DE1285720B - Biegsamer, nichtfaserverstaerkter, hochreissfester Schichtstoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft biegsame, nichtfaserverstärkte, kann dabei eine Dicke von weniger als etwa 0,64 mm hochreißfeste Schichtstoffe. haben.

Für Verwendungszwecke, z. B. Beutel und Säcke, Der Schichtstoff kann auch eine wasserdampfdichte

Einwickelpapier, Schutzhüllen und Unterlagematerial, Sperrzwischenschicht enthalten. Die Schwächungsbesteht ein Bedarf an hochreißfestem, leichtem 5 kanäle in den Schichten können Schlitze sein, die sich Bahnmaterial. Für derartige Verwendungszwecke gibt vorzugsweise durch die gesamte Dicke der einzelnen es bereits verschiedene Arten von Verbundstoffen, Schichten erstrecken. Die Schwächungskanäle können deren Struktur auf dem Grundgedanken beruht, aber auch Dichte-Inhomogenitäten der Kunststoffein Gitter- oder Netzwerk eines Verstärkungsmaterials schichten sein. Nach einer besonderen Ausführungsvon hoher Zugfestigkeit mit einem leichten Bahn- io form bestehen die Kunststoffschichten aus zellenmaterial (z. B. Papier oder Folie) zu vereinigen, ohne förmigen Polyolefinfolien.

die Masse oder das Volumen des Erzeugnisses zu stark Die Schwächungskanäle sind ihrer Wirkung nach

zu vergrößern. Meist sind zur Verstärkung in solche Inhomogenitäten, z. B. Strukturfehler, die die einzelnen Erzeugnisse Faserstoffe eingelagert, die von regellos Schichten bezüglich des Weiterreißens anisotrop orientierten Stapelfasern über Parallelanordnungen 15 machen, so daß ein Riß, der quer zu einem Kanal von Endlosfäden bis zu Geweben variieren. Die begonnen hat, nicht quer über den Kanal weiterläuft, Bindung dieser Verstärkungsfasern an ein leichtes sondern seine Richtung ändert und dem Kanal folgt. Bahnmaterial hat den Zweck, eine hochzugfeste Infolgedessen kann man auf einfache Weise prüfen, Barriere zu schaffen, die zum Weiterreißen eines ob eine gegebene Schicht die erforderlichen Schwä-Risses durch das Bahnmaterial durchbrochen werden ao chungskanäle besitzt. Strukturmäßig gesehen, stellen muß und dem Material dadurch eine höhere Wider- die Schwächungskanäle Bereiche dar, deren Reißstandskraft gegen das Weiterreißen zu verleihen. festigkeit im Vergleich zu den sie umgebenden Stellen Bei einigen Erzeugnissen, die verhältnismäßig lange der Schicht minimal ist. Die Schwächungskanäle Verstärkungsfasern enthalten, wird ein mittlerer können grobe Unvollkommenheiten in den Schichten, Bindungsgrad angestrebt, damit die Fasern noch eine 25 aber auch Unregelmäßigkeiten von molekularer gewisse Querbeweglichkeit behalten. In diesem Falle Größenordnung sein.

werden die Verstärkungsfasern im Anfangsstadium Für die Zwecke der Erfindung wird die Einreiß-

des Weiterreißens mitgeschleppt, bis sich ein Faser- festigkeit nach der »Finch Edge Tear«-Prüfung bündel aufgebaut hat, welches das Weiterreißen ver- (ASTM-Prüfnorm D-827) und die Weiterreißfestigkeit hinert. 30 nach der Zungenreißprüfung gemäß der ASTM-

Fast alle diese Methoden, die schon zur Verbesse- Prüfnorm D-39 bestimmt. In den folgenden Beispielen rung der Weiterreißfestigkeit vorgeschlagen worden wird ferner verschiedentlich die Elmendorf-Reißsind, haben trotz ihrer Verschiedenartigkeit den festigkeit (ASTM-Prüfnorm D-689) erwähnt, deren Nachteil zu hoher Fertigungskosten. Vielfach wird Werte im allgemeinen den bei der Zungenreißprüfung auch durch den Aufbau aus mehreren verschieden- 35 erhaltenen entsprechen.

artigen Bestandteilen das Aussehen dieser Verbund- Die Werte der Einreiß- und Weiterreißfestigkeit

stoffe beeinträchtigt. werden zur Erzielung übereinstimmender Ergebnisse

Die bisher bekannten Lösungen der Aufgabe, die an dem Material in einer Form bestimmt, die als Weiterreißfestigkeit von Bahnmaterial zu erhöhen, von Schwächungskanälen »frei« bezeichnet werden beruhen auf dem gemeinsamen Prinzip, dem Bahn- 40 kann. So werden diese Messungen, wenn die Kanalmaterial durch Einlagerung eines Bestandteiles von bildung mechanisch durch eine zusätzliche Schlitz-, hoher Festigkeit zusätzliche Zugfestigkeit zu verleihen. Prägebehandlung od. dgl. erfolgt, zweckmäßig an dem

Von diesem Lösungsprinzip weicht die Erfindung Bahnmaterial vor einer solchen Behandlung oder in grundlegend ab, indem sie eine erhöhte Reißfestigkeit einer solchen Weise durchgeführt, daß etwa schon dadurch erreicht, daß erstens in jeder Schicht des 45 vorhandene Kanäle die Prüfwerte nicht beeinflussen. Schichtkörpers Schwächungskanäle von niedriger Wenn das Bahnmaterial eine bevorzugte Orien-Weiterreißfestigkeit vorgesehen sind, um die Riß- tierung in einer Richtung aufweist, sollen die Messunrichtung umzulenken, und zweitens diese Schwächungs- gen quer zur Orientierungsrichtung durchgeführt kanäle in bezug auf die Schwächungskanäle in einer werden.

benachbarten zweiten Schicht so orientiert sind, daß 50 Der Winkel zwischen den Schwächungskanälen in ein Riß in der ersten Schicht sich nur fortpflanzen kann, benachbarten Schichten soll mindestens 20° betragen, wenn in der zweiten Schicht ein neuer Riß entsteht. Bei Schichtstoffen mit zwei Schwächungskanalschich-

Der biegsame, nichtfaserverstärkte, hochreißfeste ten wird ein Winkel von etwa 30 bis 90° bevorzugt. Schichtstoff ist erfindungsgemäß dadurch gekenn- Bei drei solchen Schichten kann ein Winkel von 60° zeichnet, daß er aus mindestens zwei miteinander 55 zweckmäßig sein. Im Rahmen der Erfindung liegen verbundenen Kunststoffschichten von einem Einreiß- auch andere Schichtanzahlen mit solchen Winkeln. Weiterreiß-Verhältnis von über 200, insbesondere Eine Haftfestigkeit von mehr als 0,045 kg/2,5 cm,

über 1000, besteht, wobei die Haftfestigkeit zwischen bestimmt nach der TAPPI-Prüfnorm T-8O6-SM 46, den Lagen über 0,045 kg/2,5 cm beträgt und jede ist erforderlich, um zu gewährleisten, daß eine wesent-Schicht eine Anzahl von im allgemeinen parallelen, 60 liehe Verbesserung der Weiterreißfestigkeit erzielt streifenförmigen Schwächungskanälen aufweist, die wird, bevor ein fortgesetztes Reißen des Schichtstorfes mit den Schwächungskanälen der benachbarten zum Versagen durch Schichtentrennung führt. Die Schichten einen Winkel von mindestens 20 bis 90° die Schwächungskanäle aufweisenden Schichten müsbilden und diese mindestens zum Teil kreuzen. sen zusammenhängend in der ganzen Ebene des

Die Einzelschichten können untereinander stofflich 65 Schichtstoffes miteinander verbunden sein, so daß und strukturmäßig gleich beschaffen sein; sie können keine wesentlichen Bereiche des Schichtstoffes voraus einem im wesentlichen isotropen Kunststoff handen sind, deren Haftfestigkeit unter 0,045 kg/2,5 cm bestehen und biaxial orientiert sein. Der Schichtstoff liegt. Die einzelnen, übereinander angeordneten Schwä-

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chungskanalschichten berühren einander direkt und Schwächungskanäle jeder Einzelschicht sollen zwar

sind durch eine oder mehrere, nichtfaserartige Zwi- im allgemeinen parallel zueinander verlaufen und sich

schenschichten aus Klebstoff oder durch sonstige längs einer Ebene der Schicht erstrecken, können aber

Filme voneinander getrennt. ihrerseits gerade oder gekrümmt verlaufen.

Die einzelnen Schichten des Schichtstoffes können 5 Statt einer Ausbildung von Schwächungskanälen in aus biegsamen, nicht faserartigen, selbsttragenden Form grober Unvollkommenheiten durch eine nachKunststoffolien bestehen, die die erforderlichen Ein- trägliche Schlitz-, Durchlochungs- oder Prägebehandreiß-Weiterreiß-Festigkeitsverhältnisse aufweisen. Eine lung kann man die Schichten auch bereits bei ihrer Schicht des Schichtstoffes braucht nicht aus einer Erzeugung so herstellen, daß sich grobe Unvollkomeinzigen Folie zu bestehen, sondern sie kann auch eine io menheiten in Form von Dichte-Inhomogenitäten Vereinigung mehrerer Streifen oder bandartiger EIe- bilden. So kann man durch Strangpressen eines mente sein, die in einer Ebene so angeordnet sind, Schaumes in Rohrform aus einer Ringdüse ein Produkt daß die Ränder eines jeden Streifens an Ränder erhalten, das einen sichtbaren WellenefFekt infolge benachbarter Streifen anstoßen. Unter einer Sperr- von Dichte-Streifenzonen aufweist,
zwischenschicht ist eine wasserdampfundurchlässige 15 Abgesehen von den obigen Erwägungen bezüglich Schicht zwischen zwei oder mehreren, die Schwächungs- des Charakters der einzelnen, die Schichtstoffe kanäle enthaltenden Schichten zu verstehen. Die bildenden Schichten ist es zur Erzielung hochreißfester Reißfestigkeit ist besonders hoch, wenn der fertige Produkte auch notwendig, gewisse Beschränkungen biegsame, nichtfaserverstärkte Schichtstoff eine Dicke hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Schichten, von weniger als 0,64, vorzugsweise weniger als ao d. h. des relativen Abstandes ihrer Schwächungskanäle, 0,125 mm, besitzt. wie auch der Festigkeit der zwischen den Schichten

Die hervorragende Weiterreißfestigkeit der oben ausgebildeten Bindung zu beachten,
beschriebenen Schichtstoffe beruht auf der kreuz- Die kombinierte Wirkung der Zahl, Länge und weisen Anordnung der Schwächungskanäle der einen Verteilung, z. B. der versetzten Anordnung, der Schicht in bezug auf die Schwächungskanäle der 25 Schwächungskanäle soll gewährleisten, daß ein einmal anderen Schicht. Durch die beschriebene Ausbildungs- entstandener Riß sich nicht ohne Ablenkung fortform wird gewährleistet, daß beim Einreißen eines pflanzen kann. Dazu müssen die Kanäle in einem Risses in einer beliebigen, geraden Richtung der Riß solchen Muster angeordnet sein, daß die Projektion in dieser Richtung nur weiterläuft, bis er auf einen eines jeden Schwächungskanals einer Schicht auf eine der Schwächungskanäle trifft. Der Riß kann zwar dann 30 Fläche des Schichtstoffes die Projektion mindestens seine Richtung ändern und längs dieses Kanals weiter- eines Schwächungskanals in einer anderen Schicht laufen, wird aber dann an der Schnittstelle dieses schneidet. Auf diese Weise erzielt man an jedem Kanals mit einem Kanal in einer anderen Schicht Punkt, an dem ein Kanal einer Schicht einen Kanal abgefangen. Bei diesem Vorgang kann sich der Riß einer anderen Schicht kreuzt und nicht an diesen in dem Material nur fortsetzen, wenn er durch erneutes 35 anstößt, eine Beständigkeit gegen das Weiterreißen. Einreißen wieder erzeugt wird. Der hohe Kraftaufwand, Zur Erzielung eines als Ganzes biegsamen und inf older zu diesem Neueinreißen der Schichten benötigt gedessen für verbesserte Weiterreißfestigkeit geeigneten wird, führt zu einem hohen Widerstand gegen das Schichtstoffes ist es wichtig, daß alle etwaigen Zwischen-Weiterreißen. schichten aus Klebstoff oder anderen Stoffen nicht nur

Schichten mit einer Anzahl paralleler Schwächungs- 40 die obengenannte Mindesthaftfestigkeit ergeben, son-

kanäle in Form grober Unvollkommenheiten in einer dem auch nicht spröde sind. Kautschukartige Kleb-

Ebene lassen sich auf verschiedene Weise herstellen. stoffe mit einem Elastizitätsmodul unter 3515 kg/cm²

So werden in eine isotrope Folie parallele Schlitze und vorzugsweise unter 352 kg/cm² sind für diesen

eingeschnitten, die durch die ganze Dicke der Folie Zweck besonders geeignet, da sie keine Neigung

hindurchgehen. Zwei Stücke der gleichen, mit Kanälen 45 zeigen, bei der Dehnung der einzelnen Schichten bis

versehenen Folie werden dann überkreuz so aneinander zu einer Bruchdehnung zu reißen. Die chemische

gebunden, daß, in Draufsicht betrachtet, die Schlitze Natur des jeweils verwendeten Klebstoffes richtet sich

der einen Kunststoffschicht diejenigen der anderen nach den Eigenschaf ten der zu vereinigenden Schichten,

schiefwinklig schneiden. Diese Anordnung ist in der Typische geeignete Klebstoffe sind z. B. Chloropren-

Zeichnung an Hand zweier aneinander gebundener 50 kautschuk, Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisate mit

Schichten 10 und 11 erläutert, deren jede mit parallelen einem Vinylacetatgehalt von 10 bis 34 %> verzweigtes

Schlitzen 12 bzw. 13 versehen ist. In der Zeichnung Polyäthylen, Styrol-Butadien-Kautschuk und PoIy-

sind die Schlitze als völlig offene Kanäle dargestellt, alkylenätherglykolpolyurethane. Man kann diese Kleb-

die durch die ganze Dicke der Schicht hindurchgehen. stoffe in Form von wäßrigen Dispersionen oder

Dies ist aber nicht notwendig und häufig sogar uner- 55 Lösungen in organischen Lösungsmitteln einsetzen,

wünscht. Eine ausreichende Kanalwirkung kann Die einzelnen Kunststoffschichten können aus

auch schon erzielt werden, wenn die Schlitze nicht von linearen oder vernetzten Polymerisaten bestehen,

der Oberseite bis zur Unterseite der Schicht reichen; Vorzugsweise sind die Schichten vor der Erzeugung

wesentlich ist nur, daß sie die Schicht weit genug der Schwächungskanäle isotrop. Dichte, nicht zellen-

durchdringen, um einen quer zu ihnen auflaufenden 60 förmige Kunststoffolien sind besonders geeignet,

Riß ablenken zu können. Jeder Schwächungskanal in ebenso biaxial orientierte Folien, da letztere meist die

Form einer groben Unvollkommenheit kann auch höchsten Einreiß-Weiterreiß-Festigkeits-Verhältnisse

aus einer Reihe in geringem Abstand vorgesehener aufweisen. Typisch für diese bevorzugte Materialklasse

Durchlochungen, wie sie z. B. durch Nadelung sind biaxial orientierte Folien aus Polyäthylen, PoIy-

erhalten werden, oder aus Bereichen geringerer 65 propylen und Polyäthylenterephthalat. Andere Bei-

Dicke bestehen, die z. B. durch Prägung einer oder spiele sind Schaumkunststoffe aus Polyäthylen und

beider Seiten einer Folie unter Ausbildung eines andere Olefinpolymerisatfolien aus verzweigtkettigem

erhabenen Musters erzeugt werden können. Die Polyäthylen, linearem Polyäthylen, linearem Poly-

propylen, Polyvinylfluorid, Polyalkylenterephthalat, Zellglas, Polyvinylchlorid, Polyimiden, Mischpolymerisaten aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen und Mischungen von Polyolefinen. Für den Zweck der Erfindung müssen bei biaxial orientierten Folien die Schwächungskanäle erst wieder eingeführt (z. B. Schlitze eingeschnitten) werden.

Zur Herstellung eines Schichtstoffes aus zwei Kunststoffschichten mit Schwächungskanälen werden vorzugsweise Schichten von gleicher Zusammensetzung und Struktur verwendet. Die Verwendung von Schichten, die sich in der Zusammensetzung oder den Schwächungskanaleigenschaften unterscheiden, führt im allgemeinen zu Produkten, die in einer oder mehreren Eigenschaften etwas anisotrop sind.

Wenn geschlitzte oder perforierte Schichten zu hochreißfesten Schichtstoffen zu vereinigen sind, können die Schichtstoffe selbst über ihre ganze Dicke reichende Hohlräume oder Öffnungen aufweisen. Zweckmäßig sollen solche Hohlräume nur einen Bruchteil, z.B. 10% oder weniger, der Oberfläche ausmachen, damit die maximale Haftfestigkeit und die Zugfestigkeit erhalten bleiben.

Die hochreißfesten Schichtstoffe gemäß der Erfindung bedeuten eine grundlegende Abkehr von den bisher durchgeführten Kreuzlaminierverfahren. So ist es bekannt, anisotrope, also in ihren Eigenschaften richtungsabhängige Folien zur Angleichung der Längsund Quereigenschaften auf Mittelwerte kreuzweise zu laminieren. Im Gegensatz dazu zeigen die Schichtstoffe gemäß der Erfindung Reißfestigkeiten, die die »normalisierte Reißfestigkeit der einzelnen Schichten (bis zum Zehn- oder Mehrfachen) übersteigen.

Die biegsamen hochreißfesten Schichtstoffe gemäß der Erfindung können allein für sich oder in Kombination mit anderen Stoffen mehrschichtige Erzeugnisse bilden. Die Schichtstoffe als solche eignen sich besonders als hochreißfestes Verpackungsmaterial zum Umhüllen, Einwickeln und Schützen von Nahrungsmitteln und anderen Handelswaren. Bei Vereinigung mit einer oder mehreren Außenschichten aus Kunststoffolie, Papier, grober Jute usw. können sie zur Erzielung einer hohen Reißfestigkeit bei der Herstellung von Beuteln, Säcken und sonstigen Behältern verwendet werden, z. B. von Behältern zur Verpackung von Düngemitteln, Chemikalien und anderen Masseprodukten. Beim Binden an die Unterseite von Teppichen oder anderen Bodenbelägen bilden die Schichtstoffe ausgezeichnete Unterlagematerialien. Bei der Herstellung von mehrlagigen Erzeugnissen aus diesen Schichtstoffen mit normalerweise reißempfindlichen Folien, wie Polyvinylchlorid-Schmuckfolien, wie sie z. B. zur Polsterung von ίο Kinderbetten verwendet werden, erzielt man eine hervorragende Reißfestigkeit. Durch Bindung eines schmalen Streifens des Schichtstoffes an die Lochungsseiten gewöhnlicher Notizblockblätter wird das Einreißen an diesen Kanten verhindert.

Beispiel 1

Es werden vier Paare 15,2 χ 15,2 cm großer Stücke einer biaxial orientierten Polypropylen-Handelsfolie

ao mit einem Verhältnis der Einreißfestigkeit (nach Finch) zur Weiterreißfestigkeit (Zungenprüfung) von 2250 verwendet, die mit A, B, C und D gekennzeichnet werden. Ein Folienstück jedes Paares wird einseitig mit einer Klebmasse beschichtet, die aus

sts einem öllöslichen Elastomeren in Erdölnaphthalösungsmittel besteht; der Klebstoff vermag zwei Folienschichten unter Erzielung einer Haftfestigkeit von 0,807 kg/2,5 cm zu binden. Jeweils beide Folienstücke der Paare A, B, C werden mittels einer Rasierklinge in Längsrichtung auf Parallelen von 3,2, 6,4 bzw. 12,7 mm Seitenabstand eingeschnitten, wobei die Schnitte auf Strecken von 3,2 bis 6,4 mm Länge so unterbrochen sind, daß man eine Anordnung von Parallelschlitzen von 5,1 bis 7,6 cm Länge erhält.

Die unzerschnitten bleibenden Zwischenstücke werden von einem Längsschnitt zum anderen so versetzt, daß man eine ähnliche Musterung wie in der Zeichnung erhält. Das Prüfpaar D bleibt schlitzlos. Jedes Prüfpaar wird unter einem Druck von 6804 kg überkreuz laminiert, wobei die Schlitze der benachbarten Schichten senkrecht zueinander stehen. Die an den vier getrennt hergestellten Schichtstoffen erhaltenen Prüfergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Tabelle I

Probe

Flächengewicht, g/m²

Dicke, mm

Zugfestigkeit, g/cm je g/m²

Dehnung, %

Elastizitätsmodul, g/cm je g/m² ...
Elmendorf-Reißfestigkeit, g je g/m²
Zungenreißfestigkeit, g je g/m² ....

*) EntSchichtung aller Proben.

Beide Bestimmungen der Weiterreißfestigkeit (Elmendorf - und Zungenprüfung) erläutern die erstaunliche Verbesserung der geschlitzten Proben gemäß der Erfindung im Vergleich mit der Probe D, welcher die notwendigen Schwächungskanäle fehlen. (Die entsprechenden, bei den beiden Prüfungen erhaltenen Reißfestigkeitswerte einer nicht laminierten Einzelfolie betragen 0,32 bzw. 0,27 je g/m².) Die überraschende Verbesserung kommt schon in diesen

60,3	63,7
0,10	0,10
54,25	48,98
15,8	48,1
1190	1127
8 09*)	6,21*)
29 83	28,76

67,8
0,10
61,62
19,8
1296

5,46*)
25,01

71,2 0,10 123,25 92,0 1243 0,70 0,94

Werten zum Ausdruck, trotzdem die für die Elmendorf-Prüfung genannten Reißfestigkeitswerte »Mindestwerte« darstellen, die einer Begrenzung durch die Entschichtungsfestigkeit unterliegen anstatt die eigentliche Reißfestigkeit wiederzugeben.

Ein anderer, von diesen Proben erläuterter Punkt liegt darin, daß die zu beobachtende Weiterreißkraft bei der vorliegenden biaxial orientierten Polypropylenfolie mit dem vorliegenden Klebstoff um so höher ist,

je geringer der Abstand der Schwächtingskanäle ist, d. h., je häufiger ein Riß während seiner Weiterführung erneut eingeleitet werden muß. Die Ergebnisse zeigen weiter, daß unabhängig von der Richtung, in welcher die Zugfestigkeit bestimmt wird, in der Auswirkung die Hälfte jedes Schichtstoffs senkrecht zu dieser Richtung geschnittene Schlitze aufweist und somit sehr wenig zur Gesamtzugfestigkeit beizutragen vermag. Die Zugfestigkeit der Proben A, B und C beträgt dementsprechend, auf die Flächeneinheit bezogen, nur ungefähr die Hälfte derjenigen des nicht geschlitzten Schichtstoffs D.

Beispiel 2

Der Versuch von Beispiel 1 wird unter Verwendung einer Lösung eines Kunstkautschuks in Keton als Klebstoff wiederholt, der eine Bindung der Schichten mit einer Haftfestigkeit von nur 0,068 kg/2,5 cm ergibt. Die Elmendorf-Reißfestigkeit der erhaltenen Proben A, B, C und D bestimmt sich zu 0,85, 1,04, 1,19 bzw. 0,39 g je g/m². Man erhält somit selbst mit diesem verhältnismäßig schwachen Klebstoff bei den Schwächungskanälen aufweisenden Schichtstoffen eine merkliche Verbesserung der Weiterreißfestigkeit gegenüber der nicht geschützen Probe D. Der optimale Wert des seitlichen Abstands zwischen den Schwächungskanälen liegt bei dieser geringeren Abhebefestigkeit jedoch nun bei ungefähr IV4 cm, was einen Kompromiß zwischen der Schaffung einer großen Zahl von Riß-Wiedereinleitungen je Längeneinheit und der Erzielung einer Kontaktfläche zwischen den Schlitzen, die zur Verhinderung einer Entschichtung genügt, darstellt.

Beispiel 3

Die bei den Schichtstoffen gemäß den Beispielen 1 und 2, die Schwächungskanäle in Form von Schlitzen aufweisen, erhaltene erhöhte Weitereißfestigkeit bleibt selbst dann bestehen, wenn in den Schichtstoff eine Zwischenschichteingebaut wird, solange der Schichtstoff nur mindestens zwei überkreuz angeordnete, Schwächungskanäle aufweisende Folien aufweist. Man kann somit, wenn eine Wasserdampfsperre gewünscht wird, den Gebilden eine nicht geschlitzte Folie einverleiben.

Drei Prüfsätze aus drei biaxial orientierten Polypropylenfolienstücken werden wie folgt vereinigt: Bei den Prüfsätzen A und B werden zwei Folienstücke wie im Beispiel 1 durch Einschneiden in Seitenabständen von 6,4 mm mit Schitzen versehen und mit dem dritten, nicht geschitzten Folienstück (unter rechtwinkliger Lage der Schlitze der geschlitzten Stücke zueinander) laminiert, wobei der gleiche Klebstoff wie im Beispiel 1 Verwendung findet. Prüfsatz C wird unmittelbar laminiert (wobei alle drei Folienstücke schlitzlos bleiben). Die Zugfestigkeitseigenschaften zeigen wiederum die überlegene Weiterreißfestigkeit, die mittels der Schwächungskanal-Struktur erhalten wird.

Tabelle II

Zwischenschicht Lage des schlitzlosen Folienstücks

B C

Außenschicht (ungeschlitzt)

Flächengewicht, g/m²

Dicke, mm

Zugfestigkeit, g/cm je g/cm²

Elmendorf-Reißfestigkeit, g je g/m²
Zungenreißfestigkeit, g je g/m²

105,8 0,13

46,88 3,31

23,41 112,6
0,15

71,00
4,47

21,94

104,4

0,15

90,43

0,52

1,34

Beispiel 4

Es werden Zweilagenschichtstoffe aus einer Vielfalt von flächenhaften Materialien hergestellt, um die Auswirkung einer Einführung von Schwächungskanälen (Schitzen) in die Einzelschichten zu prüfen. Wie im Beispiel 1 werden die Schlitze in Seitenabständen von 6,4 mm vorgesehen und die Schichten gebunden. Die Schichten der ersten beiden Proben besitzen, wie die folgenden Ergebnisse zeigen, die höchsten Verhältnisse von Einreiß- zu Weiterreißfestigkeit und ergeben somit die stärksten Verbesserungen der Reißfestigkeit.

Tabelle III
Auswirkung der Schlitzung auf die Reißfestigkeit von überkreuz laminierten Schichten

Probe	geschlitzt nicht geschlitzt	Elmensdorf- Reißfestigkeit g je g/m2	Zungen- Reißfestigkeit g je g/m2	Reißfestigkeit nach Finch: Zungenreißfestigkeit
Biaxial orientierte Polyäthylen- terephthalatfolie (Selbstklebeband)	geschlitzt nicht geschlitzt	9,4 0,6	10,70 0,27	1960
Biaxial orientiertes Linearpoly äthylen (mit Klebstoff von Beispiel 2 verklebt)	geschlitzt nicht geschlitzt	3,8 0,4	9,36 0,67	2900
Polyvinylchloridfolie (Selbstklebesicherheitsband)		1,8 1,8	2,68 1,34	100
			809 648/1877

ίο

	Fortsetzung	der Tabelle	Zungen-	Reißfestigkeit	65
		Elmensdorf-	Reißfestigkeit	nach Finch:
Probe		Reißfestigkeit	g je g/m2	Zungenreißfestigkeit	9
		g je g/m2	9,36	*)
NichtorientiertePolypropylen-	geschlitzt	1,0	32,10		32
folie (mit Klebstoff von	nicht geschlitzt	1,9
Beispiel 2 verklebt)			1,20	72**)
Maskierband des Handels	geschlitzt	0,9	2,27
(selbstklebend)	nicht geschlitzt	0,7	1,74
Kraftpapier (mit Klebstoff von	geschlitzt	1,2	2,27
Beispiel 2 verklebt)	nicht geschlitzt	1,4	9,36
Klebeband	geschlitzt	3,6	6,55
	nicht geschlitzt	1,3	0,54
Aluminiumfolie (mit	geschlitzt	für Messung	0,54
Kautschukklebstoff	nicht geschlitzt	zu gering
verklebt

*) Für die Messung nach F i η c h zu hohe Dehnung. **) Auf Grund der erhaltenen, sehr geringen Zungenreißfestigkeit merklicher Versuchsfehler möglich.

Beispiel 5 ^s5

Ein 3-1-Druckbehälter aus rostfreiem Stahl wird mit einem Gemisch von 1000 g linearem Polyäthylen (Schmelzindex 0,5), 750 cm³ Methylenchlorid als aktivierender Flüssigkeit, 135 g Chlordifluormethan und 5 g Silica-Aerogel als Kernbildner beschickt. Der Behälterinhalt wird unter Mischen 6 Stunden auf 15O⁰C erhitzt, um eine homogene Lösung zu bilden. Vor dem Auspressen wird der Druckbehälter an eine Stickstoffgasquelle mit einem Druck von 31,6 kg/cm² angeschlossen. Die Auspressung erfolgt durch eine 0,25-mm-Ringdüse von 7,6 cm Durchmesser mit einem 1,588 mm langen Parallelsteg bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 457 m/Min. Das so erhaltene, mikrozellförmige flächenhafte Produkt liegt in Schlauchform vor, hat einen Durchmesser von ungefähr 25,4 cm und zeigt eine Längswellung, die wahrscheinlich während der seitlichen Ausdehnung aus der Auspreßdüse entsteht. Die optische Dicke der Zellenwände verändert sich vom Inneren zur Oberfläche des flächenhaften Materials hin von 0,3 auf 0,6 Mikron. Die Dicke des Polymerisats an Schnittstellen der Zellwände beträgt weniger als 1 Mikron, was für eine polyedrische Vielzellerwandstruktur charakteristisch ist. Die Zellengröße reicht von 100 bis 200 Mikron. Die Polymermoleküle in den Zellenwänden sind bis auf 10° parallel zu der Ebene der Wand orientiert, was einen hohen Grad planarer Orientierung zeigt. Die Elektronenbeugung ergibt bei den meisten der Zellenwände, die untersucht wurden, ein vollständiges Fehlen der 200 Reflexion, was einen hohen Grad uniplanarer Orientierung zeigt. An der Schnittlinie von Bläschenwänden zeigt das Polymerisat einen hohen Grad axialer Orientierung in der Schnittrichtung. Das Flächengewicht des hier hergestellten Produkts beträgt 13,6 g/m².

Diese flächenhaften, Schwächungskanäle aufweisenden, mikrozellförmigen Materialien besitzen in der beim Auspressen erhaltenen Form eine scheinbare Dichte von 0,02 g/cm³. Wenn man auf die Fläche dieser flächenhaften Materialien I¹L Minuten bei einer Temperatur von 50⁰C einen Druck von bis zu 35,2 kg/cm² ausübt, wird ein Bereich flächenhafter Produkte mit erhöhter Dichte von bis zu 0,5 g/cm³ erhalten. Diese Produkte besitzen in der Maschinenrichtung eine bemerkenswert hohe Festigkeit von 115,9 g/cm je g/m². Die Zugfestigkeit in der Querrichtung beträgt nur 21,1 g/cm je g/m². Die Reißfestigkeit nach Finch dieser flächenhaften Materialien ist so außerordentlich hoch, daß bei einer Prüfung die Zugfestigkeitsgrenze überschritten wird. Wenn man zwei solche flächenhaften Materialien über Kreuz mit Klebstoff bindet (oder durch Verpressen bei Temperaturen nahe des Polymerschmelzpunktes einer Selbstbindung unterwirft), wird ein Verbundkörper mit außergewöhnlich hoher Reißfestigkeit von 26,75 g je g/m² (das etwa 20- bis 50fache derjenigen gewöhnlicher Zellstoffblätter) und hohen Zugfestigkeiten, wie 158,0 g/cm je g/cm² erhalten.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Biegsamer, nichtfaserverstärkter, hochreißfester Schichtstoff, dadurchgekennzeic hn e t, daß er aus mindestens zwei miteinander verbundenen Kunststoffschichten mit einem Einreiß-Weiterreiß-Verhältnis von über 200, insbesondere über 1000, besteht, wobei die Haftfestigkeit zwischen den Lagen über 0,045 kg/2,5 cm beträgt und jede Schicht eine Anzahl von im wesentlichen parallelen, streifenförmigen Schwächungskanälen aufweist, die mit den Schwächungskanälen der benachbarten Schichten einen Winkel von 20 bis 90° bilden und diese mindestens zum Teil kreuzen.

2. Schichtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine waaserdampfdichte Sperrzwischenschicht enthält.

3. Schichtstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächungskanäle Dichte-Inhomogenitäten der Kunststoffschichten sind.

4. Schichtstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschichten aus zellförmigen Polyolefinfolien bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen