AT304885B - Verfahren zur Herstellung schlagfester und durchsichtiger Schichtstoffe aus Polyolefinen - Google Patents

Description

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   Es ist bekannt, dünne Polyolefinfolien mit guter Klarheit und Festigkeit herzustellen. Demgegenüber ist es schwierig oder sogar unmöglich, verstreckte Folien mit einer Stärke von über 1, 6 mm herzustellen, die sich durch gute Klarheit, Festigkeit, Steifheit und hohe Schlagfestigkeit auszeichnen. Die Herstellung von Schichtstoffen aus den verschiedensten Polymerisaten ist zwar ebenfalls bekannt, doch führen die bekannten Verfahren hiefür zum Verlust der Verstreckung und/oder einer oder mehrerer der gewünschten Eigenschaften wie Klarheit, Festigkeit, Schlagfestigkeit usw. 



   Es wurde nun gefunden, dass man schlagfeste und durchsichtige Schichtstoffe aus dünnen, biaxial verstreckten Polyolefinen herstellen kann, wenn man die Folien ohne Verwendung eines Klebstoffes übereinanderschichtet und bei einer Temperatur unterhalb des Kristallitschmelzpunktes des Polyolefins Drücken zwischen etwa   3, 5 kg/cm2 und   etwa 141   kg/cm2,   vorzugsweise zwischen etwa 7 und 70   kg/cm2,   unterwirft. 



   Zur erfindungsgemässen Herstellung der Schichtstoffe lassen sich alle kristallinen Poly- sowie Copolyolefine verwenden. Als Beispiele für kristalline Polyolefine seien genannt Niederdruckpolyäthylen, Hochdruck- 
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 es wünschenswert sein, ein Polymerisat zu verwenden, das mit einer geringen Menge eines oder mehrerer Zusätze wie Stabilisatoren, Oxydationsschutzmittel, Weichmacher, Pigmente, Farbstoffe usw. modifiziert ist. Neben den erwähnten modifizierten Polymerisaten lassen sich auch vernetzte oder durch einzelne Brücken verbundene Polyolefine verwenden. Die Polyolefine werden in Form dünner biaxial verstreckter Folien verwendet. Die Verstreckung lässt sich nach mehreren verschiedenen, zum Stand der Technik gehörenden Verfahren durchführen.

   Nach einem dieser Verfahren, das   als"Folienblasverfahren"bekannt   ist, wird ein kristallines Rohr aus einem Polymerisat unter dessen Kristallitschmelzpunkt erhitzt und dann mit Luft aufgeblasen, wobei sowohl eine   Längs- als   auch eine Querverstreckung der Folie stattfindet. Ein weiteres Verfahren, das unter dem Namen "Streckrahmenverfahren" bekannt ist, besteht darin, dass man eine Folie aus dem Polymerisat in geschmolzenem Zustand extrudiert, sie auf eine relativ niedrige Temperatur abkühlt, zwischen Walzen, die mit verschiedener Geschwindigkeit rotieren, längsverstreckt, sie zwischen Walzen erhitzt und bei erhöhter Temperatur auf dem Streckrahmen querverstreckt. Zur Spannung der Folie kann sich hieran eine weitere Längsverstreckung anschliessen.

   Ein drittes Verfahren, das hauptsächlich für stärkere Folien Verwendung findet und als "Walzenverstreckung" bezeichnet werden kann, besteht darin, dass man eine vorher erhitzte Folie zwischen heissen Kalanderwalzen hindurchschickt und sie nach jedem Durchgang um 900 dreht. Obwohl Folien verschiedenster Stärken verwendet werden können, erzielt man die besten Resultate mit Folien, deren Stärke nicht über etwa 0, 25 mm hinausgeht. Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich mit allen bekannten, handelsüblichen Pressen durchführen, mit denen verschiedene Stärken des Schichtstoffes bei relativ geringer Temperatur erreicht werden können. Wie bereits erwähnt ist es für das Verfahren entscheidend, dass die 
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5Kristallitschmelzpunkt des Polymerisats.

   Zwar lassen sich Schichtstoffe verschiedenster Stärken herstellen, doch sind die erwünschten Steifheit-,   Festigkeits-und Schlagzähigkeitseigenschaften   bei Folien mit einer Stärke über etwa 1, 6 mm am ausgeprägtesten. Aus den erfindungsgemäss erhaltenen Polyolefinschichtstoffen lassen sich schlagfeste und bruchsichere Fensterscheiben herstellen. Ihre Schlagfestigkeit ist so gross, dass sie gegen kleinkalibrige Munition relativ kugelsicher sind und für Fenster und Kanzeln in Militärfahrzeugen Verwendung finden können. 



     Beispiel l :   Eine etwa 0, 019 mm starke, biaxial verstreckte, kristalline Polypropylenfolie wird in Quadrate von 15, 24 cm Kantenlänge geschnitten und auf eine berechnete Höhe von 3, 8 mm geschichtet. Das zur Herstellung der Folie verwendete Polypropylen hat einen Kristallitschmelzpunkt von 1680C. Die Anordnung wird in einer Kaltpresse zwischen zwei quadratischen Chromplatten mit einer Kantenlänge von 15, 24 cm unter einem Druck von   70 kg/cm2 gepresst.   Die Temperatur wird dabei auf   160 C   erhöht und dort 15 min lang gehalten, dann wird 5 min unter Druck abgekühlt und schliesslich der erhaltene Schichtstoff aus der Presse herausgenommen. Das Produkt ist kristallklar und zeigt eine hohe Schlagfestigkeit.

   Der oben genannte Polypropylenschichtstoff wird bei Anwendung einer Explosionsverformungsmethode topfartig verformt, während eine verpresste Polypropylenfolie mit denselben Abmessungen durch die gleiche Explosionsverformungsmethode vollständig zerstört wird. 



     Beispiel 2 :   Proben der in Beispiel 1 beschriebenen biaxial verstreckten, kristallinen Polypropylenfolie werden auf eine berechnete Höhe von 25, 4 mm geschichtet und in einer Kaltpresse zwischen zwei quadratischen Chromplatten mit einer Kantenlänge von 15, 24 cm unter einem Druck von 70 kg/cm2 gepresst. 



  Die Temperatur wird auf 1600C erhöht und dort 30 min lang gehalten, dann wird 15 min unter Druck abgekühlt und entnommen. Der erhaltene Schichtstoff ist transparent, während ein unverstreckter Polypropylenpressling mit derselben Stärke völlig trüb ist. Der 25, 4 mm starke transparente Schichtstoff wird in einen Holzrahmen gespannt und auf einem Schiessstand unter Feuer genommen. Auf eine Entfernung von etwa 45 m gräbt sich eine 22-kalibrige Karabinerkugel etwa 9, 5 mm tief in den Schichtstoff ein, ohne die umgebende Struktur zu 

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 beschädigen. Unter denselben Versuchsbedingungen wird eine Pressfolie aus transparenten Methylmethacrylat so zerstört, dass Bruchstücke mit hoher Geschwindigkeit aus der Folie fliegen. 



     Beispiel 3 :   Eine etwa 0,   0127 mm   starke biaxial verstreckte, kristalline Polyäthylenfolie hoher Dichte wird in Quadrate mit einer Kantenlänge von 15, 24 cm zerschnitten und auf eine berechnete Höhe von 50, 8 mm geschichtet. Das zur Herstellung der Folie verwendete Polyäthylen hat einen Kristallitschmelzpunkt von 1310C. Die Anordnung wird in einer Kaltpresse zwischen zwei Chromplatten von 25, 4 cm Kantenlänge unter einem Druck von 42   kg/cm2   gepresst. Die Temperatur wird auf 125 C erhöht und dort 45 min lang gehalten. 



  Anschliessend wird 20 min unter Druck abgekühlt. Der erhaltene Schichtstoff ist etwa 50, 8 mm stark, kristallklar und so schlagfest, dass er selbst durch wiederholte kräftige Hammerschläge nicht zu zerschmettern ist. Die einzelnen Folienschichten sind fest miteinander verbunden und zeigen keine Anzeichen von Entschichtung oder Hohlstellenbildung. 



     Beispiel 4 : Ein 6, 35   mm starker Schichtstoff aus einer biaxial verstreckten kristallinen Äthylen-Propylen-Copolymerfolie wird durch Pressen von Folien mit einer Stärke von 0, 1 mm unter einem Druck von 14   kg/cm2   bei einer Temperatur von etwa 1600C 15 min lang in einer mit in Beispiel 1 beschriebenen Chromplatten versehenen Presse hergestellt. Das Äthylen-Propylen-Copolymerisat besitzt eine innere Viskosität von 2, 4 und enthält 8, 8 Mol-% Äthylen. Der erhaltene 6, 35 mm starke, kristallklare Schichtstoff hat eine Zugfestigkeit von etwa 1760 kg/cm2, kann ohne zu platzen gebogen werden und zerbricht selbst unter wiederholten Hammerschlägen nicht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung schlagfester und durchsichtiger Schichtstoffe aus Polyolefinen, EMI2.1 Polyäthylenfolien oder Polypropylenfolien, übereinander geschichtet und bei einer Temperatur unterhalb des Kristallitschmelzpunktes des Polyolefins Drücken zwischen 3, 5 und 141 kg/cm2 unterworfen werden.