DE1137857B

DE1137857B - Verfahren zur Herstellung von Hartfolien aus Polyvinylchlorid

Info

Publication number: DE1137857B
Application number: DEF21002A
Authority: DE
Inventors: Dr Josef Ferdinand Salhofer
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1956-08-10
Filing date: 1956-08-10
Publication date: 1962-10-11
Also published as: US2928137A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

F 21002 X/39a³

ANMELDETAG: 10. AUGUST 1956

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIIfT: 11. OKTOBER 1962

Es ist bekannt, weichmacherfreies Polyvinylchlorid im Walzverfahren auf Kalandern zu Folien verschiedener Dicke zu verarbeiten. Dabei ist es aber bisher nicht gelungen, durchsichtige Folien mit sehr niedriger Trübungszahl herzustellen. Aus Emulsionspolymerisaten gewalzte Folien sind nur mehr oder weniger durchsichtig. Ihre Trübungszahlen, bestimmt nach der Methode DIN 53 490, betragen bei einer Dicke von 200 μ mehr als 30 Promille. Diese Trübung ist bedingt durch den bei der Polymerisation verwendeten Emulgator, die sonstigen zur Erleichterung der Verarbeitbarkeit beigegebenen. Zusätze und die durch die Art der Bearbeitung sich ergebende, meist unebene rauhe Oberfläche.

Es ist weiterhin bekannt, Produkte aus nach dem Suspensionsverfahren hergestelltem weichmacherfreiem Polyvinylchlorid zu erzeugen. Derartige Produkte wurden bisher als »glasklar« bezeichnet. Diese Bezeichnung ist aber nur relativ zu verstehen, da die bisher erzeugten Produkte, insbesondere Folien, bei einer Dicke von 200 μ Trübungszahlen von mehr als 30 Promille aufwiesen.

Demgegenüber betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Hartfolien aus nach dem Suspensionsverfahren hergestelltem weichmacherfreiem Polyvinylchlorid am Kalander, gegebenenfalls unter anschließender molekularorientierender Rekkung oder nichtmolekularorientierender Verdünnung beim Abziehen, das mit Sicherheit zu Polyvinylchloridhartfolien mit Trübungszahlen von weniger als 10 Promille bei der gleichen Dicke von 200 μ führt. Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung derartiger Hartfolien das Polyvinylchlorid auf dem in an sich bekannter Weise mit hochglatten, beispielsweise hartverchromten Auslaufwalzen versehenen Kalander unter einer solchen Führung der Walzentemperatur verarbeitet wird, daß das Polyvinylchlorid im Auslaufknetkörper zwischen den beiden Auslaufwalzen einen solchen Zustand thermischer Plastizität erreicht, daß dieser Knetkörper in sich rotiert.

Der technische Effekt dieses Verfahrens beruht auf der Kombination eines bestimmten Kunststofftyps, nämlich weichmacherfreiem Suspensionspolyvinylchlorid, mit einer bestimmten Apparatur, nämlieh einem mit hochglatten, beispielsweise hartverchromten Auslaufwalzen versehenen Kalander und einer bestimmten Temperaturführung am Kalander, nämlich einer solchen, daß das Polyvinylchlorid im Knetkörper am Spalt zwischen den beiden Auslaufwalzen einen derartigen physikalischen Zustand erreicht, daß der Knetkörper in sich rotiert.

Verfahren zur Herstellung von Hartfolien aus Polyvinylchlorid

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vorm. Meister Lucius & Brüning,

Frankfurt/M., Brüningstr. 45

Dr. Josef Ferdinand Salhofer, Krefeld,
ist als Erfinder genannt worden

Nur wenn diese drei Faktoren zusammenwirken, werden die durchsichtigen Folien der exakt nachprüfbaren niedrigen Trübungszahlen erhalten. Die angewandte Temperaturführung, die, wie sich weiter unten ergibt, über 190⁰C liegt bei den beiden Auslaufwalzen des Kalanders, bringt ein Suspensionspolyvinylchlorid bei dem Normaldruck von einer Atmosphäre in den Zustand der thermischen Plastizität, und dies führt dazu, daß der weichmacherfreie Knetkörper zur Rotation um seine eigene Achse gebracht wird. Diese Erscheinung war bisher nur bei sehr viel Weichmacher enthaltendem Polyvinylchlorid bekannt. Die beginnende Rotation des Knetkörpers im Auslaufspalt ist ein leicht erkennbares Kriterium, mit dessen Hilfe sich die richtige Temperaturführung überwachen und einhalten läßt.

Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Hartfolien besitzen nicht nur die verlangte niedrige Trübungszahl, sondern zeichnen sich auch durch weitgehende Porenfreiheit aus. Sie können gegebenenfalls anschließend beim Abziehen noch entweder molekularorientierend gereckt oder nichtmolekularorientierend verdünnt werden, indem der Abzugswalze in an sich bekannter Weise eine entsprechende Voreilung erteilt und auf der Abzugsstrecke die Folie auf einer Temperatur gehalten wird, die im ■ thermoelastischen bzw. im thermoplastischen Bereich liegt.

Nach dem bisherigen Erfahrungsstand war man bei der Verarbeitung von weichmacherfreiem Polyvinylchlorid darauf bedacht, stets unter der Temperaturgrenze der Thermoplastizität zu bleiben, weil man annahm, daß sich Polyvinylchlorid bei Erhitzung bis zur Thermoplastizität zersetzt, beim

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Kalandrieren an den Kalanderwalzen festbrennt und diese dadurch unbrauchbar macht. Die Erfindung hat sich über dieses Vorurteil hinweggesetzt und den Beweis erbracht, daß bei dem Verfahren nach der Erfindung trotz der hohen Temperaturen keine Zersetzung des Polyvinylchlorids eintritt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die aus Emulsionspolyvinylchlorid hergestellten Folien durch den darin enthaltenen Emulgator mehr oder weniger stark getrübt sein müssen und daß das keine solche Zusätze enthaltende Suspensionspolyvinylchlorid bisher aus einem anderen Grunde sogar noch trübere Folien ergab. Als Grund hierfür wurde mangelhafter Aufschluß der Polyvinylchlorid-Konglomerate im Suspensionspolyvinylchlorid erkannt. Aus diesen Erkenntnissen ergab sich die Folgerung, daß ein emulgatorfreies, also ein Suspensionspolyvinylchlorid verwendet werden muß, daß man aber dieses bis zum thermoplastischen Zustand erhitzen muß, um einen vollkommenen Aufschluß der Polyvinylchlorid-Konglomerate zu gewährleisten.

Die Definition des thermoplastischen Bereichs von Polyvinylchlorid ergibt sich aus dem nachstehenden Schema:

250⁰C

190°C

175 ⁰C Fließpunkt

thermoplastischer Bereich

Fließzone

thermoelastischer Bereich

100⁰C
85° C Erweichungspunkt j Erweichungszone

0⁰C

r fester Bereich

Das Verfahren kann mit den bekannten Kalandern zur Herstellung von Hartfolien ausgeführt werden. Die nach dem Verfahren hergestellten Folien können in an sich bekannter Weise einer thermischen Nachbehandlung bei Temperaturen von 180 bis 280⁰C unterzogen werden und sind dann gut tiefziehfähig. Die Folien lassen sich auch wie die bisher bekannten Polyvinylchloridhartfolien in an sich bekannter Weise bei Temperaturen zwischen 80 und 16O⁰C unter Ausrichtung der Molekeln verstrecken. Dabei ändern sich die Werte für Festigkeit und Dehnung in derselben Weise wie von ungereckten zu gereckten Folien aus Emulsionspolyvinylchlorid. Die Schrumpfung der nach der Erfindung hergestellten Hartfolien entspricht der der bisher bekannten Hartfolien.

ίο Die nach der Erfindung hergestellten Folien lassen sich auch durch Ziehen ohne Reckeffekt gleichmäßig verdünnen. Man reckt beispielsweise eine nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Polyyinylchloridhartfolie von 300 μ Stärke im thermo-

elastischen Bereich zwischen 95 und 100°C um 80% in Kalanderlaufrichtung und anschließend nach Abkühlen und Wiedererwärmen auf die gleiche Temperatur um 60% in Querrichtung.
Das Verfahren der Erfindung gestattet ohne weiteres die Herstellung von porenfreien Folien von nur 5 μ Dicke. Die molekularorientierende Verstreckung und die nichtmolekularorientierende Verdünnung an sich stellen keinen Gegenstand der Erfindung dar.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Herstellung von Hartfolien aus nach dem Suspensionsverfahren hergestelltem weichmacherfreiem Polyvinylchlorid am Kalander, gegebenenfalls unter anschließender molekularorientierender Reckung oder nichtmolekularorientierender Verdünnung beim Abziehen, da durch gekennzeichnet, daß zur Herstellung derartiger Hartfolien mit Trübungszahlen von weniger als 10 Promille, bestimmt nach der Methode DIN 53490, das Polyvinylchlorid auf dem in an sich bekannter Weise mit hochglatten, beispielsweise hartverchromten Auslaufwalzen versehenen Kalander unter einer solchen Führung der Walzentemperatur verarbeitet wird, daß das Polyvinylchlorid im Auslaufknetkörper zwischen den beiden Auslaufwalzen einen solchen Zustand thermischer Plastizität erreicht, daß dieser Knetkörper in sich rotiert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Kunststoff-Taschenbuch«, 1955,11. Ausgabe, Carl Hauser Verlag, München, S. 23, Abschnitt 311/4.