DE1629569B1

DE1629569B1 - Verfahren zur Qualitaetsverbesserung einer Polyamidfolie

Info

Publication number: DE1629569B1
Application number: DE1966N0029172
Authority: DE
Inventors: Mutsuo Kuga; Takeshi Mashimo; Wakuo Matsumura; Notohiro Tsuruta
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1965-09-15
Filing date: 1966-09-15
Publication date: 1972-08-03
Also published as: AU409723B2; GB1111305A; BE712374A; US3510552A; AU2575467A; MY6900341A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualitätsverbesserung einer Polyamidfolie, bei dem die Folie gleichzeitig in ihrer Längs- und Querrichtung bei einer zumindest 35° C unter ihrem Schmelzpunkt liegenden Temperatur mit einer Reckgeschwindigkeit zwischen 6000 und 100000%/min und bei einem Verhältnis der Reckgeschwindigkeiten in Längs- und Querrichtung zwischen 0,5:1 und 2:1 mit einem Reckverhältnis zwischen 4:1 und 16:1 gereckt wird.

Bei diesem noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Verfahren ist die Reckgeschwindigkeit definiert durch

(IJd₂ ■ 100%/t,

wobei (I₁ die Dicke der Folie vor dem Recken, d₂ die Dicke der Folie nach dem Recken und ί die zum Recken der Folie erforderliche Zeit (in Minuten) bedeutet. Das Verhältnis der Reckgeschwindigkeiten in Längs- und Querrichtung ist gegeben durch

IJl₁ ■ 100%/t und HJh₁ ■ 100%/t,

wobei l_t bzw. h_t die Länge in transversaler Richtung bzw. die Breite der gereckten Folie bedeutet, welche nach t Minuten vom Beginn des Reckverfahrens an gerechnet, an einer beliebigen Stelle der Folienbahn gemessen wird. Das Reckverhältnis ist definiert durch {d_x/d₂), d. h. den Quotienten aus Dicke der Folie vor dem Recken und Dicke der Folie nach dem Recken. Die Erfahrungen mit den nach diesem Verfahren hergestellten Polyamidfolien sind im allgemeinen bei Verwendung derselben für allgemeine industrielle Zwecke sowie in der Verpackungs- und Textilindustrie durchaus zufriedenstellend, da diese Folien eine gute Transparenz und gute mechanische Eigenschaften, wie hohe Zugfestigkeit, weichen Griff, Glanz, Luft- und Dampfdurchlässigkeit, ölfestigkeit und gute elektrische Eigenschaften besitzen.

Bei Verwendung derartiger Folien zur Herstellung von Beuteln oder Taschen, Spezialbändern verschiedenster Art, metallisierten Folien u. dgl., oder wenn diese Polyamidfolien kontinuierlich in Haspeln, Schlitz- und Faltmaschinen u. dgl. behandelt werden, sind jedoch Polyamidfolien erforderlich, welche eine äußerst gleichmäßige Dicke besitzen und völlig homogene physikalische Eigenschaften aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, PoIyamidfolien mit homogenen physikalischen Eigenschaften und gleichmäßiger Dicke herzustellen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch, daß die Polyamidfolie vor dem Recken mit Wasser beaufschlagt, anschließend bei einer über ihrer Recktemperatur liegenden Temperatur vorgewärmt und bei einer Temperatur von mindestens 100⁰C gereckt wird.
Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird die Polyamidfolie mit Wasser in einer Menge· von mehr als 2 Gewichtsprozent beaufschlagt. Weiterhin wird die Polyamidfolie vorzugsweise bei einer um 10 bis 50° C über der Recktemperatur, jedoch unter 200° C liegenden Temperatur vorgewärmt.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens Polyamidfolien mit homogenen physikalischen Eigenschaften und völlig gleichmäßiger Dicke herstellen lassen, wobei gleichzeitig die Entstehung von »Schlupfstellen«, über die nachfolgend noch berichtet wird, ausgeschaltet wird. Die Erfindung geht dabei von der fraglos überraschenden Tatsache aus, daß die Eigenschaften von Polyamidfolien durch Beaufschlagung mit Wasser vor dem Recken in erheblichem Maße beeinflußt werden können.

Im folgenden wird die Erfindung näher erläutert: Besonders geeignet für das erfindungsgemäße Verfahren sind Polyamidfolien aus linearem Polyamid mit einer Kristallinität von unter 30%. Polyamidfolien mit einer Kristallinität von mehr als 30% können beim Recken reißen. Als lineare Polyamide werden besonders empfohlen: Poly-f-Caproamid, Polyhexamethylen-Adipamid, Polyhexamethylen-Sebacamid, Poly-11-Aminoundeacanamid, Mischungen dieser Polyamide oder aus den entsprechenden Monomeren copolymerisierte Polyamide.

Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Polyamidfolien lassen sich im allgemeinen durch Extrudieren geschmolzener Polymere (Breitschlitzdüsenverfahren, Blasverfahren usw.) oder unter Verwendung von Lösungsmitteln (Trockenverfahren, Naßverfahren usw.) herstellen. Erfindungsgemäß wird den Polyamidfolien zunächst Wasser zugesetzt. Der Wasserzusatz soll wenigstens 2 Gewichtsprozent betragen; ein Wassergehalt von weniger als 2% kann zu Unregelmäßigkeiten, Verwerfungen u. dgl. in der Folie führen. Die oberen Grenzen der zugesetzten Wassermengen richten sich nach der Art der Polyamidfolien und betragen beispielsweise angenähert:

Poly-s-Caproamid 10 bis 12%

Polyhexamethylen-Adipamid.. 10%
Polyhexamethylen-Sebacamid 5%
Poly-11-Amino-Undeacanamid 3%

Diese Werte können sich jedoch entsprechend der Temperatur und anderen Bedingungen, unter denen die Folie behandelt wird, in weitem Maße ändern. Einer extrudierten Folie, welche nach der Extrusion

absolut trocken ist, kann das Wasser beispielsweise in einem Wasserbad, durch Besprühen od. dgl. zugesetzt werden. Polyamidfolien können größere Wassermengen in einer kürzeren Zeit bei einer Behandlung unter höheren Temperaturen aufnehmen, wobei infolge zunehmender Kristallisierung die Eigenschaften der gereckten Folie verschlechtert werden können. Das Wasser kann mit einem entsprechenden Färbemittel oder auch einem antistatischen Mittel od. dgl. versetzt sein.

Nach Zusatz der gewünschten Wassermenge wird die Folie in einer Vorwärmzone vorgewärmt, deren Temperatur 10 bis 50° C über der Temperatur der nachfolgenden Reckzone, jedoch unter 200° C gehalten wird. Anschließend wird die Folie gleichzeitig biaxial bei einer Temperatur von mindestens 100° C gereckt.

Die Eigenschaften der Polyamidfolien, die entsprechend den nachfolgenden Versuchen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, werden durch folgende Kenngrößen charakterisiert:

1. Die prozentuale Maßveränderung (nachstehend als % GV bezeichnet) zeigt die Gleichmäßigkeit einer Polyamidfolie und läßt sich in folgender Gleichung ausdrücken:

%GV =

100% ,

wobei t_u t₂ bzw. £₀ die minimale, die maximale und die durchschnittliche Dicke einer Polyamidfolie bedeuten, welche auf einer Linie vom einen Ende zum anderen Ende dieser Folie in transversaler Richtung meßbar sind. Kleinere % GF-Werte geben im allgemeinen eine höhere Gleichmäßigkeit an. Polyamidfolien, welche durch herkömmliche Extrusionsverfahren hergestellt werden, neigen im allgemeinen zu einem größeren % GV-Wert, wenn sie nach den bisher üblichen Reckverfahren gereckt werden. Polyamidfolien mit einem % GF-Wert von unter etwa 20% lassen sich jedoch herstellen, wenn Folien mit einem % GF-Wert von etwa 10% nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden. Andererseits konnte tatsächlich festgestellt werden, daß der % GF-Wert einer Polyamidfolie von den Bedingungen abhängt, unter denen sie behandelt wird.

2. Die Maßvergrößerung (nachstehend als GM bezeichnet) zeigt die Beziehung zwischen den % GV-Werten vor und nach dem Recken, d. h. also

GM = Vs/Vi,

wobei Vs und Vi die % GV-Werte nach und vor dem Recken bedeuten.

Ein GM- Wert 1 zeigt, daß der Reckvorgang ohne Einfluß auf den % GF-Wert während des Reckens geblieben ist, und ein GM-Wert von weniger als 1 zeigt, daß der % GF-Wert während des Reckvorganges verbessert wurde.

3. Thermoplastische Folien neigen beim Recken dazu, im Mittelbereich gegenüber den Kanten zurück zu bleiben. Diese Erscheinung wird als »Schlupf« bezeichnet und kann zu unausgeglichenen Spannungen und unausgeglichener Maßhaltigkeit führen. Das Schlupfmaß läßt sich durch eine Schlupfkurve (nachstehend als BC bezeichnet) darstellen, welche wie folgt bestimmt wird:

BC = Abstand des Schlupfes in der Folienmitte von der Querachse/Breite der gereckten Folie.

Irgendein zufriedenstellendes Verfahren, um diese Schlupffehler bei biaxial gereckten Polyamidfolien zu beheben, wurde bisher niemals entwickelt oder berichtet, da bisher noch kein Verfahren zur gleichzeitigen biaxialen Reckung zwecks einer Qualitätsverbesserung der Polyamidfolien entwickelt wurde. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich diese Fehler jedoch sehr vorteilhaft beheben, da nach diesem Verfahren Polyamidfolien mit einem % GV-

ro Wert von unter etwa 20% und einem .BC-Wert von unter etwa 0,01 erzielbar sind.

Nachstehende Tabelle I zeigt die Resultate zahlreicher Versuche, bei denen einer im wesentlichen amorphen Folie aus Poly-e-Caproamid (durchschnittliehe Dicke 0,1 mm, % GF-Wert 8) zunächst verschiedene Wassermengen zugesetzt wurden, welche dann in einer Vorwärmzone, deren Temperatur auf 180° C gehalten wurde, vorgewärmt wurde und welche anschließend gleichzeitig biaxial in einer Reckzone gereckt wurde, deren Temperatur auf 140° C gehalten wurde, während die Reckgeschwindigkeit etwa 24000%/min und das Verhältnis der Reckgeschwindigkeiten etwa 1 betrug. Hergestellt wurde eine Polyamidfolie von etwa 0,01 mm Dicke.

Tabelle I

Test Nr.	Wassergehalt %	% GV	GM	BC ■ 525
1	8,3	7	0,9	0
2	6,0	8	1,0	1
3	4,5	9	1,1	1
4	2,0	15	1,9	3
5	1,2	22	2,5	6
6	0,8	24	3,0	15

Aus Tabelle I ergibt sich, daß ein Wassergehalt von mehr als 2 Gewichtsprozent verbesserte Folien mit sehr gleichmäßiger Dicke und kleinem BC-Wert ergibt.

Die folgende Tabelle II zeigt Resultate zahlreicher Versuche, bei denen einer im wesentlichen amorphen Folie aus Poly-e-Caproamid (durchschnittliche Dicke 0,1 mm, % GF-Wert 8%, Dichte 1,130) zunächst eine Wassermenge von 4,5 Gewichtsprozent zugesetzt wurde, die Folie dann in einer Vorwärmzone mit einer Atmosphäre in einem Temperaturbereich von 100 bis 200° C vorgewärmt wurde und anschließend gleichzeitig biaxial in einer Reckzone gereckt wurde, in welcher die Temperatur 100 bis 180° C betrug. Die Reckgeschwindigkeiten betrugen etwa 24000%/min und das Verhältnis der Reckgeschwindigkeiten etwa 1.

Hergestellt wurde wiederum eine Folie mit einer Dicke von etwa 0,01 mm.

Tabelle II

	Temperatur in der	Reckzone	% GV	GM	BC ■ 525
Test Nr.	Vorwärm zone	CC)
	(⁰C)	160	9	1,1	2
7	200	160	12	1,5	3
8	180	140	9	1,1	1
9	180	140	13	1,6	3
10	160

Fortsetzung

I 629 569

	Temperatur in der	Reckzone	% GV	GM	BC ■ 525
Test Nr.	Vorwärm zone	("-C)
	( C)	120	12	1,5	4
11	160	100	14	1,7	5
12	120	180	21	2,6	2
13	180	160	23	2,9	3
14	160	140	25	3,1	5
15	140

Tabelle II zeigt eindeutig, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Folien eine äußerst gleichmäßige Dicke und einen niedrigen BC-Wert aufweisen.

Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen

Verfahren das gleichzeitige biaxiale Recken in einem Temperaturbereich von 100 bis höchstens 180° C durchgeführt, wobei die Temperatur wenigstens 35° C unter dem Schmelzpunkt der Folie liegen muß.

Durch Recken bei diesen hohen Temperaturen lassen sifch BQlya^mdfoüen von Anfang an sehr vorteilhaft wesentlich' stärker: und mit größeren Reckgeschwindigkeiten recken. Während einige Polyamidfolien bei einer Recktemperatur über 180° C gereckt werden können, können bei anderen durch Wärme Zerstörungen eintreten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Qualitätsverbesserung einer Polyamidfolie, bei dem die Folie gleichzeitig in ihrer Längs- und Querrichtung bei einer zumindest 35° C unter ihrem Schmelzpunkt liegenden Temperatur mit einer Reckgeschwindigkeit zwischen 6000 und 100000%/min und bei einem Verhältnis der Reckgeschwindigkeiten in Längs- und Querrichtung zwischen 0,5:1 und 2:1 mit einem Reckverhältnis zwischen 4:1 und 16:1 gereckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamidfolie vor dem Recken mit Wasser beaufschlagt, anschließend bei einer über ihrer Recktemperatur liegenden Temperatur vorgewärmt und bei einer Temperatur von mindestens 100⁰C gereckt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamidfolie mit Wasser in einer Menge von mehr als 2 Gewichtsprozent beaufschlagt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamidfolie bei einer um 10 bis 50⁰C über der Recktemperatur, jedoch unter 200⁰C liegenden Temperatur vorgewärmt wird.