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Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Kunststoff-Folien
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Kunststoff-
Folien, bei welchem filmbildende Polymere, wie beispielsweise Polyalkylene oder deren Pfropf- oder
Mischpolymerisate, stranggepresst und der so gebildete Rolfilm gekühlt und gestreckt wird. Insbesondere sollen nach dem erfindungsgemässen Verfahren Folien mit besserem Schrumpfvermögen und von grösserer
Klarheit erzielt werden.
Polyalkylene, wie z. B. Polyäthylen, werden in starkem Masse für Behälter, Verschlüsse und Ver- packungsmaterialien verwendet, jedoch wird die mangelnde Durchsichtigkeit und die gegenüber andern Folien opake Beschaffenheit als Nachteil angesehen. Darüber hinaus haben Polyäthylen und alle andern aus Polyalkylenen, deren Pfropf- oder Mischpolymerisaten hergestellten Folien nur eine verhältnismässig geringe Schrumpfkraft, die insbesondere nur in einer Richtung wirkt. Dieses ist z. B. beim Verpacken von Fleischstücke oder andern Lebensmitteln nachteilig, da die mangelnde Schrumpfkraft bei dem durch Wärmeeinwirkung zum Schrumpfen gebrachten Schrumpfbeutel Falten erzeugt ; dieses und die geringe Durchsichtigkeit verringert die Verkaufsfähigkeit.
Zur Erzielung durchsichtige Folien wurde bereits vorgeschlagen, Polyäthylen auf seinen bei etwa 105-1250C liegenden Umwandlungspunkt zu erwärmen und danach abzuschrecken. Hiebei wird als Um- wandlul1gspunkt oder knstalliller Schmelzpunkt dtejemge vom Molekulargewicht abhangige Temperatur bezeichnet, bei welcher das Polyäthylen weich und durchsichtig wird ; z. B. beträgt bei einem Molekulargewicht von 20000 die Umwandlungstemperatur etwa 110 C. Derart behandelte Polyalkylene ergeben jedoch keine gleichbleibend durchsichtigen Folien ; insbesondere geht die Durchsichtigkeit verloren, wenn die Folie später wieder erwärmt und danach langsam abgekühlt wird, wie es beispielsweise für Schrumpfpackungen oder sogar nur beim Verschweissen oder Sterilisieren notwendig ist.
Die Schrumpfkraft wurde durch diese Verfahren überhaupt nicht verbessert.
Nach einem andern Verfahren ist es bekannt, durch Strecken der Folie die Durchsichtigkeit zu verbessern. Auch hier ist die Durchsichtigkeit nicht von Dauer und verschwindet bei späterer Wärmeeinwirkung. Die Schrumpfkraft ist verhältnismässig gering und wirkt im wesentlichen nur in einer Richtung.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Folienmaterial zu schaffen, welches eine starke Schrumpfkraft vorzugsweise in biaxialer Richtung aufweist, durchsichtig ist und auch während und nach der Verarbeitung bleibend kristallklar ist. Darüber hinaus werden alle andern Eigenschaften beibehalten oder verbessert, wie z. B. : erhöhte Reissfestigkeit bei höherer Temperatur, geringere Schrumpftemperatur, grosse Dichte, Biegsamkeit und Zähigkeit bei tieferer Temperatur. Weiterhin werden die Siegeleigenschaften und die Selbsthaftung der Folien bedeutend verbessert.
Dieses wird bei dem stranggepressten abgekühlten und gestreckten Rohfilm erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Rohfilm anschliessend einer vernetzenden Behandlung durch Bestrahlung, vorzugsweise durch Elektronen, unterworfen und anschliessend nochmals gestreckt wird. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Rohfilm in Schlauchform der Bestrahlung und nochmaligen Streckung zugeführt wird, wobei z. B. die Bestrahlung mit Elektronen in einer Dosis von 2x 106 bis 100 x 106 REP vorzugsweise bei Zimmertemperatur erfolgt.
Es ist zwar bereits bekannt, die Wärmebeständigkeit von Kunststoffen durch Bestrahlung mit alpha-, beta-oder gamma-Strahlen oder mit Neutronen zu verbessern. Im vorliegenden Fall wird jedoch durch die Bestrahlung zusammen mit dem anschliessenden Streckvorgang die Schrumpfkraft und die bleibende Durchsichtigkeit erheblich verbessert.
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Hiebei ist es gleichgültig, ob zur Bestrahlung elektromagnetische Strahlen (wie z. B. UV-Strahlen, Beta-Strahlenoder Röntgenstrahlen) oder < orpuskularstrahlen (wie z. B. Elekttonen-oder Gamma-Strah- len) verwendet werden. Die Mindestdosh für die Bestrahlung liegt vorzugsweise bei 2 x 106 REP und kann bis zu 100 x 106 REP reichen. Hiebei ist 1 REP als Abkürzung für"Roentgen equivalent physical" die Einheit der nuklearen Strahlung, die zur Erzeugung von 1, 61 x 1012 lonenpaaren in einem Gramm Zellstoff 93 erg benötigt. Eine REP-Einheit entspricht etwa der von einem Röntgenstrahl der Stärke lu je Gramm Zellstoff verbrauchten Energie.
Vorzugsweise erfolgt die Bestrahlung unterhalb der Erweichungstemperatur, wobei die Bestrahlung so lange durchgeführt wird, bis diese Temperatur merklich ansteigt. Darüber hinaus sind Temperatur und Zeitdauer für die Bestrahlung nur insofern von Bedeutung, als überhaupt freie Radikale gebildet werden, damit eine Vernetzung der Moleküle erfolgt. Allgemein ist eine Bestrahlung zwischen QOC und 110 C möglich.
Die erfindungsgemässe Streckung nach der Bestrahlung kann auf jede bekannte Art durchgeführt werden, wobei das Aufblasen eines schlauchförmigen Filmmaterials wegen der biaxialen Streckung bevorzugt wird, da das biaxial orientierte Material in beiden Streckrichtungen schrumpft.
Durch die Bestrahlung wird die wasserklare Durchsichtigkeit zu einer wesenseigenen physikalischen Eigenschaft des Pòlyäthylens, die durch späteres Erwärmen und Wiederabkühlen nicht mehr verlorengeht.
Weiterhin erhält das Material dadurch auch eine grössere Festigkeit, die beim späteren Strecken, insbesondere mittels einer Blase von Vorteil ist. Ein derart behandeltes, also bestrahltes, Material lässt sich beirr, späteren Strecken mittels einer Blase ohne Rissbildung bis zu 500% dehnen.
Es hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der bestrahlte Rohfilm in erwärmtem Zustand in zwei zueinander senkrechten Richtungen gestreckt und vor dem Nachlassen der Streckspannung abgekühlt wird. Insbesondere wird der Schlauch mittels eingeführter Druckluft mindestens auf den vierfachen Wert des ursprünglichen Schlauchdurchmessers ur. d in der Längsrichtung durch Streckwalzen mindestens auf das Doppelte gestreckt. Bei dieser Streckung nach dem Bestrahlen ist es vorteilhaft, die biaxiale Streckung mittels einer Blase und in einem Bad mit inerter Flüssigkeit durchzuführen. Zusätzlich kann noch eine weitere Längsstreckung durch die verschiedene Geschwindigkeit der den Schlauch transportierenden Walzen erfolgen, indem das Walzenpaar, welches die Luft- oder Strömungsmittelblase abquetscht, schneller läuft als die Zuführungswalzen.
Selbstverständlich kann der so hergestellte Film noch ein weiteres Mal bestrahlt und die Bestrahlung und Streckung mehrmals wiederholt werden. Dadurch erhält man eine schrumpffestere oder eine nicht vorzeitig schrumpfende Folie.
Die vernetzende Behandlung durch Bestrahlen dient zur innermolekularen Festigung der Folie durch Vernetzung der einzelnen Makromoleküle, ohne welche die weitere starke Streckung gar nicht möglich wäre. Die bis zu 900 % erfolgende Streckung nach der Bestrahlung ist für das gute Schrumpfvermögen-der Folie verantwortlich. Das Kühlen unter Spannung ist deshalb von Vorteil, weil dadurch ein Nachlassen der beim Streck-Ausrichten erzeugten Spannung gestattet wird, ohne dass die Folie vorzeitig schrumpft.
Die Eigenschaften eines erfindungsgemäss behandelten Polyäthylens gegenüber normalem Polyäthylen sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt. Als Ausgangsmaterial diente in beiden Fällen ein hochdruckbeständiges, verzweigtes Ketten-Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 1, 8 und einem mittleren Molekulargewicht von etwa 20000 ("Alathon 14"). Beide Proben hatten eine Dichte von 0, 916 und liessen sich bei einer Folienstärke von 0,01 mm zu 10840 cm2 je kg ausziehen.
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<tb>
<tb>
Eigenschaft <SEP> abgeschreckte, <SEP> bestrahltes, <SEP> no. <SEP> males <SEP>
<tb> gerecktes <SEP> Polyäthylen <SEP> Polyäthylen
<tb> Reissfestigkeit <SEP> bei <SEP> 220C <SEP> 350-1260 <SEP> 94, <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 175 <SEP>
<tb> in <SEP> kg/cm2 <SEP> (gewöhnlich <SEP> 560-1120)
<tb> Reissfestigkeit <SEP> bei <SEP> 930C <SEP> 105-210 <SEP> 7-14 <SEP>
<tb> in <SEP> kg/cm <SEP> ! <SEP>
<tb> Dehnbarkeit <SEP> in <SEP> % <SEP> 100 <SEP> - <SEP> 200 <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 600 <SEP>
<tb> Siegelfähigkeit <SEP> (0 C) <SEP> 150 <SEP> - <SEP> 300 <SEP> 100 <SEP> - <SEP> 150 <SEP>
<tb> (und <SEP> darüber)
<tb>
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<tb>
<tb> Eigenschaft <SEP> abgeschrecktes, <SEP> bestrahltes,
<SEP> normales
<tb> gerecktes <SEP> Polyäthylen <SEP> Polyäthylen
<tb> Schrumpfung <SEP> bei <SEP> 960C <SEP> 20-55 <SEP> 0-60 <SEP>
<tb> in%
<tb> Schrumpfkraft <SEP> bei <SEP> 960C <SEP> 7-35 <SEP> 0-0, <SEP> 7
<tb> in <SEP> kg/cm2
<tb> Durchsichtigkeit <SEP> in <SEP> % <SEP> 2, <SEP> 5-6, <SEP> 0 <SEP> 30
<tb> Trübung
<tb> Glanz <SEP> in <SEP> % <SEP> diffuse <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 0-3, <SEP> 0
<tb> Reflektion
<tb> Nassdampfdujrchlässigkeit <SEP> 4, <SEP> 3-4, <SEP> 7 <SEP> 4,7
<tb> (g/24h/1000 <SEP> cm2/atm/0, <SEP> 01 <SEP> mm) <SEP>
<tb> Sauerstoffdurchlässigkeit <SEP> 15240 <SEP> 22860 <SEP>
<tb> (ml/24b/m2/atm/O, <SEP> Olmm)
<SEP>
<tb>
Als Schrumpfkraft oder -spannung wird die auf eine bestimmte Temperatur bezogene gemessene
Spannung eines in einer Richtung eingespannten Materials beim Erwärmen auf die festgelegte Temperatur bezeichnet.
Überraschenderweise ist die erfindungsgemäss ausgerichtete Polyäthylenfolie biegsamer als gewöhn- liches Polyäthylen, obwohl zu erwarten wäre, dass die durch die Streckung erzeugte verstärkte Ausrich- tung und die durch die Bestrahlung erzeugte verstärkte Querbindung das Polyäthylen brüchiger. machen wurden. Die neuartige Folie reisst längs einer beliebigen Falzlinie, so dass Verpackungen leichter geöff- net werden können. Auch kann die zum Einwickeln erforderliche Folienstärke wegen der grösseren Reiss- festigkeit der nach dem erfindungsgemässen Verfahren verbesserten Polyäthylenfolie verringert werden ; beispielsweise genügt jetzt eine 0,038 mm starke Folie statt einer üblichen 0,076 mm starken Polyäthy- lenfolie.
Die neuen Folien schrumpfen gleichmässiger und bilden nicht mehr die bislang typischen Falten.
Sie konnen sehr gut fur mehrschichtige rollen verwendet werden und beim Anbringen von Etiketten oder beim mehrschichtigen Siegeln können keine Löcher in die Folie gebrannt werden. Sie lassen sich auch mit stärkeren oder merklich höher erweichenden Materialien zusammenschweissen. Da die neue Folie bei hohen Temperaturen zwar klebrig wird aber noch siegelfähig ist, kann sie mit allen möglichen verschieden dicken Materialien mit verschiedenem Erweichungspunkt verschweisst werden.
Obwohl erfindungsgemäss jedes durch Bestrahlung vernetzbare Polyolefin verwendet werden kann, wird Polyäthylen bevorzugt, da es sich leichter als herkömmliches Polyäthylen und sehr schnell versiegeln lässt. Beispielsweise sctrumpft eine erfindungsgemässe Polyäthylenfolie bei 960C in jeder Richtung um 30-60 %. und erzeugt Schrumpfkräfte zwischen 7 kg/cm und 35 kg/cm. Die vor der Ausrichtung etwa 0, 1-1, 5 mm und vorzugsweise 0, 15-0, 63 mm dicke Polyäthylenfolie hat nach der Ausrichtung eine Stärke von 0, 006-0,1 mm und vorzugsweise von 0,01 bis 0,04 mm, wobei der Polyäthylenschlauch im allgemeinen 30 - 305 mm breit ist und sich nach dem zweidimensionalen Strecken im allgemeinen um 100 - 900 % verbreitert.
Als Ausgangsmaterial können normale Polyäthylene mit geringer Dichte oder andere feste Polyäthylene mit einem Molekulargewicht von 7000 bis 35000 eingesetzt werden, wie Hochdruck- oder Niederdruck-Polyäthylen mit beliebiger Dichte. Man kann auch zur wirksameren Bestrahlung oder Verbesserung der Eigenschaften Polyäthylene mit höherem Gehalt an Vinyliden, Vinyl und Vinylen usw. als Üblich zusetzen. Auch geringe Zusätze vor der Bestrahlung an z. B. Ketonen, wie Benzophenon, oder andern Ultra- violettsensibilisatoren sind möglich. Statt des bevorzugten festen Polyäthylens kann auch. von festem Polypropylen, von Mischpolymeren aus Äthylen und Propylen oder aus Äthylen mit geringen Mengen (z. B.
5%) Isobutylen, Amylen, Acetylen, Butadien, Buten-1 und Buten-2 oder von Block-Mischpolymeren von Polyäthylen mit geringen Mengen (z.B.5 %) Polyisobutylen ausgegangen werden. Auch können Pfropfpolymere des Polypropylens oder Polyäthylens mit Monomeren wie Acetylen, Butadien, Butylen, Äthylen oder Propylen verwendet werden.
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nügende REP-Dosis verabreicht wird ; ebenso kann auch die Spannung in weiten Grenzen schwanken, obwohl für eine schnelle Bestrahlung eine hohe Spannung von beispielsweise 0, 75-6 MV oder mehr empfohlen wird. Die gewünschte REP-Dosis ergibt sich durch geeignete Kombination von Behandlungszeit, Spannung und Strahlstärke.
Im allgemeinen reicht eine Bestrahlungsdosis von 6 bis 75 und von E bis 20 Millio- nen REP us, wobei die Dosis so abgestimmt sein soll, dass eine schwache Vernetzung erhalten wird, damit das bestrahlte Polyäthylen beim anschliessenden Erwärmen bis etwa zur Vicat-Erweichungstemperatur des entsprechenden unbestrahlten Polyäthylens merklich verformt werden kann. Bei zu starker Bestrahlung geht diese Verformbarkeit verloren und die Reissfestigkeit nimmt ab, während bei schwacher Dosis nicht die für hohe Temperaturen erforderliche Reissfestigkeitszunahme erzielt und das nachfolgende Recken erschwert wird. Die Bestrahlung erfolgt bei einer beliebigen Temperatur unterhalb des Wertes, bei dem die mechanische Festigkeit von Polyäthylen beeinflusst wird, beispielsweise bei Temperaturen bis zu 600C.
Aus wirtschaftlichen Gründen wird Zimmertemperatur bevorzugt, jedoch ergibt sich bei höheren Temperaturen eine etwas grössere Wirksamkeit.
Das erfindungsgemässe Strecken des bestrahlten Materials erfolgt vorzugsweise in zwei Ricbtungen, wobei bei normalem Polyäthylen geringer Dichte (nicht mehr als 0, 90) in der Regel auf 90-1020C er-
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bis herabführt und anschliessend zwecks Ausbildung im Bad und bis zu den darüber angeordneten Abquetschwalzen mit Luft oder Gas oder einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, zu einer Blase aufgeweitet werden. Vor den'Ab- quetschwalzen wird die Blase mit Luft auf Zimmertemperatur abgekühlt. Der Polyäthylenschlauch kann schnell oder langsam z. B. mit einer Geschwindigkeit von 0, 3 bis 12 m/min in das Bad gefördert werden.
In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 eine Schemadarstellung des erfindungsgemässen Verfahrens unter
Verwendung eines abgeschreckten Rohfilms ; Fig. 2 eine Schemadarstellung des Verfahrens unter Verwen- dung eines aufgeblasenen Rohfilms.
Gemäss Fig. l wlrd Roh-Polyäthylen von einer Strangpresse ;, ; bei 1 8 -16UoC durch eine Ringdüse in einer Matrize 4 zu einem weichen Kunststoffschlauch 6 gepresst. Der Schlauch wird mittels Walzen 10 nach unten in ein Bad 8 gepresst und abgeschreckt, wobei der Rohfilm mit einer gegenüber der Düsenaustrittsgeschwindigkeit im allgemeinen um 100 - a00 % grösseren Geschwindigkeit abgezogen wird. Über die Leitungen 14 und 15 wird im neugebildeten Schlauch eine Flüssigkeit 12 umgewälzt. Durchmesser und Wandstärke des gebildeten Schlauches hängen von den Abmessungen und der Form der Düse, der Flüssigkeitssäule und dem Druck im Schlauchinneren, der Durchtrittsgeschwindigkeit des Polymers durch die Düsenaustrittsöffnung und der Geschwindigkeit ab, mit der der Schlauch von den Klemmwalzen abgezogen wird.
Die Wandstärke dieses Rohfilms liegt etwa zwischen 0, 102 und l, 52 mm, während der Durchmesser beliebig, z. B. zwischen 13 und 305 mm gewählt werden kann.
Der flachgedrückte Schlauch bzw. das Band 16 wird über Förderwalzen 18 in eine Kammer 20 mit einem Elektronenerzeuger 22 gefördert und über Umlenkrollen 24 mehrmals durch den Elektronenstrahl 26 des Elektronenbeschleunigers hindurchgeleitet. Die etwa 4-270C warme Kammer 20 kann ein Betongehäuse sein, um das Bedienungspersonal vor eventueller Streustrahlung zu schützen. Das bestrahlte Band wird mittels Förderwalzen 28 in ein heisses Wasserbad oder inertes Flüssigkeitsbad 30 (88-102QC) im Reck- oder Strecktank 46 geleitet. Zwei mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 2,4 bis 12 m/min umlaufende Walzen 32 führen das Band zu zwei über dem Bad angeordneten und mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 6 bis 24 m/min umlaufenden Abquetschwalzen 34.
Zwischen dem Spiegel des heissen Bades und den Abquetschwalzen 34 wird der Schlauch zu einer Blase 38 aufgeblasen, die an ihrem oberen Ende durch Leitwalzen 36 allmählich abgeflacht wird. Der Durchmesser der Gasblase beträgt in der Regel 150 - 1500 mm. Das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen Walzen 32 und Abquetschwalzen 34 beträgt im allgemeinen 1 : 3 bis 1 : 4. In der Regel sind Blasendurchmesser und das Geschwindigkeitsverhältnis so aufeinander abgestimmt, dass sich in beiden Richtungen eine Streckung von 3 t 1 bis 5 : 1 und vorzugsweise von 4 : 1 ergibt. Durch stärkeres Strecken wird sowohl die Reissfestigkeit als auch die Schrumpfkraft erhöht. Hinter den Abquetschwalzen 34 wird der flache Schlauch 40 über Führungswalzen 42 der Walze 44 zugeführt und aufgewickelt.
Die Stärke des fertigen Schlauches beträgt in der Regel 0, 008 - 0, 076 mm.
Der Blasenhals soll in das heisse Wasser eintauchen, da die Blase sonst nicht richtig aufgeblasen werden kann oder zu leicht platzt. Im allgemeinen finden 50 - 95 % und vorzugsweise 70-95 % der Ausdeh- nung im Wasser und der Rest an der als Kühlmedium dienenden Luft statt. Durch Aufschlitzen des Schlauches erhält man dann die Folie.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren wird von einem aufgeblasenen Schlauch ausgegangen, der zwischen dem Spritzkopf 4 und den Abziehwalzen 54 zu einer 50-390 mm dicken Blase 52 nach oben aufgeblasen wird. Die Abziehwalzen 54 laufen mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 1, 5 bis 6 m/min, wobei der stranggepresste Schlauch in Querrichtung um 50-200 % und in Längsrichtung um 50-300 % vorgestreckt wird. Das obere Blasenende wird von Leitwalzen 56 flachgedrückt, worauf der erhaltene Schlauch gemäss Fig. 1 weiterbehandelt wird.
Die Bestrahlung in der Kammer 20 kann unter Luft jedoch vorzugsweise in Stickstoff, Argon, Helium oder einem andern inerten Gas oder zur Verbesserung der Bedruckbarkeit oder Undurchlässigkeit in einer Chlorgasatmosphäre erfolgen.
Beispiel 1: Unter Verwendung der in Fig. l dargestellten Vorrichtung wurde Polyäthylen (Mole- kulargewicht : 20000 : Dichte : 0,916) mit einer Strangpressgeschwindigkeit von 27 kg/H bei 150 C zu ei- nem 0, 25 mm dicken Schlauch von 98 mm Durchmesser stranggepresst. Die Düse mit einem Durchmesser von 102 mm war 5, 1 cm über dem Wasserbad von 15 C angeordnet. Die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 10 betrug 7 m/min ; die Längsdehnung zwischen Düse 4 und Klemmwalzen 10 betrug 200 il. Der Rohschlauch wurde fünfzehnmal durch den Strahl eines bei 1 MV arbeitenden Elektronenbeschleunigers hindurchgeführt und erhielt dabei eine Dosis von etwa 12 > 106 REP.
Die Kammertemperatur lagbei 21 C, die des Heisswasserbades bei 94 c. Die Umfangsgeschwindigkeit der Förderwalzen 32 und Abquetschwalzen 34 betrug 7,3 m/min bzw. 21, 9 m/min. Die Luftblase 38 hatte in ihrer Mitte einen Durchmesser von 445 mm. Die Ausdehnung der Blase fand zu 85 % unter Wasser statt. Die Querdehnung betrug 5 : 1 und die Längsdehnung 3 : 1. Der fertige Schlauch wies eine Wandstärke von etwa 0,018 mm auf.
Ein derartbestrahlter undzweidimensional heissgestreckter polyäthylenfilm wies folgende Eigenschaften auf :
Reissfestigkeit bei 21 C(kg/cm2) 700
Reissfestigkeit bei 930C (kg/cm2) 210
Dehnbarkeit bei 210C (cilo) 100
Siegelfähigkeit (OC) 150-315
Querschrumpfung bei 960C (%) 50
Längsschrumpfung bei 960C (ob) 35
Schrumpfkraft bei 960C (kg/cm 2) 21
Durchsichtigkeit (% Trübung) 2,5
Glanz (calo diffuse Reflektion) 0,7 Sauerstoffdurchlässigkeit
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Nassdampfdurchlassigkeit (g/24 h X 1000 cm2 x 0,01 mm) 4,7
Beispiel 2 :
Der gemäss Beispiel 1 erhaltene Rohschlauch wurde hinter den Klemmwalzen 10 auf eine Walze aufgespult und die Walze bei gleichzeitiger konzentrischer Anordnung einer zylindrischen Kobalt 60-Quelle in eine heisse Kammer gebracht. Die Walze wurde 133 Stunden mit 90000 REP/h bestrahlt und erhielt auf diese Weise eine mittlere Dosis von 1 : 2 X 11) 6 REP. Danach wurde der Schlauch über die Förderwalzen 32 in das heisse Bad eingeführt und genau wie bei Beispiel 1 aufgebläht.
Beispiel 3 : Unter Verwendung eines Polyäthylens gemäss Beispiel 1 wurde das erfindungsgemäfle Verfahren an einem biaxial vorgestreckten Rohschlauch mit der in Fig. 2 beschriebenen Vorrichtung durchgeführt. Es wurde bei 149 C mit einer Strangpressgeschwindigkeit von 13,6 kg/h ein 0, 152 mm dicker Schlauch \on 152 mm Durchmesser stranggepresst, wobei der Düsendurchmesser 51 mm betrug. Die Blase 52 wurde bei Raumtemperatur in Luft geblasen, wobei die Abquetschwalzen 53 zehn Blasendurchmesser von der Düsenoberfläche entfernt angeordnet wurden. Die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 54 betrug 3,4m/min. Durch eine Leitung wurde Luft in die Blase eingeführt, um dort einen Druck von etwa 12, 7 cm Wassersäule aufrechtzuerhalten.
Der Schlauch wurde dann mit einer Dosis von etwa 10 xJO REP bel 210e bestrahlt und in einem Bad von 93C zu einer Luftblase mit emem Durchmesser von 533 mm gestreckt.
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Die Umfangsgeschwindigkeit der Förderwalzen 32 und Abquetschwalzen 34 betrug 3,5 m/min bzw.
12, 2 m/min. Quer-und Längsdehnung betrugen 3, 5 : 1. Der 0,013 mm dicke fertige Schlauch hatte
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Querrichtung von 30 % und in Längsrichtung von 40vlo, Beispiel 4 : Eine 1, 27mm dicke Polyäthylenfolie wurde bei Zimmertemperatur mit Elektronen bestrahlt, zwischen Einklemmvorrichtungen festgehalten, auf etwa 110 ? C bis zur Klarheit erhitzt una zwecks Aufrechterhaltung der Klarheit um 800% längsgestreckt : die Folie wurde während des nachfolgenden langsamen Abkühlens auf Zimmertemperatur unter dieser Spannung gehalten, um Schrumpfung und Verlust an Klarheit zu vermeiden.
Es zeigte sich, dass die Folie 3,75 s, vorzugsweise sogar 7,5 s lang dem Elektronenstrahl ausgesetzt werden musste, um sie zufriedenstellend bei IIOOC unter Spannung halten zu können. Das verwendete Gerät lieferte je 0,75 s Behandlungszeit eine Dosis von 2 x 106 REP.
Beispiel 5 : Eine 0, 889 mm starke Polyäthylenfolie (Molekulargewicht etwa 21000) wurde bei Zimmertemperatur mit einer Dosis von 20 X 106 REP bestrahlt und anschliessend etwas über den Klarheits- punkt erwärmt, zwischen Klemmvorrichtungen eingespannt und um 900 % gedehnt, wobei sich seine Breite auf ein Viertel des ursprünglichen Wertes verringerte. Danach wurde die Folie immer noch unter Spannung langsam auf Zimmertemperatur abgekühlt. Hiebei ergab sich der erstaunliche Effekt, dass die Folie nicht wieder nur durchscheinend wurde, oder etwa nur durchsichtig blieb, sondern sogar ausserordentlich kristall- klar wurde.
Durch 15 Minuten langes Erwärmen auf 930C stieg die auf 0,356 mm verringerte Stärke der Folie um etwa 5,9 lo, während sich bei 790C keine Dimensionsänderungen ergaben.
Eine Probe dieser klaren Folie wurde ohne Spannung bei Zimmertemperatur mit weiteren 50 x 106REP bestrahlt und anschliessend 15 Minuten lang auf 930C erhitzt, ohne dass sich ihre Abmessungen änderten.
Die Kristallklarheit blieb beim nachfolgenden langsamen Abkühlen auf Zimmertemperatur erhalten.
Beispiel 6 : Ein etwa 1,02 mm dickes Polyäthylenblatt (Molekulargewicht etwa 20000) wurde bei Zimmertemperatur wie in Beispiel 8 mit einer Dosis von 20 X 106 REP bestrahlt. anschliessend an allen vier Seiten eingespannt und bis zur vollen Klarheit erhitzt (etwa ze und in diesem Zustand zunächst um 220 % in Längsrichtung, dann um 220 % in Querrichtung gestreckt und schliesslich unter Spannung langsam auf Zimmertemperatur abgekühlt. Nach Lösen der Klemmvorrichtungen blieb, die Folie klar.
Beispiel 7 : Ein 4, 216mm starkes Polyäthylenblatt (Molekulargewicht 21000) wurde bei Zimmertemperatur mit einer Dosis von 20 X 106 REP bestrahlt, auf 1200C über den-Klarheitspunkt erwärmt und sechsmal durch Kalanderwalzen von etwa 820C geleitet, um die Folie gleichzeitig in Längs- und Querrichtung zu strecken und dabei in zwei Richtungen auszurichten. Der gegenseitige Abstand der Kalander" walzen wurde allmählich verringert, um die Stärke des Polyäthylens langsam auf 2,159 mm zu reduzieren. Die Walzenabstände wurden in fünf Durchläufen von 1, 524 mm bis 0,940 mm verringert.
Die dann mit Wasser abgeschreckte, gestreckte Folie war ungewöhnlich klar ; Abmessungen der Probe änderten sich dabei wie folgt :
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<tb>
<tb> Blatt <SEP> vor <SEP> dem <SEP> Blatt <SEP> nach <SEP> dem <SEP> % <SEP>
<tb> Kalandrieren <SEP> Kalandrieren <SEP> Änderung
<tb> Länge <SEP> 34mm <SEP> 50 <SEP> mm <SEP> 47
<tb> Breite <SEP> 33mm <SEP> 46mm <SEP> 39
<tb>
Durch Kalandrieren der heissen und klaren Folie kann das Strecken des Polyäthylenblattes unter die 100 %-Grenze verringert werden, um die gewünschte Klarheit bei Zimmertemperatur zu erzeugen. Wird die Folie jedoch nicht bis zur völligen Klarheit erhitzt, so vergrössert sich die Längsdehnung und verringert sich die Querdehnung, wie im nachfolgenden Beispiel ausgeführt ist.
Beispiel 8: Eine weitere Polyäthylenfolie wurde nach der Bestrahlung nur auf 930C erwärmt und anschliessend wie oben sechsmal bei 820C kalandriert. Die Abmessungen der Probe änderten sich dabei wie folgt :
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<tb>
<tb> Blatt <SEP> vor <SEP> dem <SEP> Blatt <SEP> nach <SEP> dem <SEP> % <SEP>
<tb> Kalandrieren <SEP> Kalandrieren <SEP> Änderung <SEP>
<tb> Länge <SEP> 33 <SEP> mm <SEP> 78mm <SEP> 136
<tb> Breite <SEP> 33, <SEP> 5 <SEP> mm <SEP> 42mm <SEP> 25 <SEP>
<tb>
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