DE1951130C - Verfahren zur quer oder längs und quer zur Folienlaufrichtung erfolgenden Verstreckung von Folienbahnen aus partiellkristallinen Polymeren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur quer oder gleichmäßigkeit verwendet wird, wodurch extrem

längs und quer zur Folienlaufrichtung erfolgenden hohe Anforderungen an die Folienextrusion gestellt

Verstreckung von Folienbahnen aus partiell-kristal- werden müssen.

linen Polymeren bei dem die Festigkeit der zu ver- Aus der britischen Patentschrift 1 044 772 ist ein

streckenden Folienbehiien in wenigstens einem 5 Verfahren zum Querverstrecken von thermoplasti-

schmalen längs zur FoJienbahn verlaufenden Bereich sehen partiell-kristallinen Polymerfilivien bekannt,

geschwächt und die Folienbahn danach in ihrer bei dem zur Erzielung besserer mechanischer Eigen-

Querrichtung verstreckt wird. schaftsv/erte gleichmäßig über die gesamte Filmbahn

Es ist bekannt, Folienbahnen aus thermoplaste durch Erzeugung eines oder mehrerer Reckansätze sehen Polymeren durch Verstrecken oder Auswalzen io mittels Hitzeeinstrahlung die Fümbahn vor der in einer oder zwei Richtungen in ihren Eigenschaften Querverstreckung in einem schmalen Bereich längs zu verbessern. Die Verfahren, die die Herstellung zur Filmbahn geschwächt wird. Um den jeweils ereiner kontinuierlichen biaxial orientierten Folienbahn forderlichen, richtigen Schwächungsgrad zu bewirken, zum Ziel haben, können in zwei Gruppen gegliedert muß dein Film örtlich eine bestimmte Wärmemenge werden, nämlich in Verfahren, bei denen die Ver- 15 zugeführt werden. Bei Filmen unterschiedlicher Streckung in den beiden Hauptrichtungen (längs und Dicke und Laufgeschwindigkeit benötigt man eine quer zur FGi'lenlaufrichtung) in einem Arbeitsgang technisch aufwendige, komplizierte Strahlungsvorsimultan erfolgt, und in Verfahren, bei denen durch richtung mit regelbarer Strahlungsintensität Außerzwei aufeinander folgende jeweils monoaxiale Streck- dem führt das Verfahren im Bereich der erhitzten, prozesse ebenfalls eine biaxiale Verstreckung er- ao streifenförmigen Zone zu einer Erhöhung des Krireicht wird. Die letztere Verfahrensweise, auch als stallisationsgrades erkennbar an einer Eintrübung zweistufige Verstreckung bekannt, hat sich in der und Erhöhung der für die nachfolgende Querreckung Technik stärker durchgesetzt, da sie mit den einge- schädlichen Sphißanfälligkeit.
führten monoaxialen Reckanlagen betrieben werden Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kann und kaum zusätzlichen Aufwands bedarf. 35 einfaches Reckverfahren für Folienbahnen aus par-

Diese bekannten Verfahren besitzen gleicher- tiell-kristallisierendem thermoplastischem Polymermaßen den Nachteil, daß bei der Verstreckung von material zu finden, wobei die Schwächung der kristallisierenden thermoplastischen Folien, insbe- Folienbahn längs zur Laufrichtung durch einen oder sondere bei der Querve/Streckung von bereits längs- mehrere Reckansätze örtlich definiert erfolgen kann orientierten Folien bevot/ugt, e>ne zonenweise Ver- 30 und nach dem auch Dickeschwankungen aufweisende Streckung auftritt. Der Effekt der zonenweisen Ver- Folien störungsfrei und ohne Bildung von Oberstreckung ist besonders auffällig und ausgeprägt bei flächenstrukturen verstreckt werden können,
der Verstreckung von Polyamiden, die auf Grund Die Aufgabe wird bei dem eingangs geschilderten dieser Erscheinung zumeist nicht biaxial verstreckt Verfahren dadurch gelöst, daß zur Schwächung eine werden können. Mit steigender Kristallinität und zu- 35 Kerbe angebracht wird, die tteier als ein Zehntel der nehmender Dickenschwankung der Folie wächst die Toleranz der Dickeschwankung der Folienbahn ist.
Tendenz, daß sich die Folien ungleichmäßig unter Nach dem Verfahren der Erfindung, mit dem Ausbildung nebeneinanderliegender Stellen geringe- Dickeschwankungen aufweisende Folienbahnen aus rer und höherer Orientierung verstrecken. Diese Ten- partiell-kristallinen Polymeren ohne Bildung von denz wird bei verschiedenen Polymeren, wie z. B. 40 Oberflächenstrukturen verstreckt werden können, bei Polypropylen durch Anwendung hoher Verstrek- wird die Ausgangsfolie oder die bereits längsverkungsgrade bei sehr exakter Temperaturführung kurz streckte Folie innerhalb des Streckbereichs mit einer unterhalb des Kristallitschmelzpunktes bekämpft. Bei vorzugsweise in Folienlaufrichtung verlaufenden Polyamidfolien wird die zonenweise Verstreckung Kerbe versehen. Die Reckkräfte bilden einen Reckstark von der Art der vorliegenden kristallinen 45 ansatz, der sich entlang der Kerbe fortsetzt. Man Struktur beeinflußt. Die blockierende, die zonenweise erhält dadurch für jede Kerbe nur einen einzigen Verstreckung verursachende Kristallstruktur bildet Reckansatz. Damit wird die Bildung von Obersich hier besonders auffallend aus, wenn vorher be- flächenstrukturen vermieden. Die partiell-kristallinen reits eine Verstreckung senkrecht zur Streckrichtung Folienbahnen werden bei diesem Verfahren mit den der Folienbahn erfolgt ist. 50 üblichen Mitteln biaxial verstreckt.

Die Zeichnung zeigt eine zonenweise biaxial ver- In diesem Verfahren ist unter dem Ausdruck

streckt thermoplastische Folienbahn mit ihrer mar- Kerbe jede sich im wesentlichen in einer Dimension

kanten Oberflächenstruktur. erstreckende schroffe Vertiefung in der Folie zu ver-

Diese Nachteile lassen sich zwar teilweise durch stehen. Die Vertiefung kann einen beliebig geform-Anwendung von Verfahren zur gleichzeitigen biaxia- 55 ten Querschnitt besitzen, sie kann z. B. halbkreislen Verstreckung, wie z. B. in der französischen fönnig, rechteckig, U- oder V-förmig ausgebildet sein. Patentschrift 1466715 für Folien aus Polyamiden Besonders bevorzugt wird die wirikelartige Form der beschrieben, vermeiden. Ein solches Verfahren läßt Kerbe. Die Kerbe kann man durch Einritzen der sich jedoch nur auf einer komplizierten Simultan- Folienbahn mit einem scharfen oder spitzen Gegenstreckmaschine durchführen, deren beschränkte Ver· 6a stand oder durch Prägen der Folienbahn zwischen wendbarkeit bei den Folienverarbeilern d&s Verfah- Quetschwalzen oder durch Kalandrieren erzeugen, ren alls technisch zu aufwendig erscheinen läßt. Sie kann auch während des Extrudierens der Folien-Gegenüber dem Zweistufen-Streckverfahren sind hier bahn durch entsprechende Ausbildung der Düse eindie einen hohen Materialvcrlust bedeutenden unreget- gebracht werden. Man kann sie einseitig oder betdmäßig oder nicht gereckten breiten Randzonen von 63 seitig auf der Folienbahn anbringen. Nicht nur auf Nachteil. Dieses Verfahren läßt sich auch nur be- mechanischem, sondern auch auf thermischem Wege friedigend durchführen, wenn eine streifen- und läßt sich die gewünschte Kerbe herstellen, z. B. durch feuerfreie Ausgangsfolie mit sehr guter Dicken- örtliches Anschmelzen mit einer heißen Schneide

Claims (3)

(Lötkolben) oder auf elektrischem Wege, z. B. Eingravieren der Folienbahn mit Elektroden. Die zweckmäßigste Breite und die Tiefe der Kerbe sind abhängig vom Kristallinitätsgrad und von den Dickeschwankungen der Folienbahn zu bemessen. Bei Folien mit hoher Kristallinitäl: des Materials oder bei starken Dickeschwankungen müssen tiefere Kerben angebracht werden als bei Folien, die weitgehend aus amorphem Material bestehen oder die von gleichmäßiger Dicke sind, um denselben Effekt zu erzielen. Die Tiefe der Kerbe muß dabei größer sein als ein Zehntel der Toleranz der Dickeschwankung der zu verstreckenden Folienbahn, wobei unter Toleranz die maximal zulässige Abweichung von der mittleren Foliendicke zu verstehen ist. Die Kerbe soll somit eine Tiefe von mehr als einem Zehntel bis zum Dreißigfachen der Toleranz aufweisen, vorzugsweise vom einfachen bis zum zehnfachen Bi.trag, wobei der Betrag der Tiefe von dem Niveau aus zu rechnen ist, das der Oberfläche bei mittlerer Foliendicke entspricht. Der Reckansatz kann in eine beliebige Position der Folienbahn gelegt werden. Bringt man mit einem spitzen Stift oder einer anderen Vorrichtung auf der Folienbahn z. B. eine schlangenlinienformige Vertiefung an, dann verläuft der Reckansatz entlang der gebildeten schlangenfönnigen Kerbe. Besonders zweckmäßig wird die Kerbe in Richtung der Folienlaufrichtung gelegt Legt man die Kerbe an eine Folienseite in Kluppennähe, dann bildet sich die kluppenseitige Reckfront so gut wie nicht aus, es entsteht höchstens ein schmaler gereckter Streifen entlang der Kluppenreihe. Die längs der Kerbe verlaufende und auf der gereckten Folienbahn sichtbare Reckar.i>atzspur fällt in diesem Fall bei der Randbeschneidung weg. Man erhält somit eine biaxial gereckte Folienbahn mit gleichmäßiger Stärke und ohne sichtbare Reckansatzspur. Die Folie ist optisch oberflächeneinheitlich. Das Verfahren eignet sich gleichermaßen für die Verstreckung von Folien nur in Querrichtung, in Längs- und Querrichtung gleichzeitig oder nacheinander ohne Rücksicht auf die Reihenfolge der Reckprozesse. Beispiel Es wird eine partiell-kristalline, zwei Monate bei Normalklima gelagerte Folienbahn aus Poly-6-capronamid mit einer relativen Viskosität von 4,0, gemessen bei 250C in 96prozentiger Schwefelsäure, die bereits um das dreifache in Längsrichtung verstreckt ist und eine Dichte von 1,138 g/cma und eine Dicke von 0,07 mm (Toleranz: ± 0,005 mm) aufweist, mit einer in Folienlaufrichtung verlaufenden Kerbe versehen. Die Kerbstelle wird an eine beliebige Folienseitc, 1 cm von der Folieneinspannung weggelegt und mit einer drehbar gelagerten gewichtsbelasteten spitzen Stahlnadel (5 mm 0) mit einem Anstellwinkel von 45° zur Folienbahn eine Kerbe von 0,8 bis 0,9 mm Breite und 0,03 bis 0,04 mm Tiefe eingekerbt. Diese längsverstreckte und gekerbte Folienbahn (etwa 100 m lang und 27 cm breit) wird sodann um das Vierfache in bekannter Weise breitgereckt. Dabei wird zuerst die Folienbahn mit einer Geschwindigkeit von 10 m/min, durch eine 3 m lange luftbeheizte Vorwärmzone νοτ 115° C geführt und die vorgewärmte Folienbahn irarauf bei 175° C in einer Zeit von 30 Sekunden breitgereckt und anschließend in einer Kühlzone mit kalter Luft unter einer Breiten- ao verringerung von 8 Vo gekühlt Die so erhaltene biaxial verstreckte Folienbahn weist keine Oberflächenstruktur gemäß der Zeichnung auf, woraus sich erkennen läßt, daß während des gesamten Reckvorgangs keine zonenweise Ver- »5 Streckung erfolgte. Vergleichsweise wurden weitere 100 m der gleichen längsverstreckten Folienbahn unter denselben Bedingungen, aber ohne Kerbe, biaxial verstreckt. Es wurden über vierzig verschiedene Zonen und fast doppelt soviel Strukturlinien gezählt Pptentansprüche:

1. Verfahren zur quer oder längs und quer zur Folienlaufrichtung erfolgenden Verstreckung von Folienbahnen aus partiell-kristallinen Polymeren, bei dem die Festigkeit der zu verstreckenden Folienbahn in wenigstens einem schmalen längs zur Folienbahn verlaufenden Bereich geschwächt und die Folienbahn danach in ihrer Querrichtung verstreckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schwächung eine Kerbe angebracht wird, die tiefer als ein Zehntel der Toleranz der Dickeschwankung der Folienbahn ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbe im Streckbereich nahe den Halteelementen angebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei zweistufiger Verstreckung die Kerbe zeitlich nach der Längsverstreckung

so angebracht wird.

Hierzu 1 Dlatt Zeichnung« a