DE1504432A1

DE1504432A1 - Verfahren zur Herstellung von Polyolefinen-Flachfolien

Info

Publication number: DE1504432A1
Application number: DE19611504432
Authority: DE
Inventors: Kesseler Dr Helmut
Original assignee: Kalle GmbH and Co KG
Current assignee: Kalle GmbH and Co KG
Priority date: 1961-04-20
Filing date: 1961-04-20
Publication date: 1969-10-09
Also published as: AT257917B; US3277227A; DE1504432C3; DE1504432B2

Description

Beschreibung Verfahren zur Herstellung von Polyolefin-Flachfolien Die Verarbeitung von Polyolefinen zu Flachfolien mit Hilfe von Schneckenpressen und Breitschlitzdüsen ist bekannt. Man läßt den die Schlitzdüse verlassenden geschmolzenen Pilm auf eine temperierte Walze auflaufen und beschleunigt dadurch die Abkühlung des Films. Die Oberflächenbeschaffenheit einer auf diese Weise hergestellten Polyolefin-Polie hängt von der Oberflache der Walze ab, auf die extrudiert wird.
Man erhält oberflächlich glatte oliven, wenn hochglanzpolierte Walzen benutzt werden.
Es ist notwendig, daß die Folie nach ihrem Auftreffen auf die Walze sich in sattem Kontakt mit dieser befindet. Dann erhält man Folien mit optimaler Transparenz und wegen des schnellen Abschreckeifektes auch mit optimalen physikalischen Eigenschaften. Beim Überschreiten einer gewissen Abzugsgeschwindigkeit, beispielsweise von etwa 10 - 20 m/min, ist es Jedoch sehr schwer, den erforderlichen satten Kontakt der Folien auf den Walzen zu erhalten, weil zwischen beiden Luft eingezogen wird, die bei mittleren Geschwindigkeiten fleckenförmig, bei höheren Geschwindigkeiten über die gesamte Fläche der Folie den direkten Kontakt mit der Walze verhindert. Bei der Extrusion von Polypropylen erhält man bei einer Abzugsgeschwindigkeit von weniger als 10 m/min klare Folien, bei einer Abzugsgesohwindigkeit von 10 - 20 m/min wegen lokaler Lufteinschlüsse Folien mit mehr oder weniger sichtbaren trüben Flecken und bei noch höheren Abzugsgeschwindigkeiten insgesamt trübe Folien.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefin-Flachfolien durch Extrudieren von geschmolzenem Polyolefin aus Breitschlitzdüsen auf sich drehende Wälzen, nach welchem auch bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten glatte und gleichmäßig klare Folien entstehen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man mittels eines Luftstrahles, welcher auf den auf die Walze auflaufenden extrudierten Polyolefinfilm gleichzeitig über dessen ganze Breite auftrifft, bevor bei dem sich abkühlenden Film der Polyolefinerweichungsbereich unterschritten wird, einen den Polyolefinfilm gegen die Walzenoberfläche pressenden Staudruck erzeugt.
Der Staudruck, welchen der Luftstrahl an seiner Auftreffstelle auf den Film hervorruft, liegt vorteilhaft zwischen 25 und 1000 mm Wassersule. Er wird erzeugt mittels einer mit einem Gebläse beschickten Schlitzdüse mit einer Spaltweite von 0,1 - 1,5 mm. Der erforderliche Staudruck hangt von der Art des Polymeren, von der Temperatur der geschmolzenen Masse, der Temperatur der Aufspritzwalze, der Folienstärke und der Abzugsgescilwindigkeit ab. Bei der Herstellung von Folien aus Polypropylen genügen Staudrücke von 50 -100 mm Wassersaule, während sie bei Folien aus Polyäthylen mit hoher Dichte mindestens doppelt so hoch sein müssen.
Man kann neben der Verwendung von Luft von Raumtemperatur auch mit beheizter Luft arbeiten in einem Temperaturbereich bis zur Massentemperatur des Polymeren. Anstelle von Luft sirid andere gasförmige Medien anwendbar, die nicht mit Polyolefinen reagieren. Bei Verwendung von Inertgas, wie Stickstoff oder Kohlendioxyd, wird die oberflächliche Oxydation der ge@ chmolzenen PolyloefinmAsse verringert. Ein Staudruck unter 25 mm WAssersäule wird nur ausnahmsweise den Film Ausreichend fest gegen die Walze pressen. Staudrücke über 1000 mm Wassersäule bieten gegenüber niedrigeren Staudrücken keinen Vorteil Der durch den Luftstrahl aui der Folie erzeugte ttaudruck muß gentigen, um den satten Kontakt der heißen Folie mit der Walze herbeizuführen und Lufteinschlüsse auch noch beim Arbeiten mit hohen Geschwindigkeiten von beispielsweise 50 m/min und mehr zu vermeiden0 Man erhält so bei hohen Geschwindigkeiten Folien von ausgezeichneter Oberflächenbeschaffenheit und damit größter Klarheit.
Die Anwendung eine broitgeatreckten Luft strahls zur Behandlung von Materialoberflächen ist in der Technik an sich bekannt. Man hat illr einen solchen oberflächlich einwirkenden breitgezogenen Luftstrahl die Bezeichnung Luftbürste eingeführt und versteht darunter einen strichförmigen Buftstrahl, der durch eine Schlitzdüse erzeugt wird. Buftbürsten werden beispielsweise benutzt zum Abblasen überschüssiger Fl2ssigkeit beim Lackieren oder Imprägnieren von Papier oder Polienbahnen.
Es ist wichtig, den Luftstrahl vor der sogenannten Prostlinie der Folie auftreffen zu lassen. Unter Frostlinie ist die Verbindung der Punkte der Folie zu verstehen, welche den Erweichungsbereich des Materials gerade unterschritten haben. In manchen Fällen ist die Frostlinie visuell durch eine leichte Trübung der Folie auf der Walze zu erkennen. Die Behandlung der Folie nach der Frostlinie, d.h. dort, wo die Folientsmperatur unter den Erweichungspunkt abgesunken ist, hat kein. Wirkung. Außer der Frostlinie ist die Auftrefflinie der Folie auf der Walze zu beachten.
Die. ist die parallel zur Walzenschse liegende Linie, auf der die Folie die Walze kontaktiert. Bei höheren Abzugsgeschwindigkeiten läuft die Folie im wesentlichen tangential auf die Walze auf. Der Abstand der Forstlinie von der Auftrefflinie hangt von der Massentemperatur, der Polienstärke und der Abzugsgeschwindigkeit ab.
Die Wirkung, welche iit der erfndungsgemäßen Behandlung der Polyolefinfolie mittels eines aus einer Schlitzdüse austretenden Luftstrahls erreicht wird, ist as größten, wenn der Strahl nahe bei der Auftrefflinie auf die Folie auftrifft, Es ist an vorteilhaftesten, ihn auftreffen zu lassen kurs bevor die Folie dir Auftrefflinie erreicht, die sich eingestellt hätte, wenn nicht schon zuvor der Luftstrahl eingewirkt hätte.
In diesem Falle wird eine gegenüber der auftrefflinie, die sich ohne Luftanblasung einstellt, neue kontaktlinie geschaffen, welche näher zur Extrusionsdüse liegt0 Der Vorteil dieser "düsennäheren" auftrefflinie liegt in ihrer exakten 3trichform. Läßt man den Luftstrahl erst einwirken, nachdem die Folie auf die Walze aufgelaufen ist, so können Verzerrungen der Folie auftreten, z.B. durch partielles Haften der Folie auf der Walze, die nicht mehr zu entfernen rind, Es wurde weiter gefunden, daß es vorteilhaft ist, den durch die Schlitzdüse gebildeten Luftstrahl nicht senkrecht auf die Folie auftreffen zu lassen, sondern in einem Winkel von 5 - 200 zur Foliennormalen geneigt und zwar so, daß der Winkel zur freien, noch nicht mit der Walze in Berührung gekommenen Folie 95 - 1100 beträgt. Der Luftstrahl ist demnach leicht gegen die Exdtruderdüse hin gerichtet.
Der Abstand der Luftdüse ton der Folie kann zwischen 1 -und 50 rr betragen. Vorteilhaft Mit man ihn so klein wie möglich, damit der bandförmige Luftstrahl noch gut gebündelt ist und noch keine wesentliche Verwirbelung auf@eist.
Die Anordnung der Extruderdüse zur Aufspritzwalze kann grund. sätlich beliebig erfolgen. Sie kann so sein, daß der Film senkrecht extrudiert wird und die Walze senkrecht tangential berührt. is ist Jedoch auch möglich, einen anderen Ort zu wählen, so daß die freie, noch nicht im Kontakt mit der Walze befindliche Folie einen beliebigen Winkel zur Vertikalen bildet. Am besten geeignet ist Jedoch das senkrechte tangentiale Verfahren.
Um eine vorschnelle Abkühlung der heißen Folie durch die Luft zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, ein Ablenkblech zwischen Extruder und Luftdüse anzubringen, welches die Luft kurz nach ihrem Auftreffen aui die heiße Folie seitlich bführt und eo das Vorbeiströmen der Luft an dem heißen Folien teil und der Extrusionsdüse unterdrückt.
Die Breite des Luftstrahls soll im wesentlichen mit der Breite der Folie übereinstimmen. Arbeitet man mit breiteren Luftbürsten, so muß der Schlitz seitlich abgedeckt werden, um ein Einströmen der Luft in den Raum zwischen der heißen Folie und der Walze zu verhindern. Dieses Einströmen erzeugt eine Flattbewegung der Folie und führt zu unerwünschten Dickenschwankungen. Ein weiterer großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß durch den Luftstrahl die Folienränder eindeutig fixiert werden und nicht wie sonst, vor allem bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten, seitlich auswandern.
Beins ziel Zur Veranschaulichung des Ausführungsbeispiels für dae erfindungsgemäße Verfahren iet eine Abbildung beigefügt, auf welche im folgenden Bezug genommen wird. Polypropylen-Granulat mit einem RSV-Wert von 2,8 (0,1 % Dekahydroxynaphthalin bei 1350 C) wird über eine Schneckenpresse mit einer Schnecke von 90 mm Durchmesser aufgeschmolzen und einer 1000 mm breiten ßohlitzdüse 1 zugeführt.
Die Massentemperatur der Schmelze in der Düse beträgt 2600 C. Die Breitschlitzdüse ist so angebracht, daß der geschmolzene Film 2 senkrecht tangential auf eine mit Wasser auf 200 gekühlte, verchromte und hochglanzpolierte Walze mit einem Durchmesser von 515 mm aufläuft. Der freie Folienweg beträgt 135 mm. Die Folie berührt an sich die Walze auf der Auftrefflinie 5. Die mit Gebläseluft beschickte Schlitzdüse 3, deren Schlitz 4 eine Spaltweite von 0,4 mm besitzt, ist so angeordnet, daß der Luftstrahl 2 mm oberhalb der Auitreiflinie 5, welche sich ohne Luftanblasung eingestellt hätte, auf der Folie auftrifft. Der Winkel des Luftstrahls zur Foliennormalen beträgt 10°.
Die Frostlinie 6 der Folie auf der Walze befindet sich 35 mm unterhalb der Auftreflfinie 5. Der Abstand des Luftdüsenschlitzes von der Folie beträgt 5 mm, der Druck in der Düse 250 mm Wassersäulte. Die Breite der Luftdüse ist 800 mm und entspricht der Folienbreite am Auftreffpunkt. Die Extruderdrehzahl wird eo abgestimmt, daß bei einem Abzug von 50 m/min eine 30,i starke Folie entsteht.
Die erhaltene Folie ist von ausgezeichneter Brillanz und Klarheit. Sie weist eine Vorwärtsstreuung als Trübungsmaß von 2,6 ffi auf. Die Festigkeit in Längsrichtung ist 6,3, in Querrichtung 3,8 kg/mm2. Die Reißdehnung beträgt in Längs- und Querrichtung 750 %.
Beim Arbeiten ohne Luftbürste entsteht eine trübere Folie mit vielen Wecken und Verzerrungen. Die Yorwärtestreuung liegt dann bei 7,1 %. Bei einer Längedehnung von 600 % ist die Querdehnung nur noch 15 . Die ohne Luftbürste hergestellte Folie zeigt eine starke Spleißneigung in Längsrichtung.

Claims

Patentansurüche Verfahren zur Herstellung von Polyolefin-Flachfolien durch Extrudieren von geschmolzenem Polyolefin aus einer Breitschlitzdüse auf eine sich drehende Walze, dadurch gekennzeichnet, daß man mittels eines Luftstrahls, welcher auf den auf die Walze auflaufenden extrudierten Polyolefinfilm gleichzeitig über dessen ganze Breite auftrifft,bevor bei dem sich abkühlenden Film der Polyolefinerweichungsbereich unterschritten wird, einen deh Polyolefinfilm gegen die Walzenoberfläche pressenden Staudruck erzeugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Luftstrahl auf den Polyolefinfilm lenkt, bevor dieser die Linie erreicht, auf welcher Walze und Film kontaktieren (Auftrefflinie).
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Luftstrahl so auf den vom Extruder kommenden Polyolefinfilm bringt, daß die Auftreffrichtung des Luftstrahls und die Filmoberfläche einen Winkel von 95 bis 1100 miteinander bilden.