DE1629569C

DE1629569C - Verfahren zur Qualitätsverbesserung einer Polyamidfolie

Info

Publication number: DE1629569C
Application number: DE19661629569
Authority: DE
Inventors: Notohiro; Kuga Mutsuo; Kyoto; Mashimo Takeshi Uji Kyoto; Matsumura Wakuo Osaka; Tsuruta (Japan)
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1965-09-15
Filing date: 1966-09-15
Publication date: 1973-03-29

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 RiX''-geschwindigkeit 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 Reckgeschwindigkek definiert durch

Cl₁Zd₂ ■ 100%/r,

wobei Ci₁ die Dicke der Folie vor dem Recken. d₂ die Dicke der Folie nach dem Recken und t die zum Recken der Folie erforderliche Zeil (in Minuten) bedeutet. Das Verhältnis der Reckgeschwindigkeiten in Längs- und Querrichtung ist gegeben durch

IJl₁ ■ 100%/? und hjhi · 100%A,

wobei /, bzw. h, die Länge in transversaler Richtung bzw. die Breite der gereckten Folie bedeutet, welche nach £ Minuten vom Beginn des Reckverfahrens an gerechnet, an einer beliebigen Stelle der Folienbahn gemessen wird. Das Reckverhältnis ist- definiert durch ((I₁Id₂), 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 Polyaniidfolien kontinuierlich in Haspeln, Schlitz- und Faltmaschinen u. dgl. behandelt werden, sind jedoch Polyamidl'oiien erforderlich, welche eine äußerst gleichmäßige Dicke besitzen und völlig homogene physikalische Eigenschaften aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Polyamidfolien 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 100°C gereckt wird.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird die Polyamidfolic mit Wasser in einer Menge von mehr als 2 Gewichtsprozent beaufschlagt. Weilerhin wird die Polyaniidfolie 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 erfmdungsgemäßen Verfahrens Polyamidl'oiien 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 Krislaliinital 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-f-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 extrudieren 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 50⁰C 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) zeig! die Gleichmäßigkeit einer Polyamidfolie und läßt sich in folgender Gleichung ausdrücken:

wobei Γ,, I₂ bzw. t₀ 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 % G V-Werte geben im allgemeinen eine höhere Gleichmäßigkeit an. Polyamidfolien, welche durch herkömmliche Extrusionsverfahren hergestellt werden, neigen im allgemeinen zu einem größeren % G K-Wert, wenn sie nach den bisher üblichen Reckverfahren gereckt werden. Polyamidfolien mit einem % G V-Wert von unter etwa 20% lassen sich jedoch herstellen, wenn Folien mit einem % GK-Wert von etwa 10% nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden. Andererseits konnte tatsächlich festgestellt werden, daß der % GV-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 = VsIVi,

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

Ein GM-Wert 1 zeigt, daß der Reckvorgang ohne Einfluß auf den % G K-Wert während des Reckens geblieben ist, und ein GM-Wert von weniger als 1 zeigt, daß der % G K-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 % G Κι ο 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-f-Caproamid (durchschnittij liehe Dicke 0,1 mm, % G V-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 140⁰C 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.

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

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

Die folgende Tabelle II zeigt Resultate zahlreicher Versuche, bei denen einer im wesentlichen amorphen Folie aus Poly-f-Caproamid (durchschnittliche Dicke 0,1 mm, % GK-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 180⁰C 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

Tesi

Nr.

7
8
9

10

Temperatur in der	Reckzone	% GV
Vorwärm zone	(-'C)
(-C)	160	9
200	160	12
180	140	9
180	140	13
160

GM	BC ■ 525
1,1	2
1,5	3
1,1	ί
1,6

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, da 13 die Polyamidfolie vor dem Recken mit Wasser beaufschlagt, anschließend bei einer über ihrer Reck temperatur liegenden Temperatur vorgewärmt und bei einer Temperatur von mindestens 100 C 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 Recktemperaiur. jedoch unter 200⁰C liegenden Temperatur vorgewärmt wird.