DE2514105A1 - REINFORCED FILMS, PROCESS AND DEVICE FOR THEIR CONTINUOUS PRODUCTION - Google Patents
REINFORCED FILMS, PROCESS AND DEVICE FOR THEIR CONTINUOUS PRODUCTIONInfo
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Description
25 U 10b25 U 10b
HOECHST AKTIENGESELLSCHAiTHOECHST AKTIENGESELLSCHAiT
Aktenzeichen: HOE 75/F 083File number: HOE 75 / F 083
Datum: 27. März 1975 Dr.BU/LDate: March 27, 1975 Dr.BU / L
Verstärkte Folien, Verfahren und Vorrichtung zu deren kontinuierlichen HerstellungReinforced films, process and apparatus for their continuous Manufacturing
Die Erfindung betrifft verstärkte Folien sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Folienbahn, die durch sich kreuzende Bändchen verstärkt ist.The invention relates to reinforced films and a method and a device for producing a film web that is reinforced by crossing ribbons.
Es ist bekannt, daß die Festigkeit, vor allem die Einreißfestigkeit von Folien oder Papierbahnen durch eingelegte Gewebe, Gewirke oder Gelege von Metalldrähten oder verstreckten Kunststoff-Monofilen wesentlich erhöht werden kann. Das Einbringen der Verstärkungsfaden kann direkt bei der Herstellung der Folien oder durch Auf- oder Zwischenkaschieren bei fertigen Folien erfolgen.It is known that the strength, especially the tear resistance of foils or paper webs through inserted fabrics, knitted fabrics or scrims of metal wires or stretched Plastic monofilament can be increased significantly. Bringing in the reinforcement thread can be produced directly during the production of the foils or by lamination on or in between Slides take place.
Bei Verstärkungen aus gereckten thermoplastischen Fäden verwendet man Kaschier- oder Beschichtungsverfahren, bei denen die Temperatur so niedrig gehalten werden kann, oder so kurz zur Einwirkung kommt, daß keine Desorientierung der Fäden eintritt.For reinforcements made from stretched thermoplastic threads, lamination or coating processes are used, in which the temperature can be kept so low or so briefly that there is no disorientation of the threads entry.
Gewebe oder Gewirke können ohne Schwierigkeiten verwendet werden, da fertige Bahnen mit der oder den Folien verbunden werden. Die gleiche Verstärkungswirkung kann mit kreuzgelegten Fäden erreicht werden, wobei der zusätzliche Arbeitsgang desWoven or knitted fabrics can be used without difficulty, since finished webs are connected to the film or films. The same reinforcing effect can be achieved with crossed threads, with the additional operation of the
609841/0837 /2 609841/0837 / 2
2 b ! 4 I U b2 B ! 4 I U b
- 2 - HOE 75/F 083- 2 - HOE 75 / F 083
Webens oder Wirkens fortfällt. Bisher gibt es jedoch noch kein technisch brauchbares und wirtschaftliches Verfahren, solche Kreuzgelege kontinuierlich herzustellen und bis zum Verbund mit der Folie zu fixieren. Die DOS 1 411 335 und 2 031 771 beschreiben zwar Vorrichtungen, um einzelne Längsund Querfäden zwischen Folienbahnen einzulegen, die Vorrichtungen sind aber sehr kompliziert und arbeiten wesentlich langsamer als eine moderne Folien-Extrusionsanlage. Es ist auch schon vorgeschlagen worden (DOS 1 704 933 und 1 801 957), Folien durch Faservliese oder Spaltfaserbahnen zu verstärken. Die mit der gleichen Menge Fasermaterial erreichbare Verstärkung ist aber geringer als bei Geweben oder Kreuzgelegen, teils weil die Fäden ungeordnet liegen, teils weil die Orientierung geringer ist, bzw. nur in einer Richtung verläuft. Es wurde nun ein sehr günstiges Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer durch sich kreuzende Fäden verstärkten Folie gefunden, das der Geschwindigkeit moderner Folien-Herstellungsverfahren angepaßt werden kann, so daß das Einbringen der Verstärkung direkt anschließend an die Folienherstellung durchgeführt werden kann.There is no weaving or working. So far, however, there is still no technically usable and economical process, to produce such cross-laid fabrics continuously and to fix them until they are bonded to the film. The DOS 1 411 335 and 2 031 771 do describe devices for inserting individual longitudinal and transverse threads between film webs, the devices but are very complicated and work much slower than a modern film extrusion system. It is also It has already been proposed (DOS 1 704 933 and 1 801 957) to reinforce foils with nonwovens or split fiber webs. However, the reinforcement that can be achieved with the same amount of fiber material is less than with woven or cross-woven fabrics, partly because the threads are disordered, partly because the orientation is less or only runs in one direction. It has now become a very favorable process for the continuous production of a film reinforced by crossing threads found that the speed of modern film manufacturing processes can be adapted, so that the introduction of reinforcement can be carried out directly after the film production.
Erfindungsgegenstand ist eine verstärkte Folie bestehend aus zv/ei Deckfolien, zwischen denen diagonal sich kreuzende Bändchen eingeschweißt sind, sowie ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer durch sich kreuzende Fäden verstärkten Folie, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen zwei gleich breiten, vorwärts bewegten Folienbahnen durch einen quer hin und her laufenden Kamm eine Bändchenschar zickzackförmig gelegt wird, die an den Umkehrpunkten rechts und links der Folienbahnen durch Hakenketten fixiert werden und das so hergestellte Gelege, bestehend aus zv/ei Deckfolien und den sich kreuzenden gespannten Bändchen zusammengepreßt und nach Freigabe von den Hakenketten mittels beheizter Kaschierwalzen vereinigt wird. Man erhält nach diesem Verfahren verstärkte Folien mit diagonal verlaufenden, sich kreuzenden Bändcner-, die völlig regel-The subject of the invention is a reinforced film consisting of zv / ei cover films, between which diagonally crossing strips are welded, as well as a process for continuous Manufacture of a film reinforced by crossing threads, which is characterized in that between two equal wide, forward moving film webs placed a band of ribbons in a zigzag shape through a crosswise back and forth running comb which are fixed at the reversal points to the right and left of the film webs by hook chains and the so produced Scrim, consisting of two / one cover foils and the intersecting ones tensioned ribbon is pressed together and, after being released from the hook chains, is united by means of heated lamination rollers. This process gives reinforced foils with diagonally running, crossing ligaments, which are completely regular
609841/0837 JL· 609841/0837 JL
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
2 5 U 1 Ü b2 5 U 1 O b
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mäßig und gerade im Verbund liegen. Der Winkel, unter dem die Bändchen sich kreuzen, hängt von der relativen Geschwindigkeit von Folie und Kamm ab. Vorzugsweise wird mit einer Bändchenschar gearbeitet, deren Breite dem doppelten Abstand der beiden Hakenketten entspricht. Wenn sich die beiden Folien und die Hakenketten während einer Überquerung des Kammes um den Abstand der beiden Hakenketten weiterbewegen, kreuzen sich die Bändchen im rechten Winkel.moderate and straight in the network. The angle at which the Ribbon crossing depends on the relative speed of the foil and the comb. Preferably with a band of ribbons worked, the width of which corresponds to twice the distance between the two hook chains. When the two slides and move the hook chains while crossing the ridge by the distance between the two hook chains, cross each other the ribbons at right angles.
Die Deckfolien können nach beliebigen Verfahren hergestellt werden. Es ist selbstverständlich möglich, sie von Rollen abzuziehen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die beiden Deckfolien durch Aufschneiden eines Blasfolienschlauchs hergestellt und direkt anschließend an die Herstellung mit den Verstärkungsbändchen kaschiert werden. Die Verstärkungsbändchen werden nach bekannten Verfahren, vorzugsweise durch Schneiden und Recken aus einer Folie hergestellt. Sie können zwischendurch aufgespult und dann von Spulen verarbeitet werden. Vorzugsweise wird man aber auch die Bändchenschar direkt durch Schneiden und Recken einer frisch extrudierten Folie herstellen und zwischen die Folien einlegen. Dies hat den Vorteil, daß die Arbeit des Spulens wegfällt und die Bändchen endlos anfallen, so daß kein Spulenwechsel notwendig ist. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß, ausgehend von den jeweiligen Granulaten oder Pulvern für Deckfolien und Bändchen, in einem Arbeitsgang direkt die verstärkte Folie hergestellt werden kann.The cover foils can be produced by any desired method. It is of course possible to subtract them from roles. However, it is particularly advantageous if the two cover films are produced by cutting open a blown film tube and laminated with the reinforcement tapes immediately after production. The reinforcement ribbons are produced from a film by known methods, preferably by cutting and stretching. You can in between be wound up and then processed by bobbins. Preferably, however, you will also go straight through the band of ribbons Cut and stretch a freshly extruded film and insert it between the films. This has the advantage that the work of spooling is omitted and the tapes accumulate endlessly, so that no spool change is necessary. The special one The advantage of the method according to the invention is that, starting from the respective granules or powders for Cover foils and tapes, the reinforced foil can be produced directly in one operation.
Als Material für die Folien eignen sich alle Thermoplaste, die zu Folien verarbeitet werden können und verschweißbar oder versiegelbar sind. Vorzugsweise werden Weich-PVC oder Polyolefine, wie zum Beispiel Polyäthylen, Polypropylen oder Copolymere von Äthylen und Propylen unter sich oder mit bis zu 20 Gewichtsprozent anderen 1-Olefinen, wie Buten-1, Penten-1 oderAll thermoplastics that can be processed into foils and that can be welded or are suitable as material for the foils are sealable. Soft PVC or polyolefins such as polyethylene, polypropylene or copolymers are preferred of ethylene and propylene among themselves or with up to 20 percent by weight of other 1-olefins, such as butene-1, pentene-1 or
/4 809841 /0837/ 4 809841/0837
25U10525U105
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Hexen-1, eingesetzt. Anstelle von Folien können auch Papierbahnen verwendet v/erden, die ganz oder teilweise aus thermoplastischen Fasern, zum Beispiel aus Polyäthylenfasern hergestellt sind.Hexen-1, used. Instead of foils, paper webs can also be used used v / earth made wholly or partly from thermoplastic fibers, for example from polyethylene fibers are.
Als Material für die Bändchen eignen sich alle Thermoplaste, aus denen Bändchen hergestellt werden können. Vor allem eignet sich Hart-PVC, lineares Polyäthylen einer Dichte von 0,94 bis 0,96 g/cm , Polypropylen und Polyäthylenterephthalat. Um einen guten Verbund sicherzustellen, wird man vorzugsweise für Bändchen und Deckfolien verwandte Materialien verwenden, wobei der Erweichungspunkt der Folie immer etwas niedriger sein sollte, damit bei der Kaschierung keine Desorientierung der gereckten Bändchen eintritt. So können zum Beispiel Folien aus Weich-PVC mit Bändchen aus Hart-PVC verstärkt werden, oder Polyäthylen-Folien mit Polypropylen-Bändchen, oder Folien aus einem Pr opylen-Copolymer mit geringem Anteil an Äthylen mit Bändchen aus Polypropylen oder Polyäthylenterephthalat. Besonders bewährt hat sich ein Verbund aus Folien aus HochdruckpolyäthylenAll thermoplastics from which tapes can be made are suitable as material for the tapes. Above all suitable Rigid PVC, linear polyethylene with a density of 0.94 to 0.96 g / cm, polypropylene and polyethylene terephthalate. To one To ensure a good bond, it is preferable to use related materials for tapes and cover films, with the The softening point of the film should always be slightly lower, so that there is no disorientation of the stretched ribbon during lamination. For example, foils made of soft PVC be reinforced with tapes made of rigid PVC, or polyethylene films with polypropylene tapes, or films made of a propylene copolymer with a low proportion of ethylene with ribbon made of polypropylene or polyethylene terephthalate. Particularly proven has a composite of foils made of high-pressure polyethylene
3
einer Dichte von 0,92 bis 0,94 g/cm mit Bändchen aus Nieder-3
a density of 0.92 to 0.94 g / cm with ribbons made of low
3 druckpolyäthylen einer Dichte von 0,945 bis 0,96 g/cm oder Polypropylen.3 pressure polyethylene with a density of 0.945 to 0.96 g / cm or Polypropylene.
Die Verwendung von Bändchen statt Monofilen hat den Vorteil, daß sich die gesamte Schar zusammen aus einer Folie herstellen läßt. Außerdem tragen Bändchen bei gleichem Titer weniger auf als runde Fäden, so daß die Folien bei der Kaschierung einen geringeren Abstand haben und besser verschweißen. Die Dicke der Bändchen liegt vorzugsweise zwischen 15 und 40,um, besonders bevorzugt zwischen 20 und 30/Um. Die Breite sollte χ bis 2O mm, vorzugsweise 3 bis 8 mm betragen. Der Abstand der Bändchen richtet sich natürlich nach dem späteren Verwendungszweck der Folie und der geforderten Festigkeit. Er sollte mindestens der Bändchenbreite entsprechen. Bei leichten Folien kann der Abstand bis zu 100 mm, in Sonderfällen auch darüber betragen. Vorzugsweise beträgt der Abstand der Bändchen 5 bis 20 mm.The use of ribbons instead of monofilaments has the advantage of that the entire crowd can be made from one film. In addition, the ribbons are less bulky for the same titer as round threads, so that the foils have a smaller distance during the lamination and weld better. The fat the ribbon is preferably between 15 and 40 μm, particularly preferably between 20 and 30 μm. The width should be χ to 20 mm, preferably 3 to 8 mm. The distance between the ribbons depends of course on the intended use of the film and the required strength. He should at least correspond to the width of the ribbon. In the case of light foils, the distance can be up to 100 mm, in special cases even more. The distance between the ribbons is preferably 5 to 20 mm.
609841/0837 /5609841/0837 / 5
2 5 U 1 O 52 5 U 1 O 5
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Die erfindungsgemäßen, verstärkten Folien eignen sich für alle Anwendungsarten, bei denen eine hohe Reißfestigkeit der Folie wichtig ist. Sie können neben anderen Verwendungsmöglichkeiten beispielsweise als Verpackungsmaterial (in Form von Planen oder Säcken etc.) dienen.The reinforced films according to the invention are suitable for all types of application in which the film has a high tear strength important is. In addition to other uses, they can be used, for example, as packaging material (in the form of tarpaulins or Sacks etc.).
Zur Herstellung der erfindungsgemäß verstärkten Folie eignet sich eine Vorrichtung bestehend aus Einrichtungen zur Zuführung zweier gleich breiter Folien und einer Bändchenschar zu einem Auflegetisch, über den die untere Folie synchron zwischen zwei Hakenketten läuft, einem quer zur Folienlaufrichtung hin und her gehenden Kamm, der die Bändchen zickzackförmig zwischen den Hakenketten verlegt, wobei die einzelnen Bändchen von den Haken gefaßt und zu einem Kreuzgelege fixiert werden, einer Walze am Ende des Auflegetisches zum Aufpressen der zweiten Folie, Vorrichtungen zum Erwärmen des Verbundes und geheizten Preßwalzen, die den Verbund nach Freigabe von den Hakenketten verschweißen.Suitable for producing the film reinforced according to the invention a device consisting of devices for feeding two equally wide foils and a band of ribbons a support table over which the lower film runs synchronously between two hook chains, and one at right angles to the film running direction reciprocating comb that zigzagged the ribbons between the hook chains, with the individual ribbons taken by the hook and fixed to a cross-mesh, a roller at the end of the table for pressing the second film, devices for heating the composite and heated press rollers that the composite after release from the Weld the hook chains.
Die Figuren 1 und 2 zeigen die wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung von der Seite und von oben.Figures 1 and 2 show the essential parts of the invention Device from the side and from above.
Figur 3 zeigt eine Teilansicht eines Bändchengeleges. In den Figuren bedeutet:Figure 3 shows a partial view of a ribbon structure. In the figures:
1) die Bändchen1) the ribbon
2.) die untere Folie2.) the lower foil
3) die obere Folie3) the top slide
4) die synchron laufenden Hakenketten4) the synchronously running hook chains
5) den Auflegetisch5) the support table
6) und 7) Streckwalzen
8) und 9) Tänzerwalzen6) and 7) stretch rollers
8) and 9) dancer rollers
10) die synchron laufende Antriebswalze10) the synchronously running drive roller
609841/0837 '6 609841/0837 ' 6
251410b251410b
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11) die synchron laufende Walze zum Aufpressen der oberen" Folie11) the synchronously running roller for pressing on the upper "film"
12) geheizte Preßwalzen12) heated press rolls
13) eine Umlenkwalze13) a pulley
14) Führungswalzen14) Guide rollers
15) eine Kaltluftdusche15) a cold air shower
16) einen Heizstrahler zum Vorwärmen der Unterseite16) a radiant heater to preheat the underside
17) einen Heizstrahler zum Vorwärmen der Oberseite17) a radiant heater to preheat the top
18) den hin und her gehenden Kamm18) the reciprocating comb
19) Führungswalze für Hakenketten19) Guide roller for hook chains
20) Antriebswalze für Hakenketten.20) Drive roller for hook chains.
033? /7 033? / 7
25H10b25H10b
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Aus Hochdruckpolyäthylen einer Dichte von 0,922 g/cm und eines Schmelzindex MFI 190/2 nach DIN 53 735 von 1,5 g/10 min wurde im üblichen Schlauchfolienprozeß eine Folie hergestellt und nach Verlassen der Abquetschwalzen in der Flachlegefalte rechts und links geschlitzt, so daß zwei gleich breite, getrennt geführte Flachfolien entstanden. Die Folien wurden in die in Figur 1 und 2 gezeigte Vorrichtung eingeführt, so daß die untere Bahn zwischen den beiden Hakenketten mit der gleichen Geschwindigkeit über den Auflegetisch lief. Durch den quer zur Folienrichtung hin und her gehenden Kamm wurde eine Bändchenschar zickzackförmig über die Folie gelegt und an den Umkehrpunkten von den Haken der Ketten aufgenommen und festgehalten. Am Ende des Auflegetisches wurde die obere Folie durch eine Walze auf das Gelege gedrückt, dann der Verbund von beiden Seiten durch Heizstrahler erwärmt und nach Freigabe von den Hakenketten den beheizten Preßwalzen zugeführt. Die Kaschierung erfolgte bei 120°C. Die so hergestellte verstärkte Folie wurde dann wie eine übliche Flachfolie aufgerollt. Die Geschwindigkeiten von Folie und Kamm waren so aufeinander abgestimmt, daß sich bei einer Querbewegung des Kammes die Folie um eine Kammbreite vorwärts bewegte. Da die Kammbreite dem doppelten Abstand der beiden Hakenketten entsprach, wurde eine verstärkte Folie mit einem diagonal verlaufenden Gitter, dessen Bändchen sich im Winkel von 90°C kreuzten, erhalten.From high-pressure polyethylene with a density of 0.922 g / cm and a melt index MFI 190/2 according to DIN 53 735 of 1.5 g / 10 min, a film was produced in the usual tubular film process and, after leaving the squeeze rollers, slit on the right and left in the lay-flat fold so that Two equally wide, separately guided flat films were created. The films were fed into the apparatus shown in Figures 1 and 2 so that the lower web between the two hook chains ran at the same speed over the feed table. With the comb moving back and forth across the direction of the film, a band of ribbons was placed in a zigzag shape over the film and picked up and held by the hooks of the chains at the reversal points. At the end of the table, the upper film was pressed onto the fabric by a roller, then the composite was heated from both sides by radiant heaters and, after being released from the hook chains, fed to the heated press rollers. The lamination took place at 120 ° C. The reinforced film produced in this way was then rolled up like a conventional flat film. The speeds of the film and comb were coordinated so that when the comb moved transversely, the film moved forward by one comb width. Since the comb width corresponded to twice the distance between the two hook chains, a reinforced film with a diagonal grid, the ribbons of which crossed at an angle of 90 ° C., was obtained.
Zur Herstellung der Bändchen wurde ein NiederdruckpolyäthylenA low-pressure polyethylene was used to produce the ribbon
3
einer Dichte von 0,947 g/cm und eines Schmelzindex MFI 190/5 von 1,6 g/10 min verwendet. Die Bändchenschar wurde durch
Schneiden und Recken aus einer Folie hergestellt. Die Bändchen hatten einen Titer von 700 den, eine Dicke von 20,um und
eine Breite von 4 mm und waren im Verhältnis 1 : 7 verstreckt worden. Der mittlere Abstand von Bändchen zu Bändchen betrug3
a density of 0.947 g / cm and a melt index MFI 190/5 of 1.6 g / 10 min. The ribbon set was produced from a film by cutting and stretching. The tapes had a titer of 700 denier, a thickness of 20 μm and a width of 4 mm and had been drawn in a ratio of 1: 7. The mean ribbon-to-ribbon spacing was
/8/8th
2 13 mm. Das Gewicht der Armierung betrug 8 g/m .2 13 mm. The weight of the reinforcement was 8 g / m.
609841/0837609841/0837
HOE 75/F 083HOE 75 / F 083
Zum Vergleich wurde die gleiche Folie aufgeschnitten und in der Vorrichtung zusammenkaschiert ohne Zwischenlegen von Verstärkungsbändchen. For comparison, the same film was cut open and laminated together in the device without interposing reinforcing tapes.
In einem Zugversuch wurden Reißfestigkeit und Dehnung von verstärkter und unverstärkter Folie an 50 mm breiten Streifen bei Einspannlänge von 50 mm und Vorschubgeschwindigkeit von 50 mm/min gemessen. Außerdem wurde in einem Durchstoßversuch nach DIN 53 443 Blatt 2 die Schädigungskraft und die Schädigungsarbeit bestimmt. Die Tabelle zeigt die Mittelwerte von jeweils 10 Messungen.In a tensile test, tear strength and elongation were increased and unreinforced film on 50 mm wide strips with a clamping length of 50 mm and a feed speed of 50 mm / min measured. In addition, the damage force and damage work were determined in a puncture test according to DIN 53 443 sheet 2. The table shows the mean values of each 10 measurements.
Durch die Einarbeitung von nur 8 g/m Bändchen wurde die Festigkeit der Folie auf das 2- bis 2,5-Fache erhöht. Der Verbund der Folie war ausgezeichnet. Die Bändchen konnten nicht herausgezogen werden. Die Folie hatte ein gutes Aussehen, da die Bändchen gerade und regelmäßig zwischen den Deckfolien lagen.By incorporating only 8 g / m of tape, the strength was increased the film increased by 2 to 2.5 times. The film bond was excellent. The ribbon could not be pulled out will. The film looked good because the ribbons lay straight and evenly between the cover films.
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