DE2630817A1

DE2630817A1 - Planliegender, blattfoermiger koerper und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2630817A1
Application number: DE19762630817
Authority: DE
Inventors: Juergen Eisele; Roland Ing Grad Fink; Herbert Hartl
Original assignee: Alkor GmbH Kunstoffverkauf
Current assignee: Alkor GmbH Kunstoffverkauf
Priority date: 1976-07-08
Filing date: 1976-07-08
Publication date: 1978-01-12
Also published as: DE2630817C3; DE2630817B2

Description

Planliegender, blattförmiger Körper und Verfahren
zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft einen planliegenden, blattförmigen Körper, insbesondere eine Sichthülle oder dergleichen, bestehend aus zwei aneinanderliegenden Polymer-Folien, die über mindestens eine Schweißnaht miteinander verbunden sind, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Es ist bekannt, Sichthüllen oder dergleichen aus weichmacherhaltigen, transparenten PVC-Folien durch Verschweißen flächig aufeinanderliegender Folienstücke herzustellen. Derartige Sichthüllen befriedi9en jedoch n;cht sämtliche Ansprüche, die hinsichtlich Dokumentenechtheit usw., an sie gestellt werden. Ein Material, das diese Eigenschaften aufweist, ist Polypropylen. Polypropylenfolien lassen sich zwar verschweißen, beispielsweise durch Wärmeimpulsschweißen mittels elektrisch beheizter Drähte, doch zeigen sich unerwünschte Nebeneffekte insoweit, als entlang der Schweißnähte Verwerfungen der miteinander verschweißten Polypropylenfolien auftreten. Derartige Verwellungen und Verwerfungen sind jedoch bei planliegenden Körpern, wie es Sichthüllen sind, unerwünscht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine geeignete Folie für einen blattförmigen Körper, insbesondere eine Sichthülle, aus Polypropylen mit planliegenden Schweißnähten zu schaffen und andererseits ein Schweißverfahren anzugeben, mittels dem planliegende Schweißnähte an Polypropylenfolien hergestellt werden können.
Ausgehend von dem eingangs näher erläuterten blattförmigen Körper wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die polypropylenhaltigen Polymerfolien aus unverstreckten, getemperten Mono- oder Kombifolien bestehen und die Schichten der Verbundfolien sich hinsichtlich des Schmelzbereiches unterscheiden.
Durch die Auswahl der Schweißbedingungen sollte das Abquetschen der Schweißnaht, die Veränderung der morphologischen Struktur und die Wärmekontraktion der Schweißnaht so gering als möglich gehalten werden.
Transparente Polypropylenfolien werden üblicherweise durch Breitschlitzextrudieren von propylenhaltigen Polymeren auf eine kalte Oberfläche, beispielsweise eine gekühlte Walze, hergestellt. Auf diese Weise wird die sphärolitische Kristallisation des Polypropylens, die sich in einer Trübung der Folie bemerkbar macht, verhindert.
Eine wahrscheinliche Ursache für die Verwellungen neben den Schweißnähten ist der Unterschied der morphologischen Struktur zwischen der aus dem Schmelzzustand langsam abgekühlten Schweißnaht und dem thermisch nicht beanspruchten angrenzenden Folienbereich. Es wurde nun erkannt, daß die Verwellung der Polypropylen- Mono- und Verbundfolien ohne Verschlechterung der Transparenz vermieden werden kann, wenn diese vor dem Verschweißen getempert werden.
Überraschenderweise ergab sich dabei, daß für den Gebrauch wichtige Eigenschaften, z.B. Reißfestigkeit und Streckspannung, Dimensionsstabilität bei höheren Temperaturen, erheblich verbessert werden können. Diese Eigenschaftsverbesserungen bringen im praktischen Bereich den Vorteil, daß trotz relativ hoher Steifigkeit eine sehr gute Zähigkeit insbesondere der Naht, erreicht wird.
Die bisherigen Anwendungen des Temperns beschränkten sich vorwiegend auf den Ausgleich innerer Spannungen von Formteilen infolge labiler Ordnungszustände und Strukturunterschieden bei Formteilen infolge unterschiedlicher Abkühlgeschwindigkeit sowie der Thermofixierung von mono- oder biaxialorientierten Folien. Bei den bisher bekannten Temperprozessen an unorientierten Folien oder Formteilen in der Nähe des Schmelzpunktes tritt meistens eine Trübung infolge von Sphärolitbildung ein. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Folie in sehr kurzer Zeit möglichst nahe an die Schmelztemperatur erwärmt. Hierdurch erreicht man die beispielshaft erwähnten Eigenschaftsveränderungen.
Hierin besteht auch der Unterschied zu den Verfahren der Thermofixierung von orientierten Folien.
Die Polypropylenfolien werden beim Verschweißen zunächst örtlich begrenzt auf eine über die Erweichungstemperatur liegende Temperatur erwärmt und dann abgekühlt. Um die sich bei diesen Schweißbedingungen ergebende morphologische Struktur der Schweißnaht an die Struktur im nichtverschweißten Bereich an zugleichen, werden die Polypropylenfolien bevorzugt bei einer nur wenig unterhalb der Erweichungstemperatur liegenden Temperatur getempert.
Überdies besteht die Möglichkeit, die polypropylenhaltigen Folien aufeinanderfolgend bei unterschiedlichen Temperaturen zu tempern und hierdurch gezielt auf die morphologische Struktur der Polypropylenfolien einzuwirken.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Sichthülle, in die Schriftstücke oder dergleichen zum Ablegen in einem Heftordner eingelegt werden können. Sie besteht aus einem rechteckigen Polypropylenfolienstück, das entlang einer Kante 1 gefaltet und entlang zweier daran anschließenden Ränder über Schweißnähte 3, 5 zu einer entlang der Kante 7 offenen Tasche verschweißt ist. Eine weitere Schweißnaht 9 schließt einen Verstärkungsstreifen für Heftlöcher 71 ab. Die zur Herstellung der Sichthülle verwendete Polypropylenfolie wurde vor dem Verschweißen getempert, so daß die Schweißnähte 3, 5 und 9 plan liegen und keine Verwellungen zeigen.
Bevorzugt werden propylenhaltige Polymere mit einem Kristallitschmelzpunkt über 140°C verwendet. Die Temperung der Folie unter Behinderung der Längs- und Breitenveränderung erfolgt zwischen 80 und 16o0C, vorzugsweise zwischen 110 und 15o0C.
Es können sowohl Mono- als auch Verbundfolien verwendet werden, wobei darauf zu achten ist, daß die Tempertemperatur unterhalb des Kristallitschmelzpunktes liegt. Ebenso können neben Propylen- Homo- und Copolymeren auch Mischungen mit anderen Polyolefinen verwendet werden.
Die Erfindung soll anhand folgender Beispiele weiter erläutert werden: Beispiel 1: Eine Polypropylenfolie loo my dick wurde aus einem Polypropylen Schmelzindex 190, 2,16 / ca. 2/ Schmelzbereich 157 - 1620C, Helix-Anteil 58 - 59 %, auf einer üblichen Breitschlitzanlage auf eine Kühlwalze von loOC extrudiert. Die auf ca. 60°C abgekühlte, transparente Folie wurde unmittelbar anschließend in einer Walzenanordnung während einer Zeit von 20 Sekunden auf 140°C getempert und stufenweise auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Walzenanordnung war so konzeptiert, daß der Breitenverlust möglichst gering war.
Die Verschweißung erfolgte mit einem Wärmeimpulsgerät mit einer Taktzeit von 2,5 sec. bei den unten genannten Temperaturen. Durch diese Maßnahme ergaben sich folgende Unterschiede gegenüber den ungetemperten Materialien: ungetemptert getempert 2 Reißfestigkeit längs kp/cm2 237 353 quer " 236 291 Reißdehnung längs % 658 708 quer % 755 728 Streckspannung längs kp/cm² 138 218 quer " 138 215 Dehnung bei längs % 19 30 Streckspannung quer % 20 28 Nahtfestigkeit kp/1,5 cm 2,5 3,0 minim. Schweißtemp. OC 160 163 Planlage stark wenig 4-seitig verschweißte verwellt verändert Probe 20 x 20 cm 24 Std. bei 80°C gelagert Beispiel 2: Eine Zweischichtfolie aus dem im Beispiel 1 verwendeten Polypropylen, jedoch mit einer Schichtdicke von 90 my und einem hoch isotaktischen Polypropylen, Schmelzindex 230, 2,16/ ca. 6, Schmelzbereich 165- 1670C, Helix-Anteil 67 -69 %, (Schichtdicke lo my), wurden entsprechend Beispiel 1 extrudiert. Die Temperung wurde ebenfalls unmittelbar anschließend in der Vorrichtung nach Beispiel 1 jedoch bei 150°C durchgeführt. Die Verschweißung erfolgte entsprechend Beispiel 1. Durch diese Maßnahme ergaben sich folgende Eigenschaftsänderungen: ungetempert getempert Reißfestigkeit längs kp/cm2 294 467 quer II 269 387 Reißdehnung längs 8 700 738 quer % 740 612 Streckspannung längs kp/cm2 19o 302 quer II 183 304 Dehnung bei längs * 13 30 Streckspannung quer % 13 29 minim. Schweißtemp. OC 165 168 Planlage verweilt kaum 4-seitig verschweißte verändert Probe 20 x 20 cm 24 Std. bei 80 gelagert Beispiel 3: Eine Polypropylen-Folie aus dem in Beispiel 1 verwendeten Material wurde nach Beispiel 1 extrudiert und auf übliche Weise zur Bildung eines lagerfähigen Zwischenprodukts bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Unmittelbar vor dem Schweißvorgang wurde die Folie auf 130°C, während einer Zeit von 2 Minuten, erwärmt und dann kontinuierlich bis auf 600 C abgekühlt. Die Verschweißung erfolgte entsprechend Beispiel 1.
Die folgenden Änderungen der wesentlichen Eigenschaften zeigen, daß hierdurch ebenfalls der erfindungsgemäße Effekt erreicht wird.
getempert ungetempert Reißfestigkeit längs kp/cm2 305 237 quer II 284 236 Reißdehnung längs % 710 658 quer z 732 755 Streckspannung längs kp/cm2 194 138 quer " 180 138 Dehnung bei längs g 35 19 Streckspannung quer % 30 20 Plan lage wenig stark 4-seitig verschweißte verändert verweilt Probe 20 x 20 cm 24 Std. bei 8o C gelagert Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Planliegender, blattförmiger Körper, insbesondere Sichthülle oder dergleichen, bestehend aus zwei aneinanderliegenden Polymerfolien, die über mindestens eine Schweißnaht miteinander verbunden sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Polymerfolien aus einem unverstreckten, getemperten, polypropylenhaltigen Polymer bestehen, und daß die Schweißnaht (3, 5, 9) durch Wahl der Schweißtemperatur so ausgeführt ist, daß sie eine etwa der morphologischen Struktur den getemperten polypropylenhaltigen Polymeren entsprechende morphologische Struktur aufweist.
2. Körper nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Polymerfolie aus zwei Schichten von propylenhaltigen Polymeren besteht, deren Kristallitschmelzbereich mindestens 5 oc auseinanderliegt.
3. Körper nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die propylenhaltigen Polymer folien aus Propylen - Homo- und Copolymeren, sowie aus Mischungen mit anderen Polyolefinen bestehen.
4. Körper nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Polypropylen-Anteil der Polymerfolie über 60 % vorzugsweise über 80 % liegt.
5. Körper nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Polymerfolie ausschließlich aus Polypropylen besteht.
6. Verfahren zum Verschweißen unverstreckter polypropylenhaltiger Polymerfolien, bei dem die Folien in flächige Anlage gebracht und durch örtlich begrenztes Erwärmen auf eine über der Erweichungstemperatur liegende Temperatur miteinander verschweißt werden, insbesondere zur Herstellung blattförmiger Körper, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die polypropylenhaltigenPolymerfolienzum Erzielen eines planliegenden Schweißverbunds vor dem Verschweißen getempert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die polypropylenhaltigen Polymerfolien wenig unterhalb ihrer Schmelztemperatur getempert und wenig oberhalb der Schmelztemperatur verschweißt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die polypropylenhaltigen Polymerfolien bei einer Temperatur von lo bis 60°C vorzugsweise lo - 30°C unterhalb ihrer Schmelztemperatur getempert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die polypropylenhaltigen Polymerfolien bei einer Temperatur 0 bis 5o0C, vorzugsweise 0 bis 20 C oberhalb ihrer Schmelztemperatur verschweißt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Temperung unmittelbar vor dem Verschweißen durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Polypropylenfolien aufeinanderfolgend bei unterschiedlichen Temperaturen getempert werden.