DE1629556A1 - In der Waerme schrumpffaehiger Film - Google Patents
In der Waerme schrumpffaehiger FilmInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft einen in der Wärme schrumpffähigen Film
und in der Wärme schrumpffähiges, dünnwandiges, biegsames Rohrmaterial
und druckempfindliches Klebeband aus solchem Film.
Ein in der Wärme schrumpffähiger Film aus Polyethylenterephthalat
hat Eigenschaften gezeigt, die andere veranlasst haben, ihn für
dünnwandiges, in der Wärme schrumpffähiges Rohrmaterial zu verwenden,
z.Bf zur elektrischen Isolation, zum physikalischen
Schutz und als wasserdichten Verschluss. In einer der handelsüblichen
Formen wurde ein schmaler Streifen des in der Wärme
009885/2009 "bad orsginä·.
Neue unterlagen (αλ7|»α*%«νμssu*<iMAn4Kunff0t»v.i.■». v-./i
S chixumpf fähigen Polyäthylenterephthalats, bei dem die Längs- und
Breitenschrumpfung gleich war, spiraiartig aufgewickelt und zu einem Rohr zusammengeklebt, das eine bedeutende' Längs- und Raiial-Schrumpfung
aufwies. Jedoch hat diese Eigenschaft der gleichmässigen
Schrumpfung zusammen mit der Tendenz des Rohres, sich bei der Schrumpfung zu verdrehen, es erschwert, eine glatte Schicht als
Überzug auf Gegenständen zu erzeugen. Ferner erfordert die starke Längs Schrumpfung die Anwendung von Rohren, die länger* sind als der
zu verstehende Gegenstand, und erschwert es, die geeignete Länge
des Rohres zu wählen.
Andere haben vorgeschlagen, einen solchen Streifen eines Pölyäthylen^terephthalätfilms
zylindrisch um die Längsachse zusammenzulegen, der nur in der Querrichtung orientiert worden ist und der,
wenn er der Wärme ausgesetzt wird, wesentlich mehr in dieser Richtung,
d.h. in der Radialrichtung, schrumpft, wenn daraus ein Rohr gebildet ist. ( siehe Grabenstein, USA-Patentschrift 2 784 456 )
Dieses biegsame Rohr hat den Vorteil einer geringen Längsschrumpfung, hat aber auch den Nachteil, dass der Film, aus dem es hergestellt
wurde, in der Längsrichtung eine geringe Zugfestigkeit hat und eine bemerkenswerte Tendenz zur yaserbildung zeigt. Sowdt
bekannt ist, ist dieses Rohrmaterial niemals auf den Markt gekommen. Früher wurde ein anderer, in der Wärme schrumpf fähiger Film
hergestellt durch Zusammenziehen eines zweiachsig orientierten, stark wärme-gehfirteten Films in der Längsrichtung, aber dieser
000865/20 09 Bad
Film dehnt sich beim Erhitzen auf geeignete Temperaturen in der Breite aus und ist auch in anderer Hinsicht unterlegen.
Diese Erfindung betrifft einen biegsamen, zähen, starken, zweiachsig-orientlerten
Film, sowie Rohrmaterial und Band aus diesem Film, das innerhalb eines grossen Bereichs der Abmessungen in der
Wärme in beiden Achsenrichtungen verschieden stark schrumpffähig ist. Insbesondere umfasst der in der Wärme schrumpffähige Film
dieser Erfindung einen biegsamen, zähen, zweiachsig-orientierten Film eines linearen,-orientierbaren, kristallisierbaren, in der
Wärme härtbaren Polymers, der nicht fasert und in den zueinander
2 senkrechten Richtungen eine Zugfestigkeit von wenigstens 7 kg/mm
aufweist. ( Unter wärmehärtbaren Polymeren versteht man kristallisierbare Polymere, die in Form eines orientierten Films oder einer
Faser, auf eine Temperatur oberhalb der Orientierungstemperatur
aber unterhalb der Schmelztemperatur der Polymerkristalle erhitzt werden können, um die Schrumpfung bei Temperaturen unterhalb der
Erwärmungstemperatur zu verringern, ohne die Zugfestigkeit des
Films wesentlich zu beeinträchtigen. ) Bei einer geeigneten Schrumpfungstemperatur, wie z.B. 150° C, hat der neue Film in
der ersten zueinander senkrechten Richtung eine Wärmesenrumpfung
von etwa 2 bis 30 % und in der zweiten Richtung von etwa 10 bis
60 %', und der Film schrumpft In der zweiten Richtung wenigstens
etwa zweimal so stark, wie in der ersten. Die· gewünschte Kombination
in der Längs- und Breitenschrumpfung wird nach dem jeweili-
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gen Verwendungszweck gewählt· Meistens wird in der Wärme schrumpffähiges
Rohrmaterial benötigt, das geringe Länge- und hohe Radialschrumpfung aufweist, während in der Wärme schrumpf fähige, druck**
empfindliche Klebebänder mit grosser Längs-» und geringer Breitenschrumpfung
gewünscht werden.
Das in der Wärme schrumpffähige Band der vorliegenden Erfindung, welches das erste bekannte, in der Wärme schrumpffähige, druckempfindliche
Klebeband ist, ermöglicht isolierende Überzüge, wenn man es um einen Gegenstand wickelt und in der Wärme schrumpfen
lässt, die gegenüber jenen, die aus den vorherbekannten, nichtschrumpffähigen,
druckempfindlichen Klebebändern hergestellt sind, überlegen sind. Isolierende Überzüge dieser bisher bekannten Bänder
an elektrischen Teilen, z.B. Becherkondensatoren, Widerständen und Spulen waren nicht vollauf zufriedenstellend, besonders deshalb,
weil sie die Enden der Teile, um die sie gewickelt waren, nicht geschützt haben. Bevorzugte Arten der neuen Bänder, die
sowohl in der Länge als auch in der Breite schrumpffähig sind, werden in einer solchen Breite um die einzelnen Teile gewickelt,
die grosser ist, als die axiale Ausdehnung des umwickelten Gegenstandes,
und dann um den Gegenstand geschrumpft, um wenigstens einen Teil des Querendes des Gegenstandes zu überziehen. Im allgemeinen
erzeugen die neuen Bänder einen stfafferen, festeren überzug
als die früheren nicht-schrumpffähigen Bänder.
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Ausserdem ermöglicht das Band dieser Erfindung einschliesslich
jenes, das gute elektrisch-isolierende Eigenschaften zeigt, einen physikalischen Schutz, und es erfüllt Haltefunktionen. Band dieser
Erfindung kann z.B. verwendet werden, um ein Bündel elektrischer Leiter fest zusammenzuhalten oder um eine Dichtung an den
Kanten eines Behälterverschlusses zu ermöglichen.
Der neuartige Film, aus dem das biegsame Rohrmaterial und das
Band gemacht werden, und der für sich allein Anwendung findet, wird hergestellt, indem man verschiedene axiale Orientierungen
des Films verschiedenen Wärmebehandlungen zuordnet. Der Film
wird in der ersten Richtung gestreckt, dann teilweise wärme-ge-»
härtet, während er im gestreckten Zustand belassen wird, dann vorzugsweise' abgekühlt und noch einmal in der anderen Richtung
gestreckt. Der Film kann dann wiederum teilweise wärme-gehärtet
oder thermisch entspannt ( vorgeschrumpft ) werden, um den Anteil der Schrumpfung im endgültigen Film weiterhin zu verändern.
Als Ergebnis der wärmebehandlung des Films nach der ersten axialen
Streckung zeigt der zweiachsig-orientierte Film einen grossen
Unterschied in den axialen Rückstellkräften ( forces of recovery),
die beim Erwärmen des Filmes ausgeübt werden. Theoretisch verursacht
das Erwärmen des Films nach der ersten Streckung« wenn
er »loh Im ausgedehnten Zustand befindet, Veränderungen in der
kristallinen Struktur ( crlstallinity ) des Films, die wiederum
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jene Rückstellkraft schwächen, die der Film beim Erhitzen in der
ersten Richtung zeigt. Aus diesem Verhalten wird gefolgert, dass als Folge der steigenden Kristallinität des Films mehr Arbeit
benötigt wird, um den Film in der zweiten Richtung zu strecken. Die erhöhte Arbeit erscheint als erhöhte Rückstellkraft in der
Richtung, was zu einem weiteren Unterschied in den zueinander senkrechten Rückstellkräften führt. Dass eine erhöhte Streckungsarbeit mit grösseren Rückstellkräften in Beziehung steht, offenbar
äiioh in einer Beziehung zwischen hohen Temperaturen der Filmoberfläche
im Spannrahmen ( sogar höher als die umgebende Temperatur des Spannrahmens ) und den bevorzugten Filmen, die eine
grosse Rückstellkraft haben.
Der Unterschied, in Bezug auf die Richtung, in den Rückstellkräften
gehxfc aus Fig. 1 hervor, worin über der Temperatur die
Rückstellkräfte aufgetragen sind, die in einem typischen, vorzugsweise :in. der Breite schrumpffähigen Film dieser Erfindung
in der Längs« ( gestrichelte Linie ) und der Querrichtung vorhanden sind, wenn der Film erhitzt und abgekühlt, aber am Schrumpfen gehindert wird. Es ist zu sehen, dass die Rückstellkraft
in jeder Richtung zwei Spitzen aufweist, wenn der Film auf 150°
erhitzt und wieder abgekühlt wird, wobei die eine Spitzenhöhe als Sohrumpfungs-RUoIbtellkraft bezeichnet wird und auftritt,
wenn der Film erhitzt wird, und die zweite Spitzenhöhe als beibehaltene Rückstellkraft bezeichnet wird, die auftritt, wenn der
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Film abgekühlt wird. Die letzte ist ein bezeichnender Wert, da sie die beibehaltene Kraft eines in der Wärme geschrumpften Filmes darstellt, der für einen bestimmten Zweck verwendet wird.
Der Unterschied in den zueinander senkrechten Ruckstellkräften
des Filmes dieser Erfindung steht im Zusammenhang mit dem Unterschied
in der Längs- und Breitenschrumpfung des Films, und das wird für verschiedene Filme in Fig. 2 gezeigt. Es wurde gefunden,
dass der Film mit der am meisten gewünschten Sehrumpfungseigenschaft
jener ist, bei dem die Sehrumpfungs-Rückstellkraft in der
zweiten Richtung wenigstens doppelt so gross ist wie in der ersten Richtung.
Polyäthylen-terephthalat ist besonders gut geeignet für das Verfahren
dieser Erfindung und findet nach der Herstellung ausgedehnte praktische Anwendung. Jedoch werden nach dem Verfahren
dieser Erfindung auch in beiden Achsenrichtungen verschieden stark in der Wärme schrumpffähige Filme und Rohrmaterial aus
anderen, wertvollen linearen, orientierbaren, kristallisierbaren, in der Wärme härtbaren Polymeren hergestellt, einschliesslich
Copolymeren, wie z.B. Polyamiden und linearen polymeren Estern, die zum Zweck dieser Beschreibung als solche Polymere definiert
sind, in denen zweibasige Säuren wie Terephthal-, Isophthal-,
Sebacin-, Dibenzoe- und 2,6-Naphthoesäure die Hauptsäurekomponente
darstellen.
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Der in der Wärme in beiden Achsenrichtungen verschieden stark . schrumpf fähige Film wird üblicherweise auf. einem Fliessband
hergestellt, bei dem der Film auf eine Drehtrommel ausgepresst wird und die Streckung danach (a) in der Längsrichtung mit einem
üblichen Längsausriehter, der zunächst langsam laufende^Walzen,
dann eine. Reihe leerlaufender und schliesslich schnell-laufende Walzen einschliesst, und (b) in der Querrichtung in einem üblichen
Spannrahmen, ausgeführt wird, .in dem der ,Film von Klammern
gehalten wird, die an Ketten befestigt sind, welche auf divergierenden
Spuren laufen. In der Zeit zwischen der ersten und der zweiten Streckung läuft der Film einige Sekunden lang durch einen
Ofen, in dem er heisser Luft ausgesetzt ist, während er im ausgedehnten Zustand gehalten wird. Nach dem Verlassen des dazwischen
befindlichen Ofens wird der Film vorzugsweise abgekühlt, z.B. durch Luft, die mit grosser Geschwindigkeit aus Düsen ausströmt.
Wie oben ausgeführt, kann der Film auch nach der zweiten Streckung durch einen Ofen laufen, und dort noch einmal teilweise wärme-gehärtet
und thermisch entspannt werden, um weiterhin den Schrumpfungsanteil in beiden Richtungen des Films zi^steuern. Der Film
kann entweder zuerst in dem Längsausrichter oder zuerst in dem Spannrahmen behandelt werden, je nach dem, ob die bevorzugte
Schrumpfung des Films in der Längs- oder in der Querrichtung liegt. ·
Wenn die Längsorientierung zuerst durchgeführt wird, werden die
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Walzen auf eine Temperatur erhitzt, die etwas höher, aber nicht
mehr als 25° C höher ist als die Übergangstemperatur zweiter Ordnung
des Poinneren. Für den besten Film aus Polyäthylen-terephthalat
mit einem Minimum an Längsschrumpfung sollten die Walzen nicht höher als bis auf einige Grade über 85° C erhitzt werden.
( Wenn nicht anders beschrieben, handelt es sich bei den bei der Filmherstellung angegebenen Temperaturen um zweierlei Temperaturen,
nämlich die den Film umgebende Temperatur, während er gestreckt oder während er unter Spannung gehalten wird oder die
Temperatur der Walzen, während der Film ausgewalzt wird. )
Die Dauer und die Temperatur der dazwischen liegenden teilweisen Wärmehärtung werden durch den gewünschten Grad der verschiedenen
Schrumpfung bestimmt und auch durch die Schwierigkeit, den Film danach wieder einheitlich zu strecken. Für den Fall, dass ein
Film aus Polyäthylen-terephthalat einige Sekunden ( wobei 4 « 5
Sekunden eine übliche Zeitspanne sind ) durch einen dazwischen liegenden, wärmehärtenden Ofen durchgeführt wird, liegt die Tem
peratur des Ofens vorzugsweise etwa 15° C höher als jene Temperatur, bei der die erste Orientierung durchgeführt wurde, und
zwar liegt sie im Bereich von 90 - 110° C. Vorzugsweise wird
der Film dann abgekühlt durch Überblasen von Luft mit hoher Geschwindigkeit, deren Temperatur etwa bei oder unterhalb der Tem·«
peratur der ersten Orientierung liegt. Die zweite Streckung wird am zweokraMssigaten bei einer Temperatur von 5 - 20° O oberhalb
■ .■■ .BAD OHiQlWkL
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- ίο -
der Temperatur der ersten Streckung vorgenommen, um einen guten Film mit ungleicher Schrumpfung zu erhalten.
Obgleich es schwierig ist, zufriedenstellende, zweiachsigorientierte,
Inder Wärme in beiden Achsenrichtungen verschieden stark schrunÜTfähige Filme aus Polyäthylen-terephthalat herzustellen,
indem man den Film zweifach oder weniger in der ersten Richtung streckt, wurden zufriedenstellende Ergebnisse erhalten, wenn der
FiI, 3 mehr als zweifach, aber nicht mehr als 3 l/2 fach in der
Querrichtung und zwischen 2- und 4-fach in der zweiten Richtung gestreckt wird. Wenn der Film aus Polyäthylen-terephthalat zunächst
in der Längsrichtung gestreckt wird, wird er in dieser Richtung vorzugsweise etwa 2,6 - 3*2-fach gestreckt. Der Film
wird dann in der Querrichtung vorzugsweise 2,4 - 3,2-fach gestreckt.
Wenn der Film andererseits zunächst in der Querrichtung gestreckt wird, wird er vorzugsweise zwischen etwa 2,8 - 3*2-fach
in der Querrichtung und zwischen etwa 2,8 - 3*2-fach in der Längs·*
richtung gestreckt.
Die Herstellung solcher Filme wird weiter in den folgenden Beispielen gezeigt:
Beispiele 1-11
In diesen Beiapielen wird ein Polyäthylenterephthalatfilm auf ein·
Drehtrommel mit 0,4 mm Dicke aufgepresst und dann in «inen Läng»-
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ausrichter in der Länge orientiert, in einem dazwischen liegenden Ofen im ausgedehnten Zustand erhitzt, im Luftstrom abgekühlt und
in einem Spannrahmen in der Breite orientiert. Die Temperaturbedingungen
und Streckungsverhältnisse gehen aus der nachfolgenden Tabelle ebenso hervor, wie die Schrumpfung bei I50 .C in
jeder Richtung. Ebenso sind die Filmtemperatur am Beginn und am Ende der divergierenden ( streckenden ) Teile des Spannrahmens
abgegeben und die Schrumpfungsrückstellkraft bei 15O0 C in jeder
Richtung für einige Filme der Fig. 2 und die beibehaltene Rückstellkraft
bei 580 C. Die Rückstellkräfte sind nach einem modifizierten
Orientierungs-Druck-Verfahren gemessen, das in den Technical
Papers, Band VII, Society of Plastic Engineers, 10-2, Seite 3 von
CT. Hathaway beschrieben ist. Die bei I500 C gemessenen Schrumpfungs-Rückstellkräfte
sind jene, die in Fig. 2 mit der entsprechenden Zahl des Beispiels dargestellt sind. Die Filmtemperaturen
wurden mit einem Model IT-3X/3°-Barnes Engineering Co.-Infrarot-Thermometer
gemessen.
. : BAD ORIGINAL
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ro ο ο co
Bei spiel |
Längen- dehnungs- verhält- nis |
Breiten- dehnungs- verhält- nis |
Längen ausrich tung |
dazwischen liegender Ofen |
Kühl wind |
Spann rahmen |
Film- Beibe- Beibe- tempe- haltene haltene ratu- Rückstell- Rückstell ren wäh- kraft kraft rend der bei ^e^n Quer- 150 C 2 38 C 2 streckung(kg/cm ) (kg/cm ) |
Schrum pfung bei 150° C (*) |
15 | Brei te |
An fang |
Ende Län-Brei-Län-Brei-Län- ge te ge te ge |
16 | 33 | |||||||
1 | 2,5; | 2,8 | 85 | 98 | 84 | 94 | ÜC 99 |
0C 115 |
10 | 34 |
2 | 2,5 | 2,5 | 85 ' | 104 | 80 | 91 | 96 | 108 | 18 | 46 |
3 | 2,7 | 2,3 | 85 | 108 | 80 | 91 | 98 | 110 | 15 | |
4 | 2,7 | 2,6 | 85 | 91 | 87 | 90 | 99 | IO8 14,3 31,4 72 IO8 | 13 | |
5 | 2,7 | 2,4 | 85 | 91 | 87 | 90 | 101 | IO7 7,0 34,2 67 127 | 9 | 41 |
6 | 2,8 | 2,5 | 85 | 99- | 82 | 94 | 98 | 115 10,0 46,6 72,7 145 | 11 | 42 |
7 | 2,8 | 2,1 | 85. | 99 | 78 | 94 | " 94 | 115 3,1 45,4 48,7 129 | 15 | 46 |
8 | 3,0 | 2,3 | 85 | 99 | 84 | 94 | 99 | 116 12,9 47,3 71 124 | 21 | 46 |
9 | 3,0 | 2,3 | 85 | 98 | 81 | 95 | 95 | 117 12,9 51,0 70,5 147 | 22 | 50 |
10 | 3,0 | 3,1 | 85 | 91. | 87 | 89 | 97 | 107 | 50 | |
11 | 3,0 | 85 | 98 * | 84 | 94 | 98 | 115 | |||
In diesem Beispiel wurde ein Polyäthylenterephthalat-Film in einer
Stärke von 0,275 mm mit Hilfe einer Drehtrommel ausgepresst und dann in einem Spannrahmen bei einer Temperatur von 88° C etwa
3,3roal in der Breitenrichtung gestreckt, dann in einem dazwischen
liegenden Ofen 4- 5 Sekunden lang auf eine Temperatur von 104° C erhitzt und dann mit Hilfe eines Längsausrichters bei einer Temperatur
von 109° C etwa 3,16-fäeh in der Längsrichtung gestreckt.
Der Film zeigt bis 150° C eine Schrumpfung von 3I % in der Längsrichtung
und 14 % in der Breitenriehtung.
In der Wärme schrumpffähiges Rohrmaterial wird aus dem neuen Film
hergestellt, indem man Streifen dieses Films zylindrisch um die Längsachse zusammenlegt und die überhängenden Enden des Filmes
befestigt. Vorzugsweise werden die Überhängenden Enden des Filmes mit Hilfe von mechanischen Stössen eines Hammers befestigt, der
mit uberschallfrequenz oscilliert. Befestigungen dieser Art wurden
angewendet, um das Kräuseln und die Deformation zu verhindern, die dann auftreten, wenn man, wie in der Vergangenheit, Wärmeverschlussverfahren
anwendet; es wurde gefunden, dass diese Befestigungen tatsächlich grossere Stärke aufweisen und dass sie etwa
der Stärke des Films selbst entsprechen. Wie vorher beschrieben,
wird das Rohrmaterial hauptsächlich aus solchen Filmen hergestellt, di· vorzugsweise in der Breltenriohtung sohrumpffähig sind. Der
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für solohes Rohrmaterial verwendete Film schrumpft in der Breitenrichtung
etwa zwischen 40 und 50 % und in der Längsrichtung etwa zwischen 10 und 20 %, Die Herstellung eines Rohres wird im folgenden
Beispiel gezeigt.
In diesem Beispiel wurde das in der Wärme schrumpffähige Rohrmaterirl
aus einem 0,05 ram starken, zweiachsig-orientierten, in
der Wärme in beiden Achsenrichtungen verschieden stark schrumpffähigen
Polyäthylenterepht-halat-Films hergestellt, der bei 1500C
eine Längs- und Breitenschrumpfung Von 15 bzw. 45 % aufweist. Ein
4,6 cm breiter Streifen dieses Films wurde zylindrisch um eine Längsachse gelegt und die ringsumlaufenden überhängenden Enden an
einem zylindrischen Stab vorbeigeführt, der einen Durchmesser von 1,32 cm hat und unter einem Hammer von 400 Watt, Modell 400
Ultraschall sealer von Ultrasonic Seal, Inc., gedehnt. Der Hammer oscilllerte mit 45 #iger Kraft bei einer Frequenz von 20 000
•chwingungen/Sekunde durch einen Ausschlag von 0,3 nun und mit 0,018 mm Amplitude mit einer Kraft von 1,8 kg. Die überhängenden
Enden des gefalteten Filmes werden an dem Stab unter dem Hammer mit einer Geschwindigkeit von 50 cm/min entlang geführt. Wenn
dieses Rohr auf 150° C erhitzt wird, zeigt es unveränderte Radial-
und Längsschrumpfung von 45 bzw. 15 5^·
* }A
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Die Rohre können auch durch Verbinden von radial übereinander ·
gelegten Enden eines zylindrisch gefalteten Films hergestellt werden. Die Bedingungen für die Benutzung des Überschall-sealer
kann stark verändert werden und kann mit verschiedenen in der Wärme in beiden Achsenrichtungen verschieden stark schrumpf-'
fähigen Filmen durchgeführt werden. Die Laufgeschwindigkeit des Films hängt von der durch den sealer aufgewendeten Kraft ab.
Für die meisten Verwendungszwecke ist eine geringe Längsschrumpfung, wenigstens etwa 15 %$ gewünscht, um die Enden des Rohres
flach gegen die Querenden des zu überziehenden Objektes zu drücken.
Wie oben beschrieben, werden in der Wärme schrumpffähige, druckempfindliche
Bänder aus einem solchen Film hergestellt, der in der Längsrichtung mehr schrumpft als in der Breitenrichtung. Im
allgemeinen schliesst dieser Film eine starke, zähe Rückseite ein, die bei Einwirkung einer geeigneten erhöhten Temperatur ( wie z.B.
150°. C ) wenigstens zweimal so stark in der Länge wie in der Breite
schrumpft und zwar innerhalb des Bereiches von etwa 10 - 50 % in
der Länge und 0 - 15 % in der Breite» vorzugsweise etwa 15 - 30 %
in der Länge und etwa 5,j- 10 % in der Breite, Vorzugsweise ist
diese Rückseite ein zweiachsig-orientierter, in der Wärme in beiden
Achsenrichtungen verschieden stark schrumpffähiger Film, eines
linearen, orientierbaren, kristallisierbaren, in der Wärme härtbaren Polymeren, insbesondere ein linear-polymeren Esters, wie
z.B. Po lyäthy lent ere phthalat. /
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Andere in der Wärme in beiden Achsenrichtungen verschieden stark schrumpffähige Filme, die dem Film dieser Erfindung, z.B. Poly-.
Ethylenterephthalat, unterlegen sind, die aber noch als Rückseite für in der Wärme schrumpffähige Bänder dienen können, umfassen
eine Vielzahl von in der Wärme schrumpffähigen Verbindungen, z.B. gehärtetes Polyäthylen, nicht-weichgemachtes Polyvinylchlorid,
Polycarbonat- und Polyamid-Filme und Filme aus fluorierten Polymeren, wie z.B. Polytrifluorchloräthylen (KeI-F) und fluoriertem
Äthylen-propylen. Um die besten Ergebnisse zuerhalten, sollte
die jeweilige Rückseite so vorbereitet ( ausgekleidet ) sein, dass das druckempfindliche Klebeband gut auf der Rückseite befestigt
werden kann. Ausserdem kann man die Rückseite, wie bekannt mit einer wenig haftenden Rückschicht versehen.
Da das Band zunächst in Berührung mit der Oberfläche in üblicher
Weise aufgewickelt und dann geschrumpft wird, werden an den Klebstoff besondere Anforderungen gestellt. Der Klebstoff muss mit
der Rückseite des Bandes fest verbunden sein und fest genug haften,
um übermässige Verformung zu verhindern, wenn das Band durch Einwirkung von Wärme der Schrumpfung unterworfen wird. Wenn der Klebstoff
zu schwach ist, kann sich das Band ablösen und wenn der Klebstoff übermässig verformt, schrumpft das Band und hinterlässt eine
abgelöste, klebrige, staubsammelnde Schicht von Klebstoff. Wenn der Klebstoff zu lueich ist,· werden ausserdem die Enden des geschrumpften
Bandes sich von der Oberfläche des Gegenstandes ablösen. . ,-__
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Die notwendigen Maßstäbe für innere Härte und Festigkeit des klebenden Materials können durch den Scher- und Viskositätstest
festgelegt werden. Einer dieser geeigneten Schertests ist die in ASTM D1000-64, Abschnitt 57 (a) mit dem Titel "Bond Seperation
During Cure" beschriebene Methode, die unter Anwendung eines 100-Gramm-Gewichtes anstelle eines 50-Gramm-Gewichtes durchgeführt
wird. 1 1/4 cm breite Streifen des Bandes, das aus einem inerten, nicht-dehnbaren, nicht-schrumpffähigen Film besteht,
wie z.B. zweiachsig-orientiertes und stark wärmegehärtetes PoIyäthylenterephthalat
werden miteinander verbunden und bilden einen Verbund, der alle 12 mm eine Klebestelle aufweist. In einem Ofen
von 1^0° C wird an dem einen Ende des einen Streifens ein 100-Gramm-Gewicht
befestigt und die Probe an das andere Ende des anderen Streifens gehängt, so dass das Gewicht frei hängt. Als
Scherkraft bezeichnet man die Zeit in Minuten, die benötigt wird, um den Verbund bei dieser Temperatur durch Scheren zu lösen
( Scherfestigkeit ). Benutzt man diesen Test als Maßstab, so
haben Klebstoffe, deren Scherfestigkeit einen Wert von 60 Minuten oder mehr, vorzugsweise 500 Minuten oder mehr beträgt, genügend
innere Härte und sind fest genug, um für einen in der Wärme schrumpffähigen Film als Rückseite zu dienen.
Ein geeigneter Viskositätstest wird gewöhnlich durchgeführt, indem
man den Klebstoff auf einen inerten, nichtklebrigen Untergrund bringt * vji© z.B, einen zweiachslg-orientierten und stark wärme-
BAD ORIGINAL
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gehärteten Polyäthylenterephthalat-Pilm. Die Se*,., ,xitdicke des
Klebstoffs beträgt 0,025 - 0,037 mm und der Pilmuntergrund ist
gewöhnlich 0,05 mm stark. Ein 6 mm breiter Streifen des Bandes wird zu 360 um einen frei-drehbaren Stab aus rostfreiem Stahl
mit einem Radius von 0,238 cm gewickelt, so dass das eine Ende
des Bandes an eine stationäre Klemme führt. Dem Stab wira ein konstantes, Drehmoment erteilt, um die ganze Wicklung einer gleichmassigen
Scherung auszusetzen, und die Drehgeschwindigkeit wird gemessen. Dieser Test wird mit verschiedenen Drehmomenten wiederholt
und in einer graphischen Darstellung das Drehmoment gegen die Geschwindigkeit aufgetragen, woraus man die Winkelgeschwindigkeit
bei einer Schergeschwindigkeit von 1 see" entnimmt. Die Viskosität η bei dieser Schergeschwindigkeit wird nach der
Gleichung
η = 6,3 x ΙΟ7 —
berechnet, worin T das Drehmoment in Gramm-Centimeter, t die
Stärke des Klebstoffes in cm und LU die Geschwindigkeit in Grad/min bedeutet. Wendet man diesen Test als Maßstab für genügende
innere Festigkeit an, so müssen die Klebstoffe eine Viskosität von mindestens 1,0 χ 10 Poise aufweisen, um fest genug
für die Anwendung auf schrumpf fähigen Pilmrüokseiten zu sein.
Einige dieser druckempfindlichen Klebstoffe, die für die Verwendung
auf in der Wärme schrumpffähigen Bändern dieser Erfindung
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geeignet erscheinen, umfassen die Gruppe der auf Acrylaten basierenden
druckempfindlichen Klebstoffe. Im allgemeinen umfasst diese Gruppe von Klebstoffen Polymere, die auf monomeren Acrylasten basieren, nämlich monomere Acrylester und nicht-tertiären
Alkylalkoholen, deren Moleküle gewöhnlich 1 - 14 Kohlenstoffatome,
vorzugsweise 4-12 Kohlenstoffatome enthalten. Es kann auch ein
Gemisch von verschiedenen Acrylat-Monomeren einbezogen sein, dann soll aber wenigstens ein grösserer Anteil der alkoholischen Gruppen
der Acrylsäure-ester eine Kohlenstoffkette mit wenigstens 4 Kohlenstoffatomen im Anschluss an das hydroxylische Sauerstoffatom
aufweisen. Das Acryl-Monomere kann mit einem geringen Anteil
solcher olefinisch-ungesSttigter Monomerer copolymerisiert sein, die starke polare Gruppen haben, wie z.B. Acrylsäure. Es wurde
gefunden, dass diese Klebstoffe die nötige Festigkeit und innere
Festigkeit bei hohen Temperaturen besitzen. Eine andere Gruppe
geeigneter Klebstoffe sind solche vom Kautschuk-Harztyp, welche
natürliche oder synthetische Elastomere und ein klebrigmachendes Harz umfassen, und die in der Wärme härtbar gemacht sind, z.B.
durch Zusatz von wärmereaktionsfähigen Phenol-Formaldehyd-Harzen.
In der Wärme schrumpffähige, druckempfindliche Klebebänder werden
in den folgenden Beispielen noch ausführlicher beschrieben«,
Ein Streifen wurde aus einem zweiaohslgeopienfciepfcen,, in der Wär-me
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in beiden Achsenrichtungen verschieden stark schrumpffähigen
Polyäthylenterephthalatfilm in der oben beschriebenen Weise hergestellt. Dieser Film war 0,025 mm stark und hatte bei 150° C eine
Schrumpfung von Jl % in der Länge und 14 % in der Breite. Dieser
Film wurde auf der einen Seite mit einer 0,028 mm starken Klebeschicht unter Verwendung eines Messerüberziehers überzogen,
wobei der Klebstoff aus einem Copolymeren von 90 Teilen Isooctyl-" acrylat und 10 Teilen Acrylsäure bestand. Der Klebstoff wurde in
Form einer 20 % Feststoffe enthaltenden Lösung in einem Lösungsmittelgemisch
aus Ä'thylacetat und Heptan aufgebracht. Dieses Copolymere hatte eine innere Viskosität von 1,6. Die nach dem oben
beschriebenen Verfahren bei IJO C gemessene Scherfestigkeit des
Klebstoffes war grosser als 1 000 Minuten. Nach dem überziehen
wurde der Klebstoff in einem Ofen bei einer Temperatur von 66° C
getrocknet. Die andere Seite des Filmes wurde mit einem dünnen, einheitlichen Überzug einerwenig haftenden Rückseite versehen,
die vom Polyvinyl-N-alkylcarbamat-Typ war, wie sie in der USA-Patentschrift
2 5^2 011 beschrieben und wurde entsprechend aufgebracht.
Diese Rückseite, die aus einer 5 #igen Lösung in Toluol
aufgebracht wurde, wurde ebenfalls bei 66° C getrocknet. Die
Klebefähigkeit des Streifens betrug 0,39 kg/cm der Breite, und der Streifen zeigte bei I500 C eine Schrumpfung von 32 % in der
Länge und 14 % in der Breite. Der Streifen wurde um Gegenstände gewickelt, wie z.B, Spulen, dann durch Erhitzen geschrumpft und
es entstand eine ausgezeichnet feste Umwicklung um diese Gegen-
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stände. Einige der Proben wurden in einem Ofen auf Temperaturen von 150 - 175° C erwärmt und andere wurden für kurze Zeit von
heisser Luft überströmt, die aus einem Heissluftgebläse mit einer Temperatur von 200° C kam. Während oder nach dieser Behandlung
wurden keine Streifenenden abgewickelt oder abgelöst.
Ein zweiachsig-orlentierter, in der Wärme in beiden Achsenrichtungen
verschieden stark schrumpffähiger Polyäthylenterephthalat« Film, wie in Beispiel 14, der aber 'bei I500 C eine Schrumpfung
von 20 % in der Länge und von J % in der Breite aufwies, wurde
zur Herstellung eines Streifens verwendet. Dieser Film wurde mit einem druckempfindlichen Klebstoff von 0,02 mm Stärke überzogen,
der ein Copelymeres aus 90 Teilen Fuselöl-acrylat ( in dem
55 - 80 % der Acrylsäure-ester solche des prim.-Amylalkohols,
15 -> 45 % solche des prim. Butylalkohols und 0 - 5 % solche des
n-Propylalkohols sind ) und 10 Teilen Acrylsäure darstellt. Dieser
Klebstoff hat nach dem oben angegebenen Test eine Scherfestigkeit von mehr als 1000 Minuten. Die andere Seite wurde mit der gleichen
Rückschicht wie in Beispiel 1 überzogen und der Film bei 66° C
getrocknet. Dieser Streifen zeigte eine Klebefestigkeit von 0,42 kg/cm der Breite. Er zeigte bei 150° C eine Schrumpfung von
21 % in der Länge und 6,2 % in der Breite. Die zu erreichende
Schrumpfung dläses Streifens machte ihn für das Umwickeln und
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- 22 - -
Schrumpfen auf blechumhüllten Kondensatoren mit e em Durchmesser
von etwa 5 - 40 mm brauchbar.
Das folgende Beispiel beschreibt einen weniger zweckmässigen in
der Wärme schrumpffähigen Streifen der aus einem Film hergestellt
wurde, der von dem der vorliegenden Erfindung verschieden ist.
Ein Streifen wurde aus einem erneut gereckten Film hergestellt, der durch eine 1,4 - 1,5-fache Längsstreckung bei 82° C eines
0,037 mm starken Polyäthylen-terephthalat-Fllmes erhalten wurde,
der ursprünglich etwa dreifach zweiachsig-orientiert worden war und bei 204 C wärmegehärtet war. Dadurch wurde der ursprünglich
0,057 mm starke Film, der in der Wärme eine Längs- und Breitenschrumpfung
von weniger als 2 % aufwies, zu einem 0,025 mm starken
Film, der bei 150° C eine Schrumpfung von 25 % in der Länge und
1»3 % in der Breite hatte. Dieser Film wurde auf der einen Seite
mit einer rohen Kautschuk-Lösung als Grundierung bestrichen, getrocknet und dann, wie in der USA-^Patentschrift 3 188 266 beschrieben,
ultraviolett bestrahlt, und über diese Grundierungssohioht eine 0,030 mm starke Schicht eines festen, wärmegehärteten
Klebstoffes folgender Zusammensetzung gestrichen.
ÖQ908S/2009
1B29556
Gewichtsteile rohes smoked rubber Blatt 100
Polymerisiertes Terpenharz
(Piccolyte S-115) 60
(Piccolyte S-115) 60
Baumharz (wood rosin) 20
Zinkresinat 5
Phenolaldehydharz
(Bakelite CKP-I634) 20
Zinkoxyd 20
Di-tert. Amyl-hydrochinon 2
Heptan 500
Dieser Klebstoff hatte eine Scherfestigkeit von mehr als 1000 Minuten und eine Viskosität von mehr als 90 χ 10 Poise. Der
überzogene Film wurde in einem Ofen bei 66 C getrocknet. Die andere Seite wurde mit einer wenig klebenden Rückschicht, wie
in Beispiel 1, überzogen und getrocknet. Der erhaltene Streifen hatte eine Schrumpfung von 22,5 % in der Länge und 1,3 % in
der Breite, und eine Klebefestigkeit von 0,37 kg/cm Breite. Wenn man zwei Schichten dieses Streifens um einen 25 mm grossen
blechumhüllten Kondensator von 9*5 nun Durchmesser wickelt, so
dass der Streifen an jedem Ende des Kondensators 2 mm übersteht, und der Streifen durch einen Luftstrom aus einem Heissluftgebläse
mit einer Temperatur von 204° C geschrumpft wird* so erhält man
einen zähen, sauber gewickelten Überzug, dessen Enden mit den Querenden des Kondensators übereinstimmen. Während und nach der
Schrumpfung wurden die Enden des Bandes nicht abgelöste
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Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung eines polymeren Films mit in der
Wärme zweiachsig-verschiedenen Schrumpfeigenschaften, dadurch gekennzeichnet, a) dass ein Film eines linear-orientierbaren,
kristallisierbaren, wärmehärtbaren Polymers bei einer ersten Temperatur zwischen T und T+25° C, wobei T die Übergangstemperatur
zweiter Ordnung des Polymers ist, in einer ersten Richtung gestreckt wird, b) dass der Film, während er sich im gedehnten
Zustand unter Zug befindet, einige Sekunden lang der Wärmebehandlung bei einer Temperatur die zwischen etwa 5 und 20 - 25° C
oberhalb der ersten Temperatur liegt, ausgesetzt wird und c) dass der Film danach in einer zweiten Richtung, die zu der ersten
senkrecht steht, bei einer Temperatur, die wenigstens um 5 C über der ersten Temperatur liegt, gestreckt wird.
'
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der FiIm5 während er sich unter Zug im gedehnten Zustand befindet,
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und bevor er in der zweiten Richtung gestreckt wird, abgekühlt
wird, indem er einer Umgebungstemperatur ausgesetzt wird, die etwa bei oder unterhalb der ersten Temperatur liegt.
3· Verfahren zur Herstellung eines Films mit in der Wärme zweiachsig-verschiedenen
Schrumpfeigensehaften, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein Film aus Polyäthylenterephthalat mehr als zweifach bei einer ersten Temperatur zwischen T und T+25° C, wobei T
die Übergangstemperatur zweiter Ordnung des Polymers ist, gestreckt
wird, dass b) der Film, während er sich unter Zug im gedehnten Zustand befindet, einige Sekunden lang der Wärmebehandlung
bei einer Temperatur, die zwischen etwa 5 und 20 - 25° C oberhalb
der ersten Temperatur liegt, ausgesetzt wird und c) dass der Film danach wenigstens zweifach in einer zweiten Richtung, die zu der.
ersten senkrecht steht» bei einer Temperatur, die wenigstens um 5° C über der ersten Temperatur liegt, gestreckt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
der Film zunächst in der Längsrichtung etwa 2,6 - 3,2-faoh und
dann in der Querrichtung etwa 2,4 « 3,2-fach gestreckt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3$ dadurch gekennzeichnet, dass
der Film zunächst in der Längsrichtung zwischen etwa 2,8 bis 3,3-fach
und dann in der Querrichtung zwischen etwa 2,8 - 3,2-faoh gestreckt wird.
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6, Biegsamer, zweiachsig-orientierter Film eirr linear-orientierbaren
Polymers, das nicht fasert und eine Zugfestigkeit von 7 kg/mm in den zueinander senkrecht stehenden Richtungen aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dassder Film bei 150° C in der
Wärme eine Schrumpfung von etwa 2 - 30 # in der ersten der zueinander
senkrecht stehenden Richtungen und von etwa 10 - 60 % in der zweiten der zueinander senkrecht stehenden Richtungen aufweist,
und dass er in der zweiten Richtung wenigstens zweimal so stark
wie in der ersten schrumpft, und dass dieser Film bei 150° C in der zweiten Richtung eine Schrumpfungsrückstellkraft hat, die
wenigstens zweimal so gross ist wie die Schrumpfungsrückstellkraft in der ersten Richtung.
7. Ein biegsamer, starker, in der Wärme in beiden Achsenrichtungen
verschieden stark schrumpffähiger Film nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das linear-orientierbare, kristallisierbare,
wärmehärtbare Polymere ein linear«polymerer Ester ist.
8. Ein biegsamer, starker, in der Wärme in beiden Aohsenrlchtungen
verschieden stark schrumpffähiger Film naoh Anspruch 6, : daduroh
gekennzeichnet, dass das linear-orientierbare, kristalli-t
sierbare, wärmehärtbare Polymere ein Polyäthylenterephthalat ist. \
9. Biegsames, in der Wärme in beiden Aohsenrichtungen versohieden stark schrumpf fähiges Rohrmater JaL, das aus einem dünneRW anigen
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zylindrisch geformten Film eines linear-orientierbaren, kristallisierbaren,
wärmehärtbaren Polymeren besteht, dadurch gekennzeichnet, dass es nicht fasert und eine Zugfestigkeit von mindestens
J kg/mm in den zueinander senkrecht stehenden Richtungen aufweist, dass es bei Ϊ50° C in der Wärme eine Schrumpfung
von etwa 2 - 30 % in der Längsrichtung und von etwa 10 - 60 %
in der Radialrichtung aufweist, und dass es in der Radialrichtung wenigstens zweimal so stark wie in der Längsrichtung
schrumpft, und dass es bei 150° C in der Radialrichtung eine Schrumpfungsrückstellkraft hat, die wenigstens zweimal so gross
ist wie die Schrunftungsrückstellkraft in der Längsrichtung.
10. Biegsames Rohrmaterial nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet,
dass das .linear-orientierbare, kristallisierbare, wärmehärtbare Polymere Polyäthylenterephthalat ist.
11. Druckempfindlicher Klebestreifen, dadurch gekennzeichnet, dass er in der Wärme schrumpffähig ist, dass er a) als Rückseite
einen Film nach Anspruch 6, der beim Erhitzen auf 150 C nicht
mehr als etwa 50 % in der Länge und nicht mehr als etwa 15 % in
der Breite schrumpft, und b) einen, mit der einen Seite der Rückseite .fest verbundenen, druckempfindlichen Klebstoff, der
bei Raumtemperatur und bei der erhöhten Temperatur klebgierig zusammenhaftend und bei Raumtemperatur fest ist und der in dem
beschriebenen Test eine Scherfestigkeit von mehr als 60 Minuten
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bei der erhöhten Temperatur und nach dem beschriebenen Test eine Viskosität von mehr als 1,0 χ 10 Poise hat, umfasst.
12. Streifen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Filmrückseite beim Erhitzen auf I50 C in der Länge um etwa
15 - 30 % und in der Breite um etwa 5- - 10 Ji schrumpft, und dass
der druckempfindliche Klebstoff nach dem beschriebenen Test eine Scherfestigkeit von mehr als 500 Hinten bei der erhöhten Temperatur
aufweist.
13. Streifen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
als Film-Rückseite zweiaehsig-orientiertes, in der Wärme in beiden
Achsenrichtungen- verschieden stark schrumpflähiges Polyethylenterephthalat
dient.
Ik. Streifen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
der Klebstoff ein Polymeres ist, das auf einem Acrylat eines nicht-tert. Alkylalkohols basiert.
15· Streifen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
der Klebstoff ein fester, in der Wärme härtender Kautschuk-Harz-Klebstoff ist.
16. Eine aufgewickelte Rolle des Streifens nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass es von dieser Rolle abgewickelt ^ werden kann, ohne dass sich der Klebstoff ablöst. G^AL
Dr.Fa./Br. 009885/2009
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US51353765A | 1965-12-13 | 1965-12-13 | |
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19661629556 Pending DE1629556A1 (de) | 1965-12-13 | 1966-12-12 | In der Waerme schrumpffaehiger Film |
Country Status (3)
Country | Link |
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JP (1) | JPS5212225B1 (de) |
DE (1) | DE1629556A1 (de) |
GB (1) | GB1176334A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2443928A1 (de) * | 1973-09-14 | 1975-03-20 | Du Pont | Heissiegelbare, hitzeschrumpfbare, zweiachsig orientierte polyesterfolie und verfahren zur herstellung einer solchen folie |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA980967A (en) * | 1971-02-03 | 1976-01-06 | Takayuki Katto | Process for producing porous articles of polytetrafluoroethylene |
-
1966
- 1966-12-09 JP JP8041866A patent/JPS5212225B1/ja active Pending
- 1966-12-12 GB GB5562666A patent/GB1176334A/en not_active Expired
- 1966-12-12 DE DE19661629556 patent/DE1629556A1/de active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2443928A1 (de) * | 1973-09-14 | 1975-03-20 | Du Pont | Heissiegelbare, hitzeschrumpfbare, zweiachsig orientierte polyesterfolie und verfahren zur herstellung einer solchen folie |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5212225B1 (de) | 1977-04-05 |
GB1176334A (en) | 1970-01-01 |
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