DE1404475C - Verfahren zur Herstellung durchsichtiger Filme aus Polyäthylen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- liegt. Weiterhin beträgt vorteilhafterweise die

lung durchsichtiger Filme aus Polyäthylen mit einer Wärmebehandlungszeit des Films 0,01 bis 30 Sekun-

Dichte von wenigstens 0,94 g/cm³, bei dem das den, so daß die Dichte wieder ihren ursprünglichen

Polyäthylen zur Bildung des Films durch eine Wert erreicht, ohne daß eine Verformung des Films Schlitzdüse stranggepreßt wird, der Film .in einem 5 infolge der Wärme auftritt.

Kühlbad abgeschreckt und anschließend wärmebe- Vorzugsweise wird zur Dickenverringerung der handelt wird. stranggepreßte Film vor dem Abschrecken in Längs-Es ist bekannt, daß bisher Filme aus Polyolefinen richtung im Verhältnis 5 : 1 bis 100: 1 gereckt, womit hoher Dichte nach verschiedenen Verfahren durch man eine ungewöhnlich hohe Transparenz hergestellt wurden. Bei diesen Verfahren werden io erhält. Vorzugsweise beträgt dieses Verhältnis wenigbeispielsweise Filme aus einer Lösung des Polymers stens 10: 1, und man erhält die besten Ergebnisse in einem geeigneten Lösungsmittel gegossen, oder bei Verhätnissen im Bereich von 20: 1 bis 60: 1. ein geschmolzenes Polymer wird durch eine Breit- Die Dicke des gemäß der Erfindung hergestellten schlitzdüse ausgepreßt. Schlauchfolien werden durch Filmes beträgt vorzugsweise etwa 0,0025 bis das Blasverfahren hergestellt, indem sie zunächst aus 15 0,25 mm.

einer Ringschlitzdüse ausgepreßt und anschließend Der Schmelzindex der für die vorliegende Erfin-

durch Anwendung von pneumatischem Druck im dung verwendeten Polyäthylene soll wenigstens 0,5

Inneren der Schlauchfolie aufgeblasen werden, so betragen und vorzugsweise zwischen 0,9 und 25

daß die Wandstärke auf das gewünschte Maß ver- liegen. Ausgezeichnete Ergebnisse erhält man, wenn ringert wird. Unter diesen Verfahren wird das 20 der Schmelzindex im Bereich von 3,5 bis 10 liegt.

.Schlitzpreßverfahren in weitem Umfange zur Her- Weiterhin haben diese Polyäthylene, deren Dichte

stellung dünner Filme angewandt, da man durch bei 20° C vorzugsweise zwischen 0,94 und 0,98 g/cm^:!

dieses Verfahren eine genauere Einstellung der Dicke liegt, eine Kristallinität von wenigstens 80 °/o, häufi-

erreichen kann als durch andere Verfahren. Die ger 85 % oder noch mehr.

Schlitzpreßtechnik erweist sich auch dann als vor- 25 Das als Ausgangsmaterial verwendete Polyäthylen teilhaft, wenn ein endloser Film hergestellt werden kann Zusätze z. B. Antioxydanzien, enthalten, vorsoll, der keine Falten oder andere Oberflächen- zugsweise solche, bei denen die Transparenz des Unregelmäßigkeiten hat, wie sie manchmal bei An- fertigen Filmes nicht gemindert wird, wendung der Schlauchblastechnik auftreten. Es ist Der Abstand zwischen dem Düsenauslaß und der bekannt, geschmolzenes Polyäthylen unter Bildung 30 Oberfläche der Kühlflüssigkeit schwankt von einer eines Filmes auszupressen und den Film durch Ab- Vorrichtung zur anderen. Grundsätzlich ist dieser schrecken auf eine Temperatur von 20° C oder geringste Abstand durch den kleinsten Abstand festdarunter mit einer Flüssigkeit, z. B. mit Wasser, zu gelegt, um den die Kühlflüssigkeit von der Düse verfestigen. Dieses Verfahren wird jedoch im allge- entfernt sein kann, ohne daß ein Sieden oder Kochen meinen bei Polyäthylenen angewandt, die eine Dichte 35 der Kühlflüssigkeit auftritt. Andernfalls wird die von etwa 0,92 g/cm³ haben und die durch Polymeri- Filmoberfläche durch Blasen, Flecken od. dgl. besation von Äthylen bei sehr hohen Drucken, z. B. schädigt. Obwohl je nach der speziellen Ausbildung 70 at und mehr, in Gegenwart eines Katalysators des den Film erzeugenden Apparates gewisse hergestellt wurden. Schwankungen auftreten können, konnte festgestellt Diese Verfahren zur Herstellung von Filmen aus 40 werden, daß dieser Abstand nicht größer als etwa Polyäthylenen mit sehr hoher Dichte führten jedoch 6 bis 7 mm sein sollte.

bisher nur zu Erzeugnissen von relativ geringer I_n der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur DurchTransparenz und von unzureichender Wasser- und führung des Verfahrens schematisch dargestellt. Gasundurchlässigkeit. Eine Strangpresse 2 mit einem innerhalb eines Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 45 Mantels 4 angeordneten Zylinder 3 ist mit einem Verfahren zur Herstellung eines transparenten, stark Einlaß 5 und einem Auslaß 6 versehen, durch die glänzenden Filmes, dessen Dichte nicht verringert heißes Öl in den Mantel eingeführt und daraus abge- und dessen Durchlässigkeit für Gase und Dämpfe zogen wird. Durch eine Schnecke 7 wird körniges durch die Herstellung nicht vergrößert wurde, zu Polyäthylen, das durch einen Trichter eingefüllt entwickeln. 50 _wird, durch den Zylinder 3 in einen Kanal 9 ge-Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der aus trieben. Am Auslaß der Strangpresse ist eine Breitder Düsenmündung austretende Film nach einer schlitzdüse 10 angeordnet, die einen inneren Hohl-Laufstrecke von höchstens 7 mm in das Kühlbad raum 11 aufweist, der durch eine Heizeinrichtung 12 eingeführt, dort auf eine Temperatur von 57 bis erwärmt werden kann, die z. B. aus einem elektri-7I⁰C abgeschreckt und anschließend einer Wärme- 55 sehen Heizelement bestehen kann. Die Breitschlitzbehandlung in einem Temperaturbereich von 100 düse 10 hat eine Oberfläche 13 und eine Öffnung 14, bis 15O⁰C über einen Zeitraum unterworfen wird, die senkrecht zur Richtung der Zeichenebene verder ausreicht, um die ursprüngliche Dichte und läuft, so daß das daraus ausgepreßte, geschmolzene Gasundurchlässigkeit des Polyäthylens wiederher- Polyäthylen die Form eines dünnen Filmes hat. zustellen. 60 Derartige Düsen sind allgemein bekannt und werden Durch das erfindungsgemäße Verfahren erhält daher nicht näher beschrieben. Ein Kühlbad 15 entman einen glänzenden Polyäthylenfilm von höchster hält eine geeignete Kühlflüssigkeit, deren Oberfläche Transparenz, der kaum Neigung zum Ankleben oder mit 16 bezeichnet ist. Als Kühlmittel kann eine Haften an anderen Gegenständen aufweist und des- Flüssigkeit verwendet werden, die gegenüber dem sen Durchlässigkeit für Gase und Dämpfe durch das 65 Polyäthylenfilm physikalisch und chemisch inert ist, Herstellungsverfahren nicht vergrößert wurde. d. h. durch die der Filni weder gelöst noch erweicht, Besonders günstige Ergebnisse erhält man, wenn gehärtet oder plastisch gemacht wird und die mit die Abschrecktemperatur zwischen 60 und 68° C dem Polyäthylenfilm chemisch nicht reagiert. Eine

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geeignete Flüssigkeit ist beispielsweise Wasser. Wenn tung 23 besteht. Der Abstand A von der Oberfläche eine höhersiedende Flüssigkeit gewünscht ist, dann 13, der Breitschlitzdüse 10 bis zur Kühlflüssigkeit können Äthylenglykol oder Polyäthylenglykole z. B. sollte, worauf oben bereits hingewiesen wurde, etwa Diäthylenglykql und/oder deren niedrigere Alkyläther 6 mm betragen. Der Polyäthylenfilm wird auf die verwendet werden. Mit 17 ist eine Einrichtung zur 5 durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Erzeugung einer Zirkulation oder ein Rührer be- Motor angetriebene Aufspulwalze 26 aufgewickelt, zeichnet, mit dem die Kühlflüssigkeit umgerührt wer- was mit solcher Geschwindigkeit erfolgt, daß das den kann, um eine lokale Überhitzung oder Unter- Verhältnis der Dickenreduzierung etwa im Bereich kühlung zu vermeiden. Wenn ein mechanischer von 5:1 bis 100: 1 liegt. Der Abstand A und die Rührer verwendet wird, dann vorzugsweise ein io Breite des Schlitzes sind in der Zeichnung aus Grünsolcher, der verhältnismäßig langsam umläuft. An- den der klareren Darstellung stark übertrieben dargedere Mittel zur Erzeugung eines Umlaufs, z. B. eine stellt. Die an sich bekannten Einzelheiten der Tem-Außenleitung, die mit einer Pumpe ausgestattet ist, peraturregeleinrichtung werden nicht beschrieben, können ebenfalls verwendet werden. Man gibt ihnen Wenn Polyäthylen in geschmolzener Form ausgc-

oft den Vorzug, weil dadurch die Gefahr einer 15 preßt und gemäß obiger Beschreibung gekühlt ist, mechanischen Beschädigung des Films geringer wird. dann ist die Dichte des gekühlten Filmes geringer Die weiter unten beschriebenen Mittel zum Erwär- als die Dichte des ursprünglichen Polyäthylens, men und zur Regulierung der Temperatur können Außerdem hat es eine größere Durchlässigkeit für gewünschtenfalls mit einer solchen Außenleitung ver- Dämpfe und Gase. Die Dichte kann wieder etwa bunden werden. Eine geeignete Heizeinrichtung für 20 auf den ursprünglichen Wert gebracht und die das Kühlbad ist z. B. die Einrichtung 18. Diese Ein- Durchlässigkeit gegen Dämpfe und Gase vermindert richtung kann beispielsweise aus einem elektrischen werden, wenn der klare Polyäthylenfilm nach dem Tauchsieder bestehen, der bei 19 an eine Strom- Abkühlen einer Wärmebehandlung unterworfen wird, quelle angeschlossen ist. Die spezielle Art der Heiz- Durch diese Wärmebehandlung wird die Transeinrichtung ist jedoch nicht wesentlich. Eine geeig- 25 parenz, der Glanz und das Glitzern des Polyäthylennete Dampfschlange oder eine andere bekannte fii_ms nicht nachteilig beeinflußt. Die Wärmebehand-Heizeinrichtung können z. B. an Stelle der Einrich- i_ung _wi_rd _s0 vorgenommen, daß der Film bei einer tung 18 verwendet werden. Ein Schalter oder Unter- Temperatur von 100 bis 150° C solange der Wärme brecher 20 kann in Abhängigkeit von einer ausgesetzt wird, bis die Dichte wieder ihren ur-Temperaturmeßeinrichtung, z. B. einem in die 30 sprünglichen Wert hat. Wenn die Temperatur, auf Kühlflüssigkeit eintauchenden Thermoelement 21 die der Polyäthylenfilm gebracht wird, in der Nähe betätigt werden. Das Thermoelement 21 kann mit oder oberhalb des Erweichungspunktes des Filmes einem Widerstandsverstärker 22 verbunden sein, der Hegt, dann muß die Behandlungszeit so kurz sein, seinerseits mit einer Einrichtung 23 in Verbindung daß keine Verformung des Films infolge der Wärme stehen kann, durch die der elektrische in einen ₃₅ auftritt. Eine Wärmeverformung kann durch Bemechanischen Ausgang verwandelt wird, z.B. ein obachtung der ausgeprägten Faltenbildung beob-Servomechanismus oder ein pneumatischer Regler, achtet werden, die beim Beginn einer Wärmeverfordurch den der Schalter 20 geöffnet oder geschlossen mimg auftritt, sowie durch ein Brechen oder Reißen wird, wodurch nur soviel Wärme zugeführt wird, des Filmes bei normaler Betriebsspannung. Wenn daß das Kühlbad 15 auf einer gewünschten Tempe- 40 die Wärmebehandlungstemperatur genügend weit ratur gehalten wird. Es können jedoch auch andere _unter dem Erweichungspunkt liegt, dann treten bekannte Temperaturregler verwendet werden. So _zwar keine derartigen Schwierigkeiten auf, jedoch könnte der Schalter 20 durch einen veränderlichen _sj_nd längere Behandlungszeiten notwendig. Zeit und Widerstand ersetzt werden. Eine lose Rolle 24 taucht Temperatur der Wärmebehandlung hängen eng zuin die Kühlflüssigkeit. Mit 25 ist eine weitere lose Rolle 45 sammen. Sehr kurze Zeiten können bei hohen Tembezeichnet. Die Aufspulwalze 26 dient zur Aufnahme peraturen angewandt werden, während längere des fertigen Polyäthylenfilms und zur Erzeugung einer Zeiten bei geringeren Temperaturen erforderlich Spannung, durch die das gewünschte Verhältnis der sind. Im allgemeinen liegt die Temperatur der vorher erwähnten Dickenreduzierung erzeugt wird. Wärmebehandlung zwischen 100 und 150° C und

Das zweckmäßigerweise in körniger oder kugel- 50 die Behandlungsdauer beträgt von 0,01 Sekunde bei förmiger Form vorliegende Polyäthylen kann durch höchsten Temperaturen bis 30 Sekunden oder mehr den Trichter 8 in die Strangpresse 2 eingefüllt wer- bei den geringsten Temperaturen. Die günstigste den, in der es zusammengedrückt und geschmolzen Temperatur kann bei gegebenen Verhältnissen durch und zur Breitschlitzdüse 10 gefördert wird. Die Tem- einen einfachen Routinetest ermittelt werden. Zur peratur des geschmolzenen Polyäthylens ist so hoch, 55 Wärmebehandlung kann der aus dem Kühlbad 15 daß es ausgepreßt werden kann, liegt jedoch noch austretende Film über die Rollen 25 in ein zweites unterhalb der Zersetzungstemperatur. Der ausge- Bad geführt werden, das ähnlich wie das Kühlpreßte Polyäthylenfilm tritt aus der öffnung 14 aus, bad 15 ausgebildet ist und eine lose Rolle ent- und er wird in Längsrichtung gestreckt, bevor er hält, wobei der eingetauchte Film unter der losen in die Flüssigkeit des Kühlbades 15 eintritt. Der 60 Rolle hindurchgeführt wird, aus dem zweiten Bad Streck- oder Ziehvorgang kann bis kurz nach dem abgezogen und dann über eine weitere lose Rolle Eintauchen in das Kühlbad 15 dauern. Das Kühlbad geführt und auf eine Walze aufgewickelt wird. Das 15 wird auf einer Temperatur im Bereich von 56 zweite Bad wird auf einer Temperatur von 100 bis bis 71° C, vorzugsweise zwischen 60 und 68° C 150° C gehalten und die Verweilzeit des Filmes im gehalten. Die Regulierung der Temperatur erfolgt 65 Bad wird, wie vorher beschrieben, geregelt. Für das durch die Heizeinrichtung 18 und durch einen Reg- Wärmebad kann irgendeine inerte Flüssigkeit verier, der aus dem Schalter 20, dem Thermoelement wendet werden, die keine nachteiligen Wirkungen 21, dem Widerstandsverstärker 22 und der Einrich- auf den Film hat, z. B. Äthylenglykol.

Die gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellten Filme können wie übliche Polyäthylennlme verwendet werden. Infolge ihrer hohen Transparenz sind sie jedoch zum Verpacken von Nahrungsmitteln, Arzneimitteln, Tabak, Schallplatten und anderer Materialien und Gegenständen besonders geeignet.- Außerdem sind diese Filme steifer und fester als die Filme aus Polyäthylenen geringerer Dichte und haben kaum Neigung zum Ankleben oder Haften an anderen Gegenständen oder an danebcnlicgenden Lagen des gleichen Materials.

Das Verfahren läßt sich nicht nur mit Polyäthylen sondern auch mit dessen Copolymere mit kleineren Anteilen anderer Olefine, wie Propylen und Butylene durchführen, vorausgesetzt, daß die Copolymeren eine Dichte von wenigstens 0,94 g/cm³ haben.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung durchsichtiger Filme aus Polyäthylen mit einer Dichte von wenigstens 0,94 g/cm³, bei dem das Polyäthylen zur Bildung des Films durch eine Schlitzdüse stranggepreßt wird, der Film in einem Kühlbad abgeschreckt und anschließend wärmebehandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Düsenmündung austretende Film nach einer Laufstrecke von höchstens 7 mm in das Kühlbad eingeführt, dort auf eine Temperatur von 57 bis 71° C abgeschreckt und anschließend einer Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich von 100 bis 150° C über einen Zeitraum unterworfen wird, der ausreicht, um die ursprüngliche Dichte und Gasundurchlässigkeit des Polyäthylens wiederherzustellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlungszeit des Films 0,01 bis 30 Sekunden beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der stranggepreßte Film vor dem Abschrecken in Längsrichtung im Verhältnis von 5:1 bis 100:1 gereckt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen