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Herstellung von schlauchförmigen Filmen Die Erfindung bezieht sich
auf die Verwendung von Propylen-Hochpolymeren zur Herstellung von schlauchförmigen
Filmen.
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Es besteht, insbesondere für Verpackungszwecke, ein großes Bedürfnis
für thermoplastische Materialien in Form von schlauchförmigen Filmen mit Dicken
von einigen hundertstel Millimetern (im allgemeinen etwa s/zoo bis !loo mm) und
verschiedenartigen Weiten, je nach dem besonderen Verwendungszweck.
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Dieses Bedürfnis vergrößert sich ständig und zunehmend, indessen
sind die bisher bekannten thermoplastischen Materialien schwierig zu verarbeiten
und ergeben darüber hinaus nur Filme mit begrenzter mechanischer Festigkeit und
thermischer Beständigkeit. Ihre Zugfestigkeit in Längsrichtung liegt bei 200 bis
300 kg/cm2, und die Zugfestigkeit in Querrichtung ist häufig geringer. Die höchsten
Temperaturen, denen sie, selbst bei geringen Beanspruchungen, zu widerstehen vermögen,
liegen bei 600 C.
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Es wurde nun gefunden, daß zur Herstellung von schlauchförmigen,
eine Wandstärke von S/roo bis mm mm aufweisenden Filmen mit außerordentlicher Zugfestigkeit
und Temperaturbeständigkeit vorteilhaft Polypropylen mit einem Molekulargewicht
von über 50000 und einem Gehalt von über 50 Gewichtsprozent an kristallinen Bestandteilen
neben amorphen Anteilen verwendet wird.
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Dieses Filmmaterial vereinigt in sich alle Eigenschaften der besten
bisher auf dem Markt befindlichen Filme, wie Ungiftigkeit, Tranzparenz, Zähigkeit,
Schweißbarkeit, chemische Beständigkeit und Undurchlässigkeit, und besitzt darüber
hinaus eine Zugfestigkeit von beispielsweise etwa 450 kg/cm2 und eine Temperaturbeständigkeit
beispielsweise bis 1100 C.
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Die schlauchförmigen Filme lassen sich nach den üblichen Strangpreßverfahren
zur Herstellung von schlauchförmigen Filmen aus thermoplastischen Materialien herstellen.
So können sie durch Verspritzen des plastischen Polymeren durch einen ringförmigen
Spritzkopf und Ausdehnen des gespritzten Materials unter Gasdruck bis zum gewünschten
Durchmesser, wonach sie zwischen Walzen gepreßt und schließlich aufgewickelt werden,
hergestellt werden.
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Die Luft oder ein anderes für die Ausdehnung verwendetes Gas wird
durch eine im Spritzkopf befindliche Leitung zugeführt. Das Gas muß von Feuchtigkeit
oder anderen Flüssigkeiten frei sein, damit nicht das Innere des schlauchförmigen
Films noch speziell getrocknet werden muß.
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Den besonderen Eigenschaften von Polypropylenen entsprechend wurde
gefunden, daß zweckmäßig
Spritztemperaturen um etwa 50 oder sogar 1000 C über dem
Erweichungspunkt (d. h. Spritztemperaturen von etwa 2500 C) angewendet werden. Wenn
man das Polymere auf derart hohe Temperaturen erhitzt, so erhöht sich dessen Homogenität,
und diese größere Homogenität äußert sich auch im gespritzten Material.
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Das Material wird vorzugsweise auf seine Spritztemperatur gebracht,
indem man seine Temperatur beim Durchgang durch den Extruder zunehmend erhöht.
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Das Abkühlen des gespritzten Films erfolgt gewöhnlich durch Anblasen
mit komprimierter Luft.
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Unter gewissen Umständen, beispielsweise bei einem Film von größerer
Dicke oder bei Anwendung einer hohen Spritztemperatur, ist es notwendig, die Länge
des aufgeblasenen Filmstücks in der Kühlluft beträchtlich zu erhöhen, damit dieses
die Preßwalzen in genügend abgekühltem Zustand erreicht. Ist der Film nicht genügend
abgekühlt, so kleben die beiden Innenseiten aneinander. In solchen Fällen müssen
zur Vermeidung von Deformationen äußere Mittel zum Tragen des Filmstücks vorgesehen
werden.
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In einem solchen Fall kühlt man den Film vorzugsweise nicht mit Luft
ab, sondern mit Hilfe eines
Flüssigkeitsbades. beispielsweise Wasser,
das z. B bei einer Temperatur von etwa 200 C gehalten wird.
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Auch in Fällen, wo durch Blasen eine genügende Abkühlung erreicht
werden könnte, kann die Verwendung eines Bades vorteilhaft sein, wenn auf der Filmoberfläche
eine Beschwerung oder ein anderes Modifizierungsmittel aufgetragen werden soll,
das im Bad gelöst werden kann, oder wenn eine Abschreckbehandlung erforderlich ist,
um die Transparenz und die mechanischen Eigenschaften des Films zu verbessern.
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Während bei vielen thermoplastischen Filmen nach dem Kühlen oder
Abschrecken mit Wasser eine Oberfiächentroclcnungsbehandlung erforderlich ist, ist
Polypropylen so stark hydrophob, daß die Notwendigkeit einer solchen Behandlung
entfällt. Der erfindungsgemäß hergestellte schlauchförmige Film läßt sich zur Herstellung
von Säcken leicht verschweißen, und es wurde gefunden, daß die so hergestellten
Säcke keine Haftung oder Anziehung zwischen den sich berührenden Innenseiten zeigen,
was einen wichtigen praktischen Vorteil darstellt.
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Beispiel Mit Hilfe eines Extruders mit einer einzigen Schnecke von
70 mm Durchmesser und einem Verhältnis Länge zu Durchmesser von 15:1, der mit einem
Spritzkopf mit ringförmiger Spritzöffnung von 190 min äußerem Durchmesser und 0,9mm
Weite ausgerüstet ist, wird ein Schlauch aus thermoplastischem Material gespritzt.
Der aus dem Spritzkopf hervortretende Schlauch wird durch Luftdruck von innen so
weit gedehnt, bis ein schlauchförmiger Film mit einer Wanddicke von 0,05 mm entstanden
ist. In dieser Weise werden schlauchförmige Filme aus drei verschiedenen thermoplastischen
Materialien hergestellt, wobei die Temperaturen so geregelt werden, daß die Spritzgeschwindigkeit
in allen Fällen gleich ist.
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Es werden die folgenden drei thermoplastischen Materialien verwendet:
a) Hochdruckpolyäthylen mit einem mittleren Molekulargewicht von 30 000; b) Niederdruckpolyäthylen
mit einem mittleren Molekulargewicht von 150 000;
c) Polypropylen mit einem mittleren
Molekulargewicht von 150000 und mit einem Kristallisationsgrad von 75 750/o (Extrudeftemperatur
in verschiedenen Zonen von der festen Masse bis zur Düse: 180, 220, 240 und 2500
C.
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Die mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Produkte, bestimmt
gemäß ASTM D 822-49-T, sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
| Polyäthylen Poly- |
| Hoch- | Nieder- propylen |
| druck 0 druck |
| Zugfestigkeit in kg/cm2 |
| in Längsrichtung . . 196 251 488 |
| in Querrichtung .. 181 243 464 |
| O/o Dehnung bei Bruch |
| in Längsnchtung . .. 284 807 731 |
| in Querrichtung .. . 234 ! 774 745 |
Die prozentuale änderung der linearen Abmessungen von zwei der Produkte bei 30minütiger
Behandlung bei 1000 C gemäß ASTM-Methode D 1204 beträgt:
| Hochdruck- Polypropylen |
| Polyäthylen Molekular- |
| Molekular- |
| gewicht 30000 gewicht 150000 |
| Längsrichtung . | . -6 keine |
| Querrichtung. . . | + 2 |