DE1174975B

DE1174975B - Verfahren zur Herstellung von Polyvinylacetal-folien mit aufgerauhter Oberflaeche

Info

Publication number: DE1174975B
Application number: DEP17924A
Authority: DE
Inventors: Henry Smithies
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1956-02-10
Filing date: 1957-02-08
Publication date: 1964-07-30
Also published as: FR1166829A; US2904844A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 08 f

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 39 b-22/06

P17924IV c / 39 b
8. Februar 1957
30. Juli 1964

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Polyvinylacetalfolien, die eine aufgerauhte Oberfläche besitzen und sich insbesondere zur Herstellung von Sicherheitsglas eignen.

Bei der Herstellung von Sicherheitsglas war es bisher üblich, als Zwischenschicht eine Folie aus Polyvinylacetal zu verwenden, deren Oberfläche zuvor mechanisch aufgerauht wurde. Die Aufrauhung der Oberfläche ist notwendig, um bei dem Zusammenlegen der Schichten ein vorzeitiges Festkleben der Folie an der Glasfläche zu verhindern und damit sich bei der Herstellung des Verbundkörpers keine Lufteinschlüsse bilden.

Bisher wurde die Aufrauhung der Folienoberfläche erreicht, indem man die Folien zwischen Prägewalzen hindurchführte. Diese Methode ist zwar an sich zufriedenstellend, macht aber eine besondere Behandlungsstufe für das Folienmaterial notwendig, welches wegen seines Klebevermögens und seiner verhältnismäßig großen Weichheit schwierig zu handhaben ist. Die Aufrauhung muß sorgfältig vorgenommen werden, um eine übermäßige Streckung und Beanspruchung des Folienmaterials zu vermeiden, was bei der Herstellung des Verbundkörpers zu Schrumpfungserscheinungen führen könnte. Man hat auch die Oberfläche der Polyvinylacetalfolien durch chemische Behandlung aufgerauht, aber alle diese Methoden haben den Nachteil gemeinsam, eine besondere Bearbeitungsstufe erforderlich zu machen.

Aus der französischen Patentschrift 825 423 ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyvinylacetalfolien mit glatter Oberfläche bekannt, bei welchem weichmacherhaltige, komprimierte Polyvinylacetat mit einem Wassergehalt von weniger als 5, vorzugsweise von 1 bis 2 Gewichtsprozent mit Hilfe der Strangpresse bei höheren Temperaturen zu Folien verformt werden. Die Strangpresse weist dabei eine Temperatur von 140 bis 165 ⁰C auf, das Wasser verflüchtigt sich bei dem gesamten Strangpreßvorgang allmählich, also auch bereits in der heißen Strangpresse vor dem Ausstoßen an die Atmosphäre, und die stranggepreßten Folien werden sofort nach ihrem Austritt aus der Presse in kaltem Wasser abgekühlt.

Es wurde nun gefunden, daß man in einem einzigen Arbeitsgang durch Strangpressen zu Polyvinylacetalfolien mit aufgerauhter Oberfläche gelangen kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Polyvinylacetalfolien mit aufgerauhter Oberfläche durch Strangpressen von weichmacherhaltigen, komprimierten Polyvinylacetalen, die geringe Mengen Wasser enthalten, bei höheren Temperaturen besteht darin, daß man weichmacherhaltige, komprimierte Verfahren zur Herstellung von Polyvinylacetalfolien mit aufgerauhter Oberfläche

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company,

Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,

München 27, Pienzenauer Str. 28

Als Erfinder benannt:

Henry Smithies, Parkersburg, W. Va. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 10. Februar 1956

(564 628)

Polyvinylacetat mit einem Gehalt an überhitztem Wasser von 0,6 bis 15 Gewichtsprozent bei einer Temperatur von mindestens 164° C mittels einer Folienstrangpresse in die Atmosphäre ausstößt.

Vorzugsweise beträgt der Wassergehalt der Masse vor dem Ausstoßen 0,6 bis 5 Gewichtsprozent.

Dieses Verfahren unterscheidet sich von dem oben beschriebenen bekannten Verfahren, bei dem Polyvinylacetalfolien mit glatter Oberfläche erhalten werden, in erster Linie durch die höhere Temperatur der Polyvinylacetalschmelze unmittelbar vor dem Strangpressen, da bei dem bekannten Verfahren die für die plötzliche Verdampfung des überhitzten Wassers erforderliche Mindesttemperatur der Schmelze von 164° C selbst dann nicht erreicht wird, wenn die Strangpresse die Höchsttemperatur von 165 ° C aufweist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Rauheitsgrad der Oberfläche innerhalb praktischer Grenzen durch Änderung des Wassergehaltes innerhalb des angegebenen Bereiches gesteuert werden.

Die Oberflächenrauheit der Polyvinylacetalfolie kann durch die Gipfelhäufigkeit, welche die Zahl der Gipfel in einer bestimmten Richtung und einem bestimmten Abstand angibt, sowie durch die Gipfelhöhe definiert werden. Wenn man diese Werte in verschiedenen Richtungen bestimmt, kann man eine Aussage über die Gleichmäßigkeit der Rauheit machen. Es wurde gefunden, daß die Gipfelhöhe zunimmt und die Gipfelhäufigkeit abnimmt, wenn der

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Wassergehalt der Strangpreßmischung zunimmt. Somit werden mit zunehmendem Wassergehalt der Strangpreßmischung größere und höhere Gipfel auf der Folienoberfläche gebildet. Es wurde festgestellt, daß bei einem Wassergehalt unterhalb 0,6% die Zahl der Gipfel zu hoch und ihre Höhe zu gering ist, um das vorzeitige Festkleben der Folie bei der Herstellung von Verbundglas zu verhindern. Die Erhöhung des Wassergehaltes auf über 15 % vermindert jedoch die Gleichmäßigkeit der Rauhheit, schwächt die Festigkeit der Folie und erhöht die Neigung zur Bildung von Lufteinschlüssen während des Verbindens. Der bevorzugte Wassergehalt der Polyvinylacetalschmelze liegt, wie angegeben, zwischen 0,6 und 5%· Innerhalb dieses Bereiches wird eine sehr gut brauchbare, gleichmäßige Oberfiächenaufrauhung erzielt, welche für alle Anwendungszwecke geeignet ist. Man kann jedoch, wenn es der Fall erfordert, den Wassergehalt bis auf 15% erhöhen, weil man auch dann noch eine zufriedenstellende Oberfiächenaufrauhung erzielt.

Es können verschiedene Typen von Strangpressen zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden. Im allgemeinen empfiehlt es sich, dem Polyvinylacetalgemisch Wasser im Überschuß zuzusetzen und Polymerisat und Wasser bei erhöhter Temperatur, in der Nähe der Temperatur des Schmelzstrangpressens, in einem evakuierbaren Mischer miteinander zu vermischen. Von diesem Vormischer aus kann dann das Polymerisat direkt in die Schneckenpresse gefördert werden. Diese letztgenannte kann beliebiger Bauart sein. Durch Steuerung des Vakuums und der Temperatur im Vormischer und in der Strangpresse läßt sich der Wassergehalt der Masse ohne Schwierigkeiten einstellen. Wie beim Strangpressen aller thermoplastischen Kunststoffe hängen die Eigenschaften der erhaltenen Polyvinylacetalfolien ebenfalls in einem gewissen Umfang von weiteren Bedingungen ab, wie der Länge der formgebenden Innenflächen der Strangpreßform, der Weite der Schlitzdüse und der Oberflächenbeschaffenheit der Strangpreßform. Indessen entsprechen diese Bedingungen den für das Schmelzstrangpressen weichgestellter Polyvinylacetale bekannten Arbeitsbedingungen und können deshalb leicht ermittelt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung können beliebige weichmacherhaltige Polyvinylacetale verwendet werden. Eines der wichtigsten Polyvinylacetale, die zur Herstellung von Sicherheitsglas verwendet werden, ist Polyvinylbutyraldehydacetal. Bevorzugte Weichmacher sind Triäthylenglykoldihexoat, Di-(äthylenglykolmonoäthyläther)-adipat und Dibutylsebacat. Die Menge des Weichmachers kann 20 bis 50% vom Gewicht des Polyvinylacetat betragen. Die bei einer bestimmten Wasserkonzentration erzielte Oberflächenrauheit hängt in einem gewissen Ausmaß von der jeweiligen Harzzusammensetzung ab, d. h. von dem Acetal und dem Weichmacher.

Beispiele 1 bis 5

Als Polyvinylacetalharz wird Polyvinylbutyral der folgenden Zusammensetzung verwendet: 0,5% Estergehalt, berechnet als Polyvinylacetat, 19,0% Hydroxylgehalt, berechnet als Polyvinylalkohol, 80,5 % Acetalgehalt, berechnet als Polyvinylbutyral. Es wird eine 7%ige Aufschlämmung des Harzes in Wasser hergestellt, zu der Triäthylenglykoldihexoat in einer Menge von 41% vom Gewicht des Harzes zugesetzt wird. Dieses Gemisch wird gerührt, bis der Weichmacher vom Harz aufgenommen ist. Der Wassergehalt der Aufschlämmung wird dann auf 15% herabgesetzt, indem man die Aufschlämmung durch eine Filtrieranlage und eine Strangpresse leitet, welche das Material verdichtet und es gleichzeitig auf 100 bis 155 ⁰C erhitzt. Dieses weichgestellte Harz mit überschüssigem Wassergehalt wird nun in eine Vakuumzone gefördert, in der der Wassergehalt auf den Wert gesenkt wird, den die Schmelze beim Ausstoßen des Polymerisates haben soll. Das in dieser Weise vorbehandelte Harzgemisch wird nun in eine Schneckenstrangpresse üblicher Bauart gefördert und durch eine Schlitzdüse von 15,2 cm Breite ausgestoßen. Die Schlitzweite beträgt 0,51 mm und die Länge der formgebenden Innenflächen der Düse 1,6 mm. In der nachfolgenden Tabelle sind die Bedingungen, die in diesen Beispielen angewendet wurden, sowie die erzielte Oberflächenrauheit, bestimmt durch Messung der Gipfelhäufigkeit und -höhe, angegeben. Diese beiden Messungen werden durchgeführt, indem man einen Stift, der an einem Spannungsprüfer und einem Registriergerät oberhalb der ausgestoßenen Folienbahn befestigt ist, in Längsrichtung der Folienbahn und dann in Querrichtung über die Folie laufen läßt.

Beispiel
3

Strangpreßbedingungen

Wasser, %

Temperatur der Schmelze, ⁰C .

Preßdruck, kg/cm²

Abzugsgeschwindigkeit, m/min

Ergebnisse

Breite der Folie, cm

Dicke der Folie, mm

Gipfelhäufigkeit/cm

L*

ö**

Gipfelhöhe in μ

L*

Ö**

0,57 165 32,3

3,7

12,4 0,422

32,3 33,9

15,2 12,7 1,89
166
35,2
11,9

12,4
0,462

28,3
31,5

21,6
17,8

2,55
165
33,0
11,9

12,5
0,437

25,2
27,6

20,3
20,3

3,93
164
22,9

4,3

12,2
0,467

20,9
26,4

20,3
22,9

5,14
165
20,4
4,3

12,4
0,432

18,1
26,4

25,4
22,9

* L bedeutet »in Längsrichtung der Folienbahn« (d. h. in Maschinenrichtung). ** Q bedeutet »in Querrichtung«.

Die so erhaltenen Polyvinylbutyralfolien werden getrocknet, gepudert und auf einen Dorn aufgerollt. Beim Abnehmen der Folie vom Dorn haftet das Material nicht an der Walze. Teile der trockenen, nicht gepuderten Folie werden auf flache Glasflächen gebracht und auf diesen hin- und herbewegt, ohne daß ein vorzeitiges Festkleben an der Glasoberfläche erfolgt. Glasschichtstoffe, die aus den erfindungsgemäß stranggepreßten Folien hergestellt werden, sind blasenfrei und haben ein hohes Haftvermögen.

Die besten Ergebnisse wurden bei Gipfelhäufigkeiten von 19,7 bis 39,4 Gipfeln pro Zentimeter und Gipfelhöhen von 5 bis 25 μ erzielt. Wie aus den Ergebnissen zu ersehen ist, verändert sich die Gipfelhäufigkeit sowohl in Maschinenrichtung als auch in Querrichtung nur wenig, was die Gleichmäßigkeit der Rauheit beweist.

In den vorstehenden Beispielen ist gezeigt, daß man durch Ausstoßen von Polyvinylacetalen mit Wassergehalten von 0,6 bis 5 Gewichtsprozent in der Schmelze eine gleichmäßig rauhe Folienoberfläche erhält. Durch die Aufrauhung wird das vorzeitige Anhaften der Folien an sich selbst und an Glasflächen sehr wirksam verhindert. Die Beispiele zeigen ferner, daß man den Rauheitsgrad der Oberfläche steuern kann, indem man den Wassergehalt der Polyvinylacetalschmelze ändert.

Das Wasser kann direkt zu dem trockenen, weichmacherhaltigen Polyvinylacetal zugesetzt werden, wenn dieses in die Strangpresse gefördert wird. An das Ausstoßen der Folie können verschiedene weitere Behandlungsstufen angeschlossen werden, ohne die Oberflächenrauheit der Folie merklich zu verändern, wie das Trocknen oder Pudern der Folienbahn.

Der besondere Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung liegt darin, daß die Ausstoßung der Folie und die Aufrauhung ihrer Oberfläche in einem Arbeitsgang vereinigt sind, wodurch eine besondere Verfahrensstufe zur Aufrauhung der Oberfläche durch Kalandern oder ähnliche Maßnahmen und die damit verbundenen Nachteile vermieden werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Lenkung des Verfahrens elastischer ist und man infolgedessen das Verfahren verschiedenen Preßgemischen und verschiedenen Rauheitsgraden anpassen kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Polyvinylacetalfolien mit aufgerauhter Oberfläche durch Strangpressen von weichmacherhaltigen, komprimierten Polyvinylacetalen, die geringe Mengen Wasser enthalten, bei höheren Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß man weichmacherhaltige, komprimierte Polyvinylacetale mit einem Gehalt an überhitztem Wasser von 0,6 bis 15 Gewichtsprozent bei einer Temperatur von mindestens 164⁰C mittels einer Folienstrangpresse in die Atmosphäre ausstößt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Masse ausstößt, deren Wassergehalt 0,6 bis 5 Gewichtsprozent beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 825 423;
USA.-Patentschriften Nr. 2 238 446, 2 528 200.