<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften von Kunststoffolien
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zum Verbessern der Eigenschaft von Kunststoff- folien, insbesondere des Schrumpfvermögens und der bleibenden Klarheit, bei welchem filmbildende
Polymere, wie beispielsweise Polyalkylene oder deren Pfropf- oder Mischpolymerisate aus einer Strang- presse ausgepresst und im warmen Zustand vorgestreckt werden, worauf der so gebildete Rohfilm abgekühlt und zur Orientierung einer biaxial erfolgenden zweiten Streckung unterworfen wird.
Ein typischer Vertreter dieser Polyalkene ist das Polyäthylen, welches in grossem Masse für Behälter,
Verschlüsse und Verpackungsmacerialien verwendet wird ; nachteilig ist die mangelnde Durchsichtigkeit und die gegenüber andern Folien opake Beschaffenheit. Darüber hinaus hat Polyäthylen und alle andern aus Polyalkenen, deren Pfropf- oder Mischpolymerisaten hergestellte Folien nur eine verhältnismässig geringe Schrumpfkraft und insbesondere nur eine in einer Richtung wirkende Schrumpfkraft.
Dies macht sich nachteilig bemerkbar, wenn man beispielsweise Fleischstücke oder andere Lebensmittel in Schrumpfbeutel verpackt, die durch Wärmeeinwirkung zum Schrumpfen gebracht werden. Die mangelnde Schrumpfkraft erzeugt Falten und die geringe Durchsichtigkeit verringert die Verkaufsfähigkeit.
Zur Erzielung durchsichtiger Folien wurde bereits vorgeschlagen, Polyäthylen auf seinen bei etwa 105 bis 1250C liegenden Umwandlungspunkt zu erwärmen und danach abzuschrecken. Als Umwandlungspunkt oder kristalliner Schmelzpunkt wird diejenige Temperatur bezeichnet, bei welcher das Polyäthylen weich und durchsichtig wird. Dieser Punkt ist vom Molekulargewicht abhängig und schwankt gering. Bei einem Molekulargewicht von 20 000 beträgt die Umwandlungstemperatur etwa 1100C.
Durch Erwärmen und Abschrecken derartiger Polyalkene erhielt man jedoch keine gleichbleibenden durchsichtigen Folien, insbesondere ging die Durchsichtigkeit verloren, wenn man die Folie später wieder erwärmte und danach langsam abkühlte, wie es beispielsweise beim Verpacken zum Schrumpfen oder sogar nur zum 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.
Es ist ferner bekannt, Polyäthylene oder andere filmbildende Materialien im Strangpressverfahren her- zustellen und im warmen Zustand vorzustrecken und nach einer Kühlung wieder zu erwärmen und sie dabei gleichzeitig nochmals zu strecken. Die erste Streckung erfolgt meist durch Aufblasen eines Filmschlauches, während die zweite Streckung nach der bekannten Methode nur in Längsrichtung des auf einer Rolle ablaufenden Filmes durch veränderte Walzengeschwindigkeit erzielt wird.
Dieses bekannte Verfahren ist jedoch nachteilig, da das Ausmass der verschiedenen Streckungen an sich und in ihrem Verhältnis zueinander schwer einzuregulieren ist und auch nicht gleichbleibend beibehalten werden kann. Darüber hinaus zeigt das erhaltene Produkt, beispielsweise eine derart hergestellte Polyäthylen-Schrumpffolie, eine nur geringe Schrumpfkraft in Querrichtung, während die in Längsrichtung auftretende Schrumpfkraft recht gross ist. Dadurch treten beim Verpacken von z. B. Lebensmitteln in Schrumpfbeuteln ungleichmässige Schrumpfungen und Faltenbildung auf, die das Verpackungsmaterial
<Desc/Clms Page number 2>
für viele Zwecke ungeeignet erscheinen lassen. Auch lässt die Transparenz oder der Glanz der Folie in manchen Fällen zu wünschen übrig.
Zweck der Erfindung ist es daher, ein besseres Folienmaterial zu erhalten, welches eine starke
Schrumpfkraft in biaxialer Richtung zeigt, durchsichtig ist und auch während der Verarbeitung, z. B. beim
Eintauchen in heisses Wasser zur Schrumpfung, bleibend kristallklar ist. Darüber hinaus werden alle andern für eine Folie wertvollen Eigenschaften beibehalten oder noch verbessert, wie z. B. erhöhte Reissfestigkeit bei höherer Temperatur, geringere Schrumpftemperatur, grosse Dichtigkeit, Siegelfähigkeit und Selbst- haftung sowie Biegsamkeit und Zähigkeit bei tieferen Temperaturen, wie z. B. Tiefkühltemperaturen.
Weiterhin soll das Herstellungsverfahren für derartige Folien hinsichtlich Einstellung und Beibehaltung der gewünschten Schrumpfkraft vereinfacht werden.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die biaxiale, zweite Streckung des-vorzugsweise schlauchförmigen - Rollfilms teilweise in einer warmen inerten Flüssigkeit, deren Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der teilweise orientierten Folie liegt, erfolgt, wobei die Gesamtstreckung der ersten und zweitenStreckbehandlung zusammen 100-900% in Querrichtung und 100 - 700%inLängsrich- tung beträgt.
Vorzugsweise erfolgt nur der Hauptteil der Dehnung während der zweiten Streckbehandlung in diesem
Bad.
. Es hat sich weiterhin als zweckmässig erwiesen, das endgültige Abkühlen der Folie in gestrecktem Zustand unter Beibehaltung der Streckspannung durchzuführen.
Da sich bekanntlich Polyalkylene. nicht wie Polyvinylidenchlorid verhalten, war es praktisch bislang nicht möglich, Polyäthylen nach dem Verfahren gemäss der brit. Patentschrift Nr. 686, 625 zu behandeln, nämlich den ausgepressten Schlauch ausserhalb des Bades durch Aufblasen biaxial zu strecken. Die gebildete Schlauchblase würde bei Polyäthylen sehr oft einreissen und eine kontinuierliche Folienherstellung verhindern. Ähnliches gilt für das ebenfalls die Polyvinylchlorid-Folienherstellung betreffende Verfahren gemäss der franz. Patentschrift Nr. 1.110. 319, bei welchem ein Rohschlauch erst in Längsrichtung vorgestreckt, dann in einer zweiten Behandlung an der Luft biaxial gestreckt wird, worauf schliesslich die nur einmal in biaxialer Richtung gestreckte Blase in einem Ofen unter Längsstreckung einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
Bei allen diesen Verfahren soll auch nicht neben dem Schrumpfvermögen noch die bleibende Klarheit verbessert werden, da die dort beschriebenen Polyvinylchloridfolien bereits von vornherein klar sind, während Polyäthylen den bekannten milchigen Schimmer besitzt, der gerade mit dem vorliegenden Verfahren beseitigt werden soll.
Im übrigen unterscheiden sich diese bekannten Verfahren aber auch hinsichtlich des Ausmasses der Streckung grundsätzlich von dem erfindungsgemässen Verfahren. Bei dem Verfahren nach der brit. Patentschrift Nr. 686,625 wird der kurz hinter dem Mundstück der Strangpresse austretende, im wesentlichen nur in einer Richtung gering vorgestreckte Schlauch ausserhalb des Kühlbades aufgeblasen und dadurch biaxial gestreckt. Demgegenüber werden bei dem vorliegenden Verfahren zweckmässig zwei Streckblasen, nämlich eine erste Blase kurz hinter der Strangpresse und nach dem Abkühlen eine weitere zweite Blase im erwähnten Bad erzeugt, wobei die Gesamtstreckung die oben angegebenen Werte besitzt.
Im folgenden soll die Erfindung an Hand der in der Zeichnung gezeigten schaubildlichen Darstellung des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert werden, wobei jedoch bemerkt werden muss, dass das erfindungsgemässe Verfahren ohne weiteres mit den dem Fachmann geläufigen Mitteln abzuwandeln ist.
Bei der in der Zeichnung gezeigten Anordnung wird Roh-Polyäthylen (Molekulargewicht 20000 ; Dichte 0,916) aus einer herkömmlichen Strangpresse 2 bei 158 - 1600C in Schlauchform ausgepresst, welcher Schlauch dann zu einer Blase aufgeblasen, über Abziehwalzen 54 abgezogen und flachgedrückt wird. Hiebei wird der Schlauch in Querrichtung um 50-200% und in Längsrichtung um 50-300% vorgestreckt..
Der wieder flachgedrückte Schlauch 16 wird dann in ein Bad 30 mit heissem Wasser oder einer andern heissen, dem Film gegenüber inerten Flüssigkeit geführt. Die Badtemperatur liegt unterhalb der Erweichungstemperatur des teilweise orientierten Schlauches. Für Polyäthylen geringer Dichte liegt diese Temperatur zwischen 88 und 102 C, vorzugsweise bei 960C. Dort wird der Schlauch zwischen zwei in der Badflüssigkeit befindlichen umlaufenden Walzen 32 geführt und mit Luft oder anderem Gas aufgeblasen. Die Umfangsgeschwindigkeit der den Folienschlauch anschliessend aufnehmenden und abführenden Abquetschwalzen 34 ist grösser als die der Walzen 32. Der Schlauch wird hiebei in beiden Richtungen ein zweites Mal gestreckt. Der aufgeblasene Schlauch bewegt sich hiebei noch ein Stück im Bad, um dann in die Atmosphäre auszutreten.
Auf dem Weg durch die umgebende Luft wird die Folie abgekühlt. Nach dem Durchgang durch die Abquetschwalzen 34 wird der abgeflachte Schlauch 40
<Desc/Clms Page number 3>
aufgewickelt. Die Gesamtstreckung aus der ersten und zweiten Streckbehandlung beträgt 250-900% in Querrichtung und 250-700% in Längsrichtung.
Mindestens der Hals der Blase taucht in das heisse Wasser ein, da diese Blase, wenn sie sich ganz ausserhalb des Wassers befindet, nicht richtig aufgeblasen wird bzw. zu leicht platzt, wennsievollkommen eintaucht. Im allgemeinen findet der grössere Teil, vorzugsweise 70 - 95% der Ausdehnung, in Wasser und der Rest in Luft statt, wobei die Luft als Kühlmedium dient. Nach dem Verlassen der Abquetschwalzen 34 kann der Schlauch wie üblich aufgeschlitzt werden, so dass man eine Folie erhält.
Die folgende Tabelle zeigt die Verbesserung, die mit dem erfindungsgemässen Verfahren erzielt wird.
EMI3.1
<tb>
<tb> einmal <SEP> heiss <SEP> zweimal <SEP> biaxial <SEP> heiss
<tb> gestreckte <SEP> Folie <SEP> gestreckte <SEP> Folie
<tb> Reissfestigkeit <SEP> bei
<tb> Zimmertemperatur <SEP> (kg/cm2) <SEP> 140 <SEP> 420
<tb> Reissfestigkeit <SEP> bei <SEP> 930C
<tb> (kg/cm) <SEP> 14 <SEP> 35
<tb> Schrumpfkraft <SEP> bei <SEP> 96 C
<tb> (kg/cm2) <SEP> 0,7 <SEP> 21
<tb> Glanz <SEP> schwach <SEP> gut
<tb> Sauerstoffdurchlässigkeit
<tb> (cm3/24 <SEP> h/m2/at/0, <SEP> 01 <SEP> mm) <SEP> 22860 <SEP> 15 <SEP> 240 <SEP>
<tb> Siegelfähigkeit <SEP> gut <SEP> gut
<tb> Durchsichtigkeit <SEP> schwach <SEP> gut
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1.
Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften von Kunststoffolien, insbesondere des Schrumpfvermögens und der bleibenden Klarheit, bei welchem filmbildende Polymere, wie beispielsweise Polyalkylene oder deren Pfropf- oder Mischpolymerisate aus einer Strangpresse ausgepresst und im warmen Zustand vorgestreckt werden, worauf der so gebildete Rohfilm abgekühlt und einer biaxial erfolgenden zweiten
EMI3.2
des - vorzugsweise schlauchförmigen - Rohfilms teilweise in einer warmen inerten Flüssigkeit, deren Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der teilweise orientierten Folie liegt, erfolgt, wobei die Gesamtstreckung in der ersten und zweiten Streckbehandlung zusammen 250 - 9000/0 in Querrichtung und 250 - 700% in Längsrichtung beträgt.
2. Verfahren nachAnspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass nur derHauptanteil der Dehnung während der zweiten biaxialen Streckbehandlung in der Badflüssigkeit erfolgt.