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Herstellung von verstreckten, freitragenden Filmen Die Erfindung bezieht
sich auf die Verwendung einer bestimmten Polymerenmischung zur Herstellung von verstreckten,
freitragenden Filmen mit einer Dicke von mehr als 1 mm mit außerordentlichen physikalischen
und mechanischen Eigenschaften.
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Folien bzw. Filme aus thermoplastisclen Kunststoffen sind bekannt
und werden für viele fabrikationsmäßige Zwecke verwendet. Zu den am meisten benutzten
Filmen bzw. Folien gehören solche aus Vinylchloridpolymeren und -mischpolymeren,
Styrolpolymeren und -mischpolymeren, Polymethylmethacrylat, Polyäthylen und Polypropylen.
Diese Kunststoffe sind in verschiedener Hinsicht vorzüglich, haben jedoch verschiedene
Grenzen für ihre Anwendbarkeit, die von einem zum anderen Kunststoff verschieden
sind. Beispielsweise lassen sich Vinylchloridpolymere durch wirtschaftliche und
kontinuierliche Verfahren, z.B. Strangpressen, nicht zu Folien verarbeiten, da dies
nur mit einer komplizierten Vorrichtung möglich ist, was zu relativ hohen Verarbeitungskosten
führt; Polyäthylen ist in Folienform für viele Anwendungen zu wenig steif, und andere
Kunststofftypen sind nur wenig beständig gegen verschiedene korrodierende Stoffe.
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Eine allgemeine Begrenzung der Anwendbarkeit aller bisher bekannten
thermoplastischen Folien und Filme ist dadurch gegeben, daß ihre mechanischen Eigenschaften
beim Erwärmen beträchtliche Verschlechterungen erfahren. Bei Temperaturen über 600
C sind sie, selbst bei sehr geringer Beanspruchung, nicht mehr verwendbar.
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Weiterhin zeigen Filme aus kristallinen Polymeren bei Verstreckung
immer erhebliche Unregelmäßigkeiten in ihrer Dicke. Das gilt auch für Filme aus
reinem Polypropylen. Mischt man hochkristallines Polypropylen mit anderen Polymeren,
wie beispielsweise Polyisobuten, dann wird zwar beim Verstrecken häufig ein gleichmäßigerer
Film erhalten als aus reinem Polypropylen, jedoch sind die mechanischen Eigenschaften
des Mischproduktes so verschlechtert, daß das Verfahren praktisch keinen Wert besitzt.
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Es hat sich nun überraschenderweise herausgestellt, daß durch Zumischen
von hochkristallinem Polybuten zu kristallinem Polypropylen eine Zusammensetzung
erhalten wird, die bei der Verstreckung eines daraus hergestellten Filmes ein gleichmäßiges
Produkt ergibt, das für alle gewünschten Anforderungszwecke geeignet ist. Im Vergleich
zum reinen Polypropylen sind die mechanischen Eigenschaften nicht verschlechtert.
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Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwen-
dung einer Mischung
aus hochkristallinem Polypropylen und 5 bis 40 o, bezogen auf das Gemisch, hochkristallinem
Poly-ou-buten zur Herstellung von verstreckten, freitragenden Filmen mit einer Dicke
von mehr als 1 mm.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung werden die Filme so rasch abgekühlt,
daß die Entwicklung von inneren Spannungen nicht vermieden wird, wobei anschließend
eine Konditionierung bei Temperaturen erfolgt, die 5 bis 300 C, vorzugsweise 5 bis
100 C, unterhalb der Übergangstemperatur zweiter Ordnung des Polymeren liegt.
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In dieser Weise hergestellte Filme besitzen nach dem Streckorientieren
einen hohen elastischen Modul (7000 bis 15000 kg/cm2), eine ungewöhnlich große chemische
und mechanische Beständigkeit, eine sehr gute Verarbeitbarkeit und eine thermische
Beständigkeit bis auf 1100 C. Diese letztere Eigenschaft ist besonders erwünscht.
Es ist offensichtlich, daß eine brauchbare Benutzungstemperatur, die etwa 500 C
über der der bisher verwendeten thermoplastischen Filme liegt, einen großen Fortschritt
bedeutet, da sich dadurch für Kunstharzfilme neue Anwendungen eröffnen. Die Herstellung
der Filme erfolgt in irgendeiner bekannten Weise und unter Verwendung von an sich
bekannten Vorrichtungen, beispielsweise
durch Kalandern, durch Pressen
mit zwei oder mehr Ebenen oder durch Strangpressen mit einer flachen Schlitzdüse.
Die optimalen Verarbeitungsbedingungen beim Strangpressen, Pressen oder Walzen der
Polymeren hängen von der Natur des Polymeren und seinem Molekulargewicht ab. Im
bevorzugten Molekulargewichtsbereich, d. h. im Bereich von 80000 bis 200000, liegt
die optimale Temperatur entsprechend zwischen 190 und 2500 C.
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Das angewendete Kühlverfahren muß mit Sorgfalt gewählt werden. Beispielsweise
wird für dünnere Filme bis 1,5 mm Dicke ein wesentlich rascheres Abkühlen empfohlen
als für dickere Filme, bei denen die Abkühlung allmählich erfolgen muß, wenn die
Bildung von inneren Spannungen vermieden werden soll, die das gute Verhalten der
Filme während der späteren Verarbeitungen gefährden können.
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Filme mit inneren Spannungen, z. B. zu rasch abgekühlte Filme, lassen
sich konditionieren, indem man sie wenige Minuten auf eine Temperatur erhitzt, die
um 5 bis 100 C unterhalb der Übergangstemperatur zweiter Ordnung der Polymeren liegt.
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Natürlich kann das verwendete Polymerengemisch inerte Füllstoffe
verschiedener Art und andere übliche Zusätze, wie Farbstoffe oder Antioxydationsmittel,
enthalten, ohne daß die Eigenschaften der Filme wesentlich verändert werden.
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In dem nachfolgenden Beispiel sind alle Angaben über Verhältnisse
gewichtsmäßig aufzufassen.
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Beispiel Verwendet wird ein Polypropylen mit einem Molekulargewicht
von 110000, das mit 1010 eines Antioxydationsmittels stabilisiert ist und als Zusatz
20Io Rutildioxydpigment enthält.
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Das Material wird bei 210 bis 220C C mit Hilfe eines Schneckenstrangpreßapparates
durch einen Preßkopf mit einem geraden Schlitz von 1100mm Länge und 2,3 mm Breite
verpreßt. Der aus dem Schlitz heraustretende Film wird auf einer bei 400 C gehaltenen
Trommel mit einer chromplattierten Oberfläche gesammelt. Er wird durch drei chromplattierte
Walzen auf die Trommel gepreßt. Die Rotationsgeschwindigkeit der Kühltrommel und
der Walzen ist so eingestellt, daß der Film in der Spritzrichtung um l5elo verstreckt
wird. Zwei Messer, die an der Stelle angeordnet sind, wo der Film die Kühltrommel
verläßt, schneiden von den Randteilen del Folie Streifen von 50 mm Breite ab. Man
erhält in dieser Weise einen durchsichtigen, 2 mm dicken und 1000 mm breiten Film,
der für zahlreiche Zwecke vorteilhaft verwendet werden kann. Der Film läßt sich
beispielsweise nach Erhitzen unter einem Infrarotstrahler, der dem Film eine Temperatur
von etwa 1600 C zu erteilen vermag, in einem gebräuchlichen Vakuumapparat verformen,
beispielsweise zu Behältern, Haushaltgeräten und Bestandteilen für elektrische Haushaltsapparate.