichnet durch zumindest eine heizbare, drehbare Rolle (4,5) für die Vorwärtsbewegung und Aufheizung einer kontinuierlichen Bahn der Folie auf eine Relaxationstemperatur zwischen der Glas-8. Device for thermal relaxation of an oriented Annealed thermoplastic polymer film, characterized by at least one heatable, rotatable roller (4,5) for the Forward movement and heating of a continuous sheet of film to a relaxation temperature between the glass G09817/1092G09817 / 1092 Übergangstemperatur und der Schmelztemperatur des Polymeren; Mittel (8,9) für das Abziehen bzw. die Fortführung der erhitzten Bahn von der besagten Rolle bzw. den Rollen (4,5); und Mittel (7) zur Aufrechterhaltung einer Längsspannung von nicht mehr als 18 kg/m Folienbreite innerhalb der vorwärtsbewegten Bahn zwischen der besagten Rolle bzw. den Rollen (4,5) und dem besagten Abziehmittel (8,9).Transition temperature and the melting temperature of the polymer; Means (8,9) for the withdrawal or the continuation the heated web from said roller or rollers (4,5); and means (7) for maintaining a Longitudinal tension of not more than 18 kg / m film width within the advancing web between said Roller or rollers (4,5) and said stripping means (8,9). 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Zugspannung aufrechterhaltende Mittel einen Druckfühler (7) umfaßt, der zur Kontrolle der Geschwindigkeit der Abziehmittel in Abhängigkeit von Schwankungen ■ der Folienspannung zu betreiben ist.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the tensile stress maintaining means a Comprises pressure sensor (7) to control the speed of the stripping means as a function of fluctuations ■ the film tension is to be operated. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abziehmittel ein Paar zusammenwirkender Klernmrollen (8,9) umfassen.10. Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the pulling means are a pair of cooperating ones Include clamping rollers (8,9). 609817/1092609817/1092