DE2507813B2

DE2507813B2 - Verfahren zur Herstellung von Folien aus Polyäthylenterephthalat

Info

Publication number: DE2507813B2
Application number: DE2507813A
Authority: DE
Inventors: Modest Sergejevitsch Akutin; Tamara Grrigorjevna Levina Geb. Kvasova
Original assignee: NAUTSCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBEDINENIE PLASTIK MOSKAU
Current assignee: NAUTSCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBEDINENIE PLASTIK MOSKAU
Priority date: 1975-02-21
Filing date: 1975-02-24
Publication date: 1979-05-31
Also published as: FR2305287B1; DE2507813A1; FR2305287A1; JPS534021B2; US4110395A; JPS5197677A; GB1481130A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Folien aus Polyethylenterephthalat gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartig hergestellte Folien aus Polyäthylenterephthalat können auf dem Gebiet des Kondensatorenbaus, in der Elektrotechnik, für anschließende Metallisierung usw. breit verwendet werden.

Cs ist ein Verfahren bekannt zur Herstellung von Folien aus kristallisierbaren Polyestern, beispielsweise aus Polyethylenterephthalat, durch Extrusion des geschmolzenen Polymers auf eine Aufnahmeoberfläche und Abkühlung des Polymers auf der genannten Aufnahmeoberfläche auf 20 bis 80° C unter Erzielung einer Folie mit maximal möglicher amorpher Struktur. Dann unterwirft man die Folie zwecks Verleihung einer Rauhigkeit einer Wärmebehandlung bei 130 bis 190°C bis zur Erzielung eines Kristallinitätsgrades von nicht über 5%. Danach führt man eine Orientierung der Folie in einer oder zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen bei 80 bis 125°C durch unter anschließender Thermofixierung bei 170 bis 250°C und Abkühlung auf 2Obis3O°C(GB13O3 257).

Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist es, daß der Orientierung eine polymere Folie mit einem geringen Kristallinitätsgrad (bis 5%) unterworfen wird. Die Orientierung solcher Folien führt zur Herstellung orientierter polymerer Materialien, die eine große Anzahr von Strukturfehlern besitzen und ungenügende mechanische Festigkeit aufweisen (die Reißfestigkeit der Folie beträgt nur 250 bis 300 mN/m²).

Die GB 1171686 und US 36 44 610 beschreiben ähnliche Verfahren und schlagen die Kristallisation einer Folie bei Temperaturen von 80 bis I25°C sowie deren Orientierung bei Temperaturen von 70 bis 200°C vor.

Aus der US 28 99 713 ist es bekannt, zur Erzielung einer Orientierung eine Platte mit einem Kristallinitätsgrad von U6 g/cm³ bei 150 bis 190°C zu walzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dünne Folie aus Polyäthylenterephthalat mit hohen physikomechanischen Eigenschaften, insbesondere mit einer Zugfestigkeit von 400 mN/m², einer Fließgrenze von 350 mN/m³ und einem Elastizitätsmodul von 8700 mN/m² zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 dargelegten MaB-nahmen gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch aufgezeigt.

Die Verwendung einer Folie mit einem Kristallinitätsgrad von über 5%, die Orientierung bei 130 bis 250° C und die Abkühlung bewirken eine nicht vorhersehbare

to erhebliche Steigerung des Elastizitätsmoduls in der Orientierungsrichtung. Der Elastizitätsmodul ist die entscheidende Betriebseigenschaft bei der Verwendung der Folie. Die Orientierung des Polyäthylenterephthalats aus dem kristallinen Zustand mit stabilisierter Struktur ist für das vorliegende Polymer nicht kennzeichnend, da die Kristallisation zur Sprödigkeit führt und nur die Gesamtheit der erfindunjsgemäßen Bedingungen die Orientierung des Polymers und die Herstellung einer Folie von hoher Qualität erlauben.

Unbedingte Voraussetzung für die Herstellung von Folien ist die Abkühlung des kristallisierte:: Rohlings auf 20 bis 80° C. Würde man diesen Schritt eliminieren, hätte das weitere Kristallisationsprozesse zur Folge und damit eine Instabilität des Verfahrens. Dieser Arbeitsgang ist daher für die Lösung der technischen Aufgabe erforderlich. Außerdem zeigt die Folie hohe Stniktnrhomogenität.

Die Durchführung der Wärmebehandlung auf den genannten Kristallinitätsgrad und die Orientierung der Folie unter den genannten Temperaturbedingungen machen es möglich, polymere Filme mit hoher Strukturhomogenität und hohen physikalisch-mechanischen Eigenschaften zu erhalten (Reißfestigkeit des Filmes bis 400 mN/m², Fließgrenze bis 350 mN/m²).

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von polymeren Folien wird vorzugsweise wie folgt durchgeführt

Das erforderlichenfalls vorgetrocknete Polymer wird im geschmolzenen Zustand aus einem Extruder oder unmittelbar aus einem Formkopf des Reaktors, des Polykondensators, auf eine Aufnahmeoberfläche extrudiert. Das Polymer wird auf der genannten Oberfläche auf 20 bis 80° C unter Bildung einer amorphen polymeren Folie abgekühlt. Die erhaltene Folie unterwirft man einer Wärmebehandlung bei 130 bis 190°C bis zur Erzielung eines Kristallinitätsgrades der Folie von über 5 bis 50%. Die Wärmebehandlung kann nach einem beliebigen bekannten Verfahren, beispielsweise unter Verwendung von Heißluft oder eines beliebigen anderen inerten Wärmeträgers durchgeführt werden. Die kristallisierte polymere Folie unterwirft man einer Orientierung, die sowohl in einer als auch in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen (zweiachsige Orientierung) durchgeführt werden kann.

In dem letzteren Fall kann die Orientierung simultan oder nacheinander durchgeführt werden. Die Orientierung der polymeren Folie wird bei einer über dem Einfrierbereich, jedoch unterhalb des Kristallitschmelzbereiches liegenden Temperatur, und zwar in einem

M) Temperaturbereich von 130 bis 250°C durchgeführt. Die konkreten Werte der Streckgeschwindiqkeit, der Temperatur und der Streckverhältnisse hängen von dem Kristallinitätsgrad der polymeren Folie bei beliebiger Art der Orientierung ab. Je höher der Kristallinitätsgrad ist, desto höher ist die Temperatur, desto niedriger sind die Streckgeschwindigkeit und die Streckverhältnisse. Die orientierte Folie unterwirft man dann einer Thermofixierung im gespannten Zustand bei

170 bis 25O°C zur Wegnahme der inneren Spannung des Films und kühlt danach auf 20 bis 3O°C ab.

Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden folgende konkrete Beispiele für deren Durchführung angeführt

Beispiel 1

Man erhielt eine amorphe polymere Folie durch Extrusion von geschmolzenem Polyäthyäenterephthaiat aus einem Extruder auf die Aufnahmeoberfläche einer Trommel, die eine Temperatur von 60⁰C aufweist Dann unterwarf man die erhaltene amorphe Folie einer Wärmebehandlung in einer Thermokammer im gespannten Zustand bei 140⁰C während IO Minuten bis zur Erzielung eines Kristallinitätsgrades von 20,4% und kühlte danach auf 20° C ab. Dann nahm man die zweiachsige Orientierung der Folie zunächst in der Längsrichtung bei 170⁰C mit einer Geschwindigkeit von 500% in der Minute und dann in der Querrichtung bei 190⁰C mit gleicher Geschwindigkeit vor. Die orientierte Folie unterwarf man im gespannten Zustand einer Thermofixierung bei 200° C und kühlte dann auf 20 bis 30⁰C.

Die erhaltene polymere Folie wies eine fehlerfreie Struktur (d. h. eine hohe optische Homogenität) auf. Die Zerreißfestigkeit der Folie betrug 400 mN/m², die Fließgrenze 350 mN/m².

Beispiel 2

Aus dem Formkopf eines Reaktors, Polykondensators, goß man geschmolzenes Polyethylenterephthalat auf ein Metallband, welches eine Temperatur von 80⁰C aufwies. Das Polymer wurde auf dem Band unter Bildung einer amorphen polymeren Folie abgekühlt. Diese unterwarf man einer Wärmebehandlung bei 190⁰C während 10 Minuten bis zur Erzielung eines Kristallinitätsgrades von 50%. Ohne abzukühlen, führte man die Folie der Orientierungskammer zu, wo man ein gleichzeitiges Strecken in der Längs- und Querrichtung bei 240⁰C mit einer Geschwindigkeit von 1500% in der Minute vornahm. Die Thermofixierung wurde bei 250° C und die anschließende Abkühlung auf 20 bis 30° C ίο durchgeführt.

Die erhaltene polymere Folie wies eine fehlerfreie Struktur auf. Die Zerreißfestigkeit betrug 360 mN/m², die Fließgrenze 300 mN/m².

_|5 Beispiel 3

Man erhielt eine amorphe polymere Folie durch Extrusion von geschmolzenem Polyethylenterephthalat aus einem Extruder auf die Aufnahmeoberfläche einer Trommel, die eine Temperatur von 20°C aufweist. Dann

μ unterwarf man die erhaltene Folie einer Wärmebehandlung im gespannten Zusiand bei 13CC während 3 Minuten bis zur Erzielung eines Kristallinitätsgrades von 5,5%, wonach auf 80⁰C abgekühlt wurde. Dann führte man die Folie der Orientierungskammer zu, wo man deren gleichzeitiges Strecken in der Längs- und Querrichtung bei 130⁰C mit einer Geschwindigkeit von 2000% in der Minute vornahm. Die orientierte Folie unterwarf man im gespannten Zustand einer Thermofixierung bei 170° C und kühlte dann auf 20 bis 30° C ab.

Die erhaltene polymere Folie wies eine hohe Strukturhomogenität auf. Die Zerreißfestigkeit des Filmes betrug 395 mN/m², die Fließgrenze 330 mN/m².

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Folien aus Polyethylenterephthalat durch Extrusion des geschmolzenen Polymers auf eine Aufnahmeoberfläche. Abkühlen des Polymers auf der Aufnahmeoberfläche auf eine Temperatur von 20 bis 80° C unter Bildung einer amorphen Folie, Wärmebehandlung der Folie bei einer Temperatur von 130 bis 190⁰C bis zur Erzielung eines bestimmten Kristallinitätsgrades. Orientierung der Folie unter Erhitzen, Therrnofixierung bei einer Temperatur von 170 bis 250° C und Abkühlung auf eine Temperatur von 20 bis 30° C, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärmebehandlung der Folie vor der Orientierung bis zur Erzielung eines Kristallinitätsgrades von 5 bis 50% vornimmt und die Orientierung der Folie bei einer Temperatur von 130 bis 250° C durchführt

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie nach der Wärmebehandlung vor der Orientierung auf eine Temperatur von 20 bis 80° C abgekühlt wird.