PL45742B1 - - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy ulepszonego sposobu wy¬ twarzania blon, arkuszy, tasm itp. z polipropy¬ lenu zawierajacego co najmniej 70% izotaiktycz- nego polipropylenu o bardzo dobrych wlasci¬ wosciach mechanicznych i optycznych.Jak -wiadomo rozciaganie blon z krystalicz¬ nego polipropylenu • w dwóch kierunkach nie )est latwe, poniewaz drugie rozciaganie (to zna¬ czy rozciaganie poprzeczne, nastepujace po pier¬ wszym rozciaganiu wzdluznym) zawsze wply¬ wa ujemnie na kierunek pierwszego rozciagania wzdluznego. To szkodliwe zjawisko jest w przy¬ blizeniu liniowa funkcja wzrostu^drugiego roz¬ ciagania. Jesli z drugiej strony, drugie rozcia¬ ganie blony zatrzyma sie w punkcie, w którym zachodzi \w przyblizeniu równowaga miedzy mechanicznymi wlasciwosciami w obydwóch kierunkach, blona jest istotnie nieco mocniejsza od ' Slony nie rozciagnietej, lecz jednoczesnie wskutek powstawania miejscowych rozciagniec w róznych punktach blony, blona ma skaz)'' i jest nieestetyczna.W celu rozwiazania tych problemów, które napotyka sie przy rozciaganiu blon propono¬ wano juz liczne odmiany sposobów.Jeden zr tych sposobów proponuje stosowanie jednej lub kilku operacji walcowania pod cis¬ nieniem w trakcie tworzenia sie blony. Jakkol¬ wiek sposób ten daje produkty o zadowalaja¬ cych wlasciwosciach jednak zwiazany jest z uciazliwym i skomplikowanym procesom wal¬ cowania. Wskutek tych technicznych trudnosci, sposób ten nie jest latwy w stosowaniu na wielka skale.Inny sposób sugeruje wprowadzenie odpo-- wiedniego plastyfikatora lub srodków specznia¬ jacych do masy polimeru, przed wytlaczaniem lub przed rozciaganiem; prowadzi to jednak dopowstawania blon o wlasciwosciach szkodliwie zmienionych, wskutek czego blony te nie moga byc uzytkowane do niektórych celów, np. jako opakowanie srodków* zywnosciowych. Sposób ten jest równiez uciazliwy wskutek dodatkowej przerwy, w czasie której usuwa sie wiekszosc plastyfikatora lub srodka speczniajacego za po- moca rozpuszczalników lub oclparowa#ia. Oczy¬ wiscie ta przerwa jest nie tylko nj£korzysrtna z punktu widzenia ekonomicznego, lecz i'tech¬ nicznie jest trudna i ryzykowna Jeszcze inny sjAób proponj«< rozpuscic po¬ limer w rozpuszT^alnikaoh i z roAfloru tego odlewac blony. Z powodu obecnosci rozpusz¬ czalnika sposób ten przedstawia takie same nie¬ dogodnosci, jak sposób polegadjpy na dodawa¬ niu plastyfikatora lub srodka speczniajacego.Przedmiotem wynalazku jest wytwarzanie z polipropylenu o zawartosci co najmniej 70% izotaktycznego polipropylenu — blon o bardzo dobrych wlasciwosciach mechanicznych i op¬ tycznych w sposób stosunkowa wolny od trud¬ nosci technicznych i pozbawiony ryzykownych operacji, na które napotyka sie przy stosowa¬ niu rozpuszczalników lub plastyfikatorów.Stwierdzono, ze przez odpowiednie dobranie wlasciwosci wyjsciowego polimeru, temperatur rozciagania i stosunków rozciagania mozna przez dwukierunkowe rozciaganie otrzymywac blony o bardzo dobrych mechanicznych i op¬ tycznych wlasciwosciach.W sposobie wedlug wynalazku jako surowiec stosuje sie polipropylen o zawartosci powyzej 70% izotaktycznego polipropylenu, korzystnie o zawartosci 85—98% izotaktycznego polipropy¬ lenu, a pozostala czesc stanowia polimery bez- postaciowo i /albo (stereoblokowe). „Izotakty- czny" jest swoistym terminem obecnie szeroko stosowanym w tej dziedzinie i oznaczonym przez G. Natta, patrz np. Journal of-Polymer Science Vol XVI, wydanie nr 82, kwiecien 1955 r. str. 143—154).Szczególnie nadaja sie do tego celu polimery o lepkosci istotnej 1,5—6 (mierzonej w tetrali- nie w temperaturze 135° C), zwlaszcza o lep¬ kosci istotnej 2,5—4.W stadium wytlaczania (1 stadium) polimer tloczy sie przez prosta szczeline wytlaczarki w temperaturach 200—350° C w zaleznosci od lepkosci wlasciwej polimeru. Grubosc wytlacza¬ nego arkusza powinna przewyzszac 100 mikro¬ nów. Goracy wytlaczany arkusz gwaltownie oziebia sie do temperatury nie wyzszej od 90° C, korzystnie nie wyzszej od 60° C (2 stadium — chlodzenia). Dokonuje sie tego zanurzajac ar- kursz w kapieli speczniajacej lub przez oziebia¬ cie na obrotowym bebnie zaopatrzonym w plaszcz z regulowaniem krazacej cieczy ozie¬ biajacej. Rozumie sie, ze ze wzgledu na tloczo¬ ny arkusz, stadium to nie powinno wplywac na przezroczystosc produktu.Pierwsze rozciaganie (3 stadium) mozna pro¬ wadzic albo w podluznym albo w poprzecznym kierunku pod warunkiem przestrzegania sto¬ sunku rozciagania 1 : 2 — 1 : 16, korzystnie 1 : 3,5 — 1:9. Korzystne jest równiez prowa¬ dzenie tego stadium w temperaturze 50—170° C, najkorzystniej w temperaturze 100—140° C.Drugie rozciaganie (4 stadium) prowadzi sie w kierunku prostopadlym do kierunku pier¬ wszego rozciagania, przestrzegajac stosunek rozciagania 1:3 — 1 : 20, korzystnie 1 : 5 — 1 :12.Stadium to nalezy prowadzic w temperaturze 50—170° C, korzystnie w 100-140° C.Wytworzona w opisany sposób blone poddaje sie termicznemu utrwalaniu w celu unikniecia nadmiernego kurczenia sie.W tym stadium blone utrzymuje sie w tempe¬ raturze 50—150° C, korzystnie w 80—130° C. Jed¬ nakze dla specjalnego uzytku, np. w produkcji kurczacych sie od goraca blon sluzacych jako opakowanie, temperatura termicznego utrwala¬ nia moze byc nizsza i w przypadku krancowym, mozna cale to stadium wyeliminowac.Jezeli chodzi o kolejnosc w jakiej rozciaga sie blone, to korzystne jest z wielu wzgledów roz¬ ciaganie najnierw wzdluz. Przy stosowaniu bo¬ wiem najpierw urzadzen do rozciagania wzdluz¬ nego szerokosc walców i wskutek tego rozmiar samego urzadzenia jest zmniejszony do mini¬ mum, przez co zmniejszaja sie" koszty tego urza¬ dzenia. Jesli natomiast rozciaganie wzdluzne blony prowadzi sie na koncu, blone trzeba scia¬ gac poprzecznie, przez co zmniejsza sie korzy¬ stne wyniki poczatkowego poprzecznego rozcia¬ gania.Rozciaganie wzdluzne mozna prowadzic róz¬ nymi sposobami, na przyklad za pomoca urza¬ dzenia posiadajacego jeden uklad napedowy walców o malej szybkosci obrotowej i drugi uklad napedowy walców o duzej szybkosci ob¬ rotowej, przy czym szybkosc obydwóch ukla¬ dów reguluje sie tak, azeby stosunek rozciaga¬ nia wynosil od 1 : 2 do 1 : 16.Poprzeczne rozciaganie prowadzi sie za po¬ moca znanych urzadzen, na przyklad w urza¬ dzeniu o ruchomym lancuchu, zaopatrzonym w uchwyty, które blone obejmuja z obu boków - 2 -i stopniowo odchylaja bieg w stosunku do glów¬ nej osi blony, wskutek czego blona zostaje pod¬ dana stopniowemu postepujacemu rozciaganiu w poprzecznym kierunku, zgodnie ze stosun¬ kiem rozciagania wyznaczonym przez stosunek szerokosci blony przy* wejsciu, do szerokosci blony przy wyjsciu z urzadzenia.Obydwa urzadzenia powinny byc ogrzewane za pomoca goracej cieczy, grzejnikiem elek¬ trycznym itd. w celu utrzymywania stalej tem¬ peratury w trakcie calego procesu rozciagania.Temperatura ta jest na ogól funkcja lepkosci, grubosci, szybkosci rozciagania i stosunku roz¬ ciagania w dwóch kierunkach blony. Dalej ope¬ racje w obydwóch kierunkach prowadzi sie zawsze wedlug uprzednio ustalonych stosun¬ ków, które nigdy nie odpowiadaja granicznemu rozciaganiu arkusza.Jest rzecza oczywista, ze zamiast pojedyncze¬ go rozciagania w kazdym z dwóch kierunków mozna prowadzic rozciaganie w obu kierun¬ kach przez dzielenie rozciagania wzdluz na kil¬ ka wzrastajacych stopni rozciagania poprzecz¬ nego. Chociaz taki proces wymaga wiecej urza¬ dzen, korzystny jest jednak z punktu widzenia ulatwienia (na podstawie szybkosci biegu, gru¬ bosci i calosci stosunków rozciagania blony) zdolnosci do obróbki i wskutek tego wytwarza¬ nia produktu o zadanych wlasciwosciach me¬ chanicznych.Stadium termicznego utrwalania na ogól pro¬ wadzi sie w urzadzeniu typu uzywanego do po¬ przecznego rozciagania, które posiada zamiast uchwytów przy rozszerzajacym sie torze, uchwy¬ ty wystepujace prawie równolegle do toru.W ten sposób zapobiega sie kurczeniu blony w kierunku poprzecznym, podczas gdy unika sie kurczenia w kierunku wzdluznym przez wy¬ wieranie naprezenia na blone przez urzadzenia, które poprzedzaja urzadzenie do utrwalania.Nastepujace przyklady wyjasniaja wynala¬ zek, nie ograniczajac jednak jego zakresu.Przyklad I. Polimer propylenowy zawie¬ rajacy 96% polimeru izotaktycznego o lepkosci istotnej 3 (wszystkie lepkosci mierzono w tetra- linie w temperaturze 135° C) wytlacza sie w wy¬ tlaczarce o 0,5 mm szczelinie, w której tempe¬ ratura sruby oraz dyszy nie przekracza 300° C.Wytloczona blone przed rozciaganiem o gru¬ bosci 0,240 mm oziebia sie w kapfelri wodnej o temperaturze 30° C i umieszcza w odleglosci okolo 4 cm od glowicy wytlaczarki. Blone te przepuszcza sie nastepnie przez urzadzenie do rozciagania wzdluznego, z szybkoscia wejscio¬ wa 5 m i z szybkoscia wyjsciowa 17,5 m na mi¬ nute, osiagajac stosunek rozciagania wzdluz 1 : 3,5.Po opuszczeniu powolnych walców, blone podgrzewa sie najpierw na bebnie utrzymuja¬ cym temperature 90° C, przez stykanie sie z oko¬ lo 3/4 czesci obwodu bebna, po czym przeprowa¬ dza sie ja pod dwoma promiennikami oporniko- wymi (w sumie 3 KW) znajdujacymi sie w odle¬ glosci 3 cm od powierzchni blony, rozciagajac ja przy tym wzdluz.Przed wejsciem do urzadzenia do rozciagania poprzecznego, blone opuszczajaca szybkie walce podgrzewa sie, najpierw prowadzac ja pomie¬ dzy dwoma ogrzewajacymi plytami (kazda po 4 KW) umieszczonymi powyzej i ponizej blony w odleglosci 10 cm od ich powierzchni. Na¬ stepnie wprowadza sie blone do urzadzenia do rozciagania poprzecznego o uchwytach prowad¬ niczych urzadzonych tak, zeby osiagnac stosu¬ nek rozciagania poprzecznego 1 : 10 i podczas rozciagania blone ogrzewa sie za pomoca plyt ogrzewajacych o temperaturze powierzchniowej 300° C, umieszczonych w odleglosci 15 cm po¬ wyzej i ponizej blony.Nastepnie blone utrwala sie termicznie w urzadzeniu zaopatrzonym w prowadnice z uchwytami ogrzewajac za pomoca plyt o tem¬ peraturze powierzchniowej 230° C, umieszczo¬ nych powyzej i ponizej blony w odleglosci 15 om.Otrzymana jako koncowy produkt blona po¬ siada grubosc 8 mikronów i nastepujace wlasci¬ wosci mechaniczne (oznaczone w tym i w na¬ stepnych przykladach wedlug ASTMD 882—54 P).W kierunku podluznym: wytrzymalosc na roz¬ ciaganie -^ 10 kg/mm2 wydluzenie przy zerwaniu 75e/# w kierunku poprzecznym: wytrzymalosc na rozciaganie — 30 kg/mm2 wydluzenie przy zerwaniu 15% odpornosc na rozdzieranie: 10—20 g na 1/1000 cala grubosci (oznaczone metoda EilmendorPa), kurczenie sie po 1/2 godzinie w temperaturze 100° C : 5%.Zarówno przezroczystosc jak jednolita gru¬ bosc blony sa bardzo dobre. Nalezy podkreslic, ze uzyskiwana wedlug tego jak i nastepnych przykladów koncowa grubosc blony jest wie¬ ksza od teoretycznej wartosci odpowiadajacej grubosci nienozciaganej blony podzielonej przez grubosc produktu otrzymanego przez podwójne - 3 -rozciagania. Ta róznica zwiazana jest glównie z kurczeniem sie blony w szerokosci podczas rozciagania wzdluz.Przykklad II. Polimer propylenowy o lep¬ kosci istotnej 2,8 tloczy sie w urzadzeniu opi¬ sanym w poprzednim przykladzie, w tempera¬ turze nie wyzszej od 280° C. Nastepnie arkusz przechodzi na walec obrotowy o szybkosci 2 m/minute o temperaturze 90° C. Otrzymuje sie arkusz o grubosci 600 mikronów, który pod¬ grzewa sie do temperatury 90° C tak, jak w po¬ przednim przykladzie. Nastepnie rozciaga sie go w kierunku podluznym, osiagajac stosunek rozciagania 1 : 4,5 podczas ogrzewania przez oporniki (w sumie 3 KW), w odleglosci 1 cm od powierzchni blony. Tak otrzymana blone zno¬ wu podgrzewa sie jak w poprzednim przykladzie, po czym rozciaga sie ja poprzecznie, osiagajac stosunek rozciagania 1 : 12, przy ogrzewaniu ply¬ tami o temperaturze 280° C. Nastepnie blone utrwala sie termicznie pomiedzy dwoma ply¬ tami promiennika o temperaturze 200° C.Koncowa blona ma grubosc 12 mikronów i po¬ siada bardzo dobra przezroczystosc oraz odzna¬ cza sie nastepujacymi mechanicznymi wlasci¬ wosciami: w kierunku podluznym: wytrzymalosc na rozciaganie — 12 km/mm2 wydluzenie przy zerwaniu 110% w kierunku poprzecznym: wytrzymalosc na rozciaganie — 40 kg/mm2 wydluzenie przy zerwaniu 10% Odpornosc na rozdzieranie: 8—15 g na 1/1000 cala (oznacza wedlug metody Elmendorfa) kurczenie sie po 1/2 godzinie w temperaturze 100° C : 6%.Przyklad III. Polimer propylenowy o lep¬ kosci istotnej 3,5 tloczy sie jak w przykladzie I, otrzymujac airkusz o grubosci 500 mikronów.Warunki oziebiania wytworzonej blony takie same jak w przykladzie I, to jest w kapieli wodnej w" temperaturze 30° C. Arkusz ten roz¬ ciaga sie w kierunku poprzecznym osiagajac stosunek" rozciagania 1 : 7, podczas ogrzewania go tali; jak-w przykladzie I stosujac plyty o tem- pera^rze 300° C. Po podgrzewaniu prowadzi sie go na walec o temperaturze 12Q^QkJ|$ czym rozciaga, sie go w kierunku podlliznyfn, osia¬ gajac stosunek rozciagania 1 : 5. Podczas tego rozciagania arkusz ogrzewa sie opornikami (3 KW), umieszczonymi w odleglosci 2 cm od blony. Nastepnie blone stabilizuje sie termi¬ cznie za pomoca plyt o temperaturze powierz¬ chni 250° C.Koncowa blona o grubosci 15 mikronów po¬ siada nastepujace wlasciwosci: w kierunku podluznym: wytrzymalosc na rozciaganie — 18 kg/mm2 - - wydluzenie przy zerwaniu — 22 % w kierunku poprzecznm: wytrzymalosc na rozciaganie — 20 kg/mm2 • wydluzenie przy zerwaniu — 85% odpornosc na rozdzieranie: 15—30 g na 1/000 cala grubosci (oznczona wedlug metody Elmen¬ dorfa) kurczenie sie po 1/2 godzinnym ogrzewaniu w temperaturze 100° C — 3%.P r z y k l a d IV. Polimer propylenowy o lep¬ kosci istotnej 3,5 wytlacza sie w urzadzeniu opi¬ sanym w przykladzie I w temperaturze nie przewyzszajacej 250° C, otrzymujac blone o gru¬ bosci 500 mikronów. Warunki oziebiania wytwo¬ rzonej blony takie same jak w przykladzie I, tj, w kapieli wodnej o temperaturze 30° C. Te blone 'rozciaga sie w kierunku podluznym (sto¬ sunek rozciagania 1 : 3) wT urzadzeniu opisanym równiez w przykladzie I, w takich samych jak podane w nim warunkach termicznych. Na¬ stepnie rozciaga sie blone w kierunku poprzecz¬ nym w warunkach podanych w przykladzie I, przy stosunku rozciagania poprzecznego 1 : 9.Po opuszczeniu urzadzenia do rozciagania po¬ przecznego blona przechodzi inne urzadzenie do rozciagania podluznego, rózniace sie od pierwszego tylko szerszymi walcami.W urzadzeniu tym blona zostaje poddana drugiemu rozciaganiu podluznemu, w takich samych warunkach termicznych i takim samym stosunku rozciagania (1 : 3) jak przy pierwszym rozciaganiu podluznym. W sumie blona ta zo¬ stala poddana rozciaganiu podluznemu (1 : 9), lecz w dwóch stadiach po 1 : 3 i wystepujacym miedzy tymi stadiami stadium ^rozciagania po¬ przecznego. Blona po wyjsciu z drugiego urza¬ dzenia do rozciagania wzdluznego posiada gru¬ bosc 10 mikronów i ma nastepujace wlasci¬ wosci : w kierunku podluznym: wytrzymalosc na rozciaganie — 30 kg/mm2 wydluzenie przy zerwaniu — 25%w kierunku poprzecznym: wytrzymalosc na rozciaganie — 15 kg/mm2 wydluzenie przy zerwaniu — 35% odpornosc na rozdzieranie: 20—30 g na 1/1000 cala grubosci (oznaczona metoda Elmendorfa) [kurczenie sie po 1/2 godzinie w temperaturze 100° C - w kierunku podluznym — 4% w kierunku poprzecznym — 0% PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania blon i podobnych arty¬ kulów przemyslowych o bardzo dobrych wlasciwosciach optycznych i mechanicznych, przez wytlaczanie i rozciaganie stopionych syntetycznych wysokich polimerów propyle¬ nu, znamienny tym, ze polimer propyleno¬ wy, zawierajacy co najmniej 70% izotaktycz- nego polipropylenu wytlacza sie w tempera¬ turze 200—350° C, w celu wytworzenia blo¬ ny o grubosci powyzej 100 mikronów i gwal¬ townie oziebia te blone do temperatury nie przekraczajacej 90° C, po czym rozciaga te blone w kierunku wzdluznym przy calko¬ witym stosunku rozciagania 1 : 2 — 1 : 16, korzystnie 1 : 3,5 — 1 : 9, a nastepnie roz¬ ciaga w kierunku prostopadlym do poprzed¬ niego kierunku rozciagania przy calkowitym stosunku rozciagania 1 : 3 — 1 : 20, korzystnie .1:5 — 1: 12, w temperaturze 50—170° C, najkorzystniej w temperaturze 100—140° C, a otrzymana blone poddaje ewentualnie ter- termicznemu utrwalaniu w temperaturze 50—150° C w celu zapobiegniecia kurczeniu sie blony.

2. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze co najmniej razem jedno stadium rozcia¬ gania prowadzi sie w stadiach wzrastaja¬ cych. Monte cati ni Societa Generale per TIn d u s t r i a Mineraria e Chimica Karl Ziegler Zastepca: mgr Józef Kaminski rzecznik patentowy 324. RSW „Prasa", Kielce. PL