AT369440B - Verfahren zur herstellung von folienbaendchen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Folienbändchen mit verbesserter Ein- und Weiterreissfestigkeit quer zu ihrer Längserstreckung durch Extrudieren von Polyolefinen, insbesondere von Polypropylen und Polypropylencopolymerisaten, aus einer Folienbildungseinrichtung, Verstrecken der gebildeten Folie ohne Breiteneinsprung im Kurzspalt und Schneiden der Folie in Verstreckungsrichtung zu Bändchen. 



   Verfahren dieser Art sind bereits bekannt und   z. B.   in der AT-PS Nr. 330332 beschrieben. Die so hergestellten Bändchen haben infolge ihrer Monoaxialverstreckung eine hohe Festigkeit und sind zur Herstellung von gewebten oder gewirkten Verpackungsmaterialien hervorragend geeignet. Sie haben jedoch den Nachteil, dass die Schnittkanten nicht völlig gleichmässig sind, sondern-bei starker Vergrösserung   betrachtet - zackenförmige   Unregelmässigkeiten aufweisen, welche Ausgangspunkte bzw. Schwachstellen darstellen, von denen Risse quer zur Verstreckungsrichtung ausgehen. 



   Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieses Nachteiles und stellt sich die Aufgabe, unter Beibehaltung der besonders wirtschaftlichen Technik der Bildung von Bändchen aus im Kurzspalt verstreckten breitflächigen Folien die Anfälligkeit der Bändchen gegen Ein- und Weiterreissen zu verringern bzw. ganz zu vermeiden und damit deren Eignung zur Herstellung von Verpackungsmaterial bei gleicher Reissfestigkeit wie die bekannten Bändchen zu verbessern. 



   Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Kombination von Massnahmen, nämlich, dass dem Polymerisat vor dem Extrudieren ein Schäumer mit einer Zersetzungstemperatur zwischen 140 und   240 C   und einer Gasausbeute von 200 bis 240 ml/g in einer Menge von   0, 08   bis 0, 5% Masse zugesetzt, die Folien- bzw. Bändchendicke im Bereich zwischen 0, 01 und 0, 2 mm und der Schäumungsgrad im Bereich zwischen 10 und 50% eingestellt wird. 



   Als Schäumungsgrad wird die Dichteverringerung in %, bezogen auf die Dichte des gleichen, nicht angeschäumten Ausgangsmaterials, bezeichnet. Gleichzeitig mit der Beseitigung der Einreissneigung wird durch das erfindungsgemässe Verfahren die Oberflächenstruktur und das Aussehen der Bändchen verbessert. Infolge der durch die kontrolliert einstellbare, geschlossenzellige Porenstruktur bewirkten Rauhigkeit der Folien bzw. Bändchen können die Bändchen bei gewebten oder gewirkten Verpackungsmaterialien weniger leicht gegeneinander verrutschen. Aus dem gleichen Grund haften die Komponenten von Verbundmaterialien, welche nach dem Extrusionsbeschichtungsverfahren hergestellt werden, besser aneinander. Die feinen Poren verleihen den Folien bzw. Bändchen ein erwünschtes Mass an Opazität, so dass sich ein Zusatz von Mattierungsmitteln bzw. Farbstoffen er- übrigt. 



   Es ist zwar bereits bekannt,   u. zw.   aus der DE-AS 2251759, monoaxial gereckte Packbänder aus isotaktischem Polypropylen herzustellen, wobei man dem Polymerisat einen Schäumer zufügt, die Schmelze zu Bändern extrudiert und diese dann verstreckt ; jedoch bedient sich dieses Verfahren nicht der einleitend bezeichneten Technik unter zwischenzeitlicher Bildung einer Folie und Verstreckung dieser Folie im Kurzspalt ; d. h. die Bänder nach der DE-AS 2251759 werden nicht aus einer Folie herausgeschnitten, sie haben daher auch keine Schnittkanten mit möglichen Einreissstellen. 



   Auf der andern Seite ist aber die Direktbildung von Bändern aus der Extrusionseinrichtung ein aufwendiger und kostspieliger Prozess mit einer in der Zeiteinheit weit geringeren Ausbeute, wobei sich ausserdem die Querschnittsform der Bänder während des Verstreckens durch Verdickung der Ränder ändert. Solche Bänder eignen sich nicht zur Herstellung von Verpackungsmaterialien, sondern sie stellen Packbänder mit gegenüber den erfindungsgemäss hergestellten Folienbändchen erheblich grösserer Dicke dar. Bei Packbändern ist im Gegensatz zur Erfindung eine Verminderung von deren Längsspleissneigung wesentlich.

   Als Polyolefine können erfindungsgemäss neben Polypropylen unter anderem Polyäthylen mittlerer und hoher Dichte, aus verschiedenen Olefinkomponenten aufgebaute Copolymerisate und Polymerenmischungen mit einer Dichte von vorzugsweise 0, 90 bis 0, 91 g/cm3 (nach DIN 53479) verwendet werden. 



   Zweckmässig wird ein Polymerisat mit einem Schmelzindex nach DIN 53735 (MFI 230/2, 16) im Bereich von 0, 3 g/10 min bis 20 g/10 min, vorzugsweise von 1 g/10 min bis 10 g/10 min, eingesetzt. 



   Die Extrusion der Folien kann sowohl nach dem Blasfolien- als auch nach dem Flachfolienverfahren erfolgen. Beim Folienschlauch-Blasverfahren wird aus Runddüsen, beim Flachfolienverfahren aus Breitschlitzdüsen unter anschliessender definierter Abkühlung des Primärfilms auf Kühlwalzen 

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 (Chillrolls) bzw. im Wasserbad extrudiert. 



   Nach dem Folienschlauch-Blasverfahren wird der aus der Ringdüse austretende Schlauch des plastifizierten Materials in bekannter Weise zur Stabilisierung sofort gekühlt, wobei vorteilhaft ein nach den neuesten Erkenntnissen hinsichtlich wirksamster Luftführung ausgeführter Kühlluftring im ersten Abschnitt und ein weiterer Kühlring zur Ableitung der restlichen Wärmemenge durch Kontakt, verbunden mit einer stabilen Schlauchführung im zweiten Abschnitt, um den Folienschlauch angeordnet ist. Durch effektvolle Kühlung an den erwähnten Stellen wird eine weitgehende Verfesti- gung der angeschäumten Folienschläuche erreicht, so dass ein Aufplatzen der mikrofeinen Poren in den anschliessenden Verfahrensschritten, insbesondere beim Recken des Primärfilms, verhindert wird. 



   Als Beispiele für geeignete Schäumer bzw. Treibmittel können Azodicarbonamid, Dinitrosopentamethylentetramin, Natriumbicarbonat und Ammoniumcarbonat genannt werden. Die Schäumer werden in Pulverform oder bereits in höherer Konzentration in einem Polymerisat verteilt   ("masterbatch"-   - Verfahren) während des Extrusionsprozesses den Polymerisaten zugesetzt. Bei den angewendeten Extrusionstemperaturen zersetzen sich die Schäumer unter Abspaltung von Gasen, wie Stickstoff oder Kohlendioxyd, wodurch die Mikroporen entstehen. Es ist wesentlich, dass die Treibmittel zu Ende der Extrusion vollständig zersetzt sind, damit bei einer eventuellen späteren Wärmebehandlung der Schäumungsvorgang nicht fortgeführt wird.

   Der Schäumungsgrad ist für die Ein- und Weiterreissfestigkeit der nach dem Schneiden der Folie - beispielsweise mittels Messerbalken - erhaltenen Bändchen quer zu deren Längserstreckung von ausschlaggebender Bedeutung. 



   Die Auswirkung des Schäumungsgrades auf die Folieneigenschaften kommt darin zum Ausdruck, dass Ein- und Weiterreissfestigkeit, gemessen beispielsweise an ungeschäumten Polypropylen-Folien   bzw. -Bändchen   Werte um Null aufweisen, hingegen steigen sie bei erfindungsgemäss hergestellten Bändchen mit wachsendem Schäumungsgrad sprunghaft an und können bereits bei einem Schäumungsgrad von etwa 15% die praktisch möglichen Festigkeitswerte in Verstreckungsrichtung, nämlich bis zu etwa 450   Nimf',   erreichen. 



   Neben dem Schäumungsgrad üben auch die Extruder- und Werkzeugtemperaturen, die Abkühlbedingungen, der Verstreckungsgrad, die Art des eingesetzten Polymerisats, dessen Molekulargewichtsverteilung und Viskosität einen Einfluss auf die Eigenschaften der Bändchen aus. 



   Die erfindungsgemäss hergestellten Folienbändchen können auch schmelzgefärbt, UV-stabilisiert oder auf eine andere bekannte Weise ausgerüstet sein. 



   Die Bändchen können auf   Web-,     Wirk- und   Strickmaschinen zu Flächengebilden verarbeitet werden, speziell zu Geweben, deren Kette von einer oder mehreren einer besonders für diesen Zweck ausgerüsteten Webemaschine vorgelegten Folien abgearbeitet wird. 



   In den Diagrammen der Fig. l und 2 sind charakteristische Eigenschaften von erfindungsgemäss erhältlichen Folien bzw. Bändchen im Vergleich zu herkömmlichen Polyolefin-Folien zusammengestellt. 



   Fig. 1 zeigt die Abhängigkeit der Werte für die Weiterreissfestigkeit quer zur Verstreckungsrichtung vom Folien- bzw. Bändchentyp. Die Vergleichswerte wurden nach DIN 53363 an fünf unterschiedlichen   Folientypen   ermittelt. Mit 1, 2 und 3 sind Polypropylen-Homopolymerisate bzw. Mischungen von Polypropylen mit andern Polyolefinen bezeichnet, 4 bedeutet Niederdruckpolyäthylen und 5 repräsentiert eine erfindungsgemäss hergestellte Folie bzw. ein Bändchen. Die Weiterreissfestigkeit ist bei erfindungsgemäss hergestellten Produkten demnach bedeutend höher als bei bekannten Folien. 



   In Fig. 2 kommt der Einfluss der Dichte von erfindungsgemäss hergestellten Folien bzw. Bändchen aus Polypropylen-Copolymerisaten auf die Reissfestigkeit zum Ausdruck. Diese Werte wurden nach DIN 53455 in Verstreckungsrichtung der Proben ermittelt. Die Reissfestigkeit beträgt bei einer Dichte von   0, 63 g/cml-entsprechend   einem Schäumungsgrad von 30% - immer noch etwa 90% derjenigen, welche an ungeschäumten Folien bzw. Bändchen aus demselben Material mit einer Dichte von   0, 90 g/cm3 ermittelt wurde.   



   Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert. 



   Beispiel 1 : Ein isotaktisches Polypropylen in Granulatform mit einem Schmelzindex (MFI) 230/2, 16 = 8 g/10 min wurde mit 0, 10 %-Masse Azodicarbonamid vermischt und einer Schlauchfolien- 

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 - Extrusionsanlage zur Plastifizierung zugeführt. 



   Unmittelbar nach Austritt aus der Runddüse, Durchmesser 60 mm, wurde der angeschäumte, geschlossenzellige Poren aufweisende Primärfilm mit einer Dicke von zirka 0, 26 mm durch einen Luftkühlring und einen Kontaktkühlring gekühlt, breitgelegt und über ein Kurzstreckwerk mit einem Abstand der Streckwalzenpaare von 5 mm monoaxial im Reckverhältnis 1 :   6, 5   gereckt. 



   Das Treibmittel war bei den angewendeten Temperaturen von 135 bis   145 C   vollständig zersetzt und die Folie damit beschichtungsfähig. Die endverstreckte, zirka 0, 04 mm dicke und getemperte Folie wurde mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min aufgewickelt, sodann über einen Messerbalken geführt und in Bändchen mit 2, 5 mm Breite geschnitten. 



   Die für die hergestellten Bändchen charakteristischen physikalischen Werte betrugen : 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Bändchendicke <SEP> (DIN <SEP> 53370) <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 04 <SEP> mm
<tb> Dichte <SEP> (DIN <SEP> 53479) <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 70 <SEP> g/cm3 <SEP> 
<tb> Schäumungsgrad <SEP> : <SEP> 22%
<tb> Weiterreisswiderstand <SEP> quer <SEP> zur
<tb> Verstreckungsrichtung <SEP> (DIN <SEP> 53363) <SEP> : <SEP> 265 <SEP> N/cm
<tb> 
 
Beispiel 2 : Eine Mischung aus isotaktischem Polypropylen mit einem MFI 230/2, 16 = 2 g/10 min und Hochdruckpolyäthylen, MFI 190/2, 16 = 1, 3 g/10 min wurde in einem Mischungsverhältnis von 5 : 1 in Granulatform gemeinsam mit 0, 15 %-Masse Dinitrosopentamethylentetramin abgemischt und einer Flachfolien-Extrusionsanlage zum Aufschmelzen und Homogenisieren der Schmelze zugeführt. 



   Nach Verlassen der Breitschlitzdüse wurde der aufgeschäumte Polymerfilm einer Dicke von 0, 180 mm bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 15 m/min in einem auf   250C   temperierten Wasserbad abgekühlt und anschliessend über ein Kurzstreckwerk (Abstand der Streckwalzenpaare 5 mm) monoaxial im Reckverhältnis 1 : 6 gereckt. Die wie im Beispiel 1 angegeben ermittelten Qualitätswerte der Proben entsprachen voll den gestellten Anforderungen : 
 EMI3.2 
 
<tb> 
<tb> Bändchendicke <SEP> (DIN <SEP> 53370) <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 03 <SEP> mm
<tb> Dichte <SEP> (DIN <SEP> 53479) <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 65 <SEP> g/cm" <SEP> 
<tb> Schäumungsgrad <SEP> : <SEP> 28%
<tb> Weiterreisswiderstand <SEP> quer <SEP> zur
<tb> Verstreckungsrichtung <SEP> (DIN <SEP> 53363) <SEP> : <SEP> 271 <SEP> N/cm
<tb> 
   PATENTANSPRÜCHE :    
1.

   Verfahren zur Herstellung von Folienbändchen mit verbesserter Ein- und Weiterreissfestigkeit quer zu ihrer Längserstreckung durch Extrudieren von Polyolefinen, insbesondere von Polypropylen und Polypropylencopolymerisaten, aus einer Folienbildungseinrichtung, Verstrecken der gebildeten Folie ohne Breiteneinsprung im Kurzspalt und Schneiden der Folie in Verstreckungsrichtung zu Bändchen, gekennzeichnet durch die Kombination der Massnahmen, dass dem Polymerisat vor dem Extrudieren ein   Schäumer   mit einer Zersetzungstemperatur zwischen 140 und   2400C   und einer Gasausbeute von 200 bis 240 ml/g in einer Menge von 0, 08 bis 0, 5 %-Masse zugesetzt, die Folien-   bzw. Bändchendicke   im Bereich zwischen 0, 01 und 0, 2 mm und der Schäumungsgrad im Bereich zwischen 10 und 50% eingestellt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polymerisat bzw. Copolymerisat mit einem Schmelzindex (MFI 230/2, 16) im Bereich von 0, 3 g/10 min bis 20 g/10 min, vorzugsweise von 1 g/10 min bis 10 g/10 min, eingesetzt wird.