DE1504651C - Verfahren zur Herstellung formbeständiger Folienbahnen aus Cellulosehydrat - Google Patents

Description

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um höchstens 2,5% ihrer ursprünglichen Länge warf. In der Tabelle bedeutet »MR« die Verziehung

schrumpft und daß man beim dritten Arbeitsschritt in mm in der Maschinenrichtung (Längsrichtung)

die Folienbahn auf einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen und »ßR« die Verziehung in mm in der Querrichtung,

3 und 7,5%, bezogen auf das Trockengewicht der nachdem die Proben dem Verziehungsversuch unter-

Cellulose, bringt. 5 worfen waren.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahrens- . ,

schritte ergab sich, daß der Unterschied zwischen Verziehungsversuch

dem Verziehen in der Querrichtung und in der Unter den in den Beispielen 1 bis 8 angegebenen

Maschinenrichtung nicht größer als etwa 1,5% war. Bedingungen getrocknete Folienproben aus regenerier-

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte io ter Cellulose (0,0224 mm dick nach dem Trocknen)

Folien waren riffelungsfrei, wenn man sie hoher werden beidseitig mit einem in einem Lösungsmittel

Feuchtigkeit, und zwar 81%iger relativer Feuchtig- gelösten Vinylidenchlorid-Mischpolymerisat beschich-

keit, aussetzte. Die Folien sahen gut aus und waren tet, zur Entfernung des ■ Lösungsmittels sorgfältig

eben. . getrocknet und hierauf bei 24⁰C nach 35%iger

Die optimale Zunahme oder Abnahme bei Streckung 15 relativer Feuchte 72 Stunden klimatisiert. Nach dem oder Schrumpfung, die durch unterschiedliche Um- Beschichten sind die Folien 0,0254 mm dick. Nach fangsgeschwindigkeiten der Trocknerwalzen erzielt dieser Klimatisierung werden Streifen der Folie, wird, schwankt etwas mit der Stärke und dem Weich- 400 mm in der einen Richtung und 25,4 mm in der machungsgrad der Folien. Aus diesem Grunde ist anderen Richtung ungefähr aus der Mitte der bees erwünscht, den Unterschied zwischen den Um- 20 schichteten Folie aus regenerierter Cellulose ausfangsgeschwindigkeiten vor und nach den Stellen geschnitten. Die Proben werden derartig ausgemit dem kritischen Folienfeuchtigkeitsgehalt ver- schnitten, daß bei einigen ihre Längsseite parallel ändern zu können. zur Querrichtung und bei einigen parallel zur Maschi-

Die nasse, noch weiche, gelartige Cellulosehydrat- nenrichtung liegt. Jede der Folienproben wird an

folie läuft nach dem Verlassen eines Weichmacher- 25 einem Rahmen befestigt, der etwa die gleichen Ab-

behälters zwischen Abquetschwalzen oder Schabe- messungen wie die Probe hat, und die Folienprobe

einrichtungen hindurch, die überschüssiges Weich- am Oberteil des Rahmens so befestigt, daß ihre

macherbad entfernen, und tritt in den ersten Ab- Längsseite senkrecht verläuft, wenn der Rahmen

schnitt des Trockners ein. Sie enthält etwa 300 bis in eine Klimakammer eingehängt wird. Am unteren

350% Wasser, bezogen auf das Trockengewicht der 30 Ende jeder Folie wird ein 20-g-Gewicht befestigt.

Cellulose. Bei einem ersten Arbeitsschritt läuft die Die Rahmen, an die jeweils die Folienproben an

Folie über eine Anzahl üblicher Trocknerwalzen, einem Ende befestigt sind, werden in einen bei 29° C

die mit größerer Umfangsgeschwindigkeit laufen als und 81% relativer Feuchte gehaltenen Raum ein-

die Walzen am nassen Ende der Gießmaschine. Hier- gehängt. Die Veränderung der Abmessungen unter

durch wird die Bahn um 2 bis 4% ihrer Ursprung- 35 den Bedingungen der 81% igen relativen Feuchte

liehen Länge gestreckt. Die Trocknerwalzen im Trock- wird als Veränderung der Länge in mm nach

ner sind gleichmäßig beheizt, und man läßt Warmluft 72 Stunden gemessen. Die entsprechenden Werte

quer über die Bahn streichen, so daß man die Bahn sind in der nachstehenden Tabelle unter »MR«

auf einer praktisch gleichmäßigen Trocknungstem- und »QR« angegeben.

peratur hält, um ein symmetrisches Feuchtigkeits- 40 Die prozentuale Verziehung in der Maschinenverteilungsprofil in der Querrichtung sicherzustellen. richtung (MR) und der Querrichtung (QR) wird wie Wenn der Feuchtigkeitsgrad der Folie auf einen folgt berechnet:
Feuchtigkeitsgrad von etwa 100 bis 120%, bezogen

auf das Trockengewicht der Cellulose, vermindert MR (mm) _

ist, wird die Bahn in einem zweiten Arbeitsschritt ₄₅ 400 mm ' ~ Verziehung m MR ,
über eine zweite Reihe üblicher Trocknerwalzen

geführt, die mit einer um etwa 1,5 bis 2,5% geringeren QR (mm) no

Umfangsgeschwindigkeit als die vorhergehenden Wal- 400 mm ' ~ ^Verziehun8 m QK .
zen angetrieben sind, um eine Schrumpfung in der

Bahn zu erzeugen. In dieser Trocknungsstufe wird 50 Die unterschiedliche Verziehung in % wird wie der Feuchtigkeitsgrad der Folie auf 25 bis 60% ver- folgt berechnet:
ringert. Hierauf wird die Folie in einem dritten Arbeitsschritt durch eine weitere Reihe üblicher Trockner- Q^R (^mm) ~ ^MR (^mm) . ₁₀₀
walzen geführt, die mit einer um etwa 0,5 bis 1,0% 400 mm
größeren Umfangsgeschwindigkeit angetrieben sind 55

als die Walzen in der vorhergehenden Stufe, um in = % Verziehungsunterschied .
der Folie eine Streckung von 0,5 bis 1,0% zu erzeugen.

In dieser Stufe wird der Feuchtigkeitsgrad der Folie In den nachstehenden Tabellen bedeutet das Plusauf etwa 3,0 bis 7,5%, bezogen auf das Trocken- zeichen ( + ) vor MR (mm) und QR (mm), daß die gewicht der Cellulose, verringert. Nach beendeter 60 Folie bei dem Versuch länger wurde. Das Minus-Trocknung verläßt die Folie den Trockner und wird zeichen (-) bedeutet Schrumpfen der Folie während aufgerollt. . des Versuches. Es sei jedoch betont; daß selbst, wenn

In der weiter unten folgenden Tabelle sind die in das Vorzeichen von QR (mm) negativ ist, QR immer

acht verschiedenen Beispielen angewandten Span- als positiver Wert in der vorstehenden Formel zur

nungsmuster mit den erhaltenen Verziehungen an- 65 Berechnung des prozentualen Verziehungsunterschie-

gegeben. Diese wurden erzeugt, indem man die fertig des verwendet wird. Die Berechnung wird in dieser

getrockneten Folien aus regenerierter Cellulose dem Weise durchgeführt, weil es wünschenswert ist,"daß

nachstehend beschriebenen Verziehungsversuch unter- die Veränderung in den Abmessungen der Folie

(falls sie während des Versuches überhaupt erfolgt) positiv ist, um irgendeinen Anschein einer Riffelung zu vermeiden. Wie bereits weiter oben bemerkt, muß die prozentuale Verziehung sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung geringer als 2% sein.

Die Beispiele 1 und 2 sind gemäß dem Verfahren nach der Erfindung durchgeführt.

Beispiel	Feuchtigkeitsgrad, %	Spannungsmuster	MR, mm	QR, mm	Verziehungs- unterschied, %
1	Gel bis 100	2,5% Streckung	+ 2,0	+ 7,0	1,25
	.100 bis 30	1,5% Schrumpfung
	30 bis 5	0,7% Streckung
2	Gel bis 100	3,2% Streckung	+ 1,75	+ 6,0	1,05
	100 bis 30	1,5% Schrumpfung
	30 bis 5	1,0% Streckung

Zum Vergleich sind die nachstehenden Beispiele 3 bis 8 angeführt, die nicht gemäß dem Verfahren nach der Erfindung durchgeführt wurden.

Beispiel	Feuchtigkeitsgrad, %	Spannungsmuster	MR, mm	QR, mm	Verziehungs unterschied, %
3 4	Gel bis 100 100 bis 30 30 bis 5 Gel bis 100	2,0% Streckung 2,0% Streckung 2,0% Streckung 2,0% Streckung	-7,1 + 1,3	-2,1 + 8,2	23 1,7
5 6	100 bis 5 Gel bis 30 30 bis 5 Gel bis 100	1,5% Schrumpfung 1,5% Schrumpfung 2,0% Streckung 2,3% Streckung	+ 1,1 + 2,75	+ 7,3' + 8,75	1,5 1,5
7	100 bis 30 30 bis 5' Gel bis 100	4,6% Schrumpfung 1,6% Streckung 3,9% Streckung	"to	+ 8,65	1,86
8	100 bis 30 30 bis 5 Gel bis 100 100 bis 30 30 bis 5	1,4% Schrumpfung 0,29% Streckung 4,9% Streckung 4,7% Schrumpfung 4,9% Streckung	+0,5	+ 12,75	3,06

Die unterstrichenen Werte für MR, QR und den Verziehungsunterschied (%) liegen oberhalb der statthaften Grenzwerte.

Nachstehend werden weitere Bemerkungen zu den nach vorstehend beschriebenen Beispielen hergestellten Folien gegeben.

Beispiel

Der Verziehungsunterschied beträgt etwa 1,25%. Die Folie riffelt nicht, ist eben und sieht gut aus. ·

Der Verziehungsunterschied beträgt etwa 1,05%. Die Folie riffelt nicht, ist eben und sieht gut aus.

Die Folie weist einen Verziehungsunterschied von etwa 2,3% auf, sie riffelt, besitzt zu starke Kantenwölbung und schlechtes Aussehen.

Die Folie besitzt eine Verziehung in der Querrichtung von mehr als 2% und einen Verziehungsunterschied von etwa 1,7%, doch weist sie zu starke Kantenwölbung auf.

Die Folie ist eben, sieht jedoch schlecht aus mit Wasserflecken und zu starken Streifen. Der Verziehungsunterschied beträgt etwa 1,5%.

Beispiel

6 Die Verziehung in der Querrichtung ist größer als 2% (2,18%). Die Folie riffelt, sieht schlecht aus und weist zu starke Kantenwölbung auf.

7 Die Verziehung in der Querrichtung ist größer als 2% (2,16%). Die Folie riffelt und besitzt zu starke Kantenwölbung.

Die Verziehung in der Querrichtung ist größer als 2% (3,18%). Die Folie riffelt, sieht schlecht aus und besitzt zu starke Kantenwölbung.

Die vorstehenden Beispiele zeigen die kritischen Grenzen der Erfindung. Arbeitet man außerhalb des Rahmens der Erfindung, so erhält man Folien, die aus einem oder mehreren Gründen unannehmbar sind.

Die Ebenheit einer Folie ist ein Merkmal endloser Folien und von bedeutendem Einfluß auf ihre Laufeigenschaften auf Umwandlern und Verarbeitungsanlagen. Eine absolut ebene Folie ohne Wölbung ist das Ziel aller Folienhersteller. Die Ebenheit wird bestimmt, indem man eine Folie in der Längsrichtung über zwei sorgfältig ausgefluchtete, horizontale parallele Stützwalzen oder Stäbe spannt, die 4,57 m von-'

einander entfernt sind. Die Folienenden werden festgehalten, und die Folie wird in der Längsrichtung über die nicht gestützte Weite von 4,57 m gespannt. Die Kontur eines Qüerabschnittes der Folie wird etwa in der Mitte einer nicht gestützten Strecke beobachtet, und die größeren Abweichungen von der geraden, horizontalen Linie werden in Millimeter gemessen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß mangelnde Ebenheit und insbesondere das Vorliegen eines schlaffen, länglichen Streifens zwischen zwei Stützstreifen, als »Durchhängen in der Mitte« bezeichnet, äußerst nachteilig für einen befriedigenden Betrieb bei Beutelherstellungsmaschinen, Einwickelmaschinen, Druckerpressen usw. ist. Auch die Wölbung der Folienkanten ist, je nach der Stärke dieses Effektes, unerwünscht. Die an der Wölbung gemessene Ebenheit einer Folie wird zur Verwendung in derartigen automatischen Anlagen als befriedigend angesehen, wenn die Kantenwölbung 6,35 mm bei einer Spannung von 0,635 kg je 2,54 cm Folienbreite übersteigt. Bei Prüfung nach dem vorstehenden Test zeigten die erfindungsgemäß verarbeiteten Folien eine zufriedenstellende Ebenheit.

Die Erfindung ermöglicht die Herstellung einer für den Verbraucher hinsichtlich der Riffelung annehmbaren Folie, während gutes Aussehen und die erwünschte Ebenheit der Folie aufrechterhalten bleiben.

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung formbeständiger Folienbahnen aus Cellulosehydrat, bei dem man eine noch weiche, gelartige Folienbahn in einem ersten Arbeitsschritt unter Spannung in ihrer Längsrichtung vortrocknet, danach in einem zweiten Arbeitsschritt unter Schrumpfung in ihrer Längsrichtung um mindestens 1,5% ihrer ursprünglichen Länge auf einen Feuchtigkeitsgrad von 25 bis 60%, bezogen auf das Trockengewicht der Cellulose, bringt und in einem dritten Arbeitsschritt unter Streckung in ihrer Längsrichtung um 0,5 bis 1% ihrer ursprünglichen Länge fertigtrocknet, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folienbahn beim ersten Arbeitsschritt auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 100 bis 120%, bezogen auf das Trockengewicht der Cellulose, trocknet und die Spannung so bemißt, daß die Folienbahn um 2 bis 4% ihrer ursprünglichen Länge gestreckt wird, daß man beim zweiten Arbeitsschritt die Folienbahn um höchstens 2,5% ihrer ursprünglichen Länge schrumpft und daß man beim dritten Arbeitsschritt die Folienbahn auf einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen 3 und 7,5%, bezogen auf das Trockengewicht der Cellulose, bringt.

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung formbeständiger Folienbahnen aus Cellulosehydrat, bei dem man eine noch weiche, gelartige Folienbahn in einem ersten Arbeitsschritt unter Spannung in ihrer Längsrichtung vortrocknet, danach in einem zweiten Arbeitsschritt unter Schrumpfung in ihrer Längsrichtung um mindestens 1,5% ihrer ursprünglichen Länge auf einen Feuchtigkeitsgrad von 25 bis 60%, bezogen auf das Trockengewicht der Cellulose, bringt und in einem dritten Arbeitsschritt unter Streckung in ihrer Längsrichtung um 0,5 bis 1% ihrer ursprünglichen Länge fertigtrocknet.

   Bei einem bekannten Verfahren wird Viskose durch eine Breitschlitzdüse in Form einer Folie in ein Fällbad unter Bildung einer zusammenhängenden Bahn gepreßt und die frisch koagulierte Folie sofort · regeneriert, gewaschen, entschwefelt, gebleicht, weichgestellt und getrocknet. Die getrocknete Folie wird zur besseren Handhabung bei der Lagerung und Weiterverarbeitung aufgerollt. Bis zur Weichmachungsstufe verbleibt die Bahn aus regenerierter Cellulose in einem gelartigen Zustand, d. h., sie ist vollständig mit wäßriger Lösung gesättigt. Da gelartige Folien aus regenerierter Cellulose etwa das 3,0- bis 3,5fache an Wasser, bezogen auf das Trockengewicht der Cellulose, enthalten, muß bei der Trocknung eine beträchtliche Menge an Feuchtigkeit entfernt werden. Bei der Abgabe dieser Feuchtigkeit schrumpft die Folie in allen drei Dimensionen, wodurch die Fläche der erhaltenen Folie abnimmt. Zur Vermeidung einer zu starken Flächeneinbuße, der Bildung von Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche, Falten, Runzeln u. dgl. und der Beeinträchtigung der Durchsichtigkeit, ist es üblich, die Bahn zu trocknen, indem man sie durch eine Anzahl beheizter Walzen hindurchführt.

   Das bekannte Verfahren ist dazu geeignet, eine gleichmäßig flache Folie ohne randseitige Verzerrungen zu schaffen, bei welcher die als Folge der Einwirkung von Feuchtigkeit auf die Folie auftretende dauernde Schrumpfung verringert ist. Diese Schrumpfung ist deshalb höchst unerwünscht, weil sie häufig zu einer Zerstörung der Folie führt.

   Es wurde jedoch festgestellt, daß in beschichtete Folien aus regenerierter Cellulose eingehüllte Pakete, die hoher Feuchtigkeit ausgesetzt sind, ein Muster von Furchen oder Riffelungen ausbilden, die in der Maschinenrichtung (Längsrichtung) der Folien verlaufen. Dieses Riffelungsmuster beeinträchtigt das Aussehen der Verpackung derartig stark, daß mögliche Käufer die Güte der Folien anzweifeln. Der Ausdruck »Riffelung« wird für Furchenmuster verwendet, welche sich auf Zellglas ausbilden, das zum Einhüllen eines Paketes verwendet wird, das bei niedriger oder normaler Feuchtigkeit verpackt wurde und anschließend hoher Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Die Riffelung muß vom Faltenwerfen unterschieden werden, einem örtlichen Verziehen der Folie, das im allgemeinen mit Fehlern oder Ungleichmäßigkeiten in feuchtigkeitsdichten überzügen im Zusammenhang steht. Eine Folie, die Falten geworfen hat, ebnet sich schließlich ein, wenn sich in allen Teilen der Folie das Feuchtigkeitsgleichgewicht eingestellt hat. Die Riffelung hält jedoch so lange an, wie die Folie der hohen Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Die Riffelung ist ein besonders unangenehmes Problem bei denjenigen Folien, die zu erster Folienqualität verarbeitet wurden, um der Packung verbessertes Aussehen zu verleihen.

   Die Riffelung von Zellglas bei hoher Feuchtigkeit wird durch gleichzeitiges Schrumpfen der Folie in der -Maschinenrichtung und Ausdehnen der Folie in der Querrichtung auf einem eingehüllten Paket bewirkt, wenn die Feuchtigkeit in der Folie erhöht wird. Das Ausmaß der Riffelung ist unterschiedlich, und praktisch riffeln alle Zellglasfolien etwas.

   Es wurde festgestellt, daß die in der gegossenen Folie während des Trocknens auftretende Spannung der wichtigste Faktor ist, der das Riffeln bewirkt. Starke Schwankungen im Verziehen bei hoher Feuchtigkeit wurden bei verschiedenen Gießmaschinen mit unterschiedlichen Trocknertypen und verschiedenen Spannungsbildern festgestellt.

   Natürlich wäre es ideal, wenn in keiner Richtung Verziehung eintritt, doch würde man praktisch riffelungsfreie Folien erhalten, wenn der Verziehungsunterschied zwischen dem Verziehen in der Maschinenrichtung und dem Verziehen in der Querrichtung weniger als 1,5% betragen würde. Jedenfalls muß das Verziehen entweder in der Maschinenrichtung oder in der Querrichtung allein weniger als 2% betragen.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß das Auftreten einer Riffelung der Folie in einer Atmosphäre hoher Feuchtigkeit verhindert wird.

   Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man die Folienbahn beim ersten Arbeitsschritt auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 100 bis 120%, bezogen auf das Trockengewicht der Cellulose, trocknet und die Spannung so bemißt, daß die Folienbahn um 2 bis 4% ihrer ursprünglichen Länge gestreckt wird, daß man beim zweiten Arbeitsschritt die Folienbahn