FI70240B - Foerfarande foer framstaellning av polyamidfolie - Google Patents

Description

70240

Menetelmä polyamidikalvojen valmistamiseksi

Keksintö koskee menetelmää kalvojen valmistamiseksi polyamidista sulattamalla polyamidi suulakepuristimessa ja 5 puristamalla sitä leveän rakosuuttimen kautta teloille tai nauhalle.

Polyamidikalvoja käytetään niiden hyvien ominaisuuksien vuoksi laajasti ja niiden merkitys kasvaa jatkuvasti. Näitä kalvoja valmistetaan kalvonpuhallusmenetelmän tai yhä 10 suuremmassa määrässä tasokalvomenetelmän avulla. Tasokalvo-ja valmistettaessa sulatetaan polymeeriset lähtöaineet suulakepuristimessa ja levitetään leveän rakosuuttimen kautta sulatekalvona jäähdytetylle vastaanottotelalle (chill-roll-telalle), jolla kalvo jähmettyy. Täten muodostunut kalvo 15 johdetaan useiden telojen kautta ja lopuksi rullataan tai käsitellään edelleen suoraan, esimerkiksi yhdistelmäkalvok-si.

Teknillisesti valmistetuista polyamideista polyheksa-metyleenidiamiiniadipaatilla on erikoisen mielenkiintoiset 20 ominaisuudet, kuten esimerkiksi korkea sulamispiste, suuri jäykkyys ja erinomainen läpinäkyvyys. Toisaalta on juuri tasokalvojen valmistus polyheksametyleenidiamiiniadipaatis-ta (PA 66) erikoisen vaikeaa. Teloille, erikoisesti jäähdytetylle vastaanottotelalle, muodostuu kalvon valmistuksen 25 aikana päällyste, joka on peräisin todennäköisesti PA 66 materiaalin helposti haihtuvista aineosista. Tämä päällyste huonontaa valmistuksen jatkuessa lämmönsiirtoa telojen ja kalvon välillä ja vaikuttaa haitallisesti kalvon pinnanlaatuun ja kalvon jäähtymisen ja jähmettymisen tasaisuuteen.

30 Muita epäkohtia aiheutuu siitä, että päällyste ei muodostu tasaisesti ja kiinnittyy osaksi teloihin ja osaksi kalvoon. Tämä johtaa merkittäviin häiriöihin ja epätasaisen, täplik-kään tai raitaisen kalvon muodostumiseen.

Näiden epäkohtien poistamista on jo yritetty. Siten 35 voidaan esimerkiksi poistaa käsin muodostuvaa telan päällystettyä käytön aikana jatkuvasti ja rajoittaa siten epäedul- 2 70240 liset vaikutukset siedettävään määrään. Tämä toimenpide on kuitenkin täysin epätyydyttävä. Siksi on GB-patenttijulkaisussa 1 224 702, DE-hakemusjulkaisussa 2 149 824 ja NL-hake-musjulkaisussa 69 04 417 suositeltu toimenpiteitä, joiden 5 tarkoitus on suorittaa vastaanottotelan jatkuva ja tasainen puhdistus. Nämä menetelmät ovat kuitenkin erittäin monimutkaisia ja vaikeuttavat kalvon laadulle tärkeää jäähdytetyn vastaanottotelan tasaista temperointia.

DE-hakemusjulkaisussa 24 50 788 on esitetty menetelmä, 10 jossa polyamidi 66:n epäkohtien välttämiseksi lisätään pieni määrä 4-10 hiiliatomia sisältävän alifaattisen alkoholin esteriä. Poistuttuaan puristimen suulakkeesta, haihtuu esteri kuitenkin osaksi aiheuttaen hajuhaittoja ja työhygieeni-sesti arveluttavia vaikutuksia hengitysilmaan. Tämän välttä-15 miseksi täytyy suuttimien ja telojen ympärille asentaa imu-laitteita .

Nyt on yllättävästi havaittu, että myös ilman näitä monimutkaisia toimenpiteitä voidaan valmistaa moitteettomia ja tasaisia PA 66:n ominaisuudet omaavia tasokalvoja häi-20 riöttömästi keksinnön mukaista menetelmää käyttäen.

Menetelmälle on tunnusomaista, että käytetään kuumalla vedellä uutettua polyamidia, joka koostuu a) 75-95 paino-%:sta heksametyleenidiamiiniadipaattia ja 25 ) 5-25 paino-%:sta kaprolaktaamia tai b2) 5-25 paino-%:sta heksametyleenidiamiiniterefta-laattia ja jonka suhteellinen viskositeetti on 2,5-3,5.

Komonomeerien vähäisen lisäyksen vuoksi säilyvät PA 30 66:n luonteenomaiset ominaisuudet. Koska tereftaalihappo vastaa isomorfisesti adipiinihappoa, ei tässä tapauksessa edes suuret lisäysmäärät heikennä PA 66 -ominaisuuksia, paremminkin sulamispiste ja jäykkyys vielä nousevat.

Kopolyamidien valmistus tapahtuu tunnettujen menetel-35 mien mukaisesti polykondensoima11a heksametyleenidiamiini-adipaattia kulloinkin käytetyn määrän kanssa kaprolaktaamia

II

3 70240 tai heksametyleenidiamiinitereftalaattia. Keksinnön mukaiseen menetelmään soveltuvat kopolyamidit, joiden suhteellinen viskositeetti on 2,4-4,0, edullisia ovat ne, joiden suhteellinen viskositeetti on 2,5-3,5. Tällöin saadaan suhteel-5 linen viskositeetti polyamidin 1-%:isen liuoksen 96-%:isessa rikkihapossa ja puhtaan 96-%sisen rikkihapon läpivirtausai-kojen osamääränä kapillaariviskosimetrissä 25°C:ssa. Kopoly-amidin sulamispisteen tulisi edullisesti olla korkeampi kuin 240°C.

10 Kopolyamidit voivat sisältää lisäksi tavanomaisia li säaineita, kuten molekyylipainoa säätäviä aineita, stabili-saattoreita valoa, lämpöä ja hapettumista vastaan sekä pigmenttejä ja väriaineita, lisäksi voidaan kalvon valmistuksessa käyttää tavanomaisia apuaineita, kuten esimerkiksi 15 kasautumien muodostumista estäviä aineita.

Keksinnön mukaista menetelmää sovellettaessa voidaan tasokalvon valmistuksessa käyttää tavanomaisia laitteita ja saadut kalvot voidaan tavanomaisella tavalla venyttää yksi- tai kaksi-aksiaalisesti, laminoida, päällystää tai 20 jalostaa jollain muulla tavalla.

Kopolyamidikalvojen käyttöominaisuuksien PA 66 -kalvon tason saavuttamiseksi on komonomeerien osuuksien määrät valittava siten, että sulamispiste ja jäykkyys eivät oleellisesti pienene. Toisaalta täytyy komonomeerien osuuden 25 riittävän määrän avulla varmuudella päällysteen muodostuminen suulakepuristuksessa.

Käytettäessä kaprolaktaamia komonomeeriosana saavutetaan tämä lisäämällä 5-25, edullisesti kuitenkin 12-18 pai-no-% oleva määrä monomeerien kokonaismäärästä laskettuna.

30 Käytettäessä heksametyleenidiamiinitereftalaattia ko- monomeeriosa on hieman suurempi, 15-25 paino-% oleva määrä suositeltava, koska isomorfisen korvauksen vaikutuksesta sulamispiste ei alene. Jäykkyys ja lasittumispiste jopa suurenevat hieman. Tähän perustuvilla kopolyamideilla on 35 lisäksi se etu, että niiden rakenneviskositeetti on erittäin selvä niin, että suulakepuristuksessa voidaan käyttää huomattavasti vähennettyä tehonkulutusta ja siten vähäisem- 4 70240 pää kierukan kuormitusta. Nämä kopolyamidit käyttäytyvät suulakepuristimen leikkuukentässä kuten pienen suhteellisen viskositeetin omaava PA 66; poistuttuaan suulakepuristimesta ja leikkuukentän hävitessä on niiden sulaviskositeetti kui-5 tenkin huomattavasti suurempi. Tämä ominaisuus tekee mahdolliseksi läpäisytehon suurentamisen. Tereftaaliamidiryhmien läsnäololla kopolyamidissa on lisäksi se etu, että tereftaa-liamidin suuren UV-absorptiokyvyn vuoksi vain vähän UV-va-loa, jonka aallonpituus on pienempi kuin noin 310 nm, läpäi-10 see kalvon. Tällainen kopolyamidikalvo soveltuu siten erinomaisesti UV-valolle herkkien materiaalien, kuten esimerkiksi makkaran, lihan jne. läpinäkyviä pakkauksia varten.

Kopolyamidien keksinnön mukaisen käytön avulla taso-kalvon valmistuksessa vältetään yksinkertaisella tavalla 15 häiritsevä telanpäällysteen muodostuminen valmistettaessa PA 66 -ominaisuudet omaavaa tasokalvoa. Täten vältytään monimutkaisilta puhdistuskäsittelyiltä ja osaksi epäedullisilta mekaanisilta laitteilta telojen jatkuvaksi puhdistamiseksi. Lisäksi ei esiinny käyttökatkoja telojen puhdistamista 20 tai niiden vaihtamista varten. Lisäksi poistuu tarve imu-laitteiden käyttämiseen, koska mitään pienimolekyylisiä aineita ei poistu haihtumalla, kuten DE-hakemusjulkaisun 24 50 788 mukaisessa menetelmässä.

Keksinnön mukaisesti valmistettujen kopolyamiditaso-25 kalvojen läpinäkyvyys on yllättävästi suuri, niiden jäykkyys suuri ja lämpötilan kesto hyvä, niissä ei esiinny täpliä tai raitoja ja niille on ominaista kalvon paksuuden erittäin hyvä tasaisuus ja vakiollisuus, hyvät optiset ja mekaaniset ominaisuudet sekä hyvä pinnanlaatu. Ne soveltuvat ennen 30 kaikkea käytettäviksi pakkauskalvoina.

Esimerkki

Kokeiden suorittamiseen käytettiin Barmag'in suulakepuristinta, jonka läpimitta oli 90 mm ja pituus 25D. Suulakepuristin oli varustettu kolmetilakierukalla jaotuksella 35 8D:4D:13D. Leveänä rakosuuttimena käytettiin Fa. Johnson'in kaupallista suutinta, jonka leveys oli 800 mm ja rakoväli

II

5 70240 0,5 mm. Yksittäisten kuumennusalueiden lämpötilat suulakepuristimen sylinterissä olivat tuloalueesta alkaen: 225°C, 260°C, 275°C, 280°C, 280°C, 280°C. Adapteria ja suutinta pidettiin 280°C lämpötilassa.

5 Vastaanottavan jäähdytystelan läpimitta oli 450 mm ja sitä pidettiin 92°C lämpötilassa. Valmistuneen kalvon vetonopeus oli 45 m/min. Sen paksuus oli 40 yum ja leveys 650 mm.

Kaikille homo- ja kopolyamideille suoritettiin etukä-10 teen kuumavesiuutto mahdollisesti vielä jäljellä olevien pienimolekyylisten aineiden poistamiseksi ja Saksan Liittotasavallan terveysviraston suositusten täyttämiseksi polyamidien uutospitoisuuden suhteen.

1. Suulakepuristimeen panostettiin polyamidi 66:tta, 15 jonka sulamispiste oli 260°C ja suhteellinen viskositeetti 3,23 (mitattuna 1-%:isena liuoksena 96-%:isessa rikkihapossa) . Käyttöajan kasvaessa muodostui teloille ja kalvolle jatkuvasti kasvava päällyste. Kalvon paksuudessa ja läpinäkyvyydessä esiintyi käyttöajan kasvaessa epätasaisuuksia.

20 2. Suulakepuristimeen panostettiin kopolyamidia, joka oli valmistettu 85 paino-osasta heksametyleenidiamiiniadi-paattia ja 15 paino-osasta kaprolaktaamia. Kopolyamidin sulamispiste oli 243°C ja suhteellinen viskositeetti 3,39. Edes pitkän käyttöajan jälkeen ei teloille eikä kalvolle 25 muodostunut päällystettä. Kalvon läpinäkyvyys ja paksuus olivat tasaiset.

3. Suulakepuristimeen panostettiin kopolyamidia, joka oli valmistettu 80 paino-osasta heksametyleenidiamiiniadi-paattia ja 20 paino-osasta heksametyleenidiamiiniterefta-30 laattia ja jonka suhteellinen viskositeetti oli 2,70 ja sulamispiste 262°C. Telat ja kalvo pysyivät myös pitkähkön käyttöajan jälkeen päällystymättöminä ja kalvon läpinäkyvyys ja paksuus olivat tasaiset.

Kalvojen valmistuksessa mitattiin suulakepuristimen 35 tehotto ja kalvonmuodostuslaitteen määrätyn käyttöajan jälkeen kalvojen sironta-arvo normin ASTM D 1003 mukaan mittana päällysteen muodostumiselle.

6 70240

Esimerkki Teho Sironta-arvo % ASTM D 1003 mukaan kal-(kw) vonmuodostuslaitetta käytettäessä ___30 min_120 min_ 1 70 7,9 19,8 5 2 75 6,4 6,3 3 57 6,1 6,2

Muiden kalvojen ominaisuuksien suhteen, kuten lujuuden, läpäisykyvyn ja esimerkissä 3 myös lämmönkeston suh-10 teen vastaavat esimerkkien 2 ja 3 kopolyamidikalvot täysin esimerkin 1 mukaista PA 66 -homopolyamidikalvoa.

Il

Claims (1)

1. 70240 Patenttivaatimus: w Menetelmä kalvojen valmistamiseksi polyamidista sulattamalla polyamidi suulakepuristimessa ja puristamalla 5 sitä leveän rakosuuttimen kautta teloille tai nauhalle, tunnettu siitä, että käytetään kuumalla vedellä uutettua polyamidia, joka koostuu a) 75-95 paino-%:sta heksametyleenidiamiiniadipaat- tia ja 10 b^) 5-25 paino-%:sta kaprolaktaamia tai b2) 5-25 paino-%:sta heksametyleenidiamiiniterefta- laattia ja jonka suhteellinen viskositeetti on 2,5-3,5.