DE1272527B - Verfahren zur Herstellung von regenerierten Cellulosefilmbahnen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B29d

Deutsche Kl.: 39 a3 - 7/24

Nummer: 1272527

Aktenzeichen: P 12 72 527.8-16 (P 29839)

Anmeldetag: 17. Juli 1962

Auslegetag: 11. Juli 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von regenerierten Cellulosefilmbahnen mit verbesserten Festigkeitseigenschaften in Quer- und Längsrichtung, bei dem nacheinander Viskose in der Form eines Filmschlauches unmittelbar in ein Bad zur Koagulierung der Viskose extrudiert wird, der Filmschlauch durch das Bad gezogen und in Längsrichtung zu mindestens einer flachen Filmbahn aufgeschnitten wird, die dann regeneriert, gewaschen und getrocknet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Festigkeitseigenschaften des Cellulosefilmschlauches in Längs- und Querrichtung des Schlauches zu verbessern.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der extrudierte, koagulierte, aber im wesentlichen nicht regenerierte Filmschlauch bei seiner Bewegung durch das Bad durch Aufweiten und Ziehen auf mindestens das l,5fache seiner beim Extrudieren erhaltenen Abmessungen in Längs- und Querrichtung gestreckt wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Cellulosefilmschlauch sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gestreckt, während bei einem bekannten Verfahren (deutsche Patentschrift 641103), gemäß welchem ein aus einer Ringdüse austretender Celluloseschlauch nach oben über eine Walze in ein Fällbad abgezogen wird, nur eine Streckung des Schlauches in Längsrichtung erhalten wird.

Die Zeichnung zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Nach Herstellung der Viskoselösung wird die Viskose in der Vorrichtung zu einem Film verformt. Die Viskose wird zunächst durch eine Ringdüse 12 mit einer Schlitzweite von 0,254 bis 1,524 mm in einen Behälter oder ein Gefäß 13 extrudiert, welches Koagulierungsflüssigkeit 14 enthält, wobei ein Filmschlauch 11 gebildet wird. Die Schlitzweite soll wenigstens das 5fache der endgültigen Dicke des regenerierten Cellulosegelfilmes nach dem Strecken betragen und kann so hoch wie das 20fache der Filmdicke liegen. Die Ringdüse kann stationäre verwendet werden oder rotieren bzw. oszillieren, um Schwankungen in der Dicke quer über die Breite des Filmschlauches zu verringern.

Als Koagulierungsflüssigkeit kann eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 40 bis 55% Ammoniumsulfat und bis zu 5% Schwefelsäure verwendet werden, die bei einer Temperatur von 80 bis 95° C gehalten wird. Es ist jedoch auch möglich, daß man ein Regenerierungsbad verwendet, welches 4 bis 15%

Verfahren zur Herstellung von regenerierten
Cellulosefilmbahnen

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company,

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

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,

8000 München 27, Pienzenauer Str. 28

Als Erfinder benannt:

Robert Otto Osborn, Snyder, N.Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 17. Juli 1961 (124 615) - -

Schwefelsäure und 5 bis 20% Natriumsulfat enthält und eine Temperatur von 25 bis 60° C aufweist. Die Anwendung des wirtschaftlicheren Regenerierungsbades ist bevorzugt, da das Aufweiten und Ziehen schnell durchgeführt werden müssen (Aufweitung unmittelbar beim Heraustreten aus den Düsenlippen), bevor irgendeine wesentliche Regenerierung erfolgt ist. Mit anderen Worten, es ist erwünscht, daß die Streckung des Filmes gleichzeitig in den beiden wechselseitig senkrechten Richtungen durch Aufweiten und Ziehen eines Filmes erfolgt, der wenigstens teilweise koaguliert, jedoch nicht im wesentlichen Ausmaß regeneriert ist.

Die Flüssigkeit für die Koagulierung wird in den Behälter 13 durch Einlasse 15 und 16 eingespeist. Die durch Einlaß 15 eintretende Flüssigkeit dient zur Koagulierung der äußeren Oberfläche des Filmschlauches und die bei 16 eintretende Flüssigkeit zur Koagulierung der Schlauchinnenfläche. Auslässe 17 und 18 dienen zur Aufrechterhaltung der erwünschten Höhe an Koagulierungsflüssigkeit am FiImschlauch.

Es ist zu beachten, daß die Flüssigkeitshöhe innerhalb des Filmschlauches größer gehalten wird als außerhalb des Filmes. Dieser Unterschied in der Flüssigkeitshöhe ergibt einen hydraulischen Druck, durch welchen der Filmschlauch aufgeweitet wird. Für eine Ringdüse mit einem Durchmesser von 127 mm ist eine Höhendifferenz von 7,62 bis

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dann zu der Trocknungskammer 47 geführt, und die getrockneten Bahnen werden getrennt und auf Walzen 48 und 49 aufgewickelt. Es hat sich herausgestellt, daß dann, wenn der regenerierte Cellulosefilm 5 aus Cellulose mit einem Polymerisationsgrad von wenigstens 400 zusammengesetzt und aus einer Viskose mit einem minimalen Cellulosegehalt von 10% und mit einer minimalen Viskosität von 4000 Poises hergestellt ist, die Erweichungsstufe fortgelassen

50,8 mm üblicherweise geeignet, um eine Aufweitung
(Querstreckung) bis zum 1,5- bis 3fachen des extrudierten Schlauchdurchmessers zu schaffen. Man kann
auch den Film durch Anwendung von Gasdruck aufweiten, wobei das Gas durch einen Einlaß in der
Ringdüse 12 zugeführt wird. Kombinationen von
Gasdruck innerhalb des Filmschlauches und hydraulischem Druck außerhalb desselben oder hydraulischem und pneumatischem Druck innerhalb des

Filmschlauches in Verbindung um den Schlauch io werden kann und doch noch ein regenerierter Cellu-

herum angeordneten Begrenzungsvorrichtungen kön- losefilm mit ausgezeichneter Haltbarkeit erhalten

nen ebenfalls angewendet werden. Wird hydraulischer wird.

Druck verwendet, so können die Flüssigkeiten, die Das Produkt, welches sich aus dem Verfahren geinnerhalb oder außerhalb des Schlauches benutzt maß der Erfindung ergibt, ist durch eine außerordentwerden, gleiche oder verschiedene Dichten aufweisen. 15 lieh hohe Haltbarkeit, wie sich an den Spannungs-Der Film wird danach über eine Führungsrolle 19 Biegsamkeits-Werten von 35 bis 40 zeigt, und eine durch den Spalt der Walzen 20 und 21 und danach ausgezeichnete Dimensionsstabilität gekennzeichnet, durch den Spalt von zwangläufig angetriebenen Wal- wie sich an einem Quellwert in Querrichtung zeigt, zen22 und 23 geleitet. Die Walzen 20 und 21 sind welcher nicht größer als 13%, vorzugsweise nicht angetriebene Quetschwalzen, die zur Fortbewegung 20 größer als 10% ist. Zur Erzielung dieser Ergebnisse des Fumes bei einer Geschwindigkeit des 1,5- bis muß der Film aus Cellulose mit einem Polymerisa-3fachen der Extrusionsgeschwindigkeit und Vorzugs- tionsgrad von wenigstens 300, vorzugsweise wenigweise zur Schaffung eines Anteils an Längsstreckung stens 500 (obwohl hinsichtlich des maximalen erdienen, der der vorstehend genannten Aufweitung wünschten Polymerisationsgrades keine Grenze beentspricht. Zwischen den beiden Walzensätzen 20, 25 steht, scheint 700 ein praktisches Maximum zu sein),

21 und 22, 23 wird der Filmschlauch erneut aufge- hergestellt sein und Zwischenräume in der Molekülweitet, so daß der Film in Querrichtung um einen anordnung aufweisen, die durch eine prozentuale weiteren Anteil von bis zu 50% seines Umfanges, Volumenquellung von 85 bis 165%, vorzugsweise wie er nach der ersten Zweiwegstreckstufe erhalten zwischen 85 und 115%, veranschaulicht werden, sowird, gestreckt wird. Ein Rohr 24, welches in einer 30 wie eine molekulare Orientierung aufweisen, die Umfangsnut in der Oberfläche der Walze 23 ange- durch einen Orientierungswinkel unterhalb von 45°, ordnet ist, führt ein gasförmiges Medium für diese vorzugsweise unterhalb von 42°, veranschaulicht zusätzliche Aufweitung des Filmschlauches heran. Es wird.

ist jedoch auch möglich, wenn auch nicht bevorzugt, Bei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herden FUm nach der Fortbewegung über die Walze 19 35 gestellten Filmen wurden folgende Werte ermittelt: ohne Anwendung der weiteren Aufweitungsstufe aufzuschneiden.

Es ist erwünscht, daß man wenigstens einen Streifen schafft, welcher eine Wandungsdicke aufweist,
die geringer als die Wandungsdicke des restlichen 40
röhrenförmigen Filmes ist. Für diesen Zweck können
sich bewegende Bänder 26 und 27 vorgesehen sein,
welche der weiteren Aufweitung des Filmschlauches
11 dadurch widerstehen, daß sie den Umfang des
Filmschlauches mit Ausnahme von zwei einander 45 Die prozentuale Volumenquellung wird durch Mesdiametral gegenüberliegenden Längsstreifen berühren. sung der Länge, Breite und Dicke einer gegebenen Die endlosen Bänder können mit derselben Ge- Probe unter trockenen und feuchten Bedingungen schwindigkeit wie der sich voranbewegende Film- bestimmt. Die Probe wird bei 50% relativer Feuchschlauch durch die Walzen 28, 29, 30 und 31 be- tigkeit konditioniert, und eine erste Messung wird wegt werden. Diese unterschiedliche Wandungsdicke 50 ausgeführt, woraufhin die Probe in Wasser bei Raumkann auch dadurch erhalten werden, daß man die temperatur (24° C) während 20 Minuten eingetaucht ursprüngliche Ausdehnung entlang wenigstens eines wird; die Probe wird aus dem Wasserbad entfernt; Längsstreifens in dem Koagulierungsbehälter 13 be- der Überschuß Wasser wird schnell entfernt, und es schränkt. werden die Dimensionen der Probe wiederum ge-

Nach dem Verlassen der zweiten Aufweitungsstufe 55 messen,

wird der aufgeweitete Film durch die Haltewalzen Der Polymerisationsgrad wird dadurch bestimmt,

22 und 23 zusammengefaltet bzw. zusammengelegt, daß man die Viskosität einer Cupriäthylendiamin- und der Film wird durch ein Messer 32 aufgeschnit- lösung der Cellulose mißt und den Polymerisationsten oder geschlitzt, so daß zwei Filmbahnen geschaf- grad zur Viskosität gemäß der folgenden Beziehung fen werden. Wenn Streifen mit verringerter Dicke 60 ins Verhältnis setzt:

vorgesehen sind, erfolgt das Aufschneiden bzw. Auf- \_Og _n _ 0,4472

schlitzen entlang der Mitte der Streifen mit verrin- D.F. = —f 295^iO-S '

gerter Dicke. Die sich ergebenden beiden flachen '

Bahnen von Gelfilm 56 und 57 werden dann als über- wobei η die Viskosität in Centipoises von einer

einanderliegende Bahnen durch die Walzen 33, 34 65 l%igen Lösung von Cellulose in Cupriäthylendiamin

durch ein Schwefelsäure-Metallsulfat-Regenerie- darstellt.

rungsbad 44, das Reinigungsbad 45 und das Erwei- Der Spannungs-Biegsamkeits-Wert, wie er von

chungsbad 46 geleitet. Die Filmbahnen werden H. C. Horst und R. E. Martin in »Modem Pack-

Beispiel	Volumen quellung »/0	Polymeri sationsgrad	Spannung- Biegsamkeit (Zahl der Schläge)
1 2 3	92 99 103	600 400 600	40 18 36

aging«, Bd. 34, Nr. 7 (März 1961), S. 123, beschrieben wurde, ist ein Maß für die Flexibilität bzw. Biegsamkeit und die Haltbarkeit des Filmes. Eine Filmprobe von 10,16 · 17,78 cm wird zwischen zwei Klemmen mit Gummioberfläche im Abstand von 2,54 cm voneinander eingebracht. Eine Klemme ist stationär; die andere gleitet durch Schwerkraft auf zwei Stäben hin und her, wobei der Film gebogen wird, wenn sich die gesamte Anordnung dreht, bis die Filmprobe bricht. Der Spannungs-Biegsamkeits-Wert zeigt die Anzahl von Schlagen bzw. Bewegungen der bewegbaren Klemme, bis die Filmprobe bricht. Für die Prüfung bei 24° C wurde die Probe bei 24° C vorkonditioniert; die gleitende Klemme hat ein Gewicht von 1,81 kg.

Im Gegensatz zu den vorstehenden Ergebnissen zeigte ein 0,0254 mm dicker regenerierter Cellulosefilm, welcher durch eine flache Düse in üblicher Weise unter Anwendung der Viskose gemäß den Beispielen 1 bis 3 und des Bades gemäß Beispiel 3 (12% Schwefelsäure -- 18% Natriumsulfat bei 35° C) extrudiert wurde, eine Spannungs-Biegsamkeit von fünf Schlagen.

Der erfindungsgemäße Film findet überall dort Anwendung, wo regenerierte Cellulosefilme bisher verwendet worden sind. So kann der Film bei der Verpackung von trockenen und feuchten Nahrungsund Lebensmitteln, Textilien, Zigaretten, Zigarren usw. eingesetzt werden. Der Film kann ferner für

Bänder, Umwicklungen für Draht und elektrische Kabel und als Dekorationsmaterial verwendet werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von regenerierten Cellulosefilmbahnen mit verbesserten Festigkeitseigenschaften in Quer- und Längsrichtung, bei dem nacheinander Viskose in der Form eines Filmschlauches unmittelbar in ein Bad zur Koagulierung der Viskose extrudiert wird, der Filmschlauch durch das Bad gezogen und in Längsrichtung zu mindestens einer flachen Filmbahn aufgeschnitten wird, die dann regeneriert, gewaschen und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der koagulierte, aber im wesentlichen nicht regenerierte Filmschlauch bei seiner Bewegung durch das Bad durch Aufweiten und Ziehen auf mindestens das l,5fache seiner beim Extrudieren erhaltenen Abmessungen in Längs- und Querrichtung gestreckt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in zwei Richtungen gestreckte Filmschlauch bis zu 50% seines Umfangs aufgeweitet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 641103;
französische Patentschrift Nr. 1242 708.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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