DE2639067A1

DE2639067A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines transparenten formkoerpers aus polypropylen und eine vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2639067A1
Application number: DE19762639067
Authority: DE
Inventors: Kyosuke Miki; Masahiro Takeuchi
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1975-09-02
Filing date: 1976-08-30
Publication date: 1977-03-17
Also published as: GB1563401A; DE2639067C3; SE7609660L; IT1062682B; FR2322708A1; CA1089170A; US4118454A; FR2322708B1; SE416028B; DE2639067B2

Description

PATENTANWÄLTE

HENKEL, KERN, FEILER& HÄNZEL

TELEX: 05 :.·.) 802 HNKL D „»„.„„ c^UKIir» CTD KCC ι ΠΥΙ'ΟΒΛΝΚ Ml'NI HLN Nr.

TEI.LFON: (O^ 66,197. .63091 - 92 t DUARD-SCH M ID-S TR AS SE _ BIZ-00SXM4

TF.LHGRAMMK: VIIIPSOID MÜNCHEN D-SOOO MÜNCHEN MO .«.SON- R BAN^MUNCHFN 3914975

POhTM Hf-CK: MÜNCHEN 162147 Γ " I

Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
Tokio / Japan

L J

N. DEN 3 Q. AUG, 1976

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines transparenten Formkörpers aus Polypropylen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines transparenten Formkörpers aus Polypropylen unter Anwendung eines Warmformverfahrens sowie auf eine Vorrichtung, die sich zur Durchführung dieses Verfahrens eignet. Die erfindungsgemäß erhältlichen Polypropylen-Folien bzw. -Bänder zeichnen sich durch hohe Festigkeit und hervorragende Transparenz aus.

Insbesondere schafft die Erfindung ein einfaches und vorteilhaftes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern bzw. geformten Teilen - entsprechend dem Warmformverfahren - mit hervorragender Transparenz aus kristallinen Polypropylen-Folien bzw. -Bändern, die durch herkömmliche industrielle Verfahren gewonnen wurden, ohne Beeinträchtigung der mechanischen Festigkeit, der Formbeständigkeit bei hoher "Temperatur und anderer angestrebter Eigenschaften des Polypropylens. Neben den bereits genannten vorteilhaften Eigen-

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schäften der Kunststofformen sind noch der gute Oberflächenglanz und die hohe Steifigkeit zu nennen.

Kürzlich wurden, um Folien mit nicht nur hoher Wärmebeständigkeit sondern auch mit hervorragenden chemischen und mechanischen Eigenschaften zu erhalten, biaxial gereckte Folien aus kristallinen Kunststoffen, wie Polyester, Nylon und Polypropylen, entwickelt. Jedoch gehören diese biaxial gereckten Folien zu denjenigen, die einem Recken bei einem Reckverhältnis von etwa 300 bis 1000 % unterzogen wurden. Es ist äußerst schwierig, daraus Formkörper mit guter Formreproduzierbarkeit ("mold fidelity") nach den bekannten Warmformtechniken herzustellen.

Die Polypropylen-Folien haben viele hervorragende Eigenschaften, wie hohe Wärme- und ölbeständigkeit und hohe Festigkeit bei ihrem niedrigen Gewicht, so daß sie bestens für Hüllen oder Verpackungen von Nahrungsmitteln, Medikamenten und dergleichen geeignet sind.

Jedoch werfen die Polypropylen-Folien, die nach den herkömmlichen industriellen Verfahren hergestellt worden sind, einige ernste Probleme auf. Zum Beispiel können keine transparenten Formkörper erhalten werden, wenn sie für das Warmformen geschmolzen werden. Auch ist es schwierig. Formkörper frei von Falten zu erhalten, da sich die Folien beim Schmelzen stark durchbiegen. Daher zeigen die Formkörper, die nach herkömmlichen Warmformverfahren aus Polypropylen-Folien hergestellt worden sind, schlechte Transparenz. Somit haben sie einen niedrigen kommerziellen Wert und einen begrenzten Anwendungsbereich. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben umfangreiche Versuche durchgeführt, um warmgeformte Artikel hoher Transparenz aus kommerziell erhältlichen

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trüben Polypropylen-Folien zu erhalten, die nach den vorherrschenden¹ industriellen Verfahren, wie der Schmelzex-, trusion, erhalten wurden. Sie fanden danach, daß ein an- ' fallender Formkörper einen bedeutend besseren Oberflächenglanz und eine" bedeutend höhere Transparenz als ein aus: herkömmlich extrudierten Polypropylen-Folien- gewonnener Formkörper zeigt-, wenn eine Polypropylen-Folie zuerst auf eine höher als deren Schmelzpunkt liegende Temperatur erhitzt, dann geringfügig' gereckt,· darauf schnellgekühlt . und dann bei einer Temperatur unter-halb des Schmelzpunktes des Polypropylens zur gewünschten Form warmgeformt wird. ■-■"

Demzufolge betrifft die Erfindung ein Verfahren zur. Her- -". stellung eines transparenten Formkörpers aus Polypropylen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Folie aus Polypropylen auf' eine nicht unter dem Schmelzpunkt der Folie liegende Temperatür erhitzt, die Folie bis zu einem Reckverhältnis von mindestens 5 % reckt, schnell auf eine Temperatur von nicht mehr, als 120⁰C kühlt und dann die so behandelte Folie bei einer unter ihrem Schmelzpunkt liegenden Temperatur einem Warmformen unterzieht.

Eine Vorrichtung zum Warmformen, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird, ist gekennzeichnet durch einen Folienschmelzbereich, einen Bereich zum Recken und einen zum Kühlen, wobei diese Bereiche vor dem Warmformer angeordnet sind.

Die Folien, die für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind, können hauptsächlich aus einem Homopolymeren des Propylens oder einem Copolymeren des Propylens, wie einem ungeordneten Äthylen/Propylen-Copolymeren oder dem Äthylen/Propylen-Blockcopolymeren, bestehen, obwohl das

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Homopolymere besonders bevorzugt wird.

Die Polypropylen-Folien, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden, können mittels eines Extruders oder Kalanderwalzen hergestellt werden. Indessen wird es insbesondere angestrebt, Folien einer Stärke von 2,0 bis 0,1 mm zu verwenden, die durch Schmelzextrusion gewonnen wurden. Je stärker die Folie ist, desto schwieriger wird die Herstellung einer im Inneren gleichmäßigen Folie mittels der Behandlung des Schmelzens, Reckens und raschen Kühlens. Wenn die Stärke der Folie weniger als 0,1 mm beträgt, kann das gewünschte Warmformen nicht erreicht werden.

Um die Polypropylen-Folie auf eine über deren Schmelzpunkt liegende Temperatur zu erhitzen, um die Folie zu schmelzen, kann jedes beliebige Verfahren zur Anwendung kommen, wie ein Strahlungsheizungsverfahren, ein Heißluftziirkulationsverfahren oder ein Kontaktheizverfahren. Um die Folie ausreichend zu schmelzen, wird sie auf eine über ihrem Schmelzpunkt liegende Temperatur erhitzt, vorzugsweise auf 180 bis 220⁰C. Wenn die maximale Erhitzungstemperatur zu niedrig ist, wird es unmöglich, die sphärolithische Struktur aufzuheben, die die Hauptursache für die Trübung darstellt. Wenn die maximale Erhitzungstemperatur zu hoch ist, ist ein Hitzeabbau des Polypropylens zu besorgen.

Die auf eine über ihrem Schmelzpunkt liegende Temperatur erhitzte Folie wird unter einem Reckverhältnis von mindestens 5 % gereckt und dann schnell auf eine Temperatur von nicht mehr als 120⁰C abgekühlt. Das schnelle Kühlen kann nach einem Walzenkühlverfahren, einem Druckkühlverfahren, einem Tauchverfahren oder dergleichen durchgeführt werden. Um einen klaren und transparenten Formkörper mit gütern Oberflächenglanz zu erhalten, wird es vorgezogen, das genannte schnelle

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Kühlen durchzuführen, nachdem die geschmolzene Folie einer Temperatur von 140 bis 200⁰C um mindestens 5 %, vorzugsweise 10 bis 150 %, gereckt worden ist. Die Folie wird vorzugsweise monoaxial oder biaxial gereckt. Biaxial gereckte Folien werden insbesondere zum Tiefziehen bevorzugt, das ein relativ hohes Reckverhältnis erfordert. Obgleich es möglich ist, einen relativ transparenten Formkörper zu erhalten, indem die ungereckte geschmolzene Folie einer raschen Kühlung unterzogen wird, kann ein Produkt höherer Transparenz und besseren Oberflächenglanzes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden, bei dem das schnelle Kühlen dann durchgeführt wird, nachdem das Recken bis zu einem gewissen Ausmaß vollendet worden ist. Wenn das Reckverhältnis weniger als 5 % beträgt, ist der Grad der Transparenz des gewonnenen Artikels nahezu der gleiche, der mittels eines schnellen Kühlens der ungereckten Folie bei einer Temperatur unterhalb 120⁰C erhalten wird.

Das optimale Reckverhältnis der Folien schwankt in Abhängigkeit von der Formtiefe der geformten Artikel. In dem Falle eines tiefgezogenen, becherförmigen Artikels wird ein Reck-.verhältnis von etwa 5 bis 50 % bevorzugt, um gute Transparenz und guten Oberflächenglanz ebenso wie hoher Formreproduzier barkeit der Formkörper zu erhalten. Im Falle von tiefgezogenen Formkörpern, wie Mulden, Deckeln und dergleichen, wird ein Reckverhältnis von 50 bis 150 % bevorzugt, um gute Transparenz und guten Oberflächenglanz ebenso wie hohe Formreproduzierbarkeit sicherzustellen. Je höher das Reckverhältnis ist, desto schwieriger ist die Herstellung eines Artikel guter Formreproduzierbarkeit. Um ein schnelles Kühlen der Folie zu vollziehen, ist es besonders erstrebenswert, die Folie zwischen Kühlwalzen durchzuführen, die bis zu einem hohen Grade poliert worden sind. Die Folien-

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temperatur sollte unmittelbar nach dem schnellen Kühlen nicht mehr als 120⁰C, vorzugsweise nicht mehr als 110⁰C betragen. Wenn die Folientemperatur unmittelbar nach dem schnellen Kühlen höher als 120⁰C liegt, wird die Transparenz des Produktes proportional vermindert. Um die Folie unmittelbar nach dem schnellen Kühlen auf einer Temperatur von nicht mehr als 120⁰C zu halten, wird es angestrebt, die Oberfläche der Kühlwalzen (im Falle der Verwendung von Kühlwalzen zum schnellen Kühlen) auf einer Temperatur von nicht mehr als 8O⁰C .zu halten.

Wenn die Polypropylen-Folie, die dem Erhitzen und Schmelzen, Recken und schnellen Kühlen unterlag, dem Warmformen unterzogen wird, ist es zur Beibehaltung der Festigkeit und zur Erzielung eines Produktes mit ausgezeichneter Transparenz wesentlich, daß die Temperatur der Polypropylen-Folie,mit der die Warmformmaschine versorgt wird, niedriger als der Schmelzpunkt der Folie gehalten wird, vorzugsweise auf bis 150⁰C. Wenn das Warmformen durch Erhitzen der Folie auf 130 bis 150⁰C durchgeführt wird, ist es möglich, ein Produkt mit hervorragendem Oberflächenglanz und vorzüglicher Transparenz zu gewinnen. Wenn die Temperatur der Folie, die in die Formmaschine eingebracht wird, höher als deren Schmelzpunkt liegt, verschlechtert sich die Transparenz des gewonnenen Produktes.

Zu den zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Warmformverfahren gehören die Vakuum- und Druckformverfahren, die mit stöpselförmigen Körpern arbeitenden ("plug-assist") Vakuum- und Druckformverfahren, die Tiefziehdruckformverfahren, die die Vertikalbewegung des unteren Teiles der formenden Form ausnutzen (z.B. beschrieben in der japanischen Patentanmeldung .110 856/1975), das Gegenstückformverfahren ("match molding method") und die Tiefziehdruckformverfahren.

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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht leicht die Herstellung geformter Artikel hervorragenden Oberflächenglanzes und Transparenz sowie Steifigkeit und hoher Formreproduzierbarkeit aus noch üblichen industriellen Verfahren hergestellten Polypropylenfolien.

Die vorliegende Erfindung wird nun noch näher anhand der nachfolgenden Figur beschrieben, die diametrisch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Warmformen zeigt.

Aus der Figur ist ersichtlich, daß eine ursprüngliche Folie 1a, die zum Warmformen vorgesehen ist, abgewickelt und zunächst mittels einer Heiztrommel 3 und eines äußeren Heizers 4 in dem Bereich 2 zum Heizen und zum Schmelzen erhitzt wird. Die sich drehende Heiztrommel 3 wird von ihrem Inneren aus mittels eines inneren Heizers 5 erhitzt. Die in dem Bereich 2 zum Erhitzen und Schmelzen aufgeheizte und geschmolzene Folie 1b wird in dem Bereich 6 zum Recken leicht gereckt. Das Reckverhältnis, bei dem die Folie 1b in den Bereich 6 zum Recken gereckt wird, bestimmt sich durch das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit der Heiztrommel 3 zu der der ersten Rolle 8, der zweiten Rolle 9 und der dritten Rolle 10 in dem Bereich 7 zum Kühlen.. Die derartig erhitzte, geschmolzene und gereckte Folie 1b wird schnell abgekühlt, während sie zwischen der ersten Rolle 8 und der zweiten Rolle 9 durchgeführt wird, die mittels einer zirkulierenden kühlenden Flüssigkeit gekühlt worden sind. Die Folie wird des weiteren durch die zweite Rolle 9 und die dritte Rolle 10 gekühlt. Und die derartig gekühlte Folie 1c wird dann dem Formen in der Warmformmaschine TI unterzogen. Die Folie 1c, die mittels der genannt ten Kühlrollen gekühlt wurde, wird um eine Schwingwalze 12 geleitet, dann mittels eines Heizers 13 zum Formen auf eine nicht höher als der Schmelzpunkt liegende Temperatur erhitzt und dann in einer formgebenden Form 14 einem Druckformen unterzogen, wobei ein geformter Artikel 15 hergestellt wird.

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Kegel 16 können in Abhängigkeit von der Tiefe und der Gestalt des geformten Artikels verwendet werden.

Im Hinblick auf das mögliche Absinken der geschmolzenen Folie wird es vorgezogen, ein Heizsystem des Trommeltyps, das in der Figur gezeigt wird, in dem Bereich zum Erhitzen und Schmelzen der Folie zur Anwendung zu bringen. Die Heiztrommel, die bei diesem System verwendet wird, besteht vorzugsweise aus einer metallischen Trommel, die mit einem hitzebeständigen Harz guter Ablösbarkeit, wie einem fluorhaltigen Harz, beschichtet ist, da die geschmolzene Folie an der Oberfläche der Heiztrommel anhaften kann. Es ist des weiteren erstrebenswert, eine solche Anordnung zu wählen, daß die H.eiztrommel von dem Inneren aus mittels eines inneren Heizers und die Folie auch außen mittels eines äußeren Heizers erhitzt wird. Um ein ausreichendes Erhitzen und Schmelzen zu bewirken und um die geschmolzene Folie gut von der Heiztrommel ablösen zu können, wird es angestrebt, zwei oder mehrere Heizbereiche in jedem der äußeren und inneren Heizer anzuordnen und die Einregulierung der Heizerspannung möglichst unabhängig zu machen.

Im Falle der Verwendung des in der Figur gezeigten Systems wird das Reckverhältnis, bei dem die geschmolzene Folie in dem Bereich zum Recken gereckt wird, durch das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit der Heiztrommel zu der der kühlenden Rollen bestimmt. Um jedoch die Folien bei einem gleichbleibenden Reckverhältnis zu erhalten, ist es wesentlich, die Position, an der sich die Folie von der Heiztrommel löst, stationär zu halten. Diese Position ist entsprechend der Oberflächentemperatur der Heiztrommel, der Folientemperatur und dem Verhältnis der Drehgeschwindigkeit der

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Heiztrommel zu der der Kühlrollen bestimmt, so daß es zur Herbeiführung eines gleichmäßigen Ablösens der Folie entlang ihrer Breite notwendig ist, diese Temperaturen entlang der gesamten Breite der Folie gleichbleibend zu halten.

Bei Verwendung der in der Figur gezeigten Apparatur wird die gereckte und geschmolzene Folie schnell gekühlt, während sie zwischen den Kühlrollen durchtritt. In diesem Fall sollte, um eine schnellgekühlte Folie guten äußeren Aussehens zu erhalten, dafür gesorgt werden, daß die Folie mit keiner der zwei aneinandergrenzenden Rollen in Kontakt kommt, bevor sie dazwischentritt. Um diesen Zweck zu erreichen, sollte sich die Folie (angeordnet im Reckverhältnis) nicht senken. Auch sollte die Position, bei der die Folie sich von der Heiztrommel löst, unverändert gehalten werden.

Im Falle der Verwendung von Rollen zum Kühlen der Folie wird es bevorzugt, Metallrollen einzusetzen, deren Oberfläche bis zu einem hohen Grade poliert worden ist. Durch die Verwendung einer Folie, die während des Walzens mittels gerichteter Kühlrollen schnell gekühlt worden ist, ist es möglich, einen geformten Artikel mit einem hervorragenden Oberflächenglanz und hervorragender Transparenz zu erhalten.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß diese Beispiele lediglich erläuternd und nicht beschränkend sind.

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Beispiel 1

Extrudierte Folien einer Stärke von 0,8 mm und einer Breite von 400 mm aus Polypropylen-Harz (ein Homopolymeres eines Schmelzindexes von 1,0) wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geformt. Die Transparenz der erhaltenen geformten Artikel wurde mit der Transparenz von geformten Artikeln verglichen, die nach herkömmlichen Warmformverfahren gewonnen werden. Das Warmformen der Polypropylen-Folie wurde unter Verwendung der in der Figur gezeigten Vorrichtung durchgeführt. Die Folie wurde zuerst mittels einer Heizeinheit des Drehtrommeltyps eines Durchmessers von 500 mm und einer Breite von 500mm⁺) erhitzt und dann mittels kühlender Rollen eines Durchmessers von 200 mm und einer Breite von 500 mm, deren Oberfläche nivelliert worden ist, direkt und unmittelbar darauf schnell gekühlt. Die Temperatur der Folie betrug unmittelbar nach dem Durchtreten zwischen dem ersten angrenzenden Paar der Kühlrollen etwa 110⁰C. Wasser einer Temperatur von 25⁰C zirkulierte durch die drei Kühlrollen.

Die gekühlte Folie wurde dann auf etwa 145°C vorerhitzt und dann einem mit einem kegelförmigen Körper arbeitenden Druckformen in der Warmformmaschine unterzogen. Als formgebende Form wurde eine becherförmige Form mit einer inneren Kapazität von 250 ml verwendet. Zum Vergleich wurden ähnliche Artikel geformt, indem Folien des gleichen Ausgangsmaterials zum Einsatz gebracht wurden, ohne sie der Behandlung des Erhitzens, des Reckens und des schnellen Kühlens zu unterziehen. In der Tabelle 1 werden die Trübung, die Stärke und die Dichte erfindungsgemäß erhaltener geformter Artikel (Versuchs-Nr. 3 bis 5; Reckverhältnis der. Folien zwischen 5 und 20 %) und die Werte von Vergleichsversuchen (Nr. 1 und 2). gezeigt.

+) auf 210⁰C

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Tabelle

Versuchs- Nr.	Reckver hältnis (%)	Trübung	geformte	Artikel	Dichte (g/cm³)	Bemerkungen
1	unbehandelt	36 -	(%)	Stärke (mm)	0,8994 - .0,9010	Vergleichs
2	0	11 -		0,23 -	0,9010 - 0,9015	beispiele
3	5	7 -		0,24 -	0,9011 - 0,9018
4	10	5 -		0,22 -	0,9012 - 0,9017	Beispiele nach der
5	20	3 -		0,21 -	0,9011 - 0,9018	Erfindung
	- 45		0_;19 -
	- 13	- 0,27
- 9	- 0,28
■ 7	- 0,26
■ 6	- 0,25
- 0,23

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Das Reckverhältnis (σθ der Folie ist das Verhältnis der Verlängerung der Folie, die der Behandlung des Erhitzens, des Reckens und des schnellen Kühlens unterzogen worden ist, zur Länge der ursprünglichen Folie. Demnach wird das besagte Reckverhältnis durch die folgende Gleichung definiert:

Reckverhältnis (oC) = ²— χ 100 (%)

¹O

In dieser Formel bedeuten :

1 : Länge der ursprünglichen Folie;

1 : Länge der erhitzten, gereckten und schnell gekühlten Folie.

Die prozentuale Trübung wurde entsprechend der Methode nach ASTM-D-1003 bestimmt, während die Dichte unter Anwendung des Gradientendichteröhrenverfahrens ("gradient density tube method") bei 25°C gemessen wurde.

Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die geformten Artikel, die aus Folien erhalten wurden, die einer Behandlung des Erhitzens, des Reckens und des schnellen Kühlens unterzogen wurden (Versuchs-Nr. 3 bis 5) eine niedrigere Trübung und weitaus bessere Transparenz zeigen als die Artikel nach den Vergleichsversuchen (Nr. 1 und 2).

Beispiel 2

Extrudierte Folien aus einem Polypropylen-Harz (Homopolymeres, Schmelzindex 1,0) wurden nach dem erfindungsgemäßen

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Verfahren geformt und die Transparenz der erhaltenen geformten Artikel wurde mit der Transparenz ähnlicher Artikel verglichen, die nach einer herkömmlichen Methode erhalten wurden. Zum Warmformen wurde eine in der Figur gezeigte Vorrichtung verwendet. Die Folie wurde mittels einer Heiztrommel auf 220⁰C erhitzt und dann um 20 % gereckt und darauf schnell mittels Kühlrollen gekühlt. Die Temperatur des durch die Kühlrollen zirkulierenden Wassers wurde variiert, so daß die Temperatur der Folie unmittelbar nach Durchtreten durch das erste angrenzende Paar von Kühlrollen 100⁰C bis 130⁰C betrug. Die formgebende Form und das Formverfahren waren die gleichen wie in Beispiel 1. Die Vorerhitzungstemperatur der Folie für das Druckpressen betrug etwa 145°C.

In der Tabelle 2 sind die Trübung der erfindungsgemäß erhaltenen geformten Artikel (Versuchs-Nr. 1 bis 5) gezeigt, wobei die Folientemperatur gerade nach dem Durchtreten zwischen dem ersten angrenzenden Paar von Kühlrollen 100 bis 120⁰C betrug, und die Trübung von geformten Artikeln nach den Vergleichsversuchen (Nr. 6 und 7). Die Stärke der geformten Artikel betrug 0,25 + 0,05 mm. Die Folientemperatur wurde mittels eines Oberflächenkontaktthermometers gemessen.

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Tabelle 2

Versuchs- Nr.	Schnell ge kühlte Polien_; Temperatur (⁰C)	Trübung geform ter Artikel (%)	Bemerkungen
1	100	4-6
2	105	4-6	Beispiele
3	110	5-6	nach der Erfindung
4	115	5-7
5	120	7-9
6	125	17 - 20	Vergleichs
7	130	40- 45	beispiele

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Aus der Tabelle 2 ist ersichtlich, daß eine gute Transparenz der geformten Artikel erhalten wird, wenn die Temperatur der schnell abgekühlten Folie unterhalb 120⁰C liegt, daß jedoch die Transparenz ansteigend vermindert wird, wenn die Temperatur der schnell gekühlten Folie 125°C überschreitet.

Beispiel 3

Extrudierte Folien einer Stärke von 0,9 mm eines Polypropylen-Harzes (Homopolymeres, Schmelzpunkt 165°C), wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt, um geformte Artikel zu erhalten. Die Transparenz der erhaltenen geformten Artikel wurde verglichen. Zur Behandlung des Erhitzens, des Reckens und des schnellen Abkühlens der Folie wurde eine in der Figur gezeigte Vorrichtung verwendet. Die derartig behandelte Folie wurde einem Druckformen unterzogen.

Die verwendete formgebende Form zeigte einen runden Typ mit einem Bohrungsdurchmesser von 90 mm und einer Tiefe von 50 mm. Das Formen der Folie wurde nach dem Tiefziehdruckformverfahren unter Ausnutzung der Vertikalbewegung des unteren Teiles der formgebenden Form durchgeführt.

Die Folie wurde zuerst auf 160 bis 220⁰C erhitzt, dann um 20 % gereckt und darauf schnell mittels Kühlrollen abgekühlt. Die Temperatur der Folie betrug unmittelbar nach Durchtreten durch das erste angrenzende Paar von Kühlrollen 11O⁰C. Die Folie hatte für das Warmformen eine Vorerhitzungstemperatur von etwa 140⁰C.

Die Tabelle 3 zeigt die Trübung erfindungsgemäß erhaltener geformter Artikel (Versuchs-Nr. 2 bis 6), wobei die Folie

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auf 170 bis 220⁰C erhitzt wurde (höher als der Schmelzpunkt der Folie) und die des geformten Artikels nach dem Vergleichsversuch (Versuchs-Nr. 1), wobei die Erhitzungstemperatur der Folie niedriger als der Schmelzpunkt der Folie lag. Die Stärke der Artikel betrug 0,25 + 0,05 mm.

Tabelle 3

Versuchs-	1	Heiz	Trübung geform	Bemerkungen
Nr.	2	temperatur	ter Artikel
	3	(⁰C)	(%)
4	160	36 - 44	Vergleichs beispiel
5 ·	170	10 - 14
6	180	5-7	Beispiele
190	4-6	nach der Erfindung
200	4-6
220	4-6

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Aus der Tabelle 3 ist ersichtlich, daß die Transparenz der geformten Artikel stark verbessert wird, wenn die Erhitzungstemperatur der Folie auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der Folie angehoben wird. Wenn die Erhitzungstemperatur niedriger als der Schmelzpunkt der Folie liegt, ist die Transparenz der erhaltenen Artikel schlecht.

Beispiel 4

Extrudierte Folien (Stärke 0,9 mm) eines Polypropylen-Harzes (Homopolymeres, Schmelzindex 1,0) wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren warmgeformt und die Transparenz der erhaltenen geformten Artikel miteinander verglichen. Die Folie wurde unter Verwendung einer in der Figur gezeigten Vorrichtung erhitzt, gereckt und schnell abgekühlt und dann einem Druckformen unterzogen, wobei die gleiche formgebende Form verwendet und das gleiche Formverfahren wie nach Beispiel 3 angewendet wurde.

Die Folie wurde auf 210°C erhitzt, dann um 20 % gereckt, mittels Kühlrollen schnell auf 110⁰C abgekühlt und dann einem Druckformen unterworfen. Die Vorerhitzungstemperatur der Folie für das Druckformen lag zwischen 130 und 170⁰C.

Die Tabelle 4 zeigt die Trübung der erfindungsgemäß erhaltenen geformten Artikel (Versuschs-Nr. 1 bis 4) , wobei die Vorerhitzungstemperatur der Folie für das Druckformen unterhalb des Schmelzpunktes der Folie lag, und die des Artikels nach dem Vergleichsversuch (Versuchs-Nr. 5), wobei die Vorerhitzungstemperatur der Folie höher als der Schmelzpunkt der Folie lag. Die Stärke der geformten Artikel betrug 0,25 + 0,05 mm.

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Tabelle 4

Versuchs- Nr.	Vorerhitzung Temperatur	Trübung geform ter Artikel	Bemerkungen
	(⁰C)	(%)
1	130	4-6
2	140	4-6	Beispiele nach der
3	150	5-8	Erfindung
4	155	15 - 21
5	170	42 - 48	Vergleichs beispiel

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Die Temperatur der vorerhitζten Folie, die dem Warmformen
unterzogen werden sollte, wurde mittels eines Thermoelements gemessen.

Aus der Tabelle 4 wird deutlich, daß die Transparenz der
geformten Artikel beträchtlich verbessert werden kann,
indem das Warmformen der Folie durchgeführt wird, nachdem
sie auf eine Temperatur unterhalb ihres Schmelzpunktes vorerhitzt worden ist.

Wie ohne weiteres aus den vorstehenden Beispielen verständlich ist, ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, aus einer Polypropylen-Folie einen geformten Artikel mit ausgezeichnetem Oberflächenglanz und hervorragender
Transparenz wie auch einer hohen Biegefestigkeit und einer hohen Formreproduzierbarkeit zu erhalten.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines transparenten Formkörpers aus Polypropylen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Folie aus Polypropylen auf eine nicht unter dem Schmelzpunkt der Folie liegende Temperatur erhitzt, die Folie bis zu einem Reckverhältnis von mindestens 5% reckt, schnell auf eine Temperatur von nicht mehr als 12O⁰C kühlt und dann die so behandelte Folie bei einer unter ihrem Schmelzpunkt liegenden Temperatur einem Warmformen unterzieht.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie hauptsächlich ein Homopolymerisat des Propylens enthält.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennz eichnet, daß man die Folie auf eine Temperatur von 180⁰C bis 220⁰C erhitzt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennz eichnet, daß man für die Folie ein Reckverhältnis von 10 bis 150% wählt.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e η η ζ e i ohne t, daß man die Folie
schnell auf eine Temperatur von nicht mehr als 110⁰C kühlt.

6.. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e η η ze i c h η e t, daß man als Temperatur für das Warmformen 13 0⁰C bis 150⁰C wählt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß man zur Durchführung des Warmformens ein Druckformverfahren anwendet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß man zur Durchführung des Warmformens ein Druckformverfahren anwendet, bei dem man den Druck mittels eines stöpseiförmigen Körpers ausübt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t_f daß man das Warmformen unter Anwendung eines Druckformverfahrens des Tiefziehtyps durchführt, indem man die Vertikalbewegung des unteren Teils einer Form ausnutzt*

10. Vorrichtung zum Warmformen einer kristallinen

Plastikfolie, g e k e η η ζ e ic h η e t durch
einen Bereich (2) zum Erhitzen und zum Schmelzen der Folie, einen Bereich (6) zum Recken und einen Be-

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reich (7) zum Kühlen, wobei diese Bereiche in der genannten Reihenfolge vor dem Warmformer (11) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die kristalline Plastikfolie aus Polypropylen besteht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennz eichnet, daß sich der Bereich (2) zum Erhitzen und Schmelzen der Folie über eine Heiztrommel (3) erstreckt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennz eichnet, daß der Bereich (2) zum Erhitzen und zum Schmelzen der Folie eine Heiztrommel (3) und einen Heizstrahler (4) erfaßt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (7) zum Kühlen der Folie aus Metallrollen (8; 9; 10) besteht, deren Oberfläche bis zu einem hohen Grad poliert worden ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennz eichnet, daß der Bereich (6) zum Recken der Folie ein Rollenpaar erfaßt, das sich in der Umfangsgeschwindigkeit voneinander unterscheidet.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennz eichnet, daß der Bereich (6) zum Recken eine Heiztrommel und Kühlrollen erfaßt, die sich in der Umfangsgeschwindigkeit voneinander unterscheiden.

Sumitomo Bakelite Co., Ltd. A 17 97-03

709811/0749