DE2655523C2

DE2655523C2 - Verfahren zur Herstellung einer Folienbahn aus Polyvinylalkohol

Info

Publication number: DE2655523C2
Application number: DE2655523A
Authority: DE
Inventors: Koichi Kanazawa; Shigeru Miyazaki; Toshihiro Fuji Shizuoka Ozawa; Hiromi Sunto Shizuoka Saijo; Nobuhide Numazu Shizuoka Tomura
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1975-12-09
Filing date: 1976-12-08
Publication date: 1982-10-14
Also published as: DE2655523A1

Description

a) der anfängliche Wassergehalt (Zx 100)% beträgt zwischen 10 und 35 Gewichtsprozent,

b) die Längsverstreckung erfolgt bei einer Temperatur zwischen (1.50/2Γ+20) und 75° C und um meiir als 200 Prozent

c) vor der Querverstreckung wird eine Vorerhitzung zum Längenausgleich der Folienbahn vorgenommen, wobei der Wassergehalt bei mindestens 7 Gewichtsprozent gehalten wird,

d) die Querverstreckung wird bei einer Temperatur zwischen 45 und 110⁰C und um mehr als 200 Prozent vorgenommen,

e) nach der Querverstreckung und vor der Wärmebehandlung wird die Folienbahn bei einer Temperatur zwischen 110 und 130°C getrocknet,

f) die Wärmebehandlung erfolgt bei einer Temperatur zwischen 110 und 210° C unter Zulassung einer Schrumpfung in Querrichtung um weniger als 15 Prozent und

g) die Abkühlung der Folienbahn auf Raumtemperatur wird unter Spannung vorgenommen.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbahn in mindestens zwei Stufen mit einer Verstreckungsgeschwindigkeit von unter 2,5XlO⁵⁰ZoZmJn auf jeder Stufe Iängsverstreckt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbahn vor der Längsverstrekkung bei verhältnismäßig niedriger Temperatur bis auf einen Wassergehalt von 10 bis 35 Gew.-% getrocknet und anschließend auf eine Temperatur von (1,50/Z+ 20)" C bis 75° C vorerhitzt wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial eine Folienbahn aus einem Polyvinylalkohol mit einem Polymerisationsgrad von 1400 bis 1700 und einem Verseifungsgrad von über 98% verwendet wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Folienbahn aus Polyvinylalkohol nach dem Oberbegriff des Patent? nspruchs 1.

Folien aus Polyvinylalkohol besitzen die höchste Widerstandsfähigkeit gegenüber der Durchlässigkeit für Sauerstoff unter verschiedenen Kunststoffen, so daß sie sich zur Verpackung von Duftstoffen eignen. Außerdem sind sie transparent und besitzen eine gute Bedruckbarkeit. Wenn sie einer Verstreckung nach zwei Achsenrichtungen unterzogen werden, besitzen die Folien aus Polyvinylalkohol eine erhöhte Durchsichtigkeit und gute mechanische Eigenschaften, insbesondere eine erhöhte Festigkeit und Steifheit. Die hohe Feuchtigkeitsabsorption, der wichtigste Nachteil von Polyvinylalkoholfolien, die als Verpackungsmaterial verwendet werden sollen, kann verhindert werden, indem man eine dünne Beschichtung aus wasserfestem Polymerisat auf die Oberfläche der Polyvinylalkoholfolien aufbringt

Dadurch, daß Folienbahnen aus Polyvinylalkohol zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften der genannten Verstreckung unterzogen werden, die

ίο gewöhnlich in Längs- und Querrichtung erfolgt, ist es zugleich möglich, die Dicke der Folie, auf einen Mindestwert zu verringern, der zum Verpacken oder für andere Zwecke erforderlich ist Eine derartige Verstrekkung längs von zwei Achsen kann durchgeführt werden,

ι s indem man die Folienbahnen entweder gleichzeitig oder nacheinander in der Längs- und in der Querrichtung dehnt

Aus der DE-AS 12 02 974 ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyvinylalkoholfilmen bekannt bei dem wahlweise gleichzeitig oder unabhängig voneinander in Längs- und Querrichtung verstreckt wird, wobei jeweils eine Kontraktion in der anderen Richtung verhindert wird, bei dem ferner der Feuchtigkeitsgehalt der zu verstreckenden Filme 10 bis 60% beträgt das Verstrecken selbst bei höchstens 60⁰C und mit einem Flächenstreckverhältnis von 130 bis 300% oder darüber erfolgt i?nd bei dem sich der Verstreckung schließlich eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 140 und 250⁰C anschließt

Im allgemeinen muß eine Polyvinylalkoholfolie, die durch Verstreckung in zwei Richtungen hergestellt worden ist eine verhältnismäßig hohe Reiß- oder Zugfestigkeit von mindestens 15 kg/mm² sowie eine Dehnung von unter 80% aufweisen, wenn sie bedruckt, beschichtet laminiert oder zur Herstellung von Säcken oder Beuteln verwendet werden soll. Wenn die Folie diese Eigenschaften nicht aufweist, können verschiedene Schwierigkeiten auftreten, wie beispielsweise das »Aus-der-Zeile-Geraten« von aufgedruckten Mustern, das zufolge der unzureichenden Festigkeit und der hohen Nachverstreckung der Folie auftritt was durch die während des Bearbeitens ausgeübte Zugspannung hervorgerufen wird. Die Folie, die nach dem Verfahren gemäß der DE-AS 12 02 974 hergestellt worden ist besitzt eine unzureichende Festigkeit von höchstens 12 kg/mm² und eine unannehmbar hohe Dehnung von 80 bis 110%.

Da außerdem Polyvinylalkohole in den Molekülketten Hydroxylgruppen enthalten, bilden sich mit fortschreitender Kristallisierung infolge der Verstrekkung in der ersten Richtung starke Wasserstoffbrückenbindungen aus. Eine derartige Kristallisation und Bindung erschwert die anschließende Verstreckung in der zweiten Richtung. Daher ist es außerordentlich schwierig, das Verfahren mit zwei aufeinanderfolgenden Verstreckungsschritten in Richtung der beiden verschiedenen Achsen auf Polyvinylalkoholfolien anzuwenden, so daß bisher praktisch stets das Verfahren mit gleichzeitiger Verstreckung in Richtung der beiden Achsen angewandt wurde, auch gemäß DE-AS 12 02 974. Polyvinylalkoholfolien, die durch gleichzeitiges Verstrecken in Richtung der beiden Achsen hergestellt worden sind, besitzen gut ausgewogene physikalische Eigenschaften, was auf diesem Fachgebiet hoch bewertet wird. Wenn das Verfahren mit gleichzeitiger Verstreckung in Richtung der beiden Achsen zur Herstellung von dünnen Polyvinylalkoholfolien mit hoher Wirksamkeit angewandt werden könnte,

so ware dieses Verfahren das beste. Ein derartiges Verfahren ist jedoch vorrichtungsaufwendig und weist nur eine geringe Produktionsgeschwindigkeit auf.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verstreckungsverfahrens für insbesondere dünne PoIyvinylalkoholfolien, das eine Verstreckung nacheinander in Richtung der Längs- und Querachse gestattet und mit geringem Vorrichtungsaufwand unter gleichzeitiger Erzielung einer hohen Produktionsgeschwindigkeit durchgeführt werden kann, wobei die hergestellten Polyvinylalkoholfolien eine gleichmäßige Dicke aufweisen, frei von Oberflächendefekten sein und eine hohe Festigkeit sowie eine hinreichend geringe Dehnung besitzen sollen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit dem in Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren gelöst

In einer bevorzugten Form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Folienbahn zur Eliminierung von Längsstreifen in mindestens zwei Stufen mit einer Verstreckungsgeschwindigkeit von weniger als 2,5XlO⁵VoZnUn in jeder Stufe in Längsrichtung verstreckt

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt es sehr auf den Wassergehalt und die Verstreckungstemperatur der Polyvinylalkoholfolienbahn an. Insbesondere fällt mit steige idem Wassergehalt die Einfriertemperatur rasch. Vermutlich wird diese Erscheinung durch die Tatsache verursacht, daß die Feuchtigkeit die Wasserstoffbriickenbindungen zwischen den Polyvinylalkoholmolekülen lockert und dadurch die Beweglichkeit der Moleküle erhöht Aus diesem Grund kann die Querverstreckung leicht durchgeführt werden, indem man die Temperatur für die Längsverstreckung soweit wie möglich senkt und den Wassergehalt zur Verhütung der Kristallisation auf einem verhältnismäßig hohen Wert hält

Meßergebnisse zeigen, daß der erforderliche anfängliche Wassergehalt von Polyvinylalkoholfolien im Bereich von 10 bis 35% liegt und daß, wenn der Wassergehalt unter 10% liegt, trotz möglicher Längsverstreckung die anschließende Querverstreckung schwierig oder unmöglich gemacht wird. Bei etwa 10% ist eine Verstreckung in zwei Achsenrichtungen zwar möglich, jedoch tritt dann eine örtlich ungleichmäßige Verstreckung in einem Ausmaß von einem Punkt je mehrere Quadratmeter verstreckter Folienbahn auf, so daß instabile Folien erhalten werden. Die Obergrenze des Wassergehaltes beträgt 35%. Obwohl es darüber auch noch möglich ist, die Folienbahn leicht zu verstrecken, werden Folien mit zahlreichen Oberflächendefekten erhalten, weil die Folien an den Walzen anhaften oder zwischen ihnen rutschen. Außerdem ist die Festigkeit der Folien in Längs- und Querrichtung nicht ausgewogen. Somit liegt der erforderliche Anfangswassergehalt für das erfindungsgemäße Verfahren im Bereich von 10 bis 35% und vorzugsweise im Bereich von 15 bis 30%.

Die Längsverstreckungstemperatur ist mit den Bedingungen der nachfolgenden Querverstreckung eng verknüpft Die Obergrenze für die Längsverstreckungstemperatur liegt unter 75° C, vorzugsweise unterhalb 70⁰C. Wenn die Folie bei einer Temperatur oberhalb 75° C längsverstreckt wird, werden bei diesen hohen Temperaturen, obwohl die Verstreckung selbst leicht erfolgt und die verstreckte Folie keinerlei Fehlstellen aufweist, Wassergehalt und Kristallisationsneigung erhöht, wodurch eine ungleichmäßige Verstreckung während der folgenden Querverstreckung erzielt wird.

Die untere Grenze für die Längsverstreckungstemperatur wird durch die Veränderung des Einfrierpunktes der Polyvinylalkoholfolie bestimmt die vom Wassergehalt abhängt Es wurde gefunden, daß eine Temperatur um 20⁰C₁ die über der Einfriertemperatur liegt die Untergrenze für die optimale Längsverstreckungstemperatur, die dem Anfangswassergehalt der Folie entspricht, ist Bei einer Polyvinylalkoholfolie mit einem Polymerisationsgrad von 1400 bis 1700 und einem

ίο Verseifungsgrad von über 98%,. die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist wird beispielsweise die Veränderung des Wassergehaltes bei der Einfriertemperatur, bestimmt durch die Geschwindigkeit der logarithmischen Dämpfung der Verwindungssteifheit bei verschiedenen Temperaturen, in einem Bereich für den Feuchtigkeitsgehalt von 10 bis 35% durch die Gleichung

£■

ausgedrückt, wobei Tg die Einfriertemperatur und ZX100 den Wassergehalt in Prozent bedeuten. Experimentell kann festgestellt werden, daß eine Temperatur, die um etwa ?.0°C höher ist als diese Temperatur, d. h. einen Wert von

1,50

+ 20 V

besitzt, die Untergrenze für die Längsverstreckungstemperatur darstellt. Wird die Folie bei einer Temperatur unter dieser Grenze verstreckt, so wird sie in dem Maße weiß, wie sich der Prozentsatz der Längsver-Streckung der Obergrenze nähert, wodurch ein Reißen der verstreckten Folie verursacht wird. Aus diesem Grunde beträgt die Längsverstreckungstemperatur höchstens 75°C und mindestens

(Ψ ♦»)

+ 20 )°C

und liegt vorzugsweise in dem Bereich von

bis 70° C. Normalerweise wird die Längsverstreckung innerhalb des freien Raumes zwischen zwei benachbarten Verstreckungswalzen durchgeführt, die mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten rotieren. Die prozentuale Längsverstreckung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren muß 200% oder darüber betragen; wenn sie unter 200% liegt, ist nicht nur die mechanische Festigkeit der verstreckten Folie niedrig, sondern auch die Produktionsgeschwindigkeit. Die maximale Verstreckung liegt bei etwa 450%.

Um das erfindungsgemäße Verfahren wirksam durchzuführen, muß darauf geachtet werden, daß die der Querverstreckungszone einschließlich eines Vorerhitzers zugeführte Polyvinylalkoholfolie einen Wassergehalt von mehr als 7 Gew.-% besitzt. Ein Wassergehalt von unter 7% verursacht eine ungleichmäßige Querver-Streckung. Die Querverstreckung wird normalerweise unter Verwendung einer Querverstreckungsvorrichtung vom Klammertyp durchgeführt, und bei dem Verfahren der nacheinander erfolgenden Verstreckung werden im

Gegensatz zu dem Verfahren der gleichzeitig in verschiedene Richtungen durchgeführten Verstreckung die Klammern senkrecht zu der Fortbewegungsrichtuhg der Folienbahn bewegt, so daß es möglich ist, den Bau der Vorrichtung zu vereinfachen und die Betriebsgeschwindigkeit zu erhöhen. Die Querverstreckungstemperatur liegt im Bereich von 45 bis 110° C und vorzugsweise im Bereich von 65 bis 100°C. Wenn die Verstreckungstemperatur unter 45° C liegt, bricht die Folie leicht, während bei Verstreckungstemperaturen oberhalb 110° C ungleichmäßige Verstreckungsergebnisse erzielt werden.

Das Ausmaß der Querverstreckung muß ebenfalls mehr als 200% betragen, und eine Verstreckung von unter 200% führt zu einer geringen mechanischen Festigkeit und Produktionsgeschwindigkeit, so daß der bevorzugte Prozentsatz für die Querverstreckung im Bereich von 200 bis 450% liegt Der Zweck des Vorerhitzers besteht darin, die Längsausdehnung der Folienbahn einzustellen und ihre Temperatur unmittelbar vor der Querverstreckung auf den erwünschten Wert zu bringen, indem die Temperatur an verschiedenen Stellen der Folienbahn eingestellt wird. Vorteilhafterweise beträgt die Erwärmungszeit weniger als 30 s.

Die Polyvinylalkoholfolienbahn, die verstreckt worden ist, besitzt eine große Elastizität, die der von Gummi ähnelt Wenn sie jedoch getrocknet und unter Spannung in beiden axialen Hauptrichtungen wärmebehandelt wird, bricht sie infolge der Zusammenziehung leicht Aus diesem Grunde ist es erforderlich, die Folienbahn zu trocknen und wärmezubehandeln, während die seitliche Zusammenziehung so gesteuert wird, daß sie unter etwa 15% liegt. Der Schmelzpunkt eines vollständig verseiften Polyvinylalkohol liegt im allgemeinen etwa bei 230° C. Tatsächlich ist jedoch der Schmelzpunkt höher als die Temperatur, bei der die Pyrolyse beginnt so daß die Obergrenze für die Temperatur der Wärmebehandlung bei etwa 210°C liegt Die Untergrenze für die Wärmebehandlungstemperatur fällt im allgemeinen mit der Endtemperatur der Verstreckung zusammen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren reicht jedoch meistens eine Temperatur von unter 135° C nicht aus, um die Maßhaltigkeit der Folie zu gewährleisten, so daß eine Wärmebehandlungstemperatur von mindestens 135° C erforderlich ist Rasches Erhitzen beeinträchtigt die Qualität der Folie zufolge einer raschen Verdampfung von Wasser und bestimmter anderer flüchtiger Substanzen, die in der Folie enthalten sind. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kommt es selten vor, daß die Trocknungstemperatur und die Wärmebehandlungstemperatur gleich sind. Das Trocknen wird bei einer Temperatur von 110 bis 130° C und die Wärmebehandlung vorteilhafterweise bei einer Temperatur von 140 bis 185°C durchgeführt Nach der Wärmebehandlung wird die Folie an Luft auf eine Temperatur unter etwa 60° C gekühlt

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert worin

F i g. 1 die schematische Seitenansicht einer Folienherstellungsvorrichtung, die sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet, und

F i g. 2 die schematische Seitenansicht mit verbesserten Walzen zur Längsverstreckung darstellt

Gemäß der F i g. 1 wird eine etwa 50gewichtsprozentige wäßrige Polyvinylalkohollösung, die hinreichend entlüftet worden ist, durch einen Schlitz am Boden eines Behälters 1 auf eine rotierende Walze 2 oder ein Band gegossen, worauf eine Folienbahn aus Polyvinylalkohol gebildet wird, die anschließend mittels eines Förderbandes 3 in eine Trocknungszone 4 überführt wird. Die Trocknungszone 4 wird auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur von beispielsweise 85° C erhitzt, so daß der Wassergehalt der Folie auf einen Wert von 10 bis 35% eingestellt wird, während die Folienbahn durch die Trocknungszone hindurchgeführt wird.

Die Foiienbahn, die aus der Trocknungszone 4 austritt, wird — gegebenenfalls durch Vorheizwalzen 5

ίο vorgeheizt — zwischen einem Paar dicht benachbarter Verstreckungswalzen 6 und 7, die mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten betrieben werden, in Längsrichtung um 200 bis 450% verstreckt. Schließlich wird die Folienbahn durch Kühlwalzen 8 gekühlt. Die Temperatur der Vorheizwalzen 5 und der Verstrekkungswalzen 6 und 7 wird derart gewählt, daß die Untergrenze der Folientemperatur

1,50

+ 20

und die Obergrenze 75°C betragen. Die Temperatur der Kühlwalze 8 wird derart eingestellt, daß die Folienbahn Raumtemperatur annimmt

Die einander gegenüberliegenden Ränder der Folienbahn, die die Kühlwalzen 8 verläßt, werden von einer Anzahl Klammern 11 erfaßt, die auf endlosen Ketten oder Bändern 10, die um Rollen 9 geleitet werden, montiert sind. Dabei wird die Folienbahn zuerst durch einen Vorheizabschnitt 12 und anschließend durch eine Querverstreckungseinheit 13 geführt, wo sie durch Bewegung der Klammern 11 senkrecht zur Fortbewegungsrichtung der Folienbahn um 200 bis 450% querverstreckt wird, während der Wassergehalt der Folienbahn bei mindestens 7% und ihre Temperatur bei 110° C gehalten werden, um zu verhindern, daß die Folie in Längsrichtung schrumpft Danach wird die Folienbahn nacheinander durch eine Hochtemperaturtrocknungseinheit 14, die bei einer Temperatur von 110 bis 130° C gehalten wird, sowie eine Wärmebehandlungseinheit 15, die bei einer Temperatur von 140 bis 185° C gehalten wird, geführt um zu gestatten, daß die Folie weniger als 15% in Querrichtung schrumpft Das Heizen der Vorheizeinheit 12 der Querverstreckungseinheit 13, der Hochtemperaturtrocknungseinheit 14 und der Wärmebehandlungseinheit 15 erfolgt durch Zufuhr von Heißluft zu diesen Einheiten, die von einer nicht dargestellten Heißluftquelle außerhalb des Gehäuses 16 herbeigeführt wird. Die die Wärmebehandlungseinheit

so 15 verlassende Folienbahn wird durch Kaltluft in einer Abkühleinheit 17 abgekühlt die in einer getrennten Abteilung enthalten ist, und schließlich durch eine Auflaufhaspel 18 aufgewickelt

Beispiel 1

Es wurde eine 140°C warme 47%ige wäßrige Lösung eines Polyvinylalkohols mit einem mittleren Polymerisationsgrad von 1700 und einem Verseifungsgrad von 993% hergestellt Die Temperatur der Lösung wurde auf 94° C gesenkt und die Lösung durch den unteren Schlitz des Behälters 1 auf die Walze 2 extrudiert, so daß eine Folienbahn gebildet wurde. Die Folienbahn wurde dann in der Trocknungszone 4 bis auf einen Wassergehalt von 19% getrocknet, wobei eine Folienbahn mit einer Breite von 380 mm und einer Dicke von 200 μ erhalten wurde. Die Foiienbahn wurde anschließend mit einer Geschwindigkeit von 12 m/min durch die Vorheizwalzen 5 und anschließend durch ein Paar dicht

benachbarter Verstreckungswalzen 6 und 7 geführt, um sie bei einer Temperatur von etwa 60⁰C um etwa 350% in Längsrichtung zu verstrecken. Die verstreckte Folie wurde mit einer Geschwindigkeit von 42 m/min durch Kühlwalzen 8, die auf einer Temperatur von etwa 23°C gehalten wurden, weiterbewegt. Zu diesem Zeitpunkt besaß die Folienbahn eine Breite von 345 mm, eine Dicke von etwa 60 μ und einen Wassergehalt von etwa 13%. Unmittelbar danach wurde die Folienbahn durch den Vorheizabschnitt 12, der eine Länge von etwa 4 m aufwies, und anschließend durch die Querverstreckungseinheit 13 geführt, wo sie bei einer Temperatur von 85°C um etwa 320% querverstreckt wurde. Anschließend wurde sie durch die Hochtemperaturtrocknungseinheit 14, in der eine Temperatur von !2O⁰C eingestellt war, und danach durch die Wärmebehandlungseinheit 15, in der eine Temperatur von 170⁰C herrschte, geführt, wobei die Folienbahn um 4% in der Querrichtung schrumpfen gelassen wurde. Danach wurde die Folienbahn in der Kühleinheit 17 mittels Kaltluft gekühlt, wonach eine Folienbahn mit einer Dicke von etwa 17 μ erhalten wurde. Nach Stehenlassen dieser Folienbahn in Raumluft bei einer Temperatur von 20⁰C und einer relativen Feuchtigkeit von 65% wurden ihre Eigenschaften gemessen, die wie folgt waren:

Zugfestigkeit
in Längsrichtung
in Querrichtung

Dehnung unter Spannung
in Längsrichtung
in Querrichtung

22,3 kg/mm* 19,8 kg/mm*

48%
61%

Bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens bilden sich jedoch, wenn der Wassergehalt der Folienbahn unmittelbar vor dem Recken in Längsrichtung 15% überschreitet und die Geschwindigkeit der Längsverstreckung etwa 2,5xlO⁵%/min übersteigt, häufig auf der Folienbahn Längsstreifen. Wird eine Polyvinylalkoholfolienbahn mit einer Anzahl Längsstreifen querverstreckt, so wird eine große Anzahl von Längsstreifenmustern auf der querverstreckten Folie erzeugt, wodurch die Qualität stark beeinträchtigt wird.

Um die Oberflächenfehlstellen, die durch die Längsstreifen hervorgerufen werden, zu eliminieren, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise mehrere Antriebswalzen parallel und mit kleinen Lücken zwischeneinander angeordnet, und die Walzen werden mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten betrieben. Eine Polyvinylalkoholfolie, die bei der Verstreckungstemperatur gehalten wird und mehr als 15 Gew.-% Wasser enthält, wird durch die Lücken zwischen den Walzen geführt, um sie in mindestens zwei Stufen mit einer Reckungsgeschwindigkeit von 2£ χ 10⁵ %/min in Längsrichtung zu verstrecken.

F i g. 2 stellt eine Teilansicht der nach der bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verbesserten Verfahrensstufen bzw. der entsprechenden Vorrichtungsteile dar, die den in F i g. 1 gezeigten Vorheizwalzen 5, den Verstreckungswalzen 6 und 7 sowie den Kuhlwalzen 8 entsprechen. Bei der durch Fig.2 erläuterten bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Folienbahn, die durch die Vorheizwalzen 5 vorerhitzt ist, mit Hilfe einer Gruppe paralleler Walzen 19 bis 23, die derart angeordnet sind, daß sich zwischen ihnen kleine Lücken befinden, und die mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben sind, längsverstreckt, wobei die Verstreckung mit einer Geschwindigkeit von unter 2,5x10⁵ %/min zwischen den Walzenpaaren 19-20, 20-21, 21-22 und 22-23 erfolgt. Die auf diese Weise verstreckte Folie ist von jeglichem 5 Oberflächendefekt frei und kann durch Kühlwalzen 8 abgekühlt werden. Danach wird sie mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung querverstreckt.

Die Anzahl der längsverstreckenden Walzen 19 bis 23 wird durch die Produktionsgeschwindigkeit und den Verstreckungsgrad bestimmt. Vorteilhaft sind Walzendurchmesser von 80 bis 180 mm sowie eine Oberflächenrauheit von unter 1,5 S. Walzendurchmesser über 180 mm erhöhen die Länge der Verstreckungszonen, während Walzendurchmesser unter 80 mm die Festig-

!5 keit vermindern. Im Hinblick auf die Querschrumpfung der Folienbahn ist es vorteilhaft, die Länge der Verstreckungszone unter 30 mm und vorzugsweise um etwa 20 mm zu wählen, so daß der Walzendurchmesser vorzugsweise durch die Länge der Verstreckungszone bestimmt wird.

Die Gbergrenze für die Längsverstreckungsgeschwindigkeit zwischen zwei benachbarten Walzen liegt bei 2,5 χ 10⁵ %/min, und die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen werden stufenweise so erhöht, daß sie eine Gesamtverstreckung von über 200% ermöglichen.

Im folgenden ist ein Beispiel für diese Verfahrensmodifikation angegeben.

Beispiel 2

Es wurde eine 46gew.-%ige, wäßrige Lösung eines Poly vinylalkohol mit einem mittleren Polymerisationsgrad von 1750 und einem Verseifungsgrad von 99,3% hergestellt und in herkömmlicher Weise aus dieser Lösung eine Polyvinylalkoholfolienbahn hergestellt. Die Folienbahn wurde mit Hilfe der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung in zwei Stufen in Längsrichtung verstreckt. Die Durchmesser der dafür verwandten Walzen betrugen jeweils 120 mm, und der Zwischenraum zwischen den Walzen betrug 1 mm. In der Tabelle I sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Verstreckungswalzen und in Tabelle II der Verstreckungsgrad und die Verstreckungsgeschwindigkeit zusammengestellt.

Tabelle I

Walze 19 20

Umfangsgeschwindigkeit m/min 25 50 75

Tabelle II

Walzen 19-20

20-21

% Verstreckung

Verstreckungsgeschwindigkeit, %/min

200 150

2,45XlO"⁵ 2,01XlO"⁵

Die Folienbahn wurde in Längsrichtung unter den in den Tabellen I und II angegebenen Bedingungen um 300% verstreckt, während die Oberflächentemperatur der Vorheizwalzen 5 und der Verstreckungswalzen 19, 20 und 21 bei 65° C gehalten wurde. Die Umfangsgeschwindigkeit der Verstreckungswalzen 22 und 23

wurde gleich derjenigen der Verstreckungswalze 21 gewählt. Die Oberflächentemperatur der Folienbahn unmittelbar vor der Längsverstreckung, d. h. vor ihrer Berührung mit Walze 19, betrug 63°C, und der Wassergehalt der Folienbahn betrug etwa 17,8 Gew.-%. Anschließend wurde die Folienbahn bei einer Tempera-

10

tür von 85°C einer 300%igen Querverstreckung unterzogen und getrocknet und bei hoher Temperatur wärmebehandelt, wonach man eine ausgezeichnete durchsichtige Polyvinylalkoholfolie einer Dicke von 17 μ mit starkem Oberflächenglanz erhielt, die frei von jeglichen Oberflächendefekten war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Folienbahn aus Polyvinylalkohol, bei der die Folienbahn mit einem anfänglichen Wassergehalt zunächst in Längsrichtung und darauf unter Verhinderung einer Schrumpfung in Längsrichtung in Querrichtung verstreckt, wärmebehandelt und schließlich auf Raumtemperatur abgekühlt wird, gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen: