DE1779150B1 - Verfahren zum herstellen monoaxial gestreckter folienbaendchen - Google Patents

Verfahren zum herstellen monoaxial gestreckter folienbaendchen

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Description

3 4
Basis ε-Aminocapronsäure oder Hexamethylendiamin Die Längsteilung der Folie wird nach der Strek-
und Adipinsäure geeignet. Folien aus Polyolefinen kung auf kurzem Streckweg und vor der ersten
oder aus deren Copoiymeren oder deren Polymerisat- Streckung auf langem Streckweg vorgenommen. Die
mischungen werden insbesondere verwendet. Auch Teilung erfolgt in Breiten, die je nach Verwendungs-Mischungen von Polyolefinen mit anderen Poly- 5 zweck von der gewünschten Enddimension der
meren mit mehr als 60 Gewichtsprozent Polyolefin- Folienbändchen abhängen und z. B. im Bereich von
gehalt sind geeignet. So können Mischungen aus etwa 5 bis 4Ömm liegen.
Polyolefin und Polystyrol oder Polyolefin Und Poly- Die Erfindung wird unter Verwendung von Polyamid verwendet werden. Ganz besonders haben sich propylen an den folgenden Beispielen erläutert, ist Folien aus Polypropylen bewährt. Auch Folien aus 10 jedoch nicht darauf beschränkt.
Polyäthylen hoher Dichte (Niederdruckpolyäthylen)
sind gut für das erfindungsgemäße Verfahren ge- Beispiel 1
eignet.
Erfindungsgemäß können sowohl Folien mit glatter Zur Herstellung eines Bändchens aus Polypropy-Oberflächenbeschaffenheit als auch Profilfölien ver- 15 len, das für Webzwecke geeignet ist, verfährt man wendet werden. Die Polymeren können auch mit den folgendermaßen: Die extrudiefte Folie wird auf der allgemein üblichen Zusätzen wie Farbpigmente, gesamten Breite zwischen zwei möglichst eng zuGleitmittel, Stabilisatoren usw. zu Folienbändchen sammenstehenden, mit unterschiedlicher Geschwinverarbeitet werden. digkeit laufenden Walzen, von denen die erste Walze
Der Streckprozeß verläuft erfindungsgemäß derart, 20 beheizt ist, im Verhältnis 1: 4,5 gestreckt. Die Tem-
däß die erste Stufe auf kurzem Streckweg (enger peratur der Walze beträgt 120° C.
»Spalt) und die zweite Stufe auf langem Streckweg Nach der Streckung erfolgt das Aufteilen der Folie
(weiter Spalt) ausgeführt wird. Die Längsstreckung in Bändchen. Die Nachstreckung geschieht in einer
kann auch in zusätzlichen Stufen erfolgen, wobei Luftheizstrecke bei einer Temperatur von 150° C
man die Aufteilung der Stufen so vornehmen kann, 25 zwischen zwei Walzensystemen im Verhältnis 1:2.
daß sowohl mehrstufig auf kurzem Streckweg als Bei der Nachstreckung sind die Dimensionsänderun-
auch mehrstufig auf langem Streckweg gearbeitet gen wieder nahezu fadenförmig, d. h., Breitenkon-
wird. Entscheidend ist jedoch, daß die Längs- fraktion und Dickenabnahme sind vergleichbar.
Streckungen auf kurzem Streckweg immer vor denen
auf langem Streckweg durchgeführt werden. 30 Beispiel 2
Unter einem kurzen Streckweg versteht man einen
Walzenabstand, der von wenigen Millimetern bis zu Bei einer Polypropylenfolie, die fibrilliert werden
minimal der Foliendicke reicht, während man unter soll, wählt man zweckmäßigerweise bei der ersten
einem langen Streckweg einen Abstand etwa von Streckung ein verringertes Streckverhältnis, z.B. 1:3,
der Dimension der Folienbreite bis zu mehreren 35 während man die Nachstreckung mit 1:4 durch-
Metem rechnet. führt. Selbstverständlich können auch andere Auf-
Da das Verfahren allgemein Gültigkeit besitzt, teilungen der Zweistufenstreckung vorgenommen hängt die Wahl des kurzen und des längen Streck- werden, wenn man mittlere Spleißneigung wünscht, weges jeweils von der eingesetzten Foliendicke und Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften einiger PoIyder Breite der Bahn ab. Bei den derzeitigen Her- 40 propylenbändchen, die mit unterschiedlicher Aufstellungsverfahren betragen die Folienbreiten etwa teilung der Streckverhältnisse hergestellt worden 0,5 bis 2 m, wobei die Weiterentwicklung wegen sind. Sie werden verglichen in den Endstärken, der höheren Ausstoßleistung zu noch größeren Reißfestigkeiten und Reißdehnungen mit einstufig fe Folienbreiten angestrebt wird. im weiten Spalt gestreckten Bändchen.
Die Streckung erfolgt auf kurzem Streckweg in 45 Die Messungen wurden an einer Instron-Zugprüf-
Verhältnissen, die im Bereich von 1: (2 bis 6) liegen, maschine durchgeführt mit 100 mm freier Einspann-
und auf langem Streckweg in Verhältnissen von länge, Vorschub 100%/Min. Die Folien 1 bis 4, 8,
1: (1,2 bis 5). Die Gesamtstreckverhältnisse liegen 9 und 12 wurden hergestellt aus einem Polypropylen
etwa im Bereich von 1: (4 bis 20). Bei dickerem mit einem Schmelzindex z'5/230 von 60 g/10 Minuten
Folienausgangsmaterial, insbesondere bei Polyolefin- 50 und die Folien 5 bis 7, 10 und 11 aus einem PoIy-
folien, können sich auch größere Streckverhältnisse propylen mit einem Schmelzindex z"5/230 von 9 g/
ergeben. 10 Minuten (ASTM D 1238/57 T).
Durch die Aufteilung der Längsstreckung in unter- Aus der Tabelle geht hervor, daß bei gleichen schiedliche Streckstufen auf verschiedenen Streck- Längsstreckverhältnissen die Folieneigenschaften wegen in Verbindung mit dem Gesamtstreckverhält- 55 deutlich differieren. Gegenüber einer Streckung auf nis ist eine genaue Steuerung der Spleißneigung langem Streckweg ergibt die Zweistufenstreckung möglich. Es lassen sich z. B. nach dem erfindungs- auf kurzem und langem Streckweg Folien mit gegemäßen Verfahren sowohl Folienbändchen mit ringerer Endstärke, größerer Reißdehnung und übergroßer Reißfestigkeit, relativ großer Reißdehnung raschenderweise auch größerer Reißfestigkeit. Bei und geringer Spleißneigung als auch solche mit 60 unterschiedlicher Aufteilung der Streckschritte kann großer Reißfestigkeit, großer Spleißneigung und man einen Gang in den Eigenschaften erkennen. Bei geringer Reißdehnung herstellen. hoher Vorstreckung auf kurzem Streckweg erzielt
In allen Fällen ist die Endbreite infolge der ver- man die größte Reißdehnung, während sich die
ringerten Breitenkontraktion der ersten Streckstufe kleinste Endstärke ergibt.
auf kurzem Streckweg gegenüber der Breite einer 65 Bei einer Gesamtstreckung von 1:8 ist bei allen
Streckung auf langem Streckweg größer, so daß zweistufig gestreckten Proben keine Spleißneigung zu
man zur Herstellung einer bestimmten Endstärke beobachten. Dagegen ist bei der einstufig gestreckten
von stärkeren Vorfolien ausgehen kann. Probe die verringerte Querfestigkeit bei mechanischer
Beanspruchung spürbar. Die mit einem Verhältnis von 1:12 gestreckten Proben sind alle spleißfähig. Es ist jedoch in Abhängigkeit von der Vorstreckung eine deutliche Änderung in der Spleißneigung zu erkennen. Während bei einer Vorstreckung von 1:5 von einer mittleren Spleißneigung gesprochen werden kann, ist bei einer Vorstreckung von 1:3,5 die hohe Spleißneigung der einstufigen Streckung nahezu erreicht. Bei größeren Gesamtstreckverhältnissen verwischen sich die Unterschiede völlig.
Produkte mit differenzierter Spleißneigung sind von großer praktischer Bedeutung. Bei Folienbändchengeweben z. B. für Säcke ist keine Spleißneigung erwünscht, während für Teppichgrundgewebe eine dosierte Spleißneigung für das Eindringen der Tuftingnadel erforderlich ist. Zur Garnherstellung dagegen wird maximale Spleißneigung angestrebt.
Die Herstellung von Folien vergleichbarer Endstärke durch einstufige Streckung auf langem Streekweg und zweistufige Streckung auf kurzem und langem Streckweg gemäß der Erfindung ist bei Ausgang von gleich starken Vorfolien nur durch sehr große Unterschiede in der Längsstreckung zu erreichen.
Verbunden damit sind erhebliche Unterschiede in den Folieneigenschaften (vgl. Tabelle 2).
Zur Herstellung einer bestimmten Endfolienstärke kann man bei der erfindungsgemäßen Zweistuf en-Streckung von einer dickeren Vorfolie als bei Einstufenstreckung auf langem Streckweg ausgehen (vgl. Tabelle3).
Bedingt durch die geringe Breitenkontraktion und die starke Dickenabnahme bei der ersten Streckstufe
ίο auf kurzem Streckweg ist die Ausstoßleistung größer als beim Einstufenprozeß mit langem Streckweg. Gegenüber der Einstufenstreckung mit kurzem Streckweg gibt es keine Begrenzungen in der Durchlaufgeschwindigkeit und in den maximalen Längsstreckverhältnissen, da die angegebenen Streckverhältnisse von 1: (2 bis 6) noch nicht im kritischen Bereich liegen und beherrschbar sind. Es können Abzugsgeschwindigkeiten von 200 m/Min, ohne Schwierigkeiten erreicht werden. Hierin liegt neben der Möglichkeit zur
ao Modifizierung der Eigenschaften der Bändchen durch unterschiedliche Aufteilung der Streckschritte ein wesentlicher Vorteil des beschriebenen Zweistufenverfahrens.
Tabelle 1
Vergleich von einstufig auf langem Streckweg (im weiten Spalt) und zweistufig gestreckten Folienbändchen bei gleichen Längsstreckverhältnissen
Folie Vorfolienstärke Erste Streckung Zweite Streckung Gesamtstreckung Endstärke Reißdehnung Reißspannung
μ V μ % kp/mm2
1 80 1 8 8 32 10 33
80 3,5 2,3 8 19 16 39
80 4 2 8 18 17 34
80 5 1,6 8 16 22 36
2 80 1 12 12 25 6 35
80 3,5 3,4 12 16 8 44
80 4 3 12 14 8 40
80 5 2,4 12 13 10 41
3 65 1 11,2 11,2 20 6 31
65 3,6 3,1 11,2 15 11 41
4 130 1 13,2 13,2 32 7 34
130 4,1 3,2 13,2 22 9 50
5 180 1 16,7 16,7 · 45 5 34
180 4,2 4 16,7 32 6 42
6 210 1 17 17 52 6 40
210 4,1 4,1 17 32 6 45
7 250 1 17,6 17,6 63 6 39
250 3,9 4,5 17,6 39 7 47
Tabelle2
Vergleich der Eigenschaften von einstufig auf langem Streckweg (im weiten Spalt) und zweistufig gestreckten Folienbändchen vergleichbarer Endstärke
Folie Vorfolienstärke Erste Streckung Zweite Streckung Gesamtstreckung Endstärke Reißdehnung Reißspannung
μ A h μ % kp/mm2
8 80 1 19 19 19 4 38
80 3,5 2 7 19 21 33
80 4 1,75 7 18 25 31
80 5 1,4 7 17 27 31
Tabelle 3
Eigenschaften von monoaxial gestreckten Bändchen, die, ausgehend von unterschiedlichen Vorfolienstärken, durch einstufige und zweistufige Streckung hergestellt worden sind
Folie Vorfolienstärke
μ		 Erste Streckung
h 		Zweite Streckung Gesamtstreckung Endstärke
μ		 Reißdehnung Reißspannung
kp/mm2
9 OO O
00 00
τ—Ι 		1
4,5		 9
2		 VO VO 30
30		 12
15		 46
47
10 50
75		 1
4		 17
4		 17
16		 12
12		 5
6		 37
48
11 80
125		 1
4		 14
3,8		 14
15		 20
20		 5
6		 47
57
12 40
75		 1
4		 13,5
3,5		 13,5
14		 11
12		 5
4		 32
42

Claims (2)

ι ■ ■ ..--■■ ■■■:■■ 2 ■--■-■; aber auf einem kurzen Weg, der nur einen Bruchteil Patentansprüche: der Folienbreite ausmacht und nur wenige Millimeter betragen kann, so resultiert die Streckung fast voll-
1. Verfahren zum Herstellen monoaxial ge- ständig aus der Dicke der Folie. Die Folienbreite gestreckter Folienbandchen aus einer Folie aus 5 wird hierbei nur geringfügig oder gar nicht reduziert, hochpolymerem thermoplastischem Kunststoff, Es ist auch ein mehrstufiges, auf langen Streckwegen bei dem eine FoHe aus dem Kunststoff mehr- durchgeführtes Verfahren bekannt, bei dem die stufig längsgestreckt und anschließend längs- gestreckte Folie anschließend in Bändchen aufgeteilt geteilt wird, dadurch gekennzeichnet, wird.
daß die erste Längsstreckung auf einem kurzen io Beim Strecken gleicher Ausgangsfolien ergeben Streckweg, die zweite Längsstreckung auf einem sich nach den beiden Streckverfahren mit langen langen Streckweg vorgenommen und die Längs- oder kurzen Streckwegen neben den Unterschiedteilung zwischen den beiden Streckschritten liehen Enddimensionen bei gleichen Längsstreckdürchgeführt wird; Verhältnissen auch unterschiedliche Streckgeschwin-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 digkeiten und Oxientierungseffekte. Da die erzielte kennzeichnet, daß die erste Längsstreckung auf Orientierung die Folieneigenschaften bestimmt, sind dem kurzen Streckweg im Verhältnis 1:2 bis auch diese stark unterschiedlich.
1:6 und die zweite Längsstreckung auf dem Ganz allgemein kann festgestellt werden, daß die
langen Streckweg im Verhältnis 1:1,2 bis 1:5 Streckung einer Folie auf einem oder mehreren vorgenommen wird. 20 langen Streckwegen zu einer dickeren Folie führt,
welche erhöhte Spleißneigung und verminderte Reiß-
—: dehnung besitzt gegenüber einer Folie, die auf einem
oder mehreren kurzen Streckwegen gestreckt wurde. Weitere Unterschiede liegen in der Durchsatz-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum 25 leistung bei der Herstellung von Folien gleicher Herstellen monoaxial gestreckter Folienbandchen Endstärke und in den erreichbaren maximalen aus einer Folie aus hochpolymerem thermoplasti- Streckverhältnissen. So ist bei der Streckung auf schem Kunststoff, bei dem eine Folie aus dem Kunst- kurzem Streckweg — auch als Streckung im engen stoff mehrstufig längsgestreckt und anschließend Spalt bezeichnet — infolge der starken Dickenlängsgeteilt wird. 30 abnähme die Möglichkeit einer Durchsatzsteigerung
Zur Herstellung von Geweben und Garnen werden gegenüber der Streckung auf langem Streckweg neuerdings monoaxial gestreckte Folienbandchen — auch als Streckung im weiten Spalt bezeichnet — aus thermoplastischen Hochpolymeren verwendet, gegeben. Praktisch wird diese Möglichkeit allerdings wobei an ihre physikalischen Eigenschaften je nach begrenzt durch die erzielbaren geringen Streck-Verwendungszweck unterschiedliche Forderungen 35 Verhältnisse und Abzugsgeschwindigkeiten,
gestellt werden. So fordert man für Webzwecke Beim Vergleichen der bekannten Streckmethoden
Folienbandchen ohne oder mit nur geringer Spleiß- erkennt man, daß die für den Gebrauchswert der neigung, dagegen für die Verwendung als Garn eine Folien entscheidenden Eigenschaften wie Endgroße Spleißneigung verbunden mit einer großen dimension, Reißfestigkeit, Reißdehnung und Spleiß-Reißfestigkeit. 40 neigung miteinander gekoppelt und bei gegebenem
Den verschiedenen Forderungen kann zum Teil Rohstoff eine Funktion der Längsstreckung und des durch unterschiedliche Längsstreckverhältnisse bei Streckweges sind.
der monoaxialen Streckung der Folien bzw. Folien- Es war Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren
bändchen entsprochen werden. Es ist bekannt, daß der eingangs genannten Gattung zu entwickeln, nach mit zunehmendem Längsstreckverhältnis Spleiß- 45 dem sowohl nichtspleißende als auch spleißende neigung und Reißfestigkeit ansteigen, die Reiß- Folienbandchen bestimmter Enddimension mit dehnung dagegen abnimmt. großer Durchsatzleistung hergestellt werden können.
Im allgemeinen erfolgt die Herstellung von Folien- Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erftn-
bändehen durch Extrusion, Längsteilen und Längs- dung vorgeschlagen, daß die erste Längsstreckung strecken einer Folie. Die Längsstrecküng wird ein- 50 auf einem kürzen Streckweg, die zweite Längsstufig zwischen zwei oder mehrstufig zwischen meh- Streckung auf einem langen Streckweg vorgenommen reren kraftschlüssigen Walzensystemen durchgeführt, und die Längsteilung zwischen den beiden Streckdie mit unterschiedlichen Umdrehungsgeschwindig- schritten durchgeführt wird.
keiten laufen, wobei man die zu behandelnde Folie Es wurde überraschend festgestellt, daß eine auf
vor oder während der Streckung mit Hilfe von 55 langem Streckweg durchgeführte Nachstreckung Wärmestrahlern, Heißluft oder in Wärmekontakt einer auf kurzem Streckweg vorgestreckten Kunstauf die notwendige Temperatur bringt. stoffolie einen unerwartet großen Effekt der Eigen-
Zur ein- oder mehrstufigen Längsstreckung von Schaftsänderungen mit sich bringt. So ist die für Folien benutzt man zwei verschiedene Verfahren, die Fibrillation oder Aufteilung in Einzelfäden die sich vorwiegend durch die Länge des Streckweges 60 notwendige Spleißneigung selbst bei großem Streckunterscheiden. Es ist bekannt, daß der Streckweg verhältnis auf kurzem Streckweg durch Nacheine entscheidende Größe ist für die Dimensions- Streckung auf langem Streckweg zu erreichen,
änderung der Folie durch einen Streckprozeß. So Monoaxial gestreckte Folienbandchen gemäß der
führt ein langer Streckweg, der vergleichsweise in Erfindung können aus Folien der verschiedensten der Größenordnung der Folienbreite liegt, zu der 65 thermoplastischen synthetischen Hochpolymeren sogenannten fadenförmigen Einschnürung, wobei hergestellt werden. Beispielsweise sind Folien aus prozentuale Breitenkontraktion und Dickenabnahme Polyestern wie Polyäthylenterephthalat oder aus der Folie miteinander übereinstimmen. Streckt man Polyamiden wie Polykondensationsprodukte auf
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