DE2320118A1 - Verfahren zur herstellung einer biaxial orientierten polyesterfolie - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer biaxial orientierten polyesterfolie

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DE2320118A1 DE19732320118 DE2320118A DE2320118A1 DE 2320118 A1 DE2320118 A1 DE 2320118A1 DE 19732320118 DE19732320118 DE 19732320118 DE 2320118 A DE2320118 A DE 2320118A DE 2320118 A1 DE2320118 A1 DE 2320118A1
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Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.
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BRAUHAUSSTRASSE 4/111
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Verfahren zur Herstellung einer biaxial orientierten Polyesterfolie.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer biaxial orientierten Polyesterfolie, welche unter Beibehaltung ihrer ausgezeichneten physikalischen Festigkeit bzw. Stärke (strength) eine gleichmäßige Stärke besitzt, d.h. im wesentlichen keine Ungleichmäßigkeit der Stärke aufweist.
Die Herstellung einer biaxial orientierten Polyesterfolie durch aufeinanderfolgendes biaxiales Verstrecken (drawing) von Polyesterfolien ist bekannt. Bei dieser Art von aufeinanderfolgendem, biaxialem Verstrecken ist es allgemein üblich, den ersten Verstreckungsschritt in einer Richtung und den zweiten Verstreckungsschritt in einer Richtung, welche die erste Richtung kreuzt "bzw. schneidet "bzw. aurchquert "bzw. quer zur 1. Richtung ist, bei einer Temperatur von etwa 9o C oberhalb der Einfriertemoeratur (second order transition temperature) cer unverstreckten Folie durchzuführen. Da selbstverständlich eine Beschränkung bezüglich des Flächen — verstreckverhältnispGS der Folie (Verstreckungsverhältnis der ersten Stufe χ Verstreckungsverhältnis der zweiten Stufe) auferlegt wird, muß, v/enn versucht v/ird die physikalischen Festigkeiten insbesondere den F_-V.;ert (Spannung bzw. Beanspruchung bei 5 z/o Dehnung) einer Folie
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in der Richtung, in welcher sie zuerst verstreckt wird, zu verbessern, indem das VerstreckverhMltnis in dieser Richtung erhöht wird, das Verstreckverhältnis der zweiten Stufe, d.h. das Verstrecken in einer Rieh- < tung, welche das Verstrecken der ersten Stufe kreuzt, unvermeidlich verringert werden. Als Folge davon besteht nicht nur der Nachteil, daß die physikalische Festigkeit in Richtung der zweiten Verstreckung leidet, sondern auch der Nachteil, daß der erhaltene Film eine betonte Ungleich-. mäßigkeit der Stärke aufweist. Wenn andererseits das Verstreckungsverhältnis der zweiten Stufe erhöht wird und das Verstrfeckungsverhältnis der ersten Stufe reduziert wird, ist ein merklicher Abfall der physikalischen Festigkeiten in der Richtung, in der das erste Verstrecken durchgeführt wird, unumgänglich.
Als Folge der Untersuchungen um ein Verfahren zur Herstellung einer biaxial orientierten Polyesteröle bereitzustellen, welche unter Beibehaltung ihrer ausgezeichneten physikalischen Festigkeiten eine gleichmäßige Starke aufweist, d.h. im wesentlichen keine Ungleichmäßigkeit der Stärke aufweist, wurde überraschenderweise gefunden, daß dies in der folgenden Weise erzielt werden kann. Das heißt, es wurde gefunden, daß indem die erste Verstreckungsstufe bei einem Verstreckungsverheltnis im Bereich von 3,5 bis 5,0 X der ursprünglichen Länge der Folie bei einer Temperatur unterhalb derjenigen welche bislang in dar ersten Stufe durchgeführt wurde, d.h. bei einer Temperatur bei der der Brechungsindex η . der Folie nach der ersten Verstreckungsstufe kleiner als 1,56o wird, durchgeführt wird, die Verstreckbarkeit der Verstreckung in der zweiten Stufe in der Richtung, welche dieRichtung der Verstreckung der ersten Stufe durchquert, beträchtlich erhöht werden kann und eine biaxial orientierte Polyesterfolie bereitgestellt »/erden kann, welche ausgezeichnete physikalische Festigkeiten und im wesentlichen keine Sta'rkeungleich— mäiiigkeiten auf weist.
Es ist daher Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer biaxial orientierten Polyesterfolie bereitzustellen, wodurch es ermöglicht wird, unter Beibehaltung der ausgezeichneten physikalischen Festigkeiten der Folie die Ausbildung von Stärkeungleichmäßickeifcen zu vermeiden, was .bBlang schwer zu vermeiden war, wenn versucht wurde, die ·
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vorstehenden Festigkeiten der Folie beizubehalten.
Andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich.
In einem erfindungscemäßen Verfahren zur Herstellung einer biaxial orientierten Polyesterfolie durch aufeinanderfolgendes biaxiales Verstrecken einer unveretreckten Folie aus Polyäthylenterephtha]at worin die Gesamtmenge der bi-funktionellen Säurekomponenten außer Terephthalsäure und der Diolkomponenten außer Äthylenglykol 0 bis 15 MoI^ beträgt, wird das Verstrecken nach den folgenden Stufen (A) und (b) durchgeführt: Erste Stufe (A):
Die vorstehend^um/erstreckte Folie wird auf das 3,5 bis 5,ofache ihrer ursprünglichen Länge in einer Richtung bei einer solchen Temperatur , "daß der Brechungsindex π , nach dem Verstrecken in der ersten Stufe kleiner als 1,55o wird, veratreckt.
Zweite Stufe (B):
Anschließend wird die erhaltene in einer Richtung verstreckte Folie auf das 3,o bis 4,ofache ihrer ursprünglichen Länge bei einer Temperatur von 5o bis 15o° C in eine Richtung, welche die Richtung in der die Folie in der ersten Stufe (A) verstreckt wurde, durchquert, verstreckt.
Der Ausdruck "eine um/erstreckte Folie"aus Palyäthylenterephthalat worin die Gesamtmenge der bifunktionellen Säurekomponenten außer Terephthalsäure und der Diolkomponenten außer Äthylenglykol ο bis 15 MoI1Ji beträgt" umfaßt zusätzlich zu der um/erstreckten Folie aus Copolymerisaten in welchen die vorstehenden Komponenten in den Polyäthylenterephthalat-Molekülen in den vorstehenden Mengen gebunden sind, die unverstreckte Folie, welche aus «solchen Herzen hergestellt ist, in welchen Polyester welche aus den vorstehenden KoTonenten bestehen oder diese Komponenten enthalten, mit Polyethylenterephthalat in einer solchen Menge vermischt werden, daß die vorste^enaen Komponenten im vorstehend genannten Bereich enthalten sind.
Als spezielle Bsisoiele für solche bifunktionelle SäurEkomponenten können vorzugsweise Phthalsäure und Isophthalsäure genannt werden.
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Weiterhin werden solche Säurenumfaßt wie Adipinsäure, Sebacinsäure, Bernsteinsäure, Oxalsäure, Malonsäure, p-Hydroxybenzoesäure und cu-Hydroxycapronsäure. Andererseits können als vorstehende Diolkomponenten solche wie zum Beispiel Trimethylenglykol, Tetramethylenglykol, Hexamethylenglykol, Cyklohexandimetnanol-(1,4), 2,2,4,4-Tetramethylcyklobutandiol (1,3) und Hydrochinon genannt werden. Es kann nicht nur eine Klasse dieser bifunktionellen Säurekomponenten und / oder Diolkomponenten sondern auch eine Mehrzahl davon verwendet werden.
Weiterhin kann die vorstehende'unverstreckte Folie verschiedene Additive die in dieser Art Folien eingearbeitet werden enthalten, wie z.B. Stabilisatoren wie Phosphorsäure, phosphorige Säure und deren Ester, Mattierungsmittel und Schmiermittel wie Titandioxyd, feinverteiltes Siliziumdioxyd und Kaolin und so weiter.
Die erste Stufe (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wie vorstehend angegeben durchgeführt indem die Folie auf das 3,5 bis 5,Ofache ihrer ursprünglichen Menge verstreckt wird, bei einer solchen Temperatur daß der Brechungsindex η . kleiner als 1,5So nach dem Verstrecken in der ersten Stufe wird. Falls erwünscht kann diese erste Stufe (A) bei der vorstehenden Temperatur und dem vorstehenden Verstreckungsverhältnis in zwei oder mehreren Stufen unterteilt durchgeführt werden. Weiterhin kann die unverstreckte Folie vor dieser ersten Stufe in der selben Richtung in der sie in der ersten Stufe (A) verstreckt werden soll, vorverstreckt werden und zwar auf ein Verstrecktverhältnis von 1,1 bis 3,ο vorzugsweise 1,5 bis 2,5 bei einer Temperatur zwischen der Einfriertemperatur dieser Folie und 12a C und vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen der Einfriertemperatur und 1oo C.
Im erfindungsgemäßen Verfahren ist es wichtig, daß die erste Stufe unter kombinierten Bedingungen jnit der zweiten Stufe (Β) bzw. unter Vereinigung mit den Bedingungen der zweiten Stufe (Β) unteu&iner Temperatur durchgeführt wird, bei der der Brechungsindex der Folie nacfo dan Verstrecken in der ersten Stufe kleiner als 1,56o wird. Diese Temperatur kann im Voraus durch Verstrecken von Proben der zu verstreckenden Folie
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auf die gewünschten Verstreckverhältnisse bei einer Zahl von verschiedenen Temperaturen unterhalb der Nachbarschaft der Einfriertemperatur der Folie und anschließendes Messen der Brechungsindices der erhaltenen in einer Richtung verstreckten Folienproben in den Mittelteilen der Längen der Filme in einer Richtung, welche die Richtung in welcher die Filme verstreckt wurden durchquert, d.hT in der Richtung, in der die zweite Verstreckungsstufe (b) durchgeführt werden soll. Der Brechungsindex in der vorstehend genannten Richtung (n ,) wird in dem Mittelteil der Folie bei 25 C mit Hilfe eines Abbe-Refraktometers unter Verwendung der Natrium-D-Strahlen gemessen.
Die Anwendung einer Temperatur bei der der vorstehend genannte Brechungsindex η . 1,56o überschreitet, muß vermieden werden, da die Verstreckbarkeit in der Richtung, in der die zweite Stufe (b) durchgeführt wird, erschwert bzw. verschlimmert wird, was derGrund für das Auftreten von Ungleichmäßigkeit in derStärke ist. Die in der ersten Stufe (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens anzuwendende Verstreckungstemperatur ist vorzugsweise kleiner als die Einfriertemperatur der unverstreckten Folie und ist weiterhin derart, daß die Forderung nach dem vorstehenden η .-Wert erfüllt wird. Die vorstehende Temperatur bei der η , 1,56α wird, welche die obere Grenze der Verstreckungstempratur in der ersten Stufe (A) bestimmt, ist.obwohl geringfügig,variabel in Abhängigkeit von der Klasse der unverstreckten Folie (Polymerisationsausmaß, sie bildende Einheiten, usw). Der Viert von η , wird überhaupt kaum durch das Verstreckungsverhältnis beeinflußt, jedoch sehr durch die Verstreckungstemperatur und Erhitzungsbedingungen beeinfluß, wie z.B. das Kühlen oder Abschrecken dem die Folie nach dem Verstrecken unterworfen wird. Im allgemeinen sind die Anwendung-smöglichkeiten solcher Verfahren wie Verstrecken bei einer niedrigen Temperatur von unterhalb der Einfriertemperatur und / oder · Abschrecken der Folie nach ihrer Verstreckung brauchbar, um die vorstehende Forderung bezüglich des Brechungsindex η . zu erfüllen.
(A)
Die ersteStufe/wird am besten bei der vorstehenden kritischen Temperatur des Niedrigtenperatur-Versteedcens durchgeführt. Im allgemeinen verlagert sich die kritische Temperatur des Niedrigbemperatur-Verstreckens zur Seite der hohen Temperatur, wenn das Verstreckungsverhältnis kleiner
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ist als wenn es größer ist Und die Temperatur bei der h 1,56o wird, ist im allgemeinen eine die etwa 5 - 1o ° C höher als die kritische Temperatur des Niedrigtemperatur-^fersfcrsckens liegt. Der Ausdruck "kritische Temperatur des Niedrigtemperatur-"\feretreckens " wie er hier gebraucht wird, kennzeichnet die Temperatur bei der das natürliche Verstreckverhältnis und das angewandte Verstreckverhältnis zusammenfallen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die erste Stufe (A) unter den vorstehend beschriebenen Temperaturbedingungen auf ein Verstreckverhältnia von 3,5 bis 5,0 und vorzugsweise 3,9 bis 4,7 durchgeführt. Wenn -unter den kombinierten Bedingungen mit der zweiten Stufe (s) - das Verstreckungsverhältnis unter den Temperaturbedingungen der ersten Stufe (A) niedriger als der vorstehende Bereich liegt, können nur Filme mit unterlegenen physikalischen Festigkeiten in der Richtung in der die erste Stufe (A) durchgeführt wurde, erhalten werden. Wenn andererseits dasVerstreckungsverhältnis oberhalb das vorstehenden Bereiches liegt, besteht der Nachteil, daß;da ein Bruch auftritt, wenn das-Verstreckungsverhfiltnis der zweiten Stufe (θ) erhöht wird, dasVerstreckungsverhältnis erniedrigt werden muß, was zur Folge hat, daß die physikalischen Festigkeiten in derRichtung in der die zweite Stufe durchgeführt wird, leiden und die ungleichmäßige Stärke der Folie ausgeprägt wird.
Als Folge der Durchführung der vorstehend beschriebenen ersten Stuf« (A) in einer solchen V/eise werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Folien hergestellt deren Verstreckbarkeit in der zweiten Stufe (β) in einer Richtung welche die Richtung der Verstreckung in der ersten Stufe (A) durchquert, nicht beeinträchtigt.
Die zweite Stufe (B) wird dadurch durchgeführt, daß man die in einer Richtung verstreckte Folie, welche aus der ersten Stufe (A) erhalten wurde auf das 3,0 bis 4,Of ache ihrer ursprünglichen Länge bei einer Temperatur von 5o bis 15o C verstreckt. Es war bislang bekannt, daß bei Durchführung der Verstreckung der zweiten Stufe (B) bei einer ^ niedrigen Temperatur von unterhalb der Glasübergangstemperatur eine geweiEte Folie mit metallischem Glanz erhalten wird. Im Hinblick
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darauf, daß erfindungsgemMB die erste Stufe (A) unter einzigartigen Bedingungen durchgeführt wird, tritt das Weißwerden und das Verleihen eines metallischen Glanzes bei derFolie nicht auf und es wird eine durchsichtige Folie erhalten.
Die zweite Stufe (b) kann in einer einzigen Stufe oder in zwei oder mehreren Stufen durchgeführt werden. Wenn die zweite Stufe (s) in einer einzigen Stufe durchgeführt werden soll, wird sie vorzugsweise unter solchen Bedingungen durchgeführt, daß die Folie auf das 3,o bis 4,Ofache ihrer ursprünglichen Länge bei einer Verstreckungstemperatur von 5o bis 95° C und vorzugsweise 7o bis 9o° C verstreckt wird. Wem #andererseits dieStufe (B) in zwei Stufen durchgeführt werden soll, wird sie vorzugsweise durch eine erste Stufe (i) und eine zweite Stufe (ii) und unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.
1. Stufe (i) .
Die in der ersten Stufe (A) erhaltene in einer Richtung verstreckte Folie wird in einer Richtung, welche die Richtung der Verstreckung durchquert, bei einer Temperatur von 5o bis 95 C und vorzugsweise 7o bis 9o C auf das mindestens 1,2fache und vorzugsweise mindestens 1,4fache der ursprünglichen Länge verstreckt, jedoch auf ein Verstreckverhältnis welches weniger als 95 % und vorzugsweise weniger als Bo % des Verstreckverhältnisses der zweiten Stufe [B) beträgt, (das gesamte Verstreckverhältnis der zweiten Stufe (B) t inbegriffen die Verstreckverhältnisse der ersten Stufe (i) und der zweiten Stufe (U)).
2.Stufe (ii)
Anschließend wird die Folie in derselben Richtung wie in der Stufe (i) bei einer Temperatur von 7o bis 15o C vorzugsweise 75 bis 1oo° C und zusätzlich bei einer Temperatur welche höher ist als Cie in der vorangegangenen ersten Stufe (i) verwendete, verstreckt, bis die Folie auf das 3,ο bis 4fache ihrer ursprünglichen Länge vor dem Verstrecken in
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der ersten Stufe (i) verstreckt ist.
Die Verstreckungstemperatur in der zweiten Stufe (ü) welche höher als diejenige der ersten Stufe (i)sein eilte, ist mindesten» 1° und vorzugsweise 5° C höher als diejenige der ersten Stufe (i) wobei die bevorzugte Ausführungsform diejenige ist, welche als höchste Temperaturgrenze eine um etwa 7o° C vorzugsweise etwa So0'C und besonders bevorzugt etwa 3o° C höhere Temperatur anwendet. Noch bevorzugter ist die Anwendung einer Temperatur Welche etwa 5 bis etwa 2o° C höher liegt als diejenige der ersten Stufe (i).
,Der Verstreckungsarbeitsvorgang bei der Durchführung des erfindungsgemftßen Verfahrens ist per se allgemein bekannt so daß darauf nicht näher eingegangen wird. Anschließend kann die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene biaxial orientierte Polyesterfolie gewünschtenfalle einer Wärmebehandlung nach bekannten Wärmebehandlungsmethoden unterworfen werden, um ihre Formbeständigkeit zu verbessern.
So ist es möglich erfindungsgemäß eine Folie bereitzustellen, welche ausgezeichnete physikalische Beständigkeiten bzw. Festigkeiten der biaxial orientierten Polyesterfolie besitzt, als auch eine überragend verbesserte Gleichmfißigkeit der Starke besitzt, d.h. ein Film in dem die Ausbildung ungleichmäßiger Stärke unterbunden wurde»
Die folgenden Beispiele mit Vergleichsbeispielen veranschaulichen näher einige Methoden der Durchführung des erfindungsgemHEen Verfahrens .
Die Messung und Berechnung der Ungleichmäßigkeit der StJsrke t»urce in der folgenden Weise durchgeführt.
keit Zur Messung der 5tfirkeungleichmäßioyin der Richtung der Verstrickung der zweiten Stufe (B) wurden zuerst 1oo mm der Folie von beiden Enden
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der Folie abgeschnitten ( die Teile welche umfaßt waren und damit nicht gleichmäßig v/erstreckt wurden). Die Stärke der übrigen FoIiB (60 bis 8q cm ) im FaIlB der Folien der vorliegenden Beispiele wurde von einem Ende bis zum anderen unter Verwendung eines elektrischen Mikrometers
zur kontinuierlichen Messung der Folienstärke (hergestellt duch Anritsu .Japan)
Electric Co.,Ltd,/gemessen. Die maximale StärkBf minimale Stärke und mittlere Stärke wurden dann von der Messkarte bzw. den Messdiagrammen abgelesen und wie folgt berechnet:
Ungleichmäßigkeit der Stärke = Maximale Stärke - minimale Stärke .«« ,0/\
mittlere Stärke
Die Messung der Trübung erfolgte andererseits gemäß der ASTM-Methode D - 1oo3,
» Beispiele 1-5 und Vergleichsbeispiele 1-8
Eine im wesentlichen aus nichtkristallinen Polyethylenterephthalat bestehende um/erstreckte Folie wurde in der übliqhen Weise hergestellt wonach diese Folie in Maschinenrichtung (MD) unter Verwendung einer üblichen Longitudinal-Walzen-Verstreck-Apparatur (longitudinal roll drawing apparatus) verstreckt wurde. Danach folge ein Verstrecken der Folie in der Querrichtung (TD) und anschließend heißfixieren bei 2oo C, Zur Verringerung der Stärkeungleichmäßigkeit wurde eine Filmprobe einer Stärke von etwa 12 Mikron nach gründlicher Einstellung des Mundstücks.der Strangpressform erhalten. 1o cm auf beiden Teilen wo die Folie gehalten wurde, wurden abgeschnitten und die Messung der Eigenschaften erfolgte an einer Folie von etwa 60 bis 8o cm Breite mit den in Tabelle 1 angegebenen Ergebnissen.
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Tabelle
MD Verstrecken Verhält
nis		 - 1 TD -Verstrecken Ver
hältnis		 tärkeun-
gleich- ' '
mäßigkeit		 Trü
bung		 Bemerkungen
Vergleichs^·
versuch "*" 		Tempera
tur °C.		 4.4 1.554
1.554
1.554
1.554
1.554		 Tempera
tur- DC.		 — — -
Verglfiichs-r
versuch r-
Beispiel. j_
Il
2
3
Vergleichs-
v/Rrsuch * 		650C 4.4
4.4
4.4
4.4
4.4		 1.554
1.554
1.554		 - 3.2
3.2
3.2
3.2
3.2		 5
5
6
40		 5
5
5 		Zerrissen ■ -
4
Beispiel 4
Vergleichs-
vmrsuch 5		 70
70
70
70
70		 4.4
4.4
4.4		 1.559
1.572		 400C. ,
70
80
90
170		 2.5
3.4
4.5		 30
4		 5 Zerrissen
Beispiel 5
Vergleichs-
vercuch 6		 70
70
70		 4.4
4.4		 1.561 85
δ5
85		 3.2
3.2 		5
25		 5
5 "
Vergl«- 7
versuch
M 8 		75
90		 5.3
3.0		 85
100		 3.4
3.4 		5 5 Zerrissen
70
75 		- 85
85
Da das Verstrecken unterhalb der kritischen Temperatur der Niedrig-Tempsraturverstreckung erfolgte, waren in dem Fall des Vergleichsversuches 1 und nach dem Verstrecken in der Maschinenrichtung unv/erstreckte Teile vorhanden, was eine ausgeprägte Ungleichmäßigkeit der Stärke in der Waschinenrichtung zur Folge hatte, obwohl das Verstrecken in der Querrichtung durchgeführt wurde. Die erhaltene verstreckte Folie war daher für die praktische Verwendung ungeeignet.
Die Folie des Beispiels 2 besaß ausgezeichnete Eigenschaften in der Maschinenrichtung, wobei der F,--Wert 15,3 kg / mm in Maschinenrich-
tuna und 11,ο kq/ mm in der Querrichtuna betrug. Andererseits betrug
/ 2
dieser Wert im Falle des Vergleichsversuqhes B 1o,6 kg mm in Maschinenrichtung was darauf hinweist, daß nur eine sehr schlechte Folie erhalten werden konnte. Die Trübungswerte der erhaltenen Folien betrugen 5 % und damit wurden durchsichtige Folien erhalten, welchen der sogenannte metallische Glanz nicht verliehen wurde,
Beispiele 6 — B und Vergleichsbeispiele 9—11
Dieselbe im Beispiel 1 verwendete, nichtverstreckte, nichtkristalline Folie wurde in der Maschinenrichtung vorverstreckt, wonach die so vorverstreckte Folie in der Maschinenrichtung und in der Querrichtung verstreckt wurde und danach bei 2oo C heißfixiert wurde. Die erhaltenen Ergebnisse gehen aus Tabelle 2 hervor.
Tm Falle des Vergleichsbeispiels 9 bei dem ein erfindungsgemäPes Vorvers trecken nicht durchgeführt wurde war der n_ Verstreckbarkeit in der Querrichtung schlecht.
verstrecken nicht durchgeführt wurde war der η —Wert groE und die
Im Gegensatz zu den Beispielen 6 und 7 zerriE im Seispiel 11 wo nicht vorverstreckt wurde, die Folie, als sie auf das 4,5-fache bei einer niedrigen Temperatur von 65 C VErstreckt wurde.
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Der Trübungswert der im Beispiel 6 erhaltenen Folie (12 Mikron) betrug 5 1Ji und somit war dies eine durchsichtige Folie. Ihre physikalischen Eigenschaften waren ebenfalls ausgezeichnet wobei der Fp,-Wert 15, 2 kg /mm in Maschinenrichtung und 1o,9 kg/ mm in Querrichtung betrug.
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Tabelle
Varverstrecken
in MD		 Ver
hält
nis		 MD Verstrecken Ver- ..
hSlt-
jnis		 21Sd SesamL—
uerhältrüs
Λ		 TD Verstrecken Ver
hält
nis „		 3tärkeun—
gleich
mäßig—
ifiüiit		 Bemerkurh-
gen
Beispiel r
Beispiel 7
Vergleichs
vers ach -*
' Beispiel 8
Vergleichs=
versuch ^-ü
11		 Tempera
tur 0C.		 1.5
2.0
3.6
2.0
2.0		 Tempera
tur 0C.		 3
2.25
1.25
2.25
2.25
4.5·		 L. 553
.1.550
L. 565
1.555
1.573		 4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5		 Tempera
tur 0C.		 3.2
3.2
3.2
3.2
.3.2		 4
4
5		 Zerrisser.
• Zerrissen
VO VO VO VO VO
I O O O O O 		65
65
65
70
90
.65		 O O O O O I
co ω co co ω
^ Beispiel 9 ·
Es wurden dieselben Verstreckbedingungen in Maschinenrichtung wie in Beispiel 7 angewandt (Vorverstrecken in Maschinenrichtung, Gesamt MD-Verstreckverhältnis =4,5, η . = 1,55o) und dasVerstrecken in der Querrichtung erfolgte in zwei Stufen, Die erste Hälfte der Spannbehandlung wurde bei 8o° C auf ein Verstreckv/erhältnis von 2, ο durchgeführt, während die zweite Hälfte bei 9o C auf ein Verstreckverhältnis von 1,6 durchgeführt wurde, wobei das Gesamt-Verstreckverhältnis in dar Querrichtung 3,2 betrug. Daran schloß sich ein Heißfixieren der Folie bei 2ooD C an, um einen Film von überlegener Qualität zu erhalten ,dessen Stärkeungleichmäßigkeiten 4 % betrug und deren FK-Werte 15,5 kg/mm ;in Maschinenrichtung und 11,1 kg/ mm in der Querrichtung waren.
Beim Messen der Häufigkeit des Folienzerreissens im Spannrahmen während eineskontinuierlichen Betriebes während einer verlängerten Zeitspanne betrug diese im Falle des Beispiels 9 1 auf etwa 1oo ooo m gegenüber 1 auf etwa 3o ααο m im Falle des Beispiels 7.
Beispiele 1o bis 13 und Vergleichsbeispiele 12-15 -
Eine unverstreckte Polyäthylenterephthalatfalie mit einer Dichte von 1,342 g/cm hergestellt in der üblichen Weise wurde aufdas 4,3fache in der Maschinenrichtung bei etwa 7o C gestreckt, wonach die Folie in der Querrichtung in einem Spannrahmen verstreckt wurde, wobei in äer ersten Stufe auf das 2-fache und in der zweiten Stufe auf das 1,5-fache verstreckt wurde, auf ein Gesamt-Verstreckverhältnis in der Querrichtung von 3 ,3. Daran schloß sich ein Heißfixieren der Folie bei 19a C an. Der η ,-Wert der Folie nach der Verstreckung in der Maschinenrichtung betrug in diesem Fall 1,555, Die beim Verstrecken der Folie in der Querrichtung angewandten Temperaturen und die Eigenschaften der erhaltenen Folie sind in Tabelle 3 zusammengefaßt. ^
Wie ersichtlich wird beim Erhöhen der Temperatur tier zweiten Ver-
40 9 845/0 92?
A"
Streckungstemperatur oberhalb derjenigen der ersten Verstreckungsstufe der wünschenswerte Effekt erzielt, daß der Fg-Wert wesentlich erhöht wird. Während ferner im Falle des Tests der verlängerten Filmbildung im Beispiel 12 Zerreißsen einmal alle etwa Io ooo m auftrat, konnte dies im Falle von Beispiel 13 auf 1 pro etwa 1oo ooom verringert werden.
Dieselbe Tendenz zu einer Verringerung des Zerreißens wurde auch im Falle des Beispiels 1o und 11 bemerkt, wobei die Häufigkeit der Risse im letzten Beispiel kleiner war.
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Tabelle 3 — 80 — 105 _ 105 2. Stufe F-5 2 TD otSrkeun- 4 Bemer
TD .Verstreckungs- 70 kg/nun 11.1 gleichmäßig- kungen
temperatur KD iceit 4
I.Stufe 90 13.4 11.3 -
Beispiel 70 70 mm 5
10 80 13.5 11.2 Weißwer-
fclen der
Beispiel 70 - 5 JFolie/
^Trübung
^30 tf
J.JL
Ver-
jleijjhsv.		 80 90 13.5 11.2 6
3eispiel 80 120 11.4
Td 13.6
3eispiel
•l Q		 80 13.9 20
U
Beispiel		 ' . 80 190
14 30
Vergleich« 105 -
wer=ych - 30
Vergleich= 120 — —
versuch
1 /
Vergleich= -
versuch
15
A09845/0927
Beispiele 15 - 17 und Vergleichsbeispiele 16, 17
Eine unverstreckte Folie aus mit 5 Mol°/e Isophthalsäure copolymer!βΐθΡΐθΐη. Polyethylenterephthalat wurde auf das 4,5-fache bei 7o C verstreckt wonach sie sofort durch Inkontaktbringen mit einer Walze von 5 C abgeschreckt wurde. Die erhaltene Folie besaß einen Brechungsindex η . von 1,558 und eine Dichte von 1,369 g/cm , eine niedrige Dichte für eine hochverstreckte, hocharientierte Folie. Diese Folie wurde in Querrichtung in zwei Stufen mit den in Tabelle 4 angegebenen Ergebnissen verstreckt.
Das Zerrsissen der Folie von Beispiel 17 in dem Spannrahmen während einer verlängerten Zeitspanne kontinuierlichen Betriebes betrug einmal/Hingefähr 1o ooo m, was ein schlechteres Ergebnis ist als das in den Beispielen 15 und 16 erhaltene.
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Tabelle 4 '
4> CXl
1, Stuf'n Ver
hältnis		 2. . Stufe Ver
hältnis		 Gesfcunt-
verhöltnis		 Sttlrkeun—
gleichmäPig-
keit '		 Häufigkeit
des Folienzer·
reisnpn«! im
Spannrahmen
Reibp^el 15
Beispiel ]_g
Beispiel ··} y
Vergleichs
versuch -ig
Vergleichs
versuch 17		 Temperatur
''0C		 1.1
2.0
3.0
2.0
2.4		 Temperatur . 2.9
1.1
1.2		 3.2
3.2
333
2.4
2.4		 6
5
4
25
■ 20		 1 χ per
150,000 m
1 x per
100,000 m
1 ^ per
10,000 m
82
82
82
82
82		 VO VD VD VD
I O O O O

Claims (6)

  1. Patentansprüche
    (iy Verfahren zur Herstellung einer biaxial orientierten Polyesterfolie durch aufeinanderfolgendes biaxiales Verstrecken einer unverstreckten Folie aus Polyäthylenterephthalat worin die Gesamtmenge der bifunktionellen Säurekomponenten außer Terephthalsäure und der Diolkomponenten außer Äthylenglykol 0 bis 15 MoI^ beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verstrecken durch die folgenden Stufen (A) und (B) durchführt:
    Verstrecken der unverstreckten Folie auf das 3,5 - 5,0fache ihrer ursprünglichen Lenge in einer Richtung bei einer Temperatur, daß der Brechungsindex η , der Folie nach dem Verstrecken in der ersten Stufe weniger als 1,56o wird und
    (β) Verstrecken der erhaltenen in einer Richtung verstreckten Folie
    bei einer Temperatur von 5o bis 15o C auf das 3,ο — ^Dfache ihrer ,_ ursprünglichen
    / Länge in einer Richtung, welche die Richtung in der die Folie in
    der ersten Stufe (A) gestreckt wurde, durchquert bzw. kreuzt.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die unverstreckte Folie vor der Durchführung der ersten Stufe (A) vorverstreckt, wobei das Vorverstrecken in derselben Richtung wie die Stufe (A) bei einem Verstreckverhältnis von 1,2 bis 3,ο und bei einer Temperatur zwischen der Einfriertemperatur der unverstreckten Folie und 12o C durchgeführt wird,
  3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstrecken in der zweiten Stufe (B) in einer einzigen Stufe auf das 3,ο bis 4,0-fache der ursprünglichen Länge der Folie bei einer Verstrecktemperatur von So bis 95 C durchgeführt wird.
  4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stufe (b) in zwei Stufen durchgeführt wird:
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    βο
    (a) Verstrecken der in einar Richtung verstreckten Folie bei einer Temperatur von 5o bis 95° C auf ein Verstreckverhaltnis von
    mindestens 1,2 jedoch weniger als 95 °/o des Verstreckverhältnisses der zweiten Stufe (b) und
    (b) anschließendes Verstrecken der Folie auf das 3,ο bis 4,o-fache ihrer ursprünglichen Länge vor dem Verstrecken in der zweiten Stufe von (b) bei einer Temperatur in dem Bereich yon ^00O- 15O°< die ferner höher ist als diejenige derersten Stufe (a).
  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstreckverhaltnis in der zweiten Stufe (b) kleiner ist als dasjenige der ersten Stufe (A). '
  6. 6. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstrecktemperatur in der zweiten Stufe (b) um mindestens etwa 5 C höher ist als die Verstrecktemperatur in der ersten Stufe (a).
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DE19732320118 1973-04-17 1973-04-19 Verfahren zum Herstellen einer biaxial orientierten Folie aus Polyäthylenterephthalat Expired DE2320118C3 (de)

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DE2320118B2 DE2320118B2 (de) 1979-11-29
DE2320118C3 DE2320118C3 (de) 1984-08-02

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