EP0000027B1 - Verfahren zur Herstellung von Vinylchloridpolymerisat-Hartfolien nach dem Luvitherm Verfahren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Vinylchloridpolymerisat-Hartfolien nach dem Luvitherm Verfahren Download PDF

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EP0000027B1
EP0000027B1 EP78100042A EP78100042A EP0000027B1 EP 0000027 B1 EP0000027 B1 EP 0000027B1 EP 78100042 A EP78100042 A EP 78100042A EP 78100042 A EP78100042 A EP 78100042A EP 0000027 B1 EP0000027 B1 EP 0000027B1
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EP
European Patent Office
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calender
film
vinyl chloride
roll
calendering
Prior art date
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EP78100042A
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EP0000027A1 (de
Inventor
Guenter Mueller
Martin Dr. Herner
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP0000027B1 publication Critical patent/EP0000027B1/de
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/22Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length
    • B29C43/24Calendering

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of vinyl chloride polymer films by processing vinyl polymers according to the Luvitherm process.
  • the Luvitherm process for the production of rigid films from vinyl chloride polymers is known. It is described, for example, in the plastics handbook, volume II, Carl-Henser-Verlag Kunststoff, 1963, polyvinyl chloride, part 1, pages 240 to 244.
  • polyvinyl chloride powder is first mixed with additives, in particular lubricants and stabilizers, and pre-plasticized.
  • additives in particular lubricants and stabilizers
  • This pre-plasticized mixture of polymer and additives is then calendered in a first stage at relatively low temperatures, generally in the range from about 150 to 190 °. pressed into a film by rolling.
  • Calenders with 4 or 5 rolls in an I or L arrangement are generally used for this purpose.
  • the brittle films removed from the calender are sintered on rollers in a second process step to improve their mechanical strength by brief treatment at higher temperatures, at which the films have only a low dimensional stability.
  • This brief treatment at higher temperatures is generally carried out in a temperature range from about 200 to 280 ° C.
  • the film can then be used in a further stage to improve the mechanical strength.
  • the Luvitherm process generally processes fine-grain vinyl chloride polymers which have been obtained by polymerizing the monomers in aqueous emulsion to give rigid films.
  • Suitable lubricants must be added to the vinyl chloride polymer in amounts of up to about 4 percent by weight in order to improve the flow of the polyvinyl chloride particles and to enable the film to be detached from the hot rollers.
  • External lubricants such as montan waxes, polyethylene waxes or metal soaps of higher fatty acids are used in particular as lubricants.
  • the previously known procedures for carrying out the Luvitherm process have the disadvantage that it is only possible to work at relatively low processing speeds, since otherwise the plastic mass does not flow sufficiently and thus does not result in films of satisfactory quality and surface quality.
  • the calendering speed is generally limited by inhomogeneous strips, so-called primary or calender strips, surface structure of the film and loss of transparency of the film. Strong streakiness can lead to a local reduction in mechanical strength. Such defects are mostly caused by excess material in the nip, which passes the nip and is incorporated into the film without being sufficiently compressed and tempered.
  • the aim is for the Luvitherm process to be carried out at the highest possible calendering speeds without the quality of the films being impaired.
  • special lubricants and processing aids to the vinyl chloride polymers before processing or to use larger amounts of external lubricants.
  • special lubricants and processing aids in the Luvitherm process has so far only led to partial success in the problem of increasing the calendering speed.
  • the use of large amounts of external lubricants is uneconomical and disadvantageous insofar as it is known that the amount of additives should be kept as low as possible because of the influence of these additives on the mechanical properties of the films. In addition, you can only work at limited calendering speeds.
  • the present invention was therefore based on the object of demonstrating a process of the type described at the outset for producing hard films from vinyl chloride polymers, according to which it is possible to increase the calendering speed when processing the vinyl chloride polymers by the Luvitherm process and at the same time to improve the quality of the film, in particular to improve their surface quality and transparency, but at least not significantly impair them.
  • this object is achieved in that when the Luvitherm process is carried out, a gypsum agent is applied to at least the last calender roll in the product flow direction.
  • the present invention accordingly relates to a process for the production of vinyl chloride polymer hard films by the Luvitherm process by calendering the pre-plastified vinyl chloride polymers, which may contain customary additives, at temperatures in the range from about 150 to about 190 ° C., Luvithermising the brittle film thus obtained at temperatures in the range of about 200 to about 280 ° C and optionally stretching the Luvithermized film, which is characterized in that during calendering, a lubricant in the form of a thin, uniform layer over the entire length of the calender roll continuously at least on the last calender roll in the direction of product flow is applied.
  • Vinyl chloride polymers in the sense of the invention are to be understood as meaning both the homo- and copolymers of vinyl chloride.
  • the homopolymers of vinyl chloride should preferably have a K value (according to DIN 53 726) of 70 to 85, in particular 75 to 83.
  • the copolymers of vinyl chloride can contain up to 30 percent by weight, preferably up to 15 percent by weight, of other monomers copolymerizable with vinyl chlorides.
  • monomers polymerizable with vinyl chloride are vinylidene chloride, vinyl esters, preferably vinyl acetate and vinyl propionate, acrylic and methacrylic acid alkyl esters, acrylonitrile, styrene and olefins, in particular ethylene and propylene.
  • the homopolymers of vinyl chloride are generally preferred.
  • Vinyl chloride polymers which have been obtained by aqueous emulsion polymerization are preferably used.
  • the processes for emulsion polymerization of vinyl chloride and the various auxiliaries and catalysts used for this purpose are described in detail in the monograph by H. Kainer, polyvinyl chloride and vinyl chloride copolymers, Springer-Verlag (1965), pages 34 to 59, to which reference is made for further details shall be.
  • the vinyl chloride polymers are processed into hard films by the Luvitherm process, as described at the beginning.
  • the powdery vinyl chloride polymers are first mixed with the usual and known additives.
  • External lubricants, other processing agents and stabilizers are particularly suitable as additives; fillers, pigments and dyes can also be added.
  • the individual additives are mixed into the vinyl chloride polymer in the usual and known proportions.
  • Suitable lubricants which are generally used in amounts of 2 to 4 percent by weight, based on the vinyl chloride polymer, are, for example, montan waxes, polyethylene waxes or metal salts of higher fatty acids.
  • graft copolymers of methyl methacrylate and / or styrene, optionally in a mixture with acrylonitrile), on a rubbery diene polymer (the so-called ABS, MBS, AMBS polymers) in amounts of 0.5 to 5 percent by weight, preferably 2 to 3 percent by weight , based on the vinyl chloride polymer, serve as described in DE-PS 26 24 656.
  • ABS, MBS, AMBS polymers graft copolymers of methyl methacrylate and / or styrene, optionally in a mixture with acrylonitrile
  • the pre-plasticized mixture of the vinyl chloride polymer and the additives is then processed in a manner known per se in a multi-roll calender to form an initially brittle film with low mechanical strength.
  • Calenders with 4 rolls or 5 rolls are usually used, the rolls being arranged in I-shape or L-shape.
  • the pre-plasticized polymer mixture is introduced into the nip at one end of the calender and the film is pulled off at the other end of the calender.
  • the processing of the vinyl chloride polymers on the calender to form the film takes place at relatively low roller temperatures, generally in the range from about 150 to about 190 ° C., preferably from about 150 to about 175 ° C.
  • a lubricant is now applied to this calendering at least on the last calender roll in the product flow direction.
  • Meh rere of the calender rolls for example the penultimate and last calender roll, or all the calender rolls are acted upon with the lubricant.
  • Lubricants which are applied to the calender roll are understood in the sense of the invention to be all additives which facilitate and improve the processing of the vinyl chloride polymers.
  • Suitable lubricants for application to the calender rolls are all lubricants known and customary in the production of polyvinyl chloride calender foils, such as partial fatty acid esters, epoxidized soybean oil or montan wax.
  • other additives such as stabilizers, which are known to cause a sliding effect, can also be used for this purpose.
  • Liquid lubricants such as fatty acid esters can be applied directly to the calender rolls. Solid lubricants must be atomized, melted or otherwise liquefied before they can be applied to the calender rolls.
  • the lubricants can be applied to the calender rolls using any suitable application device, provided that it is only guaranteed that the application takes place evenly over the entire length of the roll.
  • the lubricants can be applied to the calender rolls, for example by spraying or dusting. Liquid lubricants are best applied using a roll of felt or a strip of felt soaked in them, lying evenly on the roll over the entire roll length.
  • the application device is most advantageously arranged on the upper vertex of the last calender roll.
  • liquid lubricants are advantageously applied continuously to the calender rolls.
  • liquid lubricants can advantageously be continuously applied to the calender rolls by pushing a felt jacket over a hollow metal roller, the metal jacket of which has previously been provided with many small holes.
  • the continuous supply of the liquid lubricant then takes place from a storage container into the hollow metal roller, from where the liquid lubricant penetrates through the holes in the metal jacket of the roller into the felt jacket and soaks it uniformly.
  • the felt jacket of the application roll lies evenly over the entire length on the calender roll, so that the lubricant penetrating the felt jacket is applied to the calender roll.
  • the hollow metal roll covered with the felt jacket is expediently driven separately from the calender rolls and generally runs much more slowly than the latter.
  • the lubricant only needs to be applied to the calender rolls in a very thin layer, provided only uniform coverage of the rolls is ensured. Accordingly, the amount of lubricant that is applied to the calender roll is extremely small. It is sufficient if the lubricant is applied in amounts of only about 0.03 percent by weight, based on the total vinyl chloride polymer mixture. In general, the amounts of lubricant that are applied according to the invention to the calender rolls and mostly pass into the product via them are in the range from 0.01 to 0.1 percent by weight, preferably in the range from 0.03 to 0.05 percent by weight on the vinyl chloride polymer.
  • the calendering speed depends on the product and is generally 20 to 25 m / min. When using the procedure according to the invention, it can, depending on the polymer mixture to be processed, be increased to values of 50 m / min without the quality of the film being adversely affected thereby.
  • the film removed from the calender is sintered in a subsequent step in the manner known and known for the Luvitherm process by brief treatment at higher temperatures, generally in the range from about 200 to about 280 ° C., on rollers without pressure, i.e. luvithermized. the film can then additionally be stretched to further improve the mechanical strength.
  • the further details for carrying out the Luvitherm process, in particular for Luvithermizing the calender film and, if appropriate, for stretching the film are well known to the person skilled in the art; in this regard, reference is also made to the relevant specialist literature.
  • the process according to the invention makes it possible to considerably increase the calendering speed when processing vinyl chloride polymer using the Luvitherm process. It has been shown that increasing the processing speed does not impair the properties of the film obtained, in particular its transparency and surface quality. It has even been found, surprisingly, that despite the increase in the calendering speed, films with improved surface quality are produced when the procedure according to the invention is used.
  • the films obtained according to the invention are practically free of calender strips and air bubbles and their transparency is better than those of films which have been produced in a conventional manner.
  • Another advantage of the method according to the invention is that the total amount of lubricant required for processing can be reduced. By applying the small amounts of lubricant on the last calender roll it is possible to significantly reduce the amount of lubricants and processing aids that are usually added to the vinyl chloride polymer before calendering, for example by 1/3 or 1/2.
  • the films produced by the process according to the invention generally have thicknesses between 25 and 200 p.
  • they can be used in the adhesive tape sector or for tapes.
  • emulsion polyvinyl chloride with a K value of 78 100 parts of emulsion polyvinyl chloride with a K value of 78, which was already equipped with 2 parts of a montanic acid ester (e-wax) as a lubricant and 0.15 part of diphenylthiourea as a thermal stabilizer, were mixed with a further 2 parts of e-wax and a further 0.2 parts of diphinylthiourea intensively mixed in a high-speed mixer.
  • the powder mixture was then pre-plastified in a known manner with a planetary roller extruder at 160 ° C. and then rolled out on an I-shaped 4-roller calender.
  • the calender rolls had a length of 800 mm and a diameter of 400 mm.
  • the roll temperatures from roll 1 (bottom roll) to roll 4 (top roll) were: 172 ° C, 168 ° C, 165 ° C and 160 ° C.
  • the 125p thick film coming from the calender was then passed over a melting roll and luvithermized there at a roll temperature of 265 ° C.
  • the film was then removed and stretched in a conventional manner in a ratio of 1: 3 at 110 ° C.
  • the thickness of the final film was 40 p.
  • the calendering speed speed of the last calender roll was varied between 15 m / min and 50 m / min.
  • the surface quality of the calender film and the number of matt strips in the calender films were taken into account.
  • the Luvithermization could not be taken into account in the assessment because the Luvitherm behavior largely depends on the quality of the calender film.
  • Comparative Example A production of a standard film for comparison purposes
  • the test was carried out as indicated in the general test description. At a calendering speed of 18 m / min, a calender film was obtained which was good in terms of surface and rigidity. It had about 8 to 10 calender strips across the width of 70 cm. When the calendering speed was increased to 20 m / min, the film quality deteriorated noticeably. The calender strips in the film became wider and their number increased to about 14 to 16 pieces across the width of 70 cm. The film surface became inhomogeneous.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchloridpolymerisat-Folien durch Verarbeitung von Vinylpolymerisaten nach dem Luvitherm-Verfahren.
  • Das Luvitherm-Verfahren zur Herstellung von Hartfolien aus Vinylchloridpolymerisaten ist bekannt. Es ist beispielsweise im Kunststoff-Handbuch, Band II, Carl-Henser-Verlag München, 1963, Polyvinylchlorid, Teil 1, Seiten 240 bis 244 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird zunächst Polyvinylchlorid-Pulver mit Zusatzstoffen, insbesondere Gleitniitteln und Stabilisatoren, vermischt und vorplastifiziert. Diese vorplastifizierte Mischung aus Polymerisat und Zusatzstoffen wird dann in einer ersten Stufe bei relative niedrigen Temperaturen, im allgemeinen im Bereich von etwa 150 bis 190°, kalandiert, d.h. durch Walzen zu einer Folie gepreßt. Hierzu werden im allgemeinen Kalander mit 4 oder 5 Walzen in I-oder L-Anordnung eingesetzt. Die vom Kalander abgezogenen, spröden Folien werden in einer zweiten Verfahrensstufe zur Verbesserung ihrer mechanischen Festigkeit durch kurzzeitige Behandlung bei höheren Temperaturen, bei denen die Folien nur noch eine geringe Formfestigkeit besitzen, auf Walzen versintert.
  • Diese kurzzeitige Behandlung bei höheren Temperaturen (luvithermisieren), die ohne Druck durchgeführt wird, erfolgt im allgemeinen in einem Temperaturbereich von etwa 200 bis 280°C. Anschließend kann in einer weiteren Stufe die Folie zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit gerecht werden.
  • Nach dem Luvitherm-Verfahren werden in allgemeinen feinkörnige Vinylchloridpolymerisate, die durch Polymerisation der Monomeren in wäßriger Emulsion erhalten worden sind, zu Hartfolien verarbeitet. Hierbei müssen dem Vinylchloridpolymerisat geeignete Gleitmittel in Mengen bis etwa 4 Gewichtsprozent zugemischt werden, um das Fließen der Polyvinylchlorid-Teilchen zu verbessern und das Ablösen der Folie von den heißen Walzen zu ermöglichen. Als Gleitmittel finden dabei insbesondere die äußeren Gleitmittel, wie beispielsweise Montanwachse, Polyäthylenwachse oder Metallseifen höherer Fettsäuren Verwendung.
  • Die bisher bekannten Arbeitsweisen zur Durchführung des Luvitherm-Verfahrens haben jedoch den Nachteil, daß man nur mit relative geringen Verarbeitungsgeschwindigkeiten arbeiten kann, da sonst kein ausreichendes Fließen der plastischen Masse erreicht wird und man damit nicht zu Folien mit zufriedenstellender Qualität und Oberflächengüte gelangt. Die Kalandriergeschwindigkeit wird dabei im allgemeinen begrenzt durch inhomogene Streifen, sogenannte Primär- oder Kalanderstreifen, Oberflächenstruktur der Folie sowie Transparenzverlust der Folie. Starke Streifigkeit kann dabei zu einer lokalen Verminderung der mechanischen Festigkeit führen. Solche Störstellen werden zumeist durch überschußmaterial im Walzenspalt hervorgerufen, welches den Walzenspalt passiert und in die Folie eingearbeitet wird, ohne ausreichend verpreßt und temperiert zu sein.
  • Aus wirtschaftlichen Erwägungen wird angestrebt, daß Luvitherm-Verfahren bei möglichst hohen Kalandriergeschwindigkeiten durchzuführen, ohne daß die Qualität der Folien beeinträchtigt wird. Zur Verbesserung der Verarbeitung und Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit von Polyvinylchloridpolymerisaten nach dem Luvitherm-Verfahren ist bereits vorgeschlagen worden, den Vinylchloridpolymerisaten vor der Verarbeitung spezielle Gleitmittel und Verarbeitungshilfsmittel zuzumischen oder größere Mengen an äußeren Gleitmitteln zum Einsatz zu bringen. Der Einsatz spezieller Gleit- und Verarbeitungshilfsmittel beim Luvitherm-Verfahren konnte dabei bislang jedoch nur zu einem Teilerfolg des angestrebten Problems der Erhöhung der Kalandriergeschwindigkeit führen. Der Einsatz von größeren Mengen an äußeren Gleitmitteln ist unwirtschaftlich und insofern von Nachteil, als bekanntermaßen die Menge an Zusatzstoffen wegen des Einflusses dieser Additive auf die mechanischen Eigenschaften der Folien so gering als möglich gehalten werden soll. Außerdem läßt sich auch hierbei nur bei begrenzten Kalandriergeschwindigkeiten arbeiten.
  • Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, Überschuß-Material im letzten Walzenspalt des Kalanders am Durchlauf zu hindern, um so die Streifenbildung in der Folie zu vermeiden und die Folienqualität zu verbessern. So ist aus der DE-OS 15 04 015 bekannt, Überschuß-Material im letzten Walzenspalt durch einen oszillierenden Finger im Spalt abzustreifen. Gemäß der DE-OS 15 04 256 wird vorgeschlagen, daß Überschuß-Material im letzten Walzenspalt bei der Herstellung von Hartkunststoffolien zur Erhöhung der Kalandriergeschwindigkeit und Verbesserung der Folienqualität so zu steigern, daß das Überschußmaterial als mehr oder weniger zusammenhängendes Fell im Walzenspalt abgequetscht und der Materialaufgabe wieder zugeführt werden kann. Beide Methoden bringen jedoch noch nicht den gewünschten Erfolg. Während die Arbeitsweise mit dem oszillierenden Finger hinsichtlich der Vermeidung von Kalanderstreifen nur eine relativ geringe Wirkung zeigt, hat das zuführen von viel Materialüberschuß in dem letzten Walzenspalt zur Folge, daß die Kalanderfolie nicht frei von Luftbläschen und anderen Störstellen ist. Zudem ist es der Stabilität des Materials abträglich, wenn es wiederholt die Walzenpalte durchlaufen muß.
  • Außerdem ist es bereits aus der DE-OS 15 04 199 bekannt, auf fertige Folien, die durch Extrusion von z.B. Polyäthylen, Polypropylen, Polycarbonaten etc. gewonnen werden, äußeres Gleitmittel aufzutragen, um die Behandlung zur Einstellung der gewünschten Folienstärke bei niedrigeren Temperaturen (ohne Heißwalze) durchführen zu können.
  • Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zur Herstellung von Hartfolien aus Vinylchloridpolymerisaten aufzuzeigen, nach welchem es möglich ist, die Kalandriergeschwindigkeit bei der Verarbeitung der Vinylchloridpolymerisate nach dem Luvitherm-Verfahren zu erhöhen und gleichzeitig die Qualität der Folie, insbesondere deren Oberflächengüte und Transparenz, zu verbessern, zumindest jedoch nicht wesentlich zu beeinträchtigen.
  • Diese Aufgabe wird erfingungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der Durchführung des Luvitherm-Verfahrens mindestens auf die in Produktstromrichtung letzte Kalanderwalze ein Gipitmittel aufgetragen wird.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchloridpolymerisat-Hartfolien nach dem Luvitherm-Verfahren durch Kalandrieren der vorplastifizierten Vinylchloridpolymerisate, welche übliche Zusatzstoffe enthalten können, bei Temperaturen im Bereich von etwa 150 bis etwa 190°C, Luvithermisieren der so erhaltenen spröden Folie bei Temperaturen im Bereich von etwa 200 bis etwa 280°C und gegebenenfalls Recken der Luvithermisierten Folie, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß beim Kalandrieren mindestens auf die in Produktflußrichtung letzte Kalanderwalze ein Gleitmittel in Form einer dünnen, gleichmäßigen Schicht über die gesamte Länge der Kalanderwalze kontinuierlich aufgetragen wird.
  • Unter Vinylchlorid-Polymerisaten im Sinne der Erfindung sind sowohl die Homo- als auch Copolymerisate des Vinylchlorids zu verstehen. Die Homopolymerisate des Vinylchlorids sollen dabei vorzugsweise einen K-Wert (nach DIN 53 726) von 70 bis 85, insbesondere von 75 bis 83 besitzen. Die Copolymerisate des Vinylchlorids können bis zu 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise bis zu 15 Gewichtsprozent an anderen mit Vinylchloride copolymerisierbaren Monomeren enthalten. Beispiele für mit Vinylchlorid mischpolymerisierbaren Monomeren sind Vinylidenchlorid, Vinylester, vorzugsweise Vinylacetat und Vinylpropionat, Acryl- und Methacrylsäurealkylester, Acrylnitril, Styrol und Olefine, insbesondere Äthylen und Propylen. Die Homopolymerisate des Vinylchlorids werden im allgemeinen bevorzugt.
  • Vorzugsweise werden Vinylchlorid- polymerisate eingesetzt, die durch wäßrige Emulsions-Polymerisation erhalten worden sind. Die Verfahren zur Emulsions-Polymerisation des Vinylchlorids sowie die hierzu eingesetzten verschiedenen Hilfsstoffe und Katalysatoren sind ausführlich in der Monographie von H. Kainer, Polyvinylchlorid und Vinylchlorid-Mischpolymerisate, Springer-Verlag (1965), Seiten 34 bis 59 beschrieben, worauf wegen weiterer Einzelheiten verweisen werden soll.
  • Die Vinylchlorid-Polymerisate werden nach dem Luvitherm-Verfahren, wie es eingangs beschrieben worden ist, zu Hartfolien verarbeitet. Hierzu werden die pulverförmigen Vinylchlorid-Poiymerisate zunächst mit den üblichen und bekannten Zusatzstoffen gemischt. Als Zusatzstoffe kommen dabei insbesondere äußere Gleitmittel, andere Verarbeitungsmittel und Stabilisatoren in Betracht; zusätzlich können auch noch Füllstoffe, Pigmente und Farbstoffe zugesetzt werden. Die einzelnen Zusatstoffe werden dabei dem Vinylchlorid-Polymerisat in den üblichen und bekannten Mengenverhältnissen zugemischt. Als Gleitmittel, die im allgemeinen in Mengen von 2 bis 4 Gewichtsprozent, bezogen auf das Vinylchlorid- Polymerisat, eingesetzt werden, kommen beispielsweise Montanwachse, Polyäthylenwachse oder Metallsalze höherer Fettsäuren in Betracht. Als zusätzliche Verarbeitungshilfsmittel können Pfropfmischpolymerisate von Methylmethacrylat und/oder Styrol gegebenenfalls in Mischung mit Acryinitri) auf ein kautschukartiges Dienpolymerisat (die sogenannten ABS-, MBS-, AMBS-Polymerisate) in Mengen von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 2 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Vinylchlorid-Polymerisat, dienen, wie es in der DE-PS 26 24 656 beschrieben ist. Die Zusatzzstoffe werden den Vinylchloridpolymerisaten entweder direkt nach Beendigung der Polymerisation in der Dispersion oder nach deren Isolierung aus dem Reaktionsgemisch trocken zugemischt; sie können aber auch in jeder anderen bekannten Art und Weise mit den Vinylchloridpolymerisaten vermischt oder erst beim Vorplastifizieren auf der Mischwalze zugesetzt werden.
  • Die vorplastifizierte Mischung aus dem Vinylchloridpolymerisat und den Zusatzstoffen wird dann in an und für sich bekannter Weise in einem Mehrwalzen-Kalander zu einer zunächst noch spröden Folie mit geringer mechanischer Festigkeit verarbeitet. Ublicherweise werden Kalander mit 4 Walzen oder 5 Walzen verwendet, wobei die Walzen in I-Form oder L-Form angeordnet sind. Die vorplastifizierte Polymerisat-Mischung wird dabei in den Walzenspalt am einen Ende des Kalanders eingegeben und die Folie am anderen Ende des Kalanders abgezogen. Die Verarbeitung der Vinylchlorid- polymerisate auf dem Kalander zur Folie erfolgt bei relativ niedrigen Walzen-Temperaturen, im allgemeinen im Bereich von etwa 150 bis etwa 190°C, vorzugsweise von etwa 150 bis etwa 175°C.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun bei dieser Kalandrierung mindestens auf die in Produktflußrichtung letzte Kalanderwalze ein Gleitmittel aufgetragen. Es können auch mehrere der Kalanderwalzen, beispielsweise die vorletzte und letzte Kalanderwalze, oder auch alle Kalanderwalzen mit dem Gleitmittel beaufschlagt werden. Es hat sich jedoch als völlig hinreichend erwiesen, wenn das Gleitmittel zumindest auf die in Produktstromrichtung letzte Kalanderwalze aufgetragen wird.
  • Unter Gleitmittel, die auf die Kalanderwalze aufgetragen werden, werden im Sinne der Erfindung alle Additive verstanden, die das Verarbeiten der Vinylchloridpolymerisate erleichtern und verbessern. Als Gleitmittel zum Auftrag auf die Kalanderwalzen eignen sich dabei alle bei der Herstellung von Polyvinylchlorid-Kalanderfolien bekannten und üblichen Gleitmittel, wie beispielsweise partielle Fettsäureester, epoxidiertes Sojabohnenöl oder Montan-Wachs. Es können hierfür aber auch andere Additive, etwa Stabilisatoren, die bekanntermaßen eine Gleitwirkung hervorrufen, eingesetzt werden. Flüssige Gleitmittel, wie beispielsweise Fettsäureester, können direkt auf die Kalanderwalzen aufgetragen werden. Feste Gleitmittel müssen zum Auftrag auf die Kalanderwalzen zerstäubt, geschmolzen oder anders verflüssigt werden.
  • Der Auftrag der Gleitmittel auf die Kalanderwalzen kann mittels jeder geeigneten Auftragsvorrichtung erfolgen, sofern nur gewähreleistet ist, daß der Auftrag gleichmäßig über die gesamte Walzenlänge stattfindet. Die Gleitmittel können beispielsweise durch Sprühen oder Stäuben auf die Kalanderwalzen aufgebracht werden. Flüssige Gleitmittel werden am besten mittels einer damit getränkten Rolle aus Filz oder eines Filzstreifens, über die gesamte Walzenlänge gleichmäßig auf der Walze aufliegen, aufgebracht. Die Auftragsvorrichtung wird bei den üblicherweise verwendeten senkrecht stehenden I-oder L-förmigen Kalandern am günstigsten auf den oberen Scheitelpunkt der letzten Kalanderwalze angeordnet.
  • Der Auftrag der Gleitmittel auf die Kalanderwalzen erfolgt zweckmäßigerweise kontinuierlich. Flüssige Gleitmittel können außer durch Sprüh- und Zerstäubungsvorrichtungen in vorteilhafter Weise dadurch kontinuierlich auf die Kalanderwalzen aufgetragen werden, daß ein Filzmantel über eine hohle Metallrolle geschoben wird, deren Metallmantel vorher mit vielen kleinen Bohrungen versehen wurde. Der kontinuierliche Zulauf des flüssigen Gleitmittels geschieht dann von einem Vorratsbehälter aus in die hohle Metallrolle hinein, von wo aus das flüssige Gleitmittel durch die Bohrungen des Metallmantels der Rolle in den Filzmantel eindringt und diesen gleichmäßig tränkt. Der Filzmantel der Auftragsrolle liegt dabei gleichmäßig über die gesamte Länge auf der Kalanderwalze auf, so daß das den Filzmantel durchdringende Gleitmittel auf die Kalanderwalze aufgetragen wird. Die mit dem Filzmantel überzogene hohle Metallrolle wird dabei zweckmäßigerweise separat von den Kalanderwalzen angetrieben und läuft im allgemeinen wesentlich langsamer als diese.
  • Das Gleitmittel braucht erfindungsgemäß nur in sehr dünner Schicht auf die Kalanderwalzen aufgetragen werden, sofern nur eine gleichmäßige Bedeckung der Walzen gewährleistet ist. Dementsprechend ist auch die Menge des Gleitmittels, welches auf die Kalanderwalze aufgetragen wird, äußerst gering. Es reicht aus, wenn das Gleitmittel in Mengen von nur etwa 0,03 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Vinylchloridpolymerisat-Mischung, aufgetragen wird. Im allgemeinen liegen die Mengen an Gleitmittel, die erfindungsgemäß auf die Kalanderwalzen aufgetragen werden und über diese zumeist in das Produkt übergehen, im Bereich von 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent, vorzugsweise im Bereich von 0,03 bis 0,05 Gewichtsprozent, bezogen auf das Vinylchloridpolymerisat.
  • Die Kalandriergeschwindigkeit (Geschwindigkeit der letzten Kalanderwalze) ist vom Produkt abhängig und beträgt im allgemeinen 20 bis 25 m/min. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Arbeitsweise läßt sie sich, je nach der zu verarbeitenden Polymerisat-Mischung, bis auf Werte von 50 m/min steigern, ohne daß dadurch die Qualität der Folie beeinträchtigt wird. Die vom Kalander abgezogene Folie wird in einer nachfolgenden Stufe in der für das Luvitherm-Verfahren üblichen und bekannten Weise durch kurzzeitige Behandlung bei höheren Temperaturen, im allgemeinen im Bereich von etwa 200 bis etwa 280°C, auf Walzen ohne Druck versintert, d.h. luvithermisiert. anschließend kann zusätzlich eine Reckung der Folie zur weiteren Verbesserung der mechanischen Festigkeit vorgenommen werden. Die weiteren Einzelheiten zur Durchführung des Luvitherm-Verfahrens, insbesondere zum Luvithermisieren der Kalander-Folie sowie gegebenenfalls zum Recken der Folie, sind dem Fachmann wohl bekannt; hierzu sei auch auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen.
  • Das erfingungsgemäße Verfahren gestattet es, die Kalandriergeschwindigkeit bei der Verarbeitung von Vinylchloridpolymerisat nach dem Luvitherm Verfahren erheblich zu erhöhen. Es hat sich gezeigt, daß die Steigerung der Verarbeitungsgeschwindigkeit dabei die Eigenschaften der erhaltenen Folie, insbesondere deren Transparenz und Oberflächengüte, nicht beeinträchtigt. Es wurde sogar überraschenderweise gefunden, daß trotz der Erhöhung der Kalandriergeschwindigkeit bei Anwendung der erfindungsgemäßen Arbeitsweise Folien mit verbesserter Oberflächenqualität entstehen. Die erfindungsgemäß erhaltenen Folien sind praktisch frei von Kalanderstreifen und Luftbläschen und ihre Transparenz ist besser als die solcher Folien, die nach herkömmlicher Art hergestellt worden sind. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die zur Verarbeitung insgesamt notwendige Gleitmittelmenge verringert werden kann. Durch den Auftrag der geringen Mengen Gleitmittel auf die letzte Kalanderwalze wird es möglich, den Anteil an Gleit- und Verarbeitungshilfsmitteln, die vor der Kalandrierung üblicherweise dem Vinylchloridpolymerisat zugemischt werden, deutlich zu reduzieren, z.B. um 1/3 bzw. 1/2.
  • Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Folien haben je nach Walzenstand und Reckverhältnis im allgemeinen Dicken zwischen 25 und 200 p. Sie können beispielsweise auf dem Klebebandsektor oder für Tonbänder verwendet werden.
  • Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert. Die angegebenen Teile und Prozente beziehen sich, sofern nicht anders angeführt, auf das Gewicht.
  • Allgemeine Versuchsbeschreibung
  • 100 Teile Emulsions-Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von 78, welches bereits von der Herstellung her mit 2 Teilen eines Montansäureesters (E-Wachs) als Gleitmittel und 0,15 Teilen Diphenylthioharnstoff als Thermostabilisator ausgerüstet war, wurden mit weiteren 2 Teilen E-Wachs und weiteren 0,2 Teilen Diphinylthioharnstoff in einem schnellaufenden Mischer intensiv gemischt. Die Pulvermischung wurde dann mit einem Planetenwalzenextruder bei 160°C in bekannter Weise vorplastifiziert und anschließend auf einem I-förmigen 4-Walzen-Kalander ausgewalzt. Die Kalanderwalzen hatten eine Länge von 800 mm und einen Durchmesser von 400 mm. Die Walzentemperaturen betrugen von Walze 1 (unterste Walze) zu Walze 4 (oberste Walze) hin: 172°C, 168°C, 165°C und 160°C. Die vom Kalander kommende 125p dicke Folie wurde dann über eine Schmelzwalze geführt und dort bei einer Walzentemperatur von 265°C luvithermisiert. Anschließend wurde die Folie abgeführt und in üblicher Weise im Verhältnis 1:3 bei 110°C gereckt. Die Dicke der Endfolie betrug 40 p. Die Kalandriergeschwindigkeit (Geschwindigkeit der letzten Kalanderwalze) wurde zwischen 15 m/min und 50 m/min variiert.
  • Zur Beurteilung der erreichbaren und noch zulässigen Kalandriergeschwindigkeit wurde insbesondere die Oberflächenqualität der Kalanderfolie und die Zahl der matten Streifen in den Kalanderfolien in Betracht gezogen. Die Luvithermisierung konnte bei der Beurteilung unberücksichtigt bleiben, weil das Luvitherm-Verhalten weitgehend von der Qualität der Kalanderfolie abhängig ist.
  • Vergleichsbeispiel A (Herstellung einer Standardfolie zu Vergleichszwecken)
  • Der Versuch wurde so durchgeführt wie in der allgemeinen Versuchsbeschreibung angegeben worden ist. Bei einer Kalandriergeschwindigkeit von 18 m/min wurde eine Kalanderfolie erhalten, die hinsichtlich Oberfläche und Steifigkeit gut war. Sie hatte über die Breite von 70 cm ca. 8 bis 10 Kalanderstreifen. Bei einer Erhöhung der Kalandriergeschwindigkeit auf 20 m/min verschlechterte sich die Folienqualität merklich. Die Kalanderstreifen in der Folie wurden breiter und ihre Zahl erhöhte sich auf ca. 14 bis 16 Stück über die Breite von 70 cm. Die Folienoberfläche wurde inhomogen.
  • Beispiel 1
  • In diesem Beispiel wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Vergleichsversuch A gearbeitet, wie sie in der allgemeinen Versuchsbeschreibung angegeben sind. Zusätzlich wurde jedoch auf den Scheitelpunkt der letzten Kalanderwalze (Walze 4) eine Filzrolle aufgelegt, die mit einem partiellen Fettsäureester getränkt war.
  • Bei einer Kalandriergeschwindigkeit von 18 m/min wurde eine Folie erhalten, die gänzlich frei von Kalanderstreifen war und im Vergleich ,zu der nach Vergleichsversuch A hergestellten Folie zusätzlich eine verbesserte Oberfläche hatte.
  • Bei einer Erhöhung der Kalandriergeschwindigkeit auf 20 m/min wurde eine Folie der gleichen Qualität wie bei 18 m/min erhalten. Die Kalandriergeschwindigkeit konnte bis auf 36 m/min gesteigert werden, ohne daß Inhomogenitäten der Oberfläche der Folie oder Kalanderstreifen erkennbar waren. Erst bei Kalandriergeschwindigkeiten von 38 bis 40 m/min traten Kalanderstreifen in der Folie auf, jedoch erst in der Intensität wie bei der nach Vergleichsversuch A bei einer Kalandriergeschwindigkeit von 18 m/min hergestellten Folie.
  • Vergleichsversuch B
  • In Abhänderung der allgemeinen Versuchsbeschreibung wurde bei diesem Versuch eine Mischung aus 100 Teilen Emulsions-Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von 70, 0,4 Teilen Diphinylthioharnstoff, 1 Teil OP-Wachs und 2 Teilen E-Wachs eingesetzt. Im übrigen erfolgte die Durchführung des Versuches wie in der allgemeinen Versuchsbeschreibung beschrieben. Die vom Kalander abgezogene Folie hatte eine Dicke von 160,u. Die Folie wurde diesmal nach dem luvithermisieren nicht gereckt. Die Endfolie war 140µ dick.
  • Bei einer Kalandriergeschwindigkeit von 14 m/min wurden Folien mit ca. 5 Kalanderstreifen auf der Gesamtbreite der Kalanderfolie erhalten. Die Kalanderstreifen waren relativ breit und matt. Bei einer Erhöhung der Kalandriergeschwindigkeit auf 20 m/min vervielfältigte sich die Zahl der Kalanderstreifen und wurde die Folienoberfläche insgesamt matt. Die Kalanderstreifen rissen beim Luvithermisieren auf der Schmelzwalze auf.
  • Beispiel 2
  • Es wurde wie in Vergleichsversuch B beschrieben gearbeitet. Zusätzlich wurde jedoch auf die letzte Kalanderwalze (Walze 4) eine Filzrolle aufgelegt, die mit einem partiellen Fettsäureester getränkt war.
  • Bei einer Kalandriergeschwindigkeit von 14 m/min waren auf der Kalanderfolie keine Kalanderstreifen zu erkennen; die Folienoberfläche war gut. Bei Erhöhung der Kalandriergeschwindigkeit auf 20 m/min entstanden schwache Kalanderstreifen auf der Folie, jedoch war deren Zahl und Intensität geringer als bei der Folie die gemäß Vergleichsversuch B bei einer Kalandriergeschwindigkeit von 14 m/min. hergestellt worden war.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Vinylchloridpolymerisat Hartfolien bei erhöhter Temperatur und in Gegenwart eines während der Herstellung der Folie zugegebenen Gleitmittels, bei dem man Vinylchloridpolymerisate durch Kalandrieren bei Temperaturen im Bereich von 150 bis etwa 190°C vorplastifiziert, die dabei erhaltene spröde Folie im Bereich von etwa 200 bis 280°C luvithermisiert, dadurch gekennzeichnet, daß beim Kalandrieren mindestens auf die in Produktflußrichtung letzte Kalanderwalze ein Gleitmittel in Form einer dünnen, gleichmäßigen Schicht über die gesamte Länge der Kalanderwalze kontinuierlich aufgetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel in flüssiger Form auf die Kalanderwalze aufgetragen wird.
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