FI66308C

FI66308C - Icke toejd gjuten polypropenfilm

Info

Publication number: FI66308C
Application number: FI771551A
Authority: FI
Inventors: Hiroshi Sato; Munetsugu Nakatani; Shuichi Sugimori
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co
Priority date: 1976-05-17
Filing date: 1977-05-16
Publication date: 1984-10-10
Also published as: US4185148A; DE2722087A1; FI771551A; GB1546009A; FI66308B; DE2722087C2

Description

Γβ, KUULUTUSjULKAISU , OT (11) UTLÄGCNINGSSKRIFT 6 6 308 . (5i)Kv.«uVa.3 Β 29 D 7/22. 7/00 // Β 29 D 23/ΟΑ SUOM I—FIN LAND ρΐ)Ν»*^^-Η««»«ι*(ΐ 771551 (22) HakemispUvi — AM&fcnlngad·! 16.05.77 (23) AlkupUvf—GlltlglMCtdag 16.05.77 (41) Tuilut (ulklMfcsl — ftlhrtt offantllg 1 8.1 1 . J ~j

Patentti- ja r»kt»frihmlHt««> (44) NlhtMktfpwton {· kmLJiriluiwn p*m.—

Patent- och ragictarctyralfMl AmMcm uthgd od» ucl.*Julfk*n pabllccrad 29.06.8¾ (32)(33)(31) FjTdatcy «tMoikw»—Baglrd prtortut 17-05.76 17.05.76 Japani-Japan(JP) 56390/76, 56391/76 (71) Mitsubishi Rayon Co., Ltd., 8, Kyobashi 2-chorrie, Chuo-ku, Tokyo,

Japan i-Japan(JP) (72) Hiroshi Sato, Saeki-gun, Hiroshima-ken, Munetsugu Nakatani, Otake-shi,

Hiroshima-ken, Shuichi Sugimori, Otake-shi, Hiroshima-ken, Japani-Japan(JP) (7¾) Berggren Oy Ab (5¾) Venyttämätön, valettu polypropeenikalvo - Icke töjd, gjuten polypropen-f i 1 m Tämä keksintö koskee venyttämätöntä, valettua polypropeenikalvoa. Biaksiaalisesti venytetyllä polypropeenikalvolla tiedetään olevan erinomaiset eristysvastus- ja eristysominaisuudet verrattuna eris-tyspaperiin, jota on tähän saakka käytetty. Tämän vuoksi kalvoa on viime aikoina käytetty erilaisten sähkölaitteiden, kuten sähkökaape-leiden, kondensaattoreiden ja muuntajien valmistuksessa, joilta vaaditaan tiivistettyä kokoa, pientä painoa ja suurta kestävyyttä. Kuitenkin tavanomaisen polypropeenikalvon pinta on erittäin sileä verrattuna tavanomaisen eristyspaperin pinnan sileyteen niin, että kun sitä käytetään kierretyssä muodossa, kalvon pinnat tai kalvon pinta ja elektrodifolion pinta pyrkivät takertumaan ja tarttumaan lujasti toisiinsa. Tämän vuoksi on vaikeaa poistaa riittävästi ilmaa tai vettä, joka on kulkeutunut kierretyn materiaalin keskiosaan silloinkin kun se kuivataan tyhjössä. Edelleen kun kierretty materiaali tyhjökuivauksen jälkeen kyllästetään eristysöljyllä, materiaalin ne osat, joita eristysöljy ei ole kyllästänyt, muodostavat paikallisesti vyyhteen, koska materiaalin kyllästettävyys on huono. Jos tällainen kierretty materiaali saatetaan jännitteen alaiseksi, sen haittana on, että koronapurkaus on altis tapahtumaan seurauksella, että ennenaikainen sähköpurkaus tapahtuu ei-toivotusti matalan jännitteen olosuhteissa ky1lästämättömissä osissa.

2 66308 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan polypropeenikalvo, jonka ainakin toinen pintakerros sisältää β-muotoisia kiteitä, joiden keskihalkaisija on yli 7 ^um, seka jolla on erinomaiset eristysominaisuudet ja öljyllä ky1lästettävyysominaisuudet käytettäväksi sähkölaitteissa.

Lyhyesti sanottuna nämä ja muut tämän keksinnön tarkoitukset, jotka käyvät helpommin ilmi seuraavasta, voidaan saavuttaa polypropeenikalvolla, jolle on tunnusomaista, että ainakin sen toisella puolella on ennen venytystä pintakerros, joka sisältää B-muotoisia kiteitä, joiden keskihalkaisija on yli 7 ^um, siten, että kun sanotut β-muotoiset kiteet ovat B-muotoisia sferuliitteja, sanottujen kiteiden jakautumistiheys on yli 5000 kpl/cm ja kun sanotut β-muotoiset kiteet ovat pylväsmäisiä β-muotoisia kiteitä, kiteiden jakau-tumistiheys on yli 1000 kpl/cm .

Täydellisempi käsitys keksinnöstä ja monista siihen liittyvistä eduista saadaa helposti viittaamalla seuraavaan yksityiskohtaiseen kuvaukseen ja liitteenä oleviin piirroksiin, joissa: kuvio 1 esittää suulakepuristuslaitetta, jolla kiteinen keksinnön mukainen polypropeeni suulakepuristetaan sulana putkimaiseen muotoon ; j a kuvio 2 esittää suulakepuristinlaitteen toista toteutusmuotoa, jossa polypropeenia suulakepuristetaan, muotoillaan paineilmalla ja vastaanotetaan teloille.

Sopivia polypropeenilähtöaineita ovat ei vain propeenihomopolymee-rit, vaan myös propeenin kopolymeerit pienten määrien kanssa muita u-olefiineja. Polypropeeni on isotaktinen polypropeeni, jossa vähintään 90 % jäännöksestä uuttuu kiehuvalla n-heptaanilla 8 tunnissa. Prosenttiluku edustaa polypropeenin isotaktisuutta.

Polypropeenilla voi olla mikä tahansa polymeroitumisaste sillä vaatimuksella, että se on sulana valettavissa, vaikka on suositeltavaa, että sen sulaindeksi on 0,5-20 mitattuna 230°C:ssa 2,16 kg:n kuormalla, kuten on määritelty normissa ASTM D 1238-57 T. Muita polypropeenimateriaaleja ovat sekä polypropeenin seos erityisen kiertymisen nukleointiaineen, kuten kinakridonikinonin, substituoi-tujen kinakridonikinonien tai sen metallikelaattiyhdisteen kanssa että itse polypropeeni, joka ei sisällä β-muotoista kiteytymistä nukleoivaa ainetta. Kun veny- 66308 tetään venyttämätöntä polypropeenikalvoa, joka on valmistettu sula-valamalla hartsia, joka sisältää 3~muotoista kiteytymistä nukleoivaa ainetta ja jolla on 3-muotoinen kiderakenne, voidaan saada kalvo, jossa on karkeita epätasaisia kuvioita kalvon pinnalla. Kun saatua kalvoa käytetään sähkölaitteiden valmistuksessa, yllä mainittujen sähkölaitteiden ominaisuuksia voivat huonontaa hienot ontelot, joita syntyy kalvon sisälle johtuen kalvossa olevan kiteytymistä nukleoi-van aineen vaikutuksesta. Tämän vuoksi on suositeltavaa käyttää polypropeenia, joka ei sisällä erityistä kiteytymistä nukleoivaa ainetta, tämän keksinnön toteutuksessa.

Tämän keksinnön mukaisesti pintakerroksen olemassaolo, joka sisältää 3-muotoisia kiteitä, joiden keskihalkaisija on yli 7^,um, vähintään venyttämättömän, valetun polypropeenituotteen toisella puolella, on oleellinen tekijä. Tämä erityinen pintakerros voi olla valetun tuotteen toisella tai molemmilla puolilla.

Kun 3-muotoisen kiteen keskihalkaisija venyttämättömän, valetun polypropeenituotteen vähintään toisella puolella olevassa pintakerroksessa tässä keksinnössä on alle 7^um, on vaikeutena, että haluttu pintarakenne, joka saa aikaan eristysöljyn erinomaisen kyllästyskyvyn, saattaa kerääntyä venytetyn kalvon pinnalle, vaikka sanottu venyttä-mätön, valettu tuote venytetään edellä mainituissa olosuhteissa. Sitäpaitsi yleensä mitä suuremmaksi 3-muotoisten kiteiden keskihalkaisi ja venyttämättömän, valetun tuotteen pintakerroksessa tulee, sitä suuremmaksi käy saadun kalvon eristysöljyllä tapahtuvan kylläs-tymisominaisuuden kehittymispyrkimys venytettäessä venyttämätöntä valettua tuotetta. On suositeltavaa, että 3-muotoisten kiteiden keskihalkaisi ja on oleelliselta osaltaan n. lOO^um, koska koko on kalvon valmistusprosessin aiheuttaman rajoituksen alainen.

Tämän keksinnön 3-muotoisten kiteiden erityismuotoja ovat 3-rnuotoiset sferuliitti- ja pylväsmäiset S-muotoiset kiteet. Pylväsmäiset 3-muo-toiset kiteet ovat 3-muotoisia kiteitä, jotka kasvavat keskittymällä viivamaisten ydinten ympärille, jotka ovat suuntautuneet suulakepu-ristuksen suuntaan venyttämättömän, valetun polypropeenituotteen valmistushetkellä. Koska pylväsmäiset 3-muotoiset kiteet kasvavat keskittyneiden viivamaisten ydinten ympärille, kiteillä on samanlainen konfiguraatio kuin sylinterimäisellä tai suorakulmaisella pylväällä, jossa jokainen pystyleikkaus on muodoltaan pyöreä tai 4 66308 monikulmainen. Kun pylväsmäistä β-muotoista kidettä tarkastellaan polarisaattorin läpi ja sopivassa kulmassa suorakulmaisen nikoli-prisman alla polarisaatiomikroskoopin avulla, voidaan havaita, että kiteen pituus on suurempi kuin muutamia kymmeniä ^,um:ejä, viivamaisia ytimiä, joiden halkaisija on n. l^,um, on läsnä ja β-muotoiset kiteet kasvavat jokaisesta pisteestä viivamaisilla ytimillä sitä vastaan kohtisuoraan suunnassa. Edexleen pylväsmäisten β-muotoisten kiteiden pystyleikkauksen keskihalkaisija on muutamasta ^um:stä muutamaan kymmeneen ^,um:iin ja sen viivamaisia ytimiä vastaava pituus on kymmenistä ^um:istä muutamiin mm:ihin.

Tämän keksinnön β-muotoisten kiteiden keskihalkaisija määritellään itse sferuliitin keskihalkaisijana, kun kide koostuu sferuliitista tai suulakepuristuksen suuntaan suuntautuneiden pylväsmäisten kiteiden pystyleikkauksen keskihalkaisijana, kun kiteet koostuvat pylväsmäisistä kiteistä.

Keksintöä toteutettaessa β-muotoisen sferuliitin jakautumistiheys on

O

mieluimmin yli 5000 kpl/cm kalvon pintaa, kun yllä mainitun venyttä-mättömän, valetun polypropeenituotteen pintakerroksen β-muotoiset kiteet koostuvat pääasiassa β-muotoisista sferuliiteista. Jos sferu-

O

liittien jakautumistiheys on alle 5000 kpl/cm kalvon pintaa, yhtenäistä epätasaista rakennetta ja isotrooppista verkkorakennetta ei voi muodostua kalvon pinnalle, joka saadaan venyttämällä venyttämä-tönta, valettua tuotetta. Edelleen haluttuja erinomaisia eristysöl-jyllä tapahtuvia kyllästysominaisuuksia ei voida saavuttaa.

Pylväsmäisten β-muotoisten kiteiden jakautumistiheys on mieluummin 2 yli 1000 kpl/cm kalvon pintaa, kun venyttämättömän, valetun tuotteen pintakerroksen β-muotoiset kiteet koostuvat pääasiassa pylväsmäisistä β-muotoisista kiteistä. Jos kiteiden jakautumistiheys on alle 1000 kpl/cm^ kalvon pintaa, yhtenäistä epätasaista rakennetta ja anisotrooppista verkkorakennetta ei voi muodostua kalvon pinnalle, joka saadaan venyttämällä venyttämätöntä, valettua tuotetta. Edelleen haluttuja erinomaisia eristysöljyllä tapahtuvia kyllästysominaisuuksia ei voida saavuttaa.

Useita menetelmiä voidaan käyttää yllä kuvatun venyttämättömän, valetun polypropeenituotteen pintakerroksessa olevien β-muotoisten kiteiden keskihalkaisijän ja jakautumistiheyden määrittämiseksi.

5 66308

Eräässä menetelmässä saadaan ohut leike venyttämättömän, valetun tuotteen pintakerroksesta leikkaamalla tuotteen pintakerrosta ja tarkastelemalla ohutta leikettä polarisaatiomikroskoopilla ja laskemalla sitten β-muotoisten kiteiden halkaisija ja niiden lukumäärä pinta-alayksikköä kohti. On myös mahdollista helposti erottaa β-muo-toiset kiteet α-muotoisista kiteistä. Toisessa mittausmenetelmässä halkaisija- ja tiheysmittaukset voidaan suorittaa käyttäen hyväksi β-muotoisten kiteiden ominaisuutta liueta tolueeniin. Yllä kuvatun valetun polypropeenituotteen pintakerroksen β-muotoiset kiteet voidaan liuottaa upottamalla valettu tuote 3 minuutiksi 92°C:ssa olevaan tolueeniin. Pyöreä kovera merkki muodostuu tuotteeseen β-muo-toisen sferuliitin liuettua. Toisaalta kovera nauhamainen merkki jää jäljelle pylväsmäisten β-muotoisten kiteiden liukenemisen jälkeen. Merkit jäävät pintakerrokseen, β-muotoisten kiteiden keskihalkaisija ja jakautumistiheys voidaan määrittää laskemalla koverien merkkien keskihalkaisija ja lukumäärä tarkastettuna pyyhkäyselektronimikros-koopin tai heijastusmikroskoopin avulla. Molemmilla yllä kuvatuilla mittausmenetelmillä saadut β-muotoisten kiteiden keskihalkaisijän ja jakautumistiheyden arvot ovat erittäin yhdenmukaisia toistensa kanssa.

Tämän menetelmän erästä toteutusmuotoa voidaan selostaa viitaten kuvioon 1. Kiteistä polypropeenia suulakepuristetaan sulana alaspäin rengassuuttimen 1 rengasmaisen raon 2 läpi, joka suutin on varustettu lämpöplastisointisulatteen suulakepuristinsuukappaleella putkimaisen sulatteen 3 muodostamiseksi. Sulatteen 3 sisäpinta, samalla kun sitä pidetään lämpötilassa välillä 130-200°C, liukuu hetkellisesti tai jaksottaisesti kosketuksessa yhden tai useamman lautasmaisen osan 4 ulkokehään, joiden ulkokehällä on lievä 0,05-10 mm:n ja mieluummin 0,1-3 mm:n karhennus mitä tulee pyöristyssäteeseen. Samanaikaisesti sulatteen 3 ulkopintaa jäähdytetään jäähdytysväliaineella, jonka lämpötila on vähintään 45°C ja joka on kaasua, kuten ilmaa tai typpikaasua tai nestettä kuten vettä tai etyleeniglykolia, erityisesti mieluimmin vettä ja sen jälkeen saatu venyttämätön putkimainen valettu tuote vastaanotetaan. Kuvio 1 esittää tapausta, jossa vettä 5 käytetään jäähdytysväliaineena. Kun putkimaisen sulatteen 3 sisäpinta liukuu hetkellisesti tai jaksottaisesti kosketuksessa lautasmaisen osan 4 ulkokehään, mitä suurempi lautasmaisten osien 4 lukumäärä on, sitä suurempi on putkimaisen sulatteen 3 liukumisvaikutus kosketuksessa lautasmaiseen osaan 4. Toisaalta kuitenkin putkimaisen 6 66308 sulatteen 3 kulkusatabiilisuus pienenee. Näin ollen on välttämätöntä, että lautasmaisten osien määrä vaihtelee välillä 1-10 ja mieluimmin välillä 3-7. Valmistettaessa venyttämätöntä putkimaista tuotetta, joka vastaanotetaan putkimaisena sulatteena 3, vastaanottonopeus on mieluimmin alle 10 m/min.

Sopivia materiaaleja, joista lautasmaiset osat 4 valmistetaan, ovat erilaiset metallit, keraamiset aineet, lasi ja polytetrafluorietylee-ni, joka voi olla lujitettu hiilellä, asbestilla tms. tai lujittama-ton. Voidaan saada venyttämätön polypropeenituote, jonka pintakerros koostuu pääasiassa (3-muotoisista sf eruliiteis ta .

Toinen menetelmän toteutusmuoto voidaan paremmin ymmärtää viittaamalla kuvioon 2.

Kiteistä polypropeenimateriaalia suulakepuristetaan sulana alaspäin rengassuuttimessa 6 olevan rengasmaisen raon 7 läpi, joka suu-tin on varustettu lämpöplastifiointisulatteen suulakepuristinsuukappa-leella, jonka läpi putkimaista sulatetta 8 muodostetaan. Paineilma syötetään paineilman syöttöputken 12 läpi putkimaisen sulatteen 8 paisuttamiseksi halkaisijaan,. joka on yhtä suuri tai hiukan suurempi kuin sylinterimäisen osan 9 ulkohalkaisija, jota pidetään lämpötilassa välillä 30-110°C ja putkimaisen sulatteen 8 sisäpinta liikkuu kosketuksessa sylinterimäisen osan 9 ulkopinnan kanssa. Samanaikaisesti putkimaisen sulatteen 8 ulkopintaa jäähdytetään ulkopuolisella jäähdytysväliaineella, jota pidetään lämpötilassa, joka on sylinterimäisen osan 9 lämpötilan alapuolella, joka väliaine on kaasua, kuten ilmaa tai typpikaasua tai nestettä, kuten vettä tai etyleeniglykolia ja sen jälkeen putkimainen venyttämätön, valettu tuote kerätään talteen. Jäähdytysväliaineista nesteväliaine on suositeltava ja vesi on erityisen suositeltava. Kuvio 2 esittää tapausta, jossa nesteväliainetta käytetään ulkopuolisena jäähdytysväliai-neena. Tällaisessa tapauksessa jäähdytysväliaineen nestepinta voidaan mieluimmin pitää sen pisteen alapuolella, jossa sulatteen 8 sisäpinnan kosketus sylinterimäiseen osaan 9 alkaa. Pystysuunnassa liikuteltavaa ulkopuolisen jäähdytysnesteen säiliötä 16, jossa nestettä pidetään kiinteällä nestetasolla säiliössä antamalla ylimääräisen nesteen valua yli ylivuotoputken 17 läpi, voidaan liikutella pystysuunnassa yllä mainitun prosessin toteuttamiseksi. Kun jäähdytysnestettä sillä hetkellä, kun putkimaista sulatetta 8 jäähdytetään, liikutetaan pakolla piirroksessa olevien nuolten esittämään suuntaan 7 66308 tai vastakkaiseen suuntaan vesirenkaan 14 avulla, joka on sijoitettu sylinterimäisen osan 9 ympärille, putkimaisen sulatteen 8 jäähdytys-vaikutus voidaan saada erittäin stabiiliin tilaan. Tämän vuoksi tämä menettely on suositeltava.

Yllä mainitun sylinterimäisen osan 9 sisäosa on varustettu jäähdytysnesteen syöttöputkella 10 ja jäähdytysnesteen poistoputkella 11, joka läpäisee rengassuuttimen 6 ja jota pidetään aina edellä mainitulla lämpötila-alueella jäähdytysnesteen avulla. Putkimainen muotoiltu muovimateriaali, joka on ohittanut sylinterimäisen osan 9, johdetaan edelleen alaspäin sen ollessa täytetty paineilmalla paineilman syöttöputken 13 kautta, joka on sijoitettu sylinterimäisen osan 9 alaosaan, niin, että materiaali ei painu kasaan ulkopuolisen jäähdytysnesteen säiliössä 16 olevassa nestevällaineessa 18. Materiaali otetaan sitten talteen puristustelojen 15 kautta.

Sopivia materiaaleja, joista yllä mainittu sylinterimäinen osa 9 on valmistettu, ovat tavallisesti metallit, keraamiset aineet, lasi, hiili tai polymeeriset aineet ja sylinterimäisen osan 9 pinnan muoto voi olla mikä tahansa sopiva peilimäinen, aventuriinimainen tai tekstillimäinen muoto. Juuri kuvatulla menettelyllä saadaan aikaan venyttämätön, valettu polypropeenituote, jonka pintakerros koostuu pääasiassa pylväsmäisistä β-muotoisista kiteistä, jotka ovat asettuneet suulakepuristuksen suuntaan.

Vielä eräs keksinnön toteutusmuoto koskee kiteisen polypropeenin valmistusta suulakepuristamalla sitä sulana rengassuuttimen läpi putkimaisen sulatteen muodostamiseksi sellaisissa olosuhteissa, että hartsin lämpötila hetkellä, jolloin se puristetaan pursotussuutti-mesta, on 230°C tai alempi ja suulakepuristuksen keskimääräinen lineaarinen nopeus suuttimesta on 1,5 cm/s tai suurempi. Sulatteen ! ulkopinta saatetaan kosketukseen väliaineen kanssa, jonka lämpötila on 45°C tai korkeampi ja saatu putki vastaanotetaan samalla kun sen sisäpinta on kosketuksessa väliaineen kanssa, jonka lämpötila on alempi kuin jäähdytysväliaineella.

Hartsin keskimääräinen lineaarinen suulakepuristusnopeus V (cm/s), kun sitä suulakepuristetaan suukappaleesta, määritetään seuraavalla kaavalla.

v = -Q- 0,75 A ! i 8 66308 jossa Q on aikayksikössä suulakepuristetun hartsin paino (g/s), A on pursotussuuttimen poikkileikkauksen pinta-ala (cm^) ja luku 0,75 on hartsisulatteen tiheys (g/cm^).

Väliaine, jonka kanssa putkimainen sulate joutuu kosketukseen, voi olla kaasu, neste tai kiinteä aine. Sopivia kaasuja ovat ilma ja typpi. Sopivia nesteitä ovat vesi ja etyleeniglykoli, mutta veden käyttö on edullisinta käytännön kannalta katsottuna. Sopivia kiinteitä aineita ovat tavalliset metallit, keraamiset aineet, lasi, hiili ja polymeeriset aineet. Kiinteän aineen pinnan muoto voi olla peilimäinen, aventuriinimäinen tai tekstiilimäinen muoto.

Yllä mainitun prosessin suositeltavassa toteutusmuodossa putkimainen sulate 8 voidaan valmistaa samalla tavoin kuin yllä kuvatussa prosessissa viitaten kuvioon 2 paitsi, että hartsin lämpötila suulakepu-ristushetkellä pursosuuttimesta on 230°C tai alempi, keskimääräinen lineaarinen suulakepuristusnopeus suuttimesta on 1,5 cm/s tai suurempi, sylinteräimäisen osan 9 lämpötilaa pidetään alle 45°C:ssa ja ulkopuolisen jäähdytysväliaineen lämpötilaa pidetään yli 45°C:ssa.

Putkimaisen sulatteen ulkopinnan kanssa kosketukseen saatettavan väliaineen lämpötilan yläraja on mieluummin 130°C ja veden lämpötila, kun sitä käytetään väliaineena on mieluummin 90°C.

Ensiksi kuvatulla menetelmällä aikaansaadaan venyttämätön,valettu polypropeeni tuote , jonka pintakerros koostuu pääasiassa pylväsmäisistä β-muotoisista kiteistä, jotka ovat asettuneet suulakepuristuksen suuntaisesti.

Kaikilla yllä kuvatuilla toteutusmuodoilla saadun venyttämättömän, valetun polypröeenituotteen paksuus on mieluummin vähintään 300^um.

Valettu polypropeenituote, joka on saatu ja jonka ainakin toisella puolella on pintakerros, joka sisältää H-muotoisia kiteitä, joiden keskihalkaisija on yli 7 yum, venytetään biaksiaalisesti. Sopivia venytysprosesseja, joita voidaan käyttää tässä tapauksessa, ovat kaikki tunnetut tasomaiset samanaikaiset tai peräkkäiset biaksiaaliset venytysprosessit tai putkimaiset biaksiaaliset venytysprosessit.

66308 Tämäh: keksinnön kohteena olevaa tuotetta venytettäessä venytyslämpötila venytyksen aloituspisteessä on lämpötila-alueella, joka on yläpuolella.sen, jossa β-miotoinen kide muuttuu α-muotoiseksi kiteeksi, so. 145tJ76°C.

Tämä lämpötilarajoitus on venytysvaiheen kriittinen osa. Tässä määritelty venytyksen aloituspiste tarkoittaa sitä osaa polypropeeni-materiaalista, jossa venyttämättömän valetun tuotteen paksuuden pieneneminen oleellisesti alkaa venytysvaiheessa. Tasomaisen samanaikaisen biaksiaalisen venytysprosessin suhteen pienentyneen paksuuden alue vastaa kohtaa, jossa vastakkaisten vasemman ja oikean leikkaus-kohdan välinen etäisyys alkaa kasvaa. Tasomaisen peräkkäisen biaksiaalisen venytysprosessin suhteen pienentyneen paksuuden alue vastaa osaa, jossa kalvon paksuus alkaa pienentyä pituussuuntaan venytetyssä osassa. Putkimaisen biaksiaalisen venytysprosessin suhteen pienentyneen paksuuden alue vastaa osaa, jossa venytystornikuumentimen läpi kulkevan putken halkaisija alkaa kasvaa. Jos venytyslämpötila venytyksen aloituspisteessä on alle 145°C, käy mahdottomaksi saada erinomaista polypropeenikalvoa sähkölaitteisiin, tiivistä sisärakennetta ja kalvoa, jolla on karhennettu pinta, joka koostuu erityisestä pintarakenteesta, jollainen saavutetaan tämän keksinnön poly-propeenimateriaalilla. Toisaalta jos venytyslämpötila on korkeampi kuin 176°C, stabiilia venytystä ei saada aikaan ja käy mahdottomaksi saada erinomaista polypropeenikalvoa sähkölaitteisiin, jolla on yllä kuvattu karhennettu pinta, joka saavutetaan tämän keksinnön materiaalilla .

Edelleen venytettäessä biaksiaalisesti polypropeenimateriaalia, veto-suhteen yhteen suuntaan on tässä menetelmässä oltava pienempi kuin 8.

Tämä on myös tärkeä seikka tässä prosessissa. Jos vetosuhde yhteen suuntaan on 8 tai suurempi, käy mahdottomaksi saada erinomaista polypropeenikalvoa sähkölaitteisiin, tiivistä sisärakennetta ja kalvoa, jolla on karhennettu pinta, joka koostuu erityisestä pintarakentees- j ta, joka saavutetaan selostetulla menetelmällä. Venytyssuhteen alarajaa säätelee oleellisesti kavennusilmiö. Venytyssuhde, joka tarvitaan kavennuksen loppuunsaattamiseen, vaihtelee riippuen venytyslämpötilasta yms. Yleensä venytyssuhteen yhteen suuntaan pitäisi kuitenkin vaihdella välillä 3-6.

Tämä menetelmä tekee mahdolliseksi valmistaa polypropeenikalvoa käytettäväksi sähkölaitteissa venyttämällä biaksiaalisesti venyttämätöntä, valettua polypropeenituotetta, jonka ainakin toisel- i i 10 66308 la puolella on pintakerros, jossa on β-muotoisia kiteitä, jotka koostuvat yllä mainitulla nimenomaisella alueella olevasta kidehalkai-sijasta, venytysolosuhteissa, jotka täytetään yllä määritellyllä kahdella ehdolla. On mahdotonta toteuttaa tämän keksinnön tarkoitusta, kun venytetään venyttämätöntä, valettua polypropeenituotetta, jolla ei ole yllä mainittuja ominaisuuksia yllä määritellyissä venytysolosuhteissa, tai kun venyttämätöntä valettua polypropeeni-tuotetta, jolla on yllä mainitut ominaisuudet, venytetään biaksiaa-lisesti venytysolosuhteissa, jotka ovat puutteelliset ainakin toisen suhteen kahdesta yllä määritellystä tärkeästä venytysrajoituksesta.

Tällä menetelmällä saadulla venytetyllä polypropeenikalvolla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, sillä on melko tiivis sisärakenne, suuri ilmatiiviys ja sen pinnalla on tehokkaasti karhen-nettu, hieno, epätasainen rakenne, jolla on kraaterimaiset kuviot tai isotrooppinen verkkorakenne ja anisotrooppinen verkkorakenne, joka on asettunut suulakepuristuksen suuntaan. Edelleen johtuen tämän keksinnön polypropeenikalvon erikoisesta pintarakenteesta sillä, kun se kyllästetään erilaisilla eristysöljyillä, on erinomaiset kyllästettävyysominaisuudet eristysöljyille, joita ei voida saavuttaa ja todeta tavanomaisilla polypropeenikalvoilla, joilla on tasainen pinta. Sitäpaitsi tämän keksinnön polypropeenikalvolla on erittäin tiivis sisärakenne niin, että kun sitä käytetään eristyskerroksena kondensaattoreissa, on mahdollista saada kondensaattori, joka ei synnytä koronapurkausta, joka johtuu itse kalvon sisällä olevista hienoista onteloista, ja joka kalvo kykenee riittävästi estämään eristyksen läpilyönnin, joka johtuu koronapurkauksesta matalalla jännitteellä, mikä puolestaan johtuu kondensaattorielemen-tin sisällä olevissa, eristysöljyllä kyllästetyissä osissa esiintyvistä onteloista. Lisäksi tämän keksinnön polypropeenikalvoa voidaan käyttää kalvona erilaisille sähkölaitteille, kuten sähkökaapeleille ja muuntajille, joilta vaaditaan tiivistä kokoa, pientä painoa ja pitkää kestävyyttä, ja se osoittaa täten erinomaisia käyttöominaisuuksia .

Tämän keksinnön tultua yleisesti kuvatuksi voidaan tarkempi ymmärtämys saavuttaa viittaamalla tyypillisiin esimerkkeihin, jotka esitetään tässä vain kuvaamistarkoituksessa ja joiden ei ole tarkoitettu olevan rajoittavia, ellei toisin määritellä.

1 1 66308

Esimerkki 1

Polypropeenimateriaalia, jonka isotaktisuusindeksi oli 97 % ja sula-indeksi 4,0, syötettiin lämpöplastisointisulaekstruuderiin ja suulake-puristettiin sitten sulana alaspäin rengasmaisen raon 2 läpi, jonka huulivälys oli 1,5 mm kuviossa 1 esitetyssä rengassuulakkeessa 1, jota pidettiin 250°C:ssa useiden putkimaisten sulatteiden 3 muodostamiseksi. Tapauksissa, joissa putkimaiset sulatteet 3 vastaanotettiin vastaanottoteloilla samalla, kun sulatteiden ulkopintaa jäähdytettiin jäähdytysvedellä 5 jäähdytysvesisäiliössä, joka oli sijoitettu ren-gassuulakkeen 1 alapuolelle ja samalla kun annettiin jokaisen putkimaisen sulatteen liukua kosketuksessa viiden lautasmaisen osan 4 ulkokehien kanssa, joissa oli lievä 0,5 mm:n karhennus pyöristyssä-teenä ilmaistuna ulkokehällä, ekstruuderin ruuvin kierroslukua minuutissa, jäähdytysvesisäiliön lämpötilaa ja vastaanottotelan nopeutta vaihdeltiin taulukossa 1 esitetyllä tavalla. Saaduilla venyttä-mättömillä, valetuilla tuotteilla oli pintakerrokset, joissa oli β-muotoisia kiteitä, jotka koostuivat pääasiassa β-muotoisista sferu-liiteista. Niiden keskihalkaisijän ja jakautumistiheyden arvot mitattuna yllä mainituilla kahdella menetelmällä esitetään taulukossa 1. Molemmilla mittausmenetelmillä saadut arvot ovat oleellisesti yhdenmukaiset toistensa kanssa.

Näin saatuja venyttämättömiä putkimaisia valettuja tuotteita venytettiin biaksiaalisesti putkimaisella biaksiaalisella venytysproses-silla sellaisissa olosuhteissa, että venytyslämpötila venytyksen aloituspisteessä oli 157°C ja venytyssuhteet sekä pituus- että poik-kisuunnassa olivat = 6. Venytetylle materiaalille suoritettiin sitten lämpökäsittelyä 140°C:ssa olevalla kuumalla ilmalla 30 sekunnin ajan 8 %:n rajoitetulla kutistumalla, jolloin- saatiin biaksiaalisesti venytetty polypropeenikalvo. Sen pintaominaisuudet ja öljyn tunkeutumiskorkeus, jotka mitattiin, esitetään myös taulukossa 1. öljyn tunkeutumiskorkeuden mittaus suoritettiin siten, että jokaisen kalvon pinnat, jotka olivat karhennetummassa tilassa, asetettiin toistensa päälle. Näin käsitellyt kalvot kierrettiin halkaisijaltaan 50 mm:n lasiputken ympärille ja peitetty lasiputki pystytettiin petrimaljaan. öljyä (KIS 500, valmistaja Kureha Kagaku Co.) kaadettiin maljaan niin, että öljyn taso oli 5 mm mitattuna lasiputken alareunasta ja sen jälkeen öljyn korkeus, joka kohosi kalvopintojen välissä kapillaari-ilmiön vaikutuksesta 25°C:ssa 6 tunnissa, mitattiin .

66308

Kuten taulukosta 1 voidaan havaita, voidaan saada kalvo, jolla on hyvät öljynläpäisyominaisuudet ja joka saadaan venyttämällä biaksi-aalisesti venyttämtöntä, valettua tuotetta, jonka β-muotoisen sferu-liitin keskihalkaisija on yli 7^um ja jakautumistiheys on yli 5000 klp/cm2.

1 3 66308 G I —

G ui P ·ρ tn g G

G G d) σ co cm m σι h

>» P Λί rp O O σι 'T rH

•ΓΡ G M rH rP

rH Φ O :0 X X

I 0) 0) 0)

P rH P P G G G

•P 0) I -H -H G G G

I—I -p QJ rH rH <D p φ p φ P

G tfl P G G ,¾ G X G X Ä-

G -P G G G G > G > G > G

G -P P g -P -P PO PO POU) rHjPO P P O O O tfl -p I φ g Φ φ ,¾ p ,¾ p ΛίΡ·ρ p p — rH p p λ: φ x φ x u >

G rH nS ns P Ό pfO P'OnJ

G j g G ·Ρ g EP Φ >i Φ >i Φ >i P

nSi-Ptn o) > >i >>i >>iP

G j P 1/1 H PG P <D tn U) tn -P

G Φ -P G Q) fd 0) G G -p G -P G -P G

•P : tfl G g tons U) G φ rH φ rP Φ rH >

CU ; -P G *P ^ ^ *PrH *PP G rH G rH G P flS

I nS G P ns n) rH ns G -p :0 -p :0 -p :0 ä

G E 5 ®rH g nS g G CU G CUG CU G

o -ppprH ·Ρ·Γ-ι ·Ρ tn CUG— CU G *-n CUG-P

> p nS nS -P P ns P n) O :nS utS O :G :ns O :G P

rH ai to nS Φ CU X 0)X o :G -p O :G -p O :G to ns P p i—i P P Pto> P to > P to o X ns P X nS nS P ns P P :n3 :nj P :nl :ns P :G Λ0 nSnS ns nSnJ nJn) o CU P OCUP O CU-p p > G -p p> p > tfl φ φ 100)0) to 0) Q)

I J*50PP «Ο X O H — P H '— P H — -G

G

ns to I I >1 •p G G Φ —

rH OP -f> XJtN

PO) -p £ O o o o o O O UH G P o o o o o o X G to p to \ o o o o o = X g P-PP > - ' - G i G -P 6 CU co in o o o

Head)-pG,y rP m o in

G to p P — rH

ns

Eh G I G 0) S -P -n to -P x -P •p -p to tn —

OrHOJ-pgm = o m oo m PGAtrtjGm in tn op λ; \ G <D G rH -g 4H -P G i tn p x

CQ

i G t —

GO G

G G G -P tn o o GPOtngm o o H MP G\ = = = - - Φ G P Φ g tn ro m E-t > O CU—

G

I Ή

I -P G -P

>i 10 :θ P — Ό O -P :θ U m o in o o =

SX > rP CU O 00 00 t KO CN

:G tn -P g — :G >i :G :G h P ffl h I I G — M -P M · G O g tn g •p p -p · o o > p G P CU - = = = o = G a) λ: G · m rp

G -P G G P rP

GS X rP G —

O O

•n ·· rp cn m -sr in io

< G

14 66308

Esimerkki 2

Polypropeenimateriaalia, jonka isotaktisuusindeksi oli 95 % ja sula-indeksi 3,4, syötettiin sulaekstruuderiin ja suulakepuristettiin sitten sulana alaspäin rengassuuttimessa 6 olevan rengasmaisen raon 7 läpi, jota pidettiin 200°C:ssa, kuviossa 2 esitetyllä tavalla putkimaisen sulatteen 8 muodostamiseksi. Ennenkuin putkimainen sulate 8 kiinteytyi, sulatteen 8 sisäpinnan annettiin liukua kosketuksessa 150 mesh'in kromatun aventuriinimäiseksi hiotun sylinterimäisen osan 9 pinnan kanssa, jota pidettiin taulukossa 2 esitetyssä vaaditussa lämpötilassa, syöttämällä ja poistamalla lämmitysväliainetta syöttö-putken 10 ja poistoputken 11 läpi. Samanaikaisesti sulatetta 8 johdettiin alaspäin samalla, kun sen ulkopintaa jäähdytettiin ulkopuolisella jäähdytysväliaineella 18, jota pidettiin taulukossa 2 esitetyssä vaaditussa lämpötilassa. Sulate otettiin sitten vastaan pu-ristusteloilla 15, jolloin saatiin venyttämätön valettu tuote. Ve-nyttämättömien, valettujen tuotteiden pintakerrokset koostuivat pääasiassa pylväsmäisistä β-muotoisista kiteistä. Niiden poikkileikkausten keskihalkaisijät ja niiden jakaantumistiheys mitattuna edellä kuvatulla kahdella menetelmällä esitetään taulukossa 2. Näillä kahdella mittausmenetelmällä saadut arvot ovat oleellisesti yhdenmukaisia .

Näin saatuja venyttämättömiä, valettuja putkimaisia tuotteita venytettiin biaksiaalisesti putkimaisella biaksiaalisella venytysproses-silla sellaisissa olosuhteissa, että venytyslämpötila venytyksen aloituspisteessä oli 155°C ja venytyssuhde sekä pituus- että poikki-suunnassa oli = 6. Venytetyille tuotteille suoritettiin sitten lämpökäsittelyä 145°C:isella kuumalla ilmalla 30 sekunnin ajan 8 %:n rajoitetun venymän olosuhteissa, jolloin saatiin biaksiaalisesti venytetty polypropeenikalvo. Saaduilla kalvoilla oli anisotrooppi-set verkkorakenteet, jotka olivat asettuneet suulakepuristussuuntaan kalvojen pinnassa. Ajon n:o 1 kalvolla oli paikallisesti tasainen osa. Ajon n:o 6 kalvolla oli tämän keksinnön verkkorakenne, mutta sen epätasaiset osat olivat melko pieniä eikä hyvää karhennettua pintaa syntynyt.

Saatujen kalvojen öljyntunkeutumiskorkeudet mitattuna samalla tavoin kuin esimerkissä 1, esitetään myös taulukossa 2.

1 5 66308 C W d -p tn -M 6 d d d φ ή n to to n tn >!+i y g 04 rp o oo m h vo

n d P E ή iH

H 0) ro Ai Ai d

d rd CJ c M P 0) <0 tn tn -p -r-ι rt tn axN

:td -h G A E

E o φ -p υ o oo o o

I» +J -Ö 44 \ O OO O O

:n! O -h tn a m oio = o = o > d Φ -P P - ·> - p £ -P £ Ai ro to m o >1 I H d ^ o

dl 0Q Ai +4 rP

C

0)

Td d I -H Φ ca φ tn rd -P Ai -n d -H d -P οι Φ Ai (tl tn •P Ai ·Ρ o tn c λ: n) y -h o) -rt y ^ o oo m p· o o ro

,¾ :id P Φ H £ vo ^ ro oi M iP

d E <n ή td 3 .p tn p -h d \ d « o y -h - aj > +4 λ; x

Eh H O >rl W

>i 3 O <D

Λ E CiiP^ rd I i tn I >1 I to tn p d p a- td

Hd n) 6 u Ή

O :rd -P :td O d -H

d :«J H p w Φ-Ρ= = O O 00 o

Dj -m :<d φ :0 oi ro .H ro 0 > d (d d Dj

a; d tn φ rP o E

>P Φ >ί Φ -P d :rd D tn -P d 4-i £ rp I >1 I •P Ό -P -P H Xl (d -ro O :td -P (d

d :td rP H rd -P

Di-r-itid E = = tn = = = O > d ·ρ Φ M d en Φ -p > H Φ >1 Φ

D tn P C

1 I

•p (d d (d p E *p »p

Φ i—I *P

-PGt0-P^»

d Φ rd :0 U O OO O o O

-p tn -p 0(0 ro rP στ = p- oj m

»H ·Ρ P E rp *P

>i:td Φ :rd tn E -P P

O O

n ·· rp tN ro p< ui o r~ C d 6 6 3 Ö 8 16

Esimerkki 3

Valmistettiin venyttämättömiä putkimaisia valettuja tuotteita samalla tavoin kuin esimerkissä 2 kuvattiin paitsi, että sylinterimäi-sen osan 9 lämpötilaa, ulkopuolisen jäähdytysväliaineen 18 tyyppiä ja sen lämpötilaa vaihdeltiin taulukossa 3 esitetyllä tavalla. Samanaikaisesti hartsin lämpötilaa suulakepuristuksen aikana pidettiin 200°C:ssa ja suulakepuristuksen keskimääräistä lineaarista nopeutta pidettiin arvossa 6,7 cm/s. Saaduilla venyttämättömillä, valetuilla tuotteilla oli pintakerrokset, jotka koostuivat pääasiassa pylväsmäisistä β-muotoisista kiteistä. Kiteiden poikkileikkauksen keski-halkaisija ja niiden jakautumistiheys mitattiin yllä mainituilla kahdella menetelmällä ja ne esitetään taulukossa 3.

Tämän jälkeen venyttämättömät valetut tuotteet venytettiin biaksiaa-lisesti ja niille suoritettiin lämpökäsittely samoissa olosuhteissa kuin esimerkissä 2 kuvattiin. Näin saaduilla kalvoilla oli aniso-trooppiset verkkorakenteet, jotka olivat asettuneet suulakepuristus-suuntaan kalvojen pinnoissa.

Saatujen kalvojen öljyntunkeutumiskorkeudet mitattuna samalla tavoin kuin esimerkissä 1 kuvattiin, esitetään myös taulukossa 3.

1 7 66308

I I

d in 3 -a tn -P G 3 — C 3 <u ε γη m >i -p a: g r- οο •π 3 Α ^ Η (1) Ο :θ Ai Αί ο d rti (DCX -Ρ (D (ti tn tn -p -n >, •h tn a) cn « -h c λ ε o o g o ο·η υ o o tn 4J o -P \ o o :«J O -H «1 H *· > 3 CD -A Oi M3 o h £+J E a: rH cn >i I -A 3 ^ cm ca a; -p a;

I -H

-H dl a: <h i n C -a -h ai d a: a: o +j a) a; ω

Ai tn -P -h a) (ti a: -h tn o A! •n--'

3 t(ti Ά CU Ά G

-h GOdtn3 o rr 3 tn +j d a) a \ <N cg <0 :«J o D m Λ ^ EH > 3 T3 Ai Ai rH G -H 3 Ή >ι I (U (ti (ti ft ttlp Aid

i i G

•H I -A :aJ »—1 pC I i—4 O :rd 3 :tti > d <ti —

ft-n 10 dl A u O O

O >idl'AO 00 in A! d-p fi+i'-' rH <U >i -A :0

D tn Tti (ti CU

•A

I I m •A | -A (0

i—I d A A

O :tti Mti -A (ti

3 :nJ > d tn G

CU-rn 01 <U tU *A

o >i a> > -a

Ai d -p d Ά (D Ά 0 tn Tti to d 1 (ti •a tn to A O Ή

0) -A

-P d -P ^ o o

d <1> to U CN

-a tn cuo ΑΆ >i:(ti :<ti tn c a o o

•O ·· iH (N

c c

Claims

18 66308

1. Valettu polypropeenikalvo, josta biaksiaalisesti venyttämällä on tarkoitus aikaansaada karkeapintäinen kalvo, tunnettu siitä, että ennen venytystä kalvon ainakin toinen puoli sisältää β-muotoisia kiteitä, joiden keskihalkaisija on yli 7 ^um siten, että kun sanotut β-muotoiset kiteet ovat β- muotoisia sferuliitteja, sanottujen kiteiden jakautumistiheys 2 on yli 5000 kpl/cm ja kun sanotut β-muotoiset kiteet ovat pylväsmäisiä β-muotoisia kiteitä, kiteiden jakautumistiheys on yli 1000 kpl/cm^.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polypropeenikalvo, tunnettu siitä, että sen pintakerroksen β-muotoiset kiteet ovat β-muotoisia sferuliitteja·

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen polypropeenikalvo, tunnettu siitä, että sen pintakerroksen β-muotoisten kiteiden 2 tiheys on yli 5000 kpl/cm -

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polypropeenikalvo, tunnettu siitä, että sen pintakerroksen β-muotoiset kiteet ovat pylväsmäisiä β-muotoisia kiteitä, jotka ovat asettuneet suulakepuristuksen suuntaan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen polypropeenikalvo, tunnettu siitä, että β-muotoisten kiteiden jakautumistiheys 2 sen pintakerroksessa on yli 1000 kpl/cm .