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nochWinkel von 450 gestreckt - mit einem da- zwischenliegenden Trägerband zusammengeklebt werden, u. zw. sind die gestreckten Bänder so angeordnet, dass die Streckrichtungen senkrecht zueinander stehen. Die zwei gestreckten Schich- ten sind so imprägniert, dass polarisierende
Bilder (sogenannte"vectographs") durch eine besondere photographische Technik aufgenom- men werden können, und der Zweck des
Streckens ist es eben, die hiefür notwendige optische Anisotropie hervorzubringen.
Schliesslich kennt man mehrschichtige Verpackungsmaterialien aus wenigstens zwei mit- einander verbundenen Lagen von hydrophoben, gestreckten Kunststoff-Folien. Diese werden in bekannter und allgemein üblicher Weise aus dickeren Gebilden (Folien, (Schläuchen) durch
Strecken hergestellt, indem jede der Folien in zwei im wesentlichen zueinander senkrechten Richtungen gestreckt wird.
Die vorliegende Erfindung gründet sich auf die aus der Textilchemie bekannte Tatsache, dass die Reissfestigkeit einer Reihe von linearen hochmolekularen Kunststoffen durch Kaltziehen stark in einer Richtung erhöht werden kann.
Kristallinische, hochmolekulare Kunststoffe wie Superpolyamide, Polyäthylenterephthalat, Poly- äthylen und Polyvinylidenchlorid besitzen diese Eigenschaft in besonderem Masse.
Die mehrschichtige Folie nach der Erfindung besteht aus zwei oder mehreren isotrop und lichtstabi ! gefärbten oder transparenten Schichten eines hydrophoben hochmolekularen Kunststoffes, von denen sich mindestens eine im gestreckten Zustand befindet, und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mindestens zwei äusserst dünnen, nur in je einer Richtung durch Kaltstrecken gefügeorientierten Folien aus kristallinischen, hochmolekularen Kunststoffen wie Superpolyamiden, Polyäthylen, Polyvinylidenchlorid oder kristallinischen hochpolymeren Estern der Terephthalsäure zusammengesetzt ist, dass die Orientierungen der verschiedenen Folien in wenigstens zwei verschiedenen Richtungen verlaufen und dass die Folien durch Verschweissung oder Bindeschicht über ihre ganzen Flächen miteinander verbunden sind.
Charakteristisch für diese hochmolekularen Kunststoffe in kaltgestrecktem, gefügeorientier-
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tem Zustand ist bekanntlich die Kristallinität, die mikroskopische oder submikroskopische
Struktur und die relativ hohe Bruchdehnung.
Diese Struktur ist von fibrillarer Art. Die
Fibrillen in dieser Struktur sind kristallinischen
Regionen, deren Dicke in der Regel etwa
1-4 Mikron zu sein scheint und die ihrerseits wieder aus kleineren Kristallite zusammen- gesetzt sind. Die Fibrillen sind überwiegend parallel mit der Streckungsrichtung orientiert, doch sind sie dabei stark miteinander verfloch- ten und übrigens auch direkt miteinander ver- bunden, so dass sie in Wirklichkeit eine Art
Netz bilden.
Die Fibrillen, die durch ihre Kri- stallinität sehr kräftig und ziemlich hart sind, werden von einer weicheren Grundsubstanz zu- sammengehalten, in der das Material eine ver- hältnismässig amorphe Gestalt hat.
Die mehrschichtige Folie nach der Erfindung besitzt eine überraschend hohe Widerstands- fähigkeit gegenüber konzentrierten Kraftein- wirkungen. So übertrifft sie in bezug auf Ein- reissfestigkeit vielfach Materialien, die auf ent- sprechende Weise aus gestreckten Folien von Polyvinylchlorid laminiert sind, und auch bei weitem das, was man erwarten sollte im Vergleich zu der Verbesserung der Reissfestigkeit, die bekanntermassen beim Kaltstrecken von Fäden aus den genannten Stoffen erzielt wird.
Die hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber konzentrierten Krafteinwirkungen erklärt sich aus der oben beschriebenen Struktur des Matrials, also aus der Verbindung von harten, kristallinischen Fibrillen mit einer weicheren, amorphen Phase.
Überraschenderweise wurde weiter gefunden, dass sich die mehrschichtigen Folien nach der Erfindung nicht werfen wie die auf entsprechende Weise aus gestreckten Folien von Polyvinylchlorid hergestellten Materialien. Dieser Unterschied wird dadurch erklärt, dass der gefügeorientierte Zustand für Polyvinylchlorid unstabil ist, aber stabil ist für die hochmolekularen Kunststoffe, die in der Erfindung verwendet werden. Dies wurde experimentell gefunden.
Die verschiedene Stabilität erklärt sich weiter dadurch, dass Polyvinylchlorid hauptsächlich amorph ist, die in der Erfindung verwendeten hochmolekularen Kunststoffe aber in hohem Mass kristallinisch sind.
Zu der Gruppe von hochmolekularen Kunststoffen, die als "Superpolyamide" bezeichnet werden, gehören in Übereinstimmung mit dem üblichen Sprachgebrauch alle faserbildenden hochmolekularen Kunststoffe, die wesentliche Mengen von Peptidbindungen enthalten. Bei weitem die meisten von den allgemein verwendeten Stoffen dieser Gruppe sind gut verwendbar in Verbindung mit der Erfindung, doch gibt es einzelne Typen, die wegen grosser Hydrophili- tät ungeeignet sind, indem die Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung in feuchtem Zustand zu sehr herabgesetzt wird. Als Beispiel für ein wohlgeeignetes Polyamid kann das durch Polymerisation von Caprolactam herge- stellte Polyamid genannt werden. Im übrigen gilt die Erfindung natürlich nicht nur für die
Verwendung der reinen kristallinischen hoch- molekularen Kunststoffe, sondern sie umfasst z.
B. auch Zusatz von Erweichungsmitteln und ähnlichem, nur nicht in so grossen Mengen, dass die oben beschriebene Mikrostruktur sich nicht bilden könnte.
Unter "Kaltstrecken" ist jeder Streckprozess zu verstehen, der unter dem Schmelzpunkt des
Materials ausgeführt wird. Es ist aber zweck- mässig, bei bedeutend tieferen Temperaturen zu arbeiten, denn es hat sich erwiesen, dass dies die beste Mikrostruktur ergibt. Das Strecken kann im übrigen nach bekanntem Verfahren ausgeführt werden, entweder als Ziehen oder als kompressives Strecken, nämlich Kaltwalzen, oder als eine Kombination von beiden. Es muss auf jeden Fall so vollständig wie möglich durch- geführt werden, damit das laminierte Material bis zur Bruchgrenze gestreckt werden kann, ohne bleibend deformiert zu werden. Es ist unter Umständen von Vorteil, das Strecken zu erleichtern, indem man die Folie in eine erweichende Flüssigkeit taucht (Polyamide z. B. in Wasser), ähnlich wie es z. B. b2im Kaltziehen von Textilgarnen bekannt ist.
Es hat sich erwiesen, dass sich durch Kaltstrecken schmaler Bänder besonders gute Resultate erzielen lassen, und eine Ausführungsform der Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass die betreffenden Schichten aus verhältnismässig schmalen Bändern zusammengesetzt sind. Nach dem Strecken können die Bänder dann auf verschiedene Weise zu Schichten laminiert werden. In einer Ausführungsform werden sie Kante an Kante angebracht, in einer anderen parallel und so, dass sie einander teilweise übergreifen, und schliesslich können eine Anzahl benachbarter Schichten zusam- mengewebt oder zusammengeflochten werden.
Nach der vorliegenden Erfindung ist es am praktischesten, das Material bei paralleler Vorführung der Folienbahnen zu laminieren, von denen mindestens eine in einer von der Bahnrichtung abweichenden Richtung orientiert ist, ähnlich wie es, wie oben erwähnt, von der Herstellung gewisser Materialien mit besonderen optischen Eigenschaften bekannt ist. Zur Herstellung von solchen Bändern können bekannte Streckverfahren benutzt werden.
Die Verbindung der Schichten kann entweder durch Schweissen geschehen oder durch Verwendung eines Binde- oder Klebemittels. Bekannte Binde- oder Klebemittel können benutzt werden, hierunter auch wärmehärtende und thermoplastische Produkte, aber man kann auch eine Lösung des in den orientierten Schichten verwendeten Stoffes oder eines nahe verwandten Materials benutzen. Selbstverständlich darf eine Bindemittelschicht nicht zu spröde sein, dass sie
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unter der Bruchgrenze der orientierten Schicht in die Brüche geht. Als Beispiel einer Behand- lungsweise, die die Schichten selbstbindend macht, möge die Behandlung von gestreckten
Polyamidfolien mit einem Quellmittel dienen, das wieder entfernt wird-am besten durch
Verdampfen-, während man die Schichten fest zusammengespannt hält.
Bei den meisten Anwendungsformen der Er- findung ist es jedoch vorzuziehen, bei der Ver- bindung ein sehr weiches, elastisches Binde- mittel zu verwenden, da man hiebei erwiesener- massen eine um vieles höhere Kerbfestigkeit er- zielt als bei der Verwendung eines Bindemittels mit einem ähnlichen Elastizitätskoeffizienten wie der orientierte hochmolekulare Kunststoff.
Das liegt nicht nur daran, wie zu erwarten ist, dass die hochelastische Bindemittelschicht bei Biegungsspannungen überhaupt erweichend auf das Material wirkt, sondern und besonders daran, dass die einzelnen Schichten hiedurch in ihrer Reaktion gegenüber Kerbspannungen bis zu einem gewissen Grade unabhängig von einander sind.
Der Aufbau der mehrschichtigen Folie aus den einzelnen Schichten kann auf viele verschiedene Weisen vorgenommen werden, je nach der beabsichtigten Verwendung. So können die Orientierungsrichtungen der gestreckten Folien im Verhältnis zueinander z. B. wie die Seiten eines regelmässigen Vielecks liegen, u. zw. so, dass die gesamte Schichtdicke gleichmässig auf die verschiedenen Orientierungsrichtungen verteilt ist. Ein Material mit zwei senkrecht aufeinander stehenden Orientierungsrichtungen ist an und für sich am einfachsten herzustellen, ist aber auf die Dauer nicht stabil gegenüber Einwirkungen in diagonalen Richtungen. Es ist daher vorzuziehen, dass das Material mindestens drei Orientierungsrichtungen hat.
Die mehrschichtige Folie kann auch in Ober- einstimmung mit den für ihre Verwendung berechneten Krafteinwirkungen aufgebaut werden. Wenn sie z. B. ausschliesslich dafür berechnet' ist, gegen Zugwirkungen in einer einzigen Richtung standzuhalten, kann sie zweckgemäss vorwiegend aus Schichten bestehen, die in dieser Richtung gestreckt sind, aber die anders orientierten Schichten haben dennoch eine wesentliche Bedeutung, indem sie z. B. dazu dienen, ein internes Gleiten oder eine Aufspaltung der mehrschichtigen Folie zu verhindern.
Neben gestreckten Schichten mit besonderer
Widerstandsfähigkeit kann das Laminat auch
Schichten mit anderen Eigenschaften enthalten, z. B. eine oder mehrere Schichten mit besonde- ren dekorativen, elektrischen oder magnetischen
Wirkungen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrschichtige Folie, bestehend aus zwei oder mehreren isotrop und lichtstabil gefärbten oder transparenten Schichten eines hydro- phoben hochmolekularen Kunststoffes, von denen sich mindestens eine im gestreckten Zu- stande befindet, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus wenigstens zwei äusserst dünnen, nur in je einer Richtung durch Kaltstrecken gefüge- orientierten Folien aus kristallinischen hoch- molekularen Kunststoffen wie Superpolyamide,
Polyäthylen oder Polyvinylidenchlorid zusam- mengesetzt ist, dass die Orientierungen der ver- schiedenen Folien in wenigstens zwei verschiede- nen Richtungen verlaufen und dass die Folien durch Verschweissung oder Bindeschicht über ihre ganzen Flächen miteinander verbunden sind.