DE1704691A1

DE1704691A1 - Verfahren zur Herstellung von orientierten Kunststoffolien sowie deren Verwendung

Info

Publication number: DE1704691A1
Application number: DE19671704691
Authority: DE
Inventors: Frisinghelli Ugo Lodovico; Pelliceiari Giorgio Lodovico
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1966-11-30
Filing date: 1967-11-29
Publication date: 1971-05-27
Also published as: GB1189999A; US3551540A; FR1562850A; CA922079A

Description

Verfahren zur Herstellung von orientierten Kunststoffolien sowie deren Verwendung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von orientierten Kunststoffolien sowie deren Verwendung.

Es ist bekannt, biaxial orientierte Pollen durch Dehnen einer schlauchförmigen Folie nach dem ein- oder zweistufigen Blasverfahren herzustellen, wobei die Folie in beiden Verfahren gleichzeitig in zwei Richtungen orientiert wird»

Beim einstufigen Blasverfahren wird der extrudierte Schlauch unmittelbar nach dem Extrudieren auf einen bestimmten Durchmesser gedehnt und mit einer bestimmten Geschwindigkeit abgezogen, welche größer als die Extrudiergeschwindigkelt ist. Bei diesem Verfahren ist es schwierig, die Schrumpfeigenschaften der Folie zu regulieren, und in Jedem Fall sind die erzielbaren Schriimpfwerte in beiden Richtungen stark begrenzt; so betragt der maximale Schrumpfwert für Folien aus hartem Polyvinylchlorid (PVC) bei 100⁰C in beiden Richtungen nur etwa 20& wShrend für viele Zwecke wesentlich höhere Werte erwünecht sind} nach dem gleichen Verfahren hergestellte Folien aua weichgemaohtem PVC haben etwas höhere Schrumpfwerte, welche

109822/1907

*AD ORIGINAL

Jedoch ebenfalle noch unbefriedigend sind. Ein weiterar Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß man da>nit nur schwer regelmäßige faltenf'reie Folien erhalten kann.

Die In der vorliegenden Beschreibung erwähnten Schrumpfwerte und SchrumpfSpannungen wurden nach den welter unten beschriebenen Methoden bestimmt.

Bei deai zweistufigen Blasverfahren wird das schlauchfürmige Extrudet direkt nach dem Extrudieren ohne wesentliche Orientierung auf Raumtemperatur abgekühlt und denn erneut eiwärmt und nach dem Blasverfahren gedehnt. Die Blase ist nur unter begrenzten Temperatur- und Reckbedingungen stabil, so daß es nicht oöglioh 1st, Folien mit einem weiten Bereich der SchruBpfeigenschaften herzustellen. Im Falle von nicht weichgemaohten PVC-Folien können beispielsweise nur Folien mit hohen Schrumpfspannungswerten erhalten werden, welche fUr die meisten Verpackungezwecke ungeeignet sind. Bei diesem Verfahren ist es ebenfalle schwierig, regelmäßige faltenfreie Folien zu erhalten. Weiterhin hat dieses Verfahren den Nachteil, daß nur beschränkte Folienbreiten hergestellt werden können, da die anwendbaren Aeckverh&ltnisee begrenzt sind. Versuche, breitere Folien durch Dehnen der Folie in der ersten Blase direkt nach dem Extrudieren herzustellen, führen zu Folien von ungleichmäßiger Dicke, welche für viele Zwecke ungeeignet sind.

109822/1907

BAD

Eine biaxiale Orientierung von flachen Folien kann nur durch die Spannrahmenverfahren erzielt werden, deren Durchführung schwierig ist, wenn Folien mit einem weiten Bereich der Schrumpfeigenschaften hergestellt werden sollen, und welche im Hinblick auf Materialverlust und Anlagekosten ziemlich teuer sind.

Ee wurde nun gefunden, daß man orientierte·FoIien aus organischen Polymeren auf sehr befriedigende Weise Herstellen kann, nenn man

a) das Polynere durch eine ringförmige Düse zu einer echlauch förmigen Polymerfolie echmelzextradiert,

b) die sohlauchfönnige Folie bei einer Temperatur zwischen der Scheel»temperatur und der Verfestigungsteatperatur (d.h. der Temperatur, bei welcher die orientierte Foil« forabeständig ist, wenn keine äußere Kraft sur Veränderung ihrer Dimensionen auf sie ausgeübt wird), durch Gaadruok von innen unter Bedingungen dehnt, bei welchen die Folie vorwiegend in Querrichtung orientiert wird,

c) die orientierte Folie unter ihr« Verfestigungs^aperatur abkühlt und

d) die Folie erneut erwärmt und bei einer Teeperatur über ihrer Yerfestlgungatetaperatur in Längsrichtung orientiert

Die LXngsorientierung in Stufe d kann raan mit de» querorientierten Folienschlauch als solchem durchführe» oder ntn

109822/1907

kann den Folienschlauch aufschneiden, wobei mein /rewütoniich zwei flache Pollen durch Aufschlitzen der Ken ten htfrstcJ. ΓΊ;. und die flachen Folien dann In Lang.- richtung orientiere*·». Man kann die Lan^ßorlentierung in eirem kontinuierlichen Verfahren mit der Querorientierung durchführen cder di>. ruarorientierte Folie zunächst aufwickeln und dann in einer getrennten Stufe längsorientieren.

Dieses..neue Verfahren hat den großen Vorteil, üüQ man euren geeignete Variationen der Reckverhältnisse und der Temperaturen in den Orient! erungsstuf en Folien mit einem -weiten Bereich von Schrumpfeigenschaften herstellen kann. Darüberhinaus haben die orientierten Folien eine außerordentlich gleichmäßige Dicke und sind regelmäßig und faltenfrei.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mögliche Herstellung von Folien mit einem weiten Bereich der Sehrumpfeigenschaften ist von besonderem Wert für Folien, welche als Verpacktngsmaterial eingesetzt werden sollen. Bei derartigen Folien sind häufig hohe Schrumpfwerte, Jedoch niedrige Schrumpfspannungen erwünscht. Solche Folien lassen sich nach dem erf ίndungsge/näßen Verfahren leicht herstellen, während dies bei den bekannten Verfahren schwierig ist. So werden beim einstufigen Blasverfahren Folien mit hoher Schrumpfspannung. Jedoch nur geringer Schrumpfung in beiden Richtungen erhalten. Beim zweistufigen

109822/1907

BAD ORIGINAL

BIaβverfahren und bei den Spannrahmenverfahren werden dagegen Folien mit wesentlich höheren Schrumpfgraden in beiden Richtungen erhalten, was Jedoch immer mit einer relativ hohen Schrumpfkraft verbunden ist, wenn die Folien nicht in einem getrennten Arbeitsgang getempert werden.

Niedrige Schrumpfspannungen sind insbesondere beim Verpacken von leichtdeformierbaren Produkten erwünscht. Außerdem erleichtern niedrige Schrumpfspannungen das Heißsiegeln der Folie vor dem Schrumpfen und sind daher insbesondere im Falle von Hartfolien mit hohem Modul wie solche aus nicht weichgemachten PVC und Polystyrol von großem Vorteil, welche sich nur bei Temperaturen heißsiegeln lassen« bei denen bereite eine beträchtliche Schrumpfung stattfindet. Bei der Herstellung von orientierten PVC-Folien nach dem neuen Verfahren lassen sich Schrumpfwerte bis zu 60 % in beiden Richtungen erreichen, Jedoch können die Schrumpfepannungen wesentlich niedriger sein als bei Folien mit vergleichbaren f Schrumpfwerten, welche nach den bekannten Spannrahmenverfahren oder dem bekannten Zweistufen-Blasverfahren hergestellt wurden; so können die Schrumpfspannungen auf einen bestimmten

ρ Wert eingestellt und in manchen Fällen bis auf 7 kg/cm oder noch darunter gesenkt werden. Es können Jedoch nicht nur die Schrumpfspannung und der Schrumpfwert unabhängig voneinander .variiert werden, sondern auch Folien mit unterschied-

109822/1907

liehen Schrumpfeigenschaften in beiden Richtungen hergestellt werden. Ein derartiges Schrumpfverhalten der Folie ist vorteilhaft beim Verpacken von rechteckigen Gegenständen, Wenn man rechteckige Gegenstände in Schrumpffolien verpackt, deren Schrumpfspannung in beiden Richtungen lmraer gleloh ist, bilden eich sogenannten "Eselsohren", d.h. die schrumpfpackung weist nach Durchlaufen des Schrumpftunnels nach oben gebogene nicht angelegte Ecken auf, welche dan Aussehen stark beeintrHchtigan. Diese "Eselsohren" können vermieden werden, wenn

-0.

man Folien mit verschiedenen Schrurnpfeigenschaften in beiden Richtungen verwendet. So kann man nach dem erfindungsgemäüon Verfahren beispielsweise biaxial orientierte PVC-PoIlen herstellen, welche bei 100⁰C in beiden Richtungen eine Schrumpfung von 4o % aufweisen, Jedoch in Querrichtung

ρ eine Schrumpfspannung von maximal 7 kg/cm und in Längsrichtung eine Schrumpfspannung von 17,5 kg/cm und mehr haben. Nach dem Verfahren können natürlich auch stark schrumpfende Pollen mLt mittlerer bis hoher Schrurapfspannung in beiden Richtungen hergestellt werden. Derartige Folien sind besonder» erwUnscht, wenn optimale mechanische Eigenschaften in beiden Richtungen gefordert werden.

Als thermoplastische Polymere eignen sich für daa erfindungsgemäße Verfahren alle filmbildenden Harze, welche sich im erweichten oder geschmolzenen Zustand, d.h. in Falle von

amorphen Polymeren oberii.'lb ti uv Temper·?! tür, Iv.-i der r.Je in die Glasphase Übergehen, und im Falle von Fc'ymsren mit gewissem Krista] linitätsgrad oberhalb der Te-npv-ratur, bei der be j in Abkühl en der Polymere;·! von der Ext nidi er temperatur eine wesentliche Kristallisation eintritt, orientieren lassen. Geeignete amorphe Polymere sind beispielsweise Ιϊοαυ- und Copolymere von Vinylchlorid und Styrol, AIg kristalline Polymere werden solche bevorzugt, welche keinen scharfen Kristallschmelzpunkt haben, sondern in einem bestimmten _A

Temperaturbereich allmählich aus einem Feststoff in eine viskose Flüssigkeit übergehen. Geeignete Polymere dieser Art sind beispielsweise Polyäthylen und Polypropylen, insbesondere wenn ihr Schmelzbereich durch geeignete Copolymerisation pder durch Zusatz anderer polyraerer Stoffe mit geringerer oder gar keiner Kristallinitat verbreitert wird.

Von den amorphen Polymeren werden die Vinylchloridpolymerer bevorzugt, zu welchen die besonders geeigneten Vinylchloiidhomopolymeren sowie Copolymere von Vinylchlorid und Vinyl- ([ apetat, Copolymere von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Copolymere von Vinylchlorid und Styrol, Copolymere von Vinylchlorid und Acrylnitril, Copolymere von Vinylchlorid und Dialkylfumarat oder -maleat, Copolymere von Vinylchlorid und AlRylmethacrylat oder Alkylacrylat, Copolymere von Vinylchlorid, Methylmethacrylat und Vinylacetat, Copolymere von Vinylchlorid und Propylen und Mischungen von Polyvinylchlorid

ORfCHNAL

109822/1907 "*

- Γι -

mit cdi Jif-J<t odor 2 ν; ρ j der genannten Copolymertii, Mi Polyvinylchlorid mit chlor i o.r'avn Poly'(ih;·.! en, Mischungen von Polyvlnj JoliJorid nut AIlS-Tnrpolyrr.cr?'.;:· init] Mi co.lmn^en von Polyvinylchorid mit einem AoryJ.nt- od^r Mtfthaerylatj-.G.iysncrtr. gehören. Dir; Polymeren können außerdem bis zu .55 (»ew.#, boi·- spiclswcisc 13 bis yj Qew.ji Welclunaciicr enthalten. Hierzu können alle handelsüblichen WeichmecJier, inabesondere solche vom Et;4,ertyp Rmpfohlon werden. Weiter?' ß<!<pignete amorphe Polymere sind Polyotyrül, Poly-α-methyletyrol, Copolymere von mindestens $0 Qew.ji Styrol mit ä'tliylenisch ungesättigten Comonomei'on v:lc Acrylnitril, Methacrylnitril, Alkylmcthacrylat und/oder einem konjugierten Diolefin mit h biu 6 Kohlenstoffatomen wie. Butedlen-l ,^. Zu den ßcnmelsuri entierbaren kristni-11 ilen Po.ljmeren gehüren beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten -1, Copolymere von Äthylen und Propylen, von Äthylen und Buten, von Propylen und Buten, von Äthylen und Vinylacetat, von Äthylen und Alkylaerylat und Alkylmethacrylat und die sogenannten ionOmeren. Weiterhin eignen eich Mehrstofimischungen dieser Polymeren untereinander oder mit anderen polymeren Stoffen, insbesondere solchen, welche den Schmelzbereich verbreitern.

In der ersten Orientierungsstufe wird die Schlauchfolie bei einer Temperatur zwischen der Schmelatemperatur und der Verfestigungstemperatur, auf welche sie durch geeignete Kühl-

109822/1907 bad original

mittel abgekühlt wird, durch Gasdruck von innen vorwiegend in Querrichtung orientiert. Der aufgeblasene Schlauch wird dann zusammengedrückt und mit einer Geschwindigkeit, welche normalerweise höher als die Extrudiergeschwindigkeit ist, durch ein Abquetschwalzenpaar abgezogen. Im allgemeinen wird die Geschwindigkeit der Abquetschwalzen so eingestellt, daß das Längsreokverhältnls zwischen 5:1 und 20:1 Hegt. Das QuerUehnungs· oder Aufblasverhältnis liegt normalerweise zwischen 2*1 und 4:1, Es wurde überraschenderweise gefunden, daß diese starke Langedehnung der Folie bei dem erfindungsgeraäßen '/erfahren nicht von einer Längsorientierung begleitet 1st. Zur Erzielung einer Folie, welche am Ende der ersten Orlentlerungestufe Vorwiegend in Querrichtung orientiert ist (und daher nur eine geringe oder gar keine Längsschrumpfung aufweist), darf der Schlauch unmittelbar nach Verlassen der Düse praktisch nicht sehr stark gekühlt werden. Dies beruht höchstwahrscheinlich auf der Reihenfolge der verdünnenden, d.h. die Wandstärke des Schlauches vermindernden Vorgänge zwischen den Punkt, *n welche» die Schmelze die Düse verläßt, unddem Punkt, an welchen die Blase fertig ausgebildet ist. Der Hauptteil der Längsverdünnung der Schmelze findet anscheinend unmittelbar nach Austritt der Schmelze aus der Düse statt, d.h. in einen Bereich, in welchem Ute Blase noch nicht gebildet ist. Diese Längsverdünnung findet also in einem höheren Temperaturbereich als die Aufblähung der Blase statt. Bei dieser hohen

109822/1907 bad original

-ίο -

Temperatur, welche fast so hoch wie die Schmelztemperatur in der Dü«e ii$t, ist die Relaxationsgeschwindigkeit groß genug, um eine wesentliche Längsorient!erung zu verhindern. Aufgrund entsprechender Kühlvorrichtungen für den die Düse verlassenden Schlauch, findet die Querdehnung der Blase in einem Temperaturbereich statt, welcher unterhalb der Temperatur der üehmelze liegt, bei welcher tier Hauptteil der LängsVerdünnung erfolgt, so daß die Folie eine vorwiegend in Querrichtung verlaufende Mo lekülorienblerung erhält, da die flelaxatlonszelt in diesem Temperaturbereich wesentlich lBnger 1st. Die Aufblähung zur Blase erfolgt nicht bei einer bestimmten Temperatur, d.h. nicht 1sothermisch, sondern in einem TemperaturgefUUe. Dies erklärt möglicherweise auch die außerordentlich gleichmäßige Dicke der nach dem urfindungsgemüßen Verfahren hergestellten Pollen. Die dünneren Teile der sich bildenden Blase kUhlen schneller ab al** die dickeren und setzen daher einer weiteren Dehnung einen größeren Wideretand entgegen als die dickeren Bereiche, so daß sich die Pollβ in der Dicke ausgleicht. Die Querschrumpfung der Folie nach der ersten Stufe dos erfindungsgemäßen Verfahrens xur biaxialen Orientierung kann, gemessen bei 100°C, bis zu 60 % betragen. Die Längsschrumpfung 1st wesentlich geringer. Vorzugsweise 1st die LKngsorientierung der Polie am Schluß der Querorlentierungsatufe so hoch, daß die Langes chruinpfung der Folie bei 100⁰C unter 10 % liegt.

109822/1907

Die Schrumpf eigenschaften in Querrichtung häiifttixi vow Ixponsionsverhältnis der Blacc und von der ynt.oniiitUt ti«¹!' I.Uhlung ab. Das Expaneionoverhältnis dor BIdSe₁ d.h. dan VerhMtrtis zwischen dem endgültigen Blasendurchmenncr und deai I^urcluncsser der Düse, beträgt ini allgemeinen mindestens 2:1, z.B. 2:1 bis 4:1, und vorzugsweise 2,5:1 bis 3#i>s 1 · Eß wurde überraschenderweise gefunden, daß die Schrumpfei genschnf ton der Folie in Querrichtung außerdem von der Form der Blase abhängen« in %

welcher die Reekung erfolgt, d.h. Je schneller das Recken bei einer gegebenen Temperatur erfolgt, desto hoher ist die Schrumpfspannung der orientierten Folie« So wird bei einer AusfUhrungsfortn der Erfindung die Form der Blase in der Querorientierungsstufe im letzten Teil und vorzugsweise während der gesamten Querorientlerungezeit gesteuert. Unter einem "Steuern" der Form wird dabei verstanden, daß die Blase in eine andere Bahn als die Bahn gezwungen wird, welcher sie bei alleiniger Einwirkung des Atrnosphärendruekes auf ihre Außenseite folgen wUrde. Diese Steuerung der Fora kann zweckmäßig durch eine divergierende, allgemein kegeletumpfförmige Führung erfolgen, insbesondere durch eine derartige Führung, an deren Innenwand eine Schicht aus Gas oder einem anderen Fließmedium aufrechterhalten wird; diese Schicht kann durch ein Von unten in die Führung eingeleitetes Fließmedium (z.B. das zum Kühlen des Extrudats verwendete' FIießmedium) oder ein durch die Wände der Führung einge-

ORfQfNAL 109822/1907

leitetes Fließmedium oder durch eine Kombination beider Mittel gebildet werden. Natürlich kann durch die Schicht des Flißemediums auch die Temperatur der Folie reguliert werden. Der Winkel des Führungskegels kann beispielsweise 40° bis 70° und vorzugsweise etwa 50° betragen.

Die vorwiegend in Querrichtung orientierte Folie wird dann auf eine Temperatur unterhalb ihrer Verfestigungstemperatür abgekühlt. Danach wird sie erneut erwärmt und der zweiten Verfahrensstufe, d.h. der Längsorientierung unterworfen. Die Längsorientierung wird zwischen zwei . Quetschwalzenpaaren mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten durchgeführt. Der Geschwindigkeitsunterschied bestimmt das Längsreckverhältnls und damit die Längsschrumpfung. Das Reckverhältnis liegt bei mindestens 1,2:1 und kann Je nach Art des verwendeten Polymeren und der gewünschten Schrumpfung bis zu 5:1 betragen» Bei PVC-FoIien wird Im allgemeinen ein Reckverhärtnis von 1,2:1 bis 2,5:1 gewählt. Die Temperatur der Folie beim Längsrecken muß bei amorphen Polymeren oberhalb der Temperatur liegen, bei der sie in die Olasphase übergehen. Bei kristallinen Polymeren liegt diese Temperatur oberhalb eines Wertes, der um Ao⁰C tiefer als der endgültige Kristallschmelzpunkt liegt. Die Längsorientierung wird vorzugsweise so durchgeführt, daß der in der ersten Verfahrensstufe in die Folie eingebrachte Querschrumpfungswert vollkommen oder weitgehend erhalten bleibt; dies kann dadurch

10 9 8 2 2/1907 _BAD

erreicht werden, daß man den Reckvorgang nur über eine sehr begrenzte Länge von vorzugsweise weniger als 2 cm und insbesondere weniger als 1 cm durchführt, um die Verringerung der Breite so gering wie möglich zu halten.

Ein überraschender Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man die zweite Orientierungsstufe in einem relativ weiten Temperaturbereich durchführen kann. Dies ist ^ insbesondere bei amorphen Polymeren wie Polyvinylchlorid wichtig. Bei den bisher bekannten Verfahren zum biaxialen Orientieren von Polyvinylchloridfolien konnten befriedigend hohe biaxiale Reokverhältnisse nur bei Temperaturen erzielt werden, welche etwas oberhalb des Übergangspunktes zweiter Ordnung von hartem Polyvinylchlorid (90 bis 110⁰C) oder nahe bei der Extrudiertemperatur der Schmelze (l60 bis 200⁰C) lagen. Bei dazwischenliegenden Temperaturen, d.h. im Bereich von 110 bis 160°C> waren die Keckverhältnisse sehr begrenzt, so daß Folien mit sehr geringer Schrumpfung erhalten wurden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Jedoch beim Längsorientieren von vorwiegend querorientierten PVC-Polien bei diesen Zwischentemperaturen Reckverhältnisse von 2:1 und darüber erzielt werden. Diese starke Reckbarkelt bei den Zwlschentemperatüren hat zwei wichtige Vorteile. Erstens können hohe SchrumpfWerte in Längsrichtung erreicht werden.

Da außerdem die vorherrschende Querorientierung aus der ersten

109822/1907 ■»««««.

-u-

Verfahrensstufe ohne Schwierigkeiten auf hohem Niveau gehalten werden kann, lassen sich biaxial schrurapfbare Folien mit Schrumpf werten bis zu 6O# bi*i, 100°C herstellen. Auf der anderen Seite können die Werte fUr die Schrumpfspannung nach Wunsch eingestellt werden und beispielsv;ei3e in beiden Richtungen bis auf 7 kg/cm und darunter gesenkt werden. Normalerweise 1st die Schrumpfspannung umso geringer, je höher die Orientierungstemperatur ist. Dies beruht höchstwahrscheinlich auf einem Tempern der querorientierten Folie, welches sich bei höheren Temperaturen und/oder längeren Verweilzeiten bei diesen Temperaturen stärker auswirkt. Ein Recken bei den Zwischentemperaturen führt also zu einer wesentlichen Verminderung der Schrumpfspannung ohne daB die gewünschte hohe Schrumpffähigkeit verloren geht. Die Schrumpfwerte einer Folie, welche bei zu hohen Temperaturen in der Nähe der Extrudiertemperatur der Schmelze orientiert wurde, sind für viele Verwendungszwecke zu niedrig.

Wenn die Folien aus einem Material hergestellt werden, dessen Übergangstemperatur zur Glaephase in der Nähe der Raumtemperatur liegt (z.B. Folien aus weichgemachten Vlnylchloridpolymeren mit einem Weichmachergehalt von über 15 Gew.£, insbesondere 20 Gew.#), neigen sie bei der Lagerung zum Schrumpfen, wodurch sich die aufgewickelten Folien verziehen. Dieses Problem kann im wesentlichen dadurch gelöst werden, daß man

■ jrfii*· - 109822/1907 bad

die biaxial orientierte Folie einer Vcrschrurnpf behandlung unterwirft. Bei dieser Behandlung wirldie Folie bei einer Temperatur von 4o° bis 90⁰C in beiden Richtungen u« 2 bis 3506 geschrumpft. Die einfachste Form dieser Behandlung besteht darin» daß man die Folie unter Erhitzen zwischen zwei Quetschwalzenpaaren hindurchführt, wobei man einen der gewünechten Vorschrumpfung in Längsrichtung entsprechenden Überschuß einführt und den Abstand zwischen den Quetschwalzen und

die Länge der Heizzone auf die gewünschte Querschrumpfung ab- ^ stellt.

Mit der Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens vorgeschlagen, welche

a) eine ringförmige Extrudieröffnung,

b) eine Extrudiervorrichtung zum Zufuhren von geschmolzenem Polymeren zu der Öffnung und Extrudieren des geschmolzenen Polymeren durch die Öffnung,

c) ein Abquetschwalzenpaar zum Abziehen einer schlauchform!gen Polymerfolie von der öffnung und Zusammendrucken der schlauchförmigen Folie unter Bildung einer praktisch gasdichten Blase aus dem extrudierten Polymeren,

d) eine Gaszufuhrvorrichtung zum Einleiten von Gas mit einem bestimmten überdruck in das Innere der gasdichten Blase und

e) eine Kühlvorrichtung zum Zuführen eines nahe an der Extrud^eröffnung auf die Außenseite der schlauchfcrnigen Folie

109822/1907 SAD

treffenden Kühlgaees, welche eine an die Extrudieröffraung angrenzende Zone stun LSngorecken oer schlauchform! ge;i Folie ohne wesentliche Langso^ientlernriiS dcx'selbcn Umfaßt.

Pie Erfindung wird Im folgenden anhand der beigefügten 1 näher erläutert, welche einen Querschnitt durch eine Vor* richtung zur Durchführung dee erfinduingsgemifßen Verfahrens darstellt.

Bei der dargestellt«)) Vorrichtung wird eine Polyvinylchlorid enthaltende Mischung durch einen Einfülltrichter I in einen konventionellen Extruder 2 eingebracht, wo sie auf eine geeignete Temperatur erwärmt wird. Während der Weiterbewegung durch die auf Üblichen Wege angetriebene Extruderechnecke wird das thermoplastische Material geschmolzen, wozu der Extruder mit einer geeigneten Heizvorrichtung versehen ist. Das geschmolzene Polymere wird einem alt Bolzen «si Bxtruderkopf befestigten Adapter 2 zugeführt. Aa Ausgang des Knies 1st auf geeignete Weise eine DUse 4 befestigt, in welche das geschmolzene Polymere hineingedrückt wird. Die DUse weist eine ringförmige Öffnung 5 auf, aus welcher die viskose thermoplastische Masse in Fora eines Schlauches 6 austritt. Die Düse hat außerdem eine Mittelöffnung 7, welche mit einer Luftzufuhr verbunden ist, so daß der Schlauch durchElrtol ascn einer entsprechenden Menge Luft ouf einen gewünschten Durchmesser aufgeblasen wer·

109822/1907

BAD

den kann. Die Luftzufuhr ist mit einein Ventil (nicht dargestellt) versehen, so daß der Luftstrom nach Einblasen dir gewünschten Luftmenge in den Schlauch unterbrochen weroan kenn. Wenn die Luftmenge im Schlauch abnimmt, beispielsweise durch Undichtigkeit oder aus einem sonstigen Grund, kann die Luftmenge durch entsprechende Einstellung des Ventils reguliert werden. Der sich aufblähende Schlauch wird durch e.tn Paar rotierender Abquetschwalzen 9 nach oben durch einen Kühlring 8 abgezogen, wobei die Walzen gleichzeitig dazu dienen, den % Schlauch vollkommen zusammenzudrücken und das ineri"?» gasförmige Medium, z.B. Luft, an der beschriebenen Stelle zu halten. Der Schlauch 6 wird auf eine unter der Extrudierte.nperatur liegende, zum Orientieren geeignete Temperatur abgekühlt und zur Querorientierung durch Aufblasen gereckt, wobei die Abkühlung auf die genannten Temperatur durch einen regulierten, um die Außenseite des Schlauches im wesentlichen senkrecht nach oben gerichteten Luftstrom erfolgt, welcher zwischen der sich aufblähenden Blase und einer entsprechend geformten kegelstumpf- g föraigen Führung 10 verläuft.

Die Kühlluft wird aus einem Gebläse 11 von beiden Seiten in einen Kühlring 12 eingeblasen und gelangt von dort durch einen Spalt IjJ auf die Außenfläche des Schlauches. Der Spalt ist eo angeordnet, daß die Kühlluft etwas oberhalb der DÜ^e auf den Schlauch trifft. Der Kühlluftstrom bildet eine KUhI-

109822/1907

17CM691

zone, welche zum Kühlen oder Einsteilen des sich ausdehnenden Kunststoffschlauches auf rten gewünschten Durchmesser dient. Er verläuft dann nach oben an der Innenweite der Führung 10 entlang. Die Folie wird beim Recken also durch diesen Luftstrom gekühlt. Die am unteren Ende der Führung durch den Kühlring eingeführte Luft kann je nach der gewünschten Querorientierung der Folie mit verschiedenen Temperaturen zugeführt werden. Die Luftkühlanlage ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

Nach dem Verlassen der Abquetschwalzen wird der Schlauch über geeignete Führungsrollen geleitet und entweder für eine anschließende getrennte Orientierung auf einer Längßreckmaschine auf Rollen gewickelt oder wie bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung dieser Maschine direkt zugeführt. Die Längsreckmaschine besteht aus einer Anzahl von nebeneinander angeordneten Walzernund die zu reckende Folio wird in einer abwechselnd über und unter den Walzen verlaufenden Sinuskurvenbahn durch die Haschine geführt. Die Maschine 1st so eingerichtet, daß ein Teil derselben, d.h. die Zugwalzen 15 und 15a, mit einer größeren Oberfläch^ngeschwindigkeit als der andere Teil, d.h, die Zuführ walzen 14 und l4a, angetrieben wird, wodurch ein bestimmter Fteokgrad erzielt wird. Beim Durchlaufen der ?kißchine wird die zu reckende Folie durch die Zuführwalzen auf eine geeignete Tempe-

ORIGINAL

109822/1907

ratur erwärmt; das Reckverhältnis do:."¹ Kunststoffolie ife durch den Unterschied in der linearen Geschwindigkeii dar Zuführwalzen und der Zugwalzen gegeben und die Reckgsschwindigkeit wird durch den linearen Abstand zwischen den beiden Tangentenpunkten auf den benachbarten Zuführ- und Zugwalzen l^;*a und 15a der beiden Walzenpaare bestimmt. Der lineare Abstand kann durch An- und Abschwenken der Zugwalzen an die bzw. von den Zuführwalzen verändert werden. Dieser Reckspalt wird Vorzugsweise kleiner als 10 mra gehalten. Die auf die dargestellte '

Weise erhaltene Folie wird als flachgelegter Schlauch längsorientiert und in diesem Falle an den Kanten aufgeschlitzt und an zwei Stellen 16 getrennt aufgewickelt. Wie bereits gesagt wurde, kann der flache Schlauch auch nach Verlassen des Abquetschwalzenpaares 9 entweder als solcher aufgewickelt werden oder nach dem Aufschlitzen der Kanten und Trennen in zwei Einzelfolien auf zwei Stationen aufgewickelt werden. Die anschließende Längsorientierung erfolgt dann als getrennte Verfahrensstufe, wobei die Orienticrungsanlage mit einer geeigneten Abwickel- i vorrichtung versehen sein muß. Wenn der flachgelegte Schlauch wie bei der dargestellten Ausführungsfoinn direkt der Längeorientierung unterworfen wird, kann diese Orientierungsstufe aus wirtschaftlichen und praktischen Gründen unter solchen Temperaturbedingungen durchgeführt werden, daß die beiden Lagen vollkommen zu einer homogenen Folie mit der doppelten Wandstärke des Schlauches zusammenschmelzen.

109822/1907

Die Erfindung wird weiterhin durch folgende Baispieie «?rläutert, welche in einer Tabelle zusammengefaßt sind, <?ie die Verfahrensbedingungen und Ergebnisse einer Reibe von Versuchen zur Orientierung von polyvinylehlorid^altigen Folien nach dem erfindungegemäßen Verfahren auf der dargestellten Anlage wiedergibt.

Als Ausgangsmaterial wurde in allen Beispielen ein nicht veichgemachtes Homopolymeres von Polyvinylchlorid (PVC)mit einem K-Wert von 60 verwendet, welches 1,5 Gew.# einer handelsüblichen schwefelhaltigen Dialkylzinnverbindung als Stabilisator und 2,5 Gew.# einer Mischung von handelsüblichen Gleitmitteln enthielt. Die Düsentemperatur betrug in ollen Beispielen 20O⁰C.

Beispiel 1 bis 4

Das Aufblasverhältnis (endgültiger Blasendurehmesser dividiert durch den Durchmesser des Schlauches beim Verlassen der Düse) betrug 2,5 bis 2,9:1. Di« Kühlluft hatte bei Eintritt in den Kühlring eine Temperatur von 15°C. Die Kühlluftmenge betrug 400 nr/Std. Die Längereckung erfolgte in einem Verhältnis von 1,6 bis 1,5:1. Die Teeperatur bei der Längsreekung wurde zwischen 110 und 170⁰C variiert.

BAO

109822/1907

Beispiel 5 bis 7

Bei diesen Beispielen enthielt das PVC 15 {6 Dioctylphthalat als Weichmacher. Die Menge an Stabilisator und Gleitmittel wurde gegenüber den vorhergehenden Beispielen verringert. Die Aufblaöverhältnisse lagen bei 5,4 bis 5,9:1. Die Temperatur der zum Kühlen derBlase verwendeten Luft wurde auf 9°C gehalten, gemessen beimEintritt in den Kühlring. Hierfür wurde eine Luftkühlanlage verwendet. Die Luftmenge war die gleiche wie bei den vorhergehenden Beispielen. Die Längsreckung erfolgte im Verhältnis von 1,4:1 bei 150 bis l60°C.

Beispiel 8bis 10

Bei diesen Beispielen enthielt das PVC 20 Gew.# Dioc'cylphthalat als Weichmacher. Dfe Extrudierteraperatur betrug 19O C. Die. Kühlluftwurde in der gleichen Menge und mit der gleichen Temperatur wie in Beispiel 5 bis 7 eingesetzt. Das Aufbla»verhältnis lag bei 3,4:1. Die Längsrecküng erfolgte in Verhältnissen von 1,4 bis 1,7:1 bei Temperaturen von 110 bis l;50^oC

Beispiel 11 bis 13

In diesen Beispielen enthielt das PVC 26,5 Gew.% epoxydiertes Sojaöl als Weichmacher und Stabilisator. Die Extrudlcrtemparatur betrug wiederum 190⁰C. Die AufblaffVerhältnisse wurden auf 2,5:1 und 5,5:1 eingestellt. Die Kühlluft wurde mit der gleichen Temperatur und In der gleichen Menge wie in den. vorhergehenden Beispielen eingesetzt. Die Verhältnisse der Längs-

109822/1907 BAD ORIGINAL

reckung wurden auf 1,7 bis 2,1: ι eingestellt. Die ^

bei der Längsorientierung wurdä zwischen 70 und 110 ύ variiert,

103822/ I 907

φ

I I
GrH

Γ¹) -

O
O

k

a

ε

I

ON

CU

O

C^

C-

CO
•

KN

UN

Oi

r-t

3

C^

C-

Ψ-*

0Λ

rH
rH

SJ
IO *H

-a

ο

•H

ft
VO

s£

ft
VO

ON

ft
ΟΛ

KN

Tabe

fct

rH

17C

g£

OJ

O

KN

UN

3 φ

υ

Ol

C *?£

ο

& >K

I

rH
ft

t

^c^

ο 3 φ

ο

UN

rH

KN

t-

Oi

-st
ft

UN
ft

nc»

ο

O

UN

CU

rH

vo

OJ

C-

j^

rH

C-

KN

rH

OJ

«Η

rH

O

r-i

rH

KN

O
O O

KN rH

Ή

bei

8

O

CO

OOJ
CU

O

KN

β P M

Φ
Λ

r-t

O

r*4

OJ

rH

C-

KN

gll

Φ O

OJ

KN

-< co α

_o

O

rH

CU

GO

KN

O

Ol

OJ

OO
ft
r-»

(Λ

O

rH
cH

2 OrH

O

co

«■Η Ο

O

OJ

O

CU

CO

KN

rH

B

ν

VO

CVi

OJ

UN

r-l

•H

ft

—ι
O

I) ·

CD
OO

■st

n;

• α

O

Q

O

C-

O

VO

O

KN

O

UN

■

_Λ

UN
Oi

UN

OJ

r-H

•st

CO
O

I
to ι ·

UN

Läng
reck
verh

1.5:

■st
ft

J*
ft

UN

1.5:

J*
ft

00
J«t

ft

1.7:

CU

rH
ft
CM

rf

ΟΛ

Un

UN

ft

a

OJ

UN

KN

Φ I I
■HrlE
β) Φ Λ

O
O
OJ

KN

co

OJ
JCt

κ
^O

ΟΛ

ι 0 O

KN

R

Ol
JCt

Ol

CVI

JSt
■st

rH

PnC? «0

K*V

ι

UN
0Λ

rH

UN

α

O

ft
\O

·*
ΟΛ

ΟΛ

·*

OJ

rH

ON

ΟΛ

«%

J?

%

J«t

··
UN

KN

3 0)

OJ

ft

UN

ft

KN

ft

r-i

§» o

OJ

8

KN

r-«

KN

ΟΛ

KN

ι -ρ

O
O
CVl

8

UN
ON

VO

ΟΛ

&Λ

0Λ

rH

U

O Λ

O

UN

O

UN

H Cl >
£S

O

UN

O

Oi

Q

*

rH
(U

Oi

ΟΛ

OJ

Oi

φ at*

CM

KN

UN

OO

O

Oi

rH

BAD OPHQINAU

Die Werte für die freie Schrumpfung wurden auf die folgende Weise bestimmt. Aus der Folie v.urde eine 10 χ .10 cm grcSo quadratische Probe ausgeschnitten und in ein auf 100 C bw. 120°C gehaltenes Mineralölbad geleucht. Die Tauchzeit betrug 4 Sekunden. Anschließend wurde die Folie in ein Kaltwasserbad getaucht. Die Dimensionsveränderungen wurden geraessen und als % der ursprünglichen Dimensionen angegeben.

Die Maximalwerte für die Schrumpfspannung wurden auf folgende Weise bestimmt. Eine Folienprobe von 10 cm Länge und 1,27 cm Breite wurde oben an einer Klammer befestigt und j.n eine Kraftmeßvorrichtung eingebracht, welche mechanische Kraft in elektrische Spannung umwandelte. Angrenzend an die Folie wurde ein Thermoelement eingesetzt. Dann wurde die Folie in einem Luftstrom erwärmt, dessen Temperatur innerhalb von etwa 00 Sekunden von Raumtemperatur auf 150°C anstieg. DJe von dem Kraftumwandler und dem Thermoelement ausgehenden elektrischen Signale wurden einer XY-Registriervorrichtung zugeführt und die Kurve der Schrumpfkraft in Abhängigkeit von der Temperatur aufgetragen. Die Schrumpfkraft wurde in Schrumpfspannung umgerechnet, wozu sie durch den Querschnitt der Probe dividiert wurde. In der Tabelle ist die maximale Schrumpfspannung unabhängig von ihrer Teraperaturstellung angegeben.

109822/1907

Alle unter den oben genannten Bedingungen hergestellten Folien waren regelmäßig orientiert und faltenlcs. Die Dicke war von ausgezeichneter Gleichmäßigkeit. So variierten die Dicken der nach den Beispielen hergestellten Polisn zwischen 12,7 und 15#2 Ai, was für eine biaxial orientierte Folie eine außerordentlich gute Gleichmäßigkeit in der Dicke bedeutet. Aus den in der Tabelle angegebenen Werten für die Schrumpfung und die Schrumpfspannung geht hervor, daß diese Eigenschaften durch Q Einstellung der wichtigen Verfahrensparameter nach VJunseh eingestellt werden können. Die Schrumpf vierte liegen im Bareich von 10 bis 53$ und es können Schrumpfspannungen bis

herunter zu 4,2 kg/cm sraielt werden. Die Folien kcnrifcu praktisch die gleiche Schrumpfung und Schrumpfspannung in beiden Richtungen aufweisen (Beispiel 2,6,7) u~d können auch sehr verschiedene Schrumpfeigenschaften in beiden Richtungen haben (Beispiel 10, 12, rj).

Ani Ende der Querorientierungsstufe und vor Beginn aer Längsorientierungsstufe soll die Querschruiiipfungspannung der FoIis vorzugsweise mindestens doppelt so groß und insbesondere mehr als zehnmal so groß wie die Langsschnunpfspannung soin, wodurch die freie Längsschrurapfung relativ unbedeufcenc wird. Vorzugsweise soll die freie Längsschrumpfung praktisch r-üA. betragen. Die Querschrumpfspannung liegt dabei im allene ine α

rf

zwischen etwa 14 und 56 kg/cm , meistens zwischen etwa 24,5

BAD ORIQfNAL

■W'^-rj CAS

109822/1907

2 2

und 56 kg/cm und Insbesondere bei etwa 28 kg/cm , Gleichzeitig beträgt die Schrumpfspannung in Längsrichting im nilgemeinen weniger alß 7 kg/cm und. meistens venlge:;· als 5»6 kg/cm*".

Bei Verwendung von weichgemachten Polymeren, insbesondere weichgemachtem PVC, hat der Weichmacher eine doppelte Funktion; einmal macht er das Material leichter extrudlerbar,

™ indem er seine Viskosität erniedrigt und 'damit die Verarbeitung« tempera tür senkt, zu andaren kann er ein wichtiger Faktor sein, um der fertigen geschrumpften Folie ein Erinnerungsvermögen zu verleihen, d.h. die Fähigkeit, in ihren gestrafften Zustand zurückzukehren, wenn sie beispielsweise durch Druck eines Gegenstanden vorübergehend aus diesem Zustand herausgebracht wurde.Einer solchen Behandlung wird die Folie beispielsweise ausgesetzt, wenn sie für Packungen verwendet wird, die In Selbstbedienungsläden von den Käufern

fc berührt wurden. Die hierbei zu verwendende Weichmaehermenge liegt im allgemeinen bei 15 bis 25# und vorzugsweise bei etwa 20Ji.

Nach einer bevorzugten Auaführungsform d<?r Erfindung stellt man eine Folie her, welche 25 fels 2i#> ur.il vorzugsweise 2J$ hiitficUar, bezogen auf 20 Teile Weichmacher Jc ICO Teile -Hüi'/., 0,2 bis 0,8 und vorzugsweise 0_>4 Teile Wachs Je

10 9 8 2 2/1307 BAO

100 Teile FVC-Harz, 0,000001 bis 0,0005 und- vorzugsweise 0,00001 Teile Abtönfarbe je 100 Teile FVö-Harz, einii ausreichende Menge Abtönfarbe von violettem Farbton zur Erzeugung einer silbargrauen Tönung oder Uberdeckung der la allgemeinen hell-braungelb gefärbten FVC-FcIie und 1 bis 2 Teile und vorzugsweise 1 Teil Stabilisator je 100 Teile FVC~Harz enthält. Das Wachs dient nicht nur als Gleitmittel beim Extrudieren sondern auch als Gleitmittel bei der anschließenden Behandlung der Folie. ä|

Die Folie hat in einer bevorzugten Ausführungsform eine freie Querschrumpfung von etwa 15 bis 33$ bei 100⁰C und etwa 25 bis 4l£ bei 121⁰C, wobei das Maximum unter 50£ liegt. Die freie Schrumpfung in Längsrichtung beträgt etwa 25 bis 4o£ bei 100°C und etwa 30 bis 45# bei 121°C. Die Querschrurapfspan-

p Q

nung liegt zwischen etwa 2,8 und 8,4 kg/cm bei 100 C und zwischen gtwa 3»5 und 9 #45 kg/cm bei 121 C, wobei das Kaxi-

raum unter \h kg/cm liegt. In Längsrichtung beträgt die Schrumpfspannung etwa 7 bis 14,7 kg/cm bei 100⁰C und etwa 8,4 bis 14,7 kg/cm bei 121 C, wobei das Maximum unter 21

kg/cm liegt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Folie eine Querechrutnpfung von weniger als etwa 2# bei 57°C, etwa 15 bis 20Ji bei 100°c und etwa 28 bis 33£ bei 121°C auf, wobei

109822/1907 ^BAD

das Maximum unter 4O# liegt. Die freie Schrumpfung in Längsrichtung liegt unter etwa 2# bei 57 C, zwischen £5 und etwa 3O# bei 1OO°C und zwischen etwa 30 und 37$ bei 121⁰C, wobei das Maximum unter 45$ liegt. Die Querschrampf span aurig beträgt weniger als etwa 0,35 kg/cm² bei 57°C, etwa 2,8 bis 4,2 kg/cm² bei 100⁰C und etwa 3,5 bis 4,9 kg/cm² bei 121°C, wobei das Maximum 5»6 kg/cm beträgt. Die Schrumpfispannung in Längsrichtung liegt unter 0,35 kg/cm*" bei 57°C, zwischen etwa fe 9,1 und 11,2 kg/cm bei 100 C und zwischen-etwa 9,8 und 11,9 kg/cm bei 121°C, wobei das Maximum 11,9 kg/cm beträgt.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer allgemein kegelstumpfförmigen Führung dient die Führung nicht nur zum Formen der Blase während der Orientierung und damit zur Einstellung der Orientierungsgeschwindigkeit, sondern auch dazu, die Kühlluft nahe an der Bla*»e zu halten, so daß sie die Blase beim Aufwärtsziehen derselben kühlt. Der Kegel dient also als wärmeaustauschende Orientierungskammer. Die Luft wird dabei natürlich von der durch den Trichter nach oben gezogene Folie kontinuierlich etwärmt. Darüberhinaus dient die Luft als Polster, welches ein Entlangschleifen der Blase an der Trichterwand verhütet.

Bei der oben beschriebenen Vorrichtung kann es in bestimmten Fällen zweckmäßig sein, die Blasenziehwalzen 9 und verschiedene

109822/1307 BAD ORtQtNAL

die Blase zu den Ziehwalzen 9 führende !conversisi'eiiti angeordnete Walzen sowie alle Teile der· Vorrichtung, d:.*; in Arbeit.-** richtung hinter den Ziehwalzen 9 Hegan, auf sirer Drehscheibe in Art eines Karussells anzuordnen irad Giß reLativ s;ur Düse 4 mit einer Geschwindigkeit von etwa 4 U/min zu drohen- um hn Fertigprodukt ein gleichmäßiger2ß Rollenprofil durem Vertfi.v ^:my: von möglichen Dicke:schwankun;.;ön und ;-;;i;:fct eir;a flatihs gleJ.ohmäßige Rolle zu erhalten. Hisrd'arcii wir-ct In vielen Fällen die maschinelle Verarbeitbarkelt der Folic bei _;;:1 '.er späteren ^

Verwendung zur Herstellung von Beuteln oö-yp tji.-r-sla:'.cii<in verbessert.

Zur weiteren Erläuter*ung der Erfindues werden nonh divj folgender.; Beispiele gegeben:

Beispiel 14

Das Verfahren nach Beispiel 8 warda Vfiederholt, jedoch wurde beim Längsrecken ein Reolcverhältnis von 1,65s 1 wnd eins (^

Temperatur von 125°C eingehalten. Weiterhin vairden auf 100 Teile FVC-Harss 0,00001 Teil Violettabtünmitte 1 "Calco Oil Violet ZIRS" von der Calco Chemicals Division, American Cyanamid, Boundbrook, N.J., V.St.A. zugegeben, welches nach dem Colour Index der Society od Dyes and Colorists, Vol. 2 S. 2870 aus

(Cl Solvent Violet (60725))

109822/1907 BAO ORlStNAL

einem Derivat von Anthrachinin und p-Toluidin besteht. Als Stabilisator wurden je 100 Teile FVC-Harz 1,4 Teile Organozlnnkomplex-Stabilisator "Advastab T 17 Mo" von der Advance Division Carlisle Chemical Works, New Brunswick, N.J. V.St.A₄, zugegeben, welcher aus einer Mischung von Dl-n-cct^lzinn-bis(2-äthyl-n-hexyl-thloglykolat) ur?d epvyijaievtem 5:o-Jao'l besteht. Außerdem wurde je 100 Teile PVC~Harz 0,4 Teil hartes Fettsäureenidwachs "Advawax 240" von der Advance Division Carlisle Chemical Works zugesetzt. Die Mischung wurde in den Einfülltrichter 1 gegeben. Die Walze 15 der Vorrichtung wurde erwärmt und auf einer Temperatur von 60 C gehalten, während die Kühlwalze 17 auf etwa 10⁰C gehalten wurde; hierdurch wurde eine Vorschrumpfung der Folie herbeigeführt, um ein anemoinschteB Schrumpfen bei der Lagerung oder beim Transport zu verhüten. Um die gewünschte Schrumpfung zu ermöglichen, wurde ILe Ά al ze 17 mit einer um 5 bis 10# geringeren Geschwindigkeit als iis Walze 15 gedreht. Unter diesen Bedingungen wurden zw?i Versuche durchgeführt.

Beispiel 15

Das Verfahren nach Beispiel 14 wurde wiederholt, jedoch wurde die Walze 15 nicht erwärmt und die Walze 17 nicht gekühlt.

In den als Figur 2 biß 5 beigefügten Zeichnungen sind die Eigenschaften der nach Beispiel 14 hergestellten PoLi en (Kurven B und C) und der nach Beispiel 15 hergestellten Folie

BAD ORIGINAL

109822/1907

1 ? O A 6 91

(Kurve A) sowie zum Vergleich die Eigenschaften einer handelsüblichen PVC-FoIie ("5155 PVC" der Reynolds Plastics Division of Reynold« Aluminium, I967 gekauft) (Kurve D) graphisch dargestellt.

In ollen Darstellungen ist die Temperatur in ^f'F auf der Horizontalen Achse angegeben. Auf der vertikalen Achse ist

- in Figur 2 die freie Schrumpfung in Längsrichtung in % A

.. in Fig.} die Schrumpf spannung in Längsrichtung in psi (kg/cm )

(x 14,223)

- in Figur 4 die freie Schrutnpfungv in Querrichtung in % und

- in Figur 5 die Schrumpfspannung in Querrichtung in psi (kg/era

χ 14,223) angegeben.

Die freie Schrumpfung wurde auf die oben beschriebene Welse bestimmt, Jedoch wurde die Folie 8 Sekunden lang in ein Wasserbad von 135, 150 185 bzw. 205⁰F oder in ein Mineralölbad von | 250⁰F getaucht (57, t>5,5, 85 bzw. 96⁰C und 121°C).

Zua^rSteuern"der Blasenform während der Querorientierung kann anstellt: der kegelstumpfförmigen Führung auch jede andere geeignete Vorrichtung zur Einhaltung einer bestimmten Blasenforns verwendet werden.

BAD ORIGINAL

O δ U 2 2 / 1 9 C 7

Wie bereite oben gesagt wurde, scheint der Längsorientierungsvorgang aufgrund der dabei angewendeten relativ hohen Temperatur auch gleichzeitig ein teilweises Tempern der Querschrumpfspannung zu bewirken. So liegt die maximale Schrumpfspannung beim höchsten in der Tabelle angegebenen Wert unter 16,1 kg/cm und im allgemeinen eher bei nur etwa 7 kg/cm als bei etwa 28 kg/cm .

Hb: Ma

BAD
109822/1907

Claims

-33-Patentansprttche

Verfahren zur Herstellung von orientierten Folien aus organischen Polymeren, insbesondere Vinylchloridpolymören, bei welchem man das Polymere durch eine ringförmige Extrudieröffnung zu einer Schlauchfolie extrudiert und die Schlauchfolie bei einer Temperatur zwischen der Schmelztemperatur und der Verfestigungstemperatur durch Gasdruck von innen aufbläst, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folie unter Bedingungen aufbläst, bei welchen sie vorwiegend in Querrichtung orientiert wird, danach unter die Verfestigungstemperatur abkühlt und anschließend erneut erwärmt und durch Recken in Längsrichtung orientiert.

2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folie in einem Verhältnis von 2si bis 4:1 und vorzugsweise von 2,5:1 zu 3,5si aufbläst und gleichzeitig in Längsrichtung in einem Verhältnis von 5:1 bis 20:1 reckt, wobei man die Kühlung der aus der Extrudleröffnung austretenden Sohlauchfolie so reguliert, daß die Längsschrumpfung der Folie bei 100⁰C nach der Aufblasstufe unter 1O£ liegt.

BAD ORiaiNAL

109822/1907

I /UA691

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Form der Blase im wesentlichen während der ganzen Querorientierungsdauer durch eine die Folie umgebende und von dieser durch eine Oasschicht getrennte divergierende, allgemein kegelstumpfförmige Führung steuert.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Längsorientierung der Folie zwischen zwei Haltewalzenpaaren mit einem Reckverhältnis von 1,2 bis 5:1» vorzugsweise 1,2:1 bis 2,5:1, und über eine Länge von weniger als 2 om, vorzugsweise weniger als 1 cm durchführt,

5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Folie aus Vinylchoridpolymeren bei einer Temperatur von 110° bis 16O°C längsorientiert.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß man die orientierte Folie nach dem Recken bei einer Temperatur von 4q° bis 90 C in beiden Richtungen um 2 bis 35J* schrumpft.

7* Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6 mit einer Sxtrudiervorrlchtung zum Zuführen von geschmolzenem Polymeren zu einer ringförmigen ExtrudierÖffnung und Extrudieren des geschmolzenen Poly« meren durch die Öffnung, einem Aquetschwalzenpaar zum Abziehen einer echlauchförmigen Polynerfolle von der Öffnung und

109822/1907 . BAD OBlGiNAL

Zusammendrückender Schlauchfolie unter Bildung einer im wesentlichen gasdichten Blase aus äeia extrudieren Polymeren und einer Gaszuführvorrichtung zum Einleiten veη Gas mit einem bestimmten überdruck: in das Innere der gasdichten Blase, gekennzeichnet durch Kühlgasdüsen (13»)* welche auf einen in Prozessri chtung hinter der Extru<?ier~ öffnung liegenden und von dieser abgesetzten Punlct gerichtet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7# gekennzeichnet durch eine divergierende, allgemein kegelstumpfförmige Führung (10) zum Steuern der Fora der gasdichten Blase bei deren Ausdehnung nach Auftreffen des Kühlgases auf die Blase.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung in einen Winkel von 40 bis 70° und vorzugsweise von etwa 50° verläuft.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daö sie ein Haltewalzensystem (14, 15) zum Langeorientieren der von dem Aquetschwalzenpaar (9) abgezogenen Schlauchfolie durch Recken der Folie über eine Länge von weniger als 2 cm, vorzugsweise von weniger als 1 cm, umfaßt.

1G9322/1S 07

11. Biaxial orientierte thermoplastische Folie aus einem Vinylchloridpclymeren, gekennzeichnet durch eine freie Quer« Bchrunjpfung von etwa 15 bis 33# bei 100⁰C und etwa 25 bis

ο
4l# bei 121 C, eine freie Längsschrumpfurß von etwa 25 bis 4o£ bei 100°C und etwa 30 bis 45# bei 7.21°C_f eine Querachruiimf spannung von etwa 2,8 bis 8,4 ic&/c?n bei 100 C und etwa 5,5 bis 9,45 kg/cm bei 121°C bei einen Maximum von 14 kg/cm und eine Längsschrumpfspannung von etwa 7 bis 14,7 kg/cm² bei 100⁰C und etwa 8,4 bis 14,7 kg/cm² bei 121°C bei einem Maximum von 21 kg/cm .

12. Biaxial orientierte thermoplastische Folie nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine freie Querschrumpfung von unter 2Ji bei 57°C, 15 bis 20Ji bei 100°C und 28 bis 33g bei 121°C, eine freie Längsschrumpfung von unter 2# bc»i 57°C 25 bis JOJi bei 100⁰C und 30 bis yj% bei 121°C, eine Querschrumpfspannung von unter 0,35 kg/cm bei 57 C, 2,8 bis 4,2 kg/ cm² bei 100°C und 3,5 bis 4,9 kg/cm² bei 121°C bei einem Maximum von 5*6 kg/cm und eine Längsschrumpfspannung von unter 0,35 kg/cm bei 57 C, 9,1-11,2 kg/cm bei 100°C und 9.8 bis 11,9 kg/cm² bei 121⁰C bei einem Maximum von 11,9 kg/cm .

13· Biaxial orientierte thermoplastische Folie nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 15 bis 25 % Weichmacher, etwa 0_f2 bis 0,8 Teile Wachs Je 100 Teile Harz,

109822/19 0 7

BAO

17UA691 -37-

etwa 0,00001 Teile Violettabtönmittel Je 100 Teile Harz und etwa 1 bis 2 Teile Stabilisator je 100 felle Harz enthält und eine maximale Schrumpfspannung von höchstens 14 kg/cm² hat.

14. Verwendung einer biaxial orientierten thermoplastischer Folie aus einem Polyvinylchlorid-Polymeren mit einer freien Querschrumpfung von etwa 15 bis 33# bei 100⁰C und von etwa 25 bis 41 $ bei 121°C, mit einer freien Längsschrurapfung von etwa 25 bis 4o# bei 100⁰C und von etwa 30 bis 45Ji bei 121°C, einer Querschrumpfspannung von etwa 2,8 bis 8,4 kg/cm bei 100⁰C und von etwa 3,5 bis 9,45 kg/ora bei 121 C bei einem Maximum von 14 kg/cm und mit einer LSngsschrumpfspannung von etwa 7 bis 14,7 kg/cm bei 100⁰C und von etwa $,4 bis 14,7 kg/cm bei 121 C bei einem Maximum von 21 kg/cm zur Verpackung von Gegenständen mit heißsiegelfMhiger und schrumpfbarer Folie·

109822/1907

i9

Le e rs e i te