DE1779198B2 - Verfahren zum Herstellen einer schlauchförmigen Verbundfolie - Google Patents
Verfahren zum Herstellen einer schlauchförmigen VerbundfolieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer aus thermoplastischen Kunststoffen bestehenden
schlauchförmigen Verbundfolie gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Das Recken und Orientieren von schlauchförmigem thermoplastischem Material nach dem Folienblasverfahren, bei welchem man einen endlosen Folienschlauch
mit Druckluft zwischen zwei Abquetschwalzenpaaren oder einem Abquetschwalzenpaar und einer Extruderspritzform zu einer Blase aufbläht, ist aus der US-PS
30 22 543 bekannt Da diese einschichtigen thermoplastischen Folien zwar eine hohe Zerreißfestigkeit, jedoch
nur eine geringe Zugfestigkeit haben und andere Folien wiederum eine geringe Zerreißfestigkeit, jedoch eine
hohe Zugfestigkeit haben, ist es vorteilhaft, die günstigen Eigenschaften von zwei verschiedenen
thermoplastischen Kunststoffen in einer Verbundfolie zu vereinen.
Das Orientieren von mehrschichtigen Verbundfolien ist technisch noch nicht in befriedigender Weise gelöst.
Nach einem bekannten Verfahren wird eine schlauchförmige Tragschicht gießbeschichtet, die so beschichtete Tragschicht auf eine geeignete Temperatur erhitzt
und der Schlauch dann zu einer Blase aufgebläht und gereckt Nach einem anderen Verfahren extrudiert man
gleichzeitig mehrere Materialströme aus einer Spritzform mit mehreren Austrittsöffnungen und vereinigt die
Ströme zu einer Verbundfolie, die dann entweder gekühlt und zum Blasen erneut erhitzt werden muß oder
nach Abkühlen auf Blastemperatur sofort geblasen werden kann. Da das Verfahren der Gießbeschichtung
zu aufwendig und in bezug auf die Schichtdicke begrenzt ist, wurde bislang dem zweiten Verfahren der
Vorzug gegeben, wenngleich die Temperaturregulierung der Einzelströme in einer Mehrfachspritzform
äußerst schwierig ist und die möglichen Temperaturbereiche begrenzt sind.
Ferner ist nach der FR-PS 14 73 674 ein Verfahren bekannt, bei dem die Deckschicht auf die Außenoberfläche der schlauchförmigen Tragschicht durch Extrudie
ren aufgetragen und die so erhaltene Verbundfolie dann durch Aufblasen molekular orientiert wird. Beim
Auftragen der Deckschicht wird die frisch extrudierte Tragschicht von einem kühlenden Kern getragen, und
s das Recken durch Blasen erfolgt erst nach einem Wärmeausgleich der beiden Schichten, und zwar bei
einer Temperatur, die durch den Wärmeabfall der Kühlflüssigkeit im Kern beeinflußt wird. Eine genaue
Einhaltung der Orientierungstemperatur ist bei diesem
ίο Verfahren auf die Dauer äußerst schwierig und führt —
da bei Orientierungsverfahren der Temperaturbereich relativ eng und nach oben vom Kristallschmelzpunkt
des Polymeren begrenzt ist — zu Störungen beim Aufblasen der Folie, z. B. zu einem Platzen derselben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Aufbringen einer nicht orientierten Deckschicht vor
dem Orientieren der Tragschicht die Arbeits- und Temperaturbedingungen so aufeinander abzustimmen,
daß die sich abkühlende Deckschicht Wärme an die
bereits verfestigte Tragschicht abgibt, so daß das
Recken durch Aufblasen zur Orientierung der Tragschicht ohne zusätzliche Wärmezufuhr möglich ist
Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher ein Verfahren gemäß dem Hauptanspruch vorgeschlagen, wobei eine
bevorzugte Ausgestaltung im Unteranspruch erwähnt ist.
Es ist überraschend, daß man bei diesem Verfahren,
bei dem die schlauchförmige Tragschicht durch den geschmolzenen Kunststoff der Deckschicht erhitzt wird
jo und letztere sich hierbei abkühlt, äußerst genau das Verhältnis zwischen Orientierung der Tragschicht und
der Behandlung der Deckschicht steuern kann. Beispielsweise können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hervorragende Verbundfolien aus thermoplasti-
scher Tragschicht und thermoplastischer Deckschicht
mit einer Zugfestigkeit im Bereich von 250 bis
330 kg/cm2 und einer Zerreißfestigkeit von etwa
200 g/0,0254 mm hergestellt werden.
und anfänglich unorientiertes Polyäthylen und als
Deckschicht vorzugsweise ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres mit einem Vinylacetatgehalt von 3 bis
28 Gew.% verwendet Ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres mit einem Vinylacetatgehalt von 9,5% hat
beispielsweise beim Erwärmen einen Schmelzpunkt von etwa 1000C und beim Abkühlen einen Erstarrungspunkt
von etwa 780C, wodurch ein Hysteresis-Effekt gegeben
ist Polyäthylen, welches einen Schmelzpunkt von etwa 1040C hat, kann bei etwa 960C orientiert werden. Eine
Tragschicht aus Polyäthylen kann also bei einer Temperatur orientiert werden, bei welcher das Äthylen-Vinylacetat-Copolymere noch geschmolzen ist Da ein
geschmolzenes Polymeres beim Abkühlen eine niedrigere Schmelztemperatur zeigt als beim Erhitzen, kann
man jedoch aufgrund dieses Hysteresis-Effektes auch das gleiche Polymere für die Tragschicht und die
Deckschicht verwenden, so daß ein Laminat aus einer orientierten und einer nicht orientierten Schicht des
gleichen Polymeren erhalten wird. Anstelle der
bo genannten bevorzugten Polymeren können natürlich
auch alle anderen geeigneten Polymeren verwendet werden, deren Wahl dem Fachmann überlassen bleibt
Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer schlauchförmigen Verbundfolie:
Fig.2 einen Querschnitt durch die mit der Einrichtung
nach F i g. 1 hergestellte Verbundfolie in größerer Darstellung und
Fig.3 eine graphische Darstellung der freien
Schrumpfung einer Verbundfolie nach F i g. 2 und einer Poiyäthylenfolie in Abhängigkeit von der Temperatur.
Eine aus Polyäthylen bestehende Tragschicht 1 wird aus einem Extruder 4 mit einer Spritzform 5 in
Schlauchform extrudiert und nach dem Abkühlen durch Quetschwaben 6 flachgedrückt und in eine von einem
Schutzmantel 7 umgebene Bestrahlungskammer 8 geleitet, in der sie mit einer Dosis von 2 bis 20 Megarad
von einem Transformatorbeschleuniger 9 mit Eisenkern bestrahlt wird, wobei eine Vernetzung der Moleküle des
Polyäthylen erfolgt Die über Rollen 10 geführte Tragschicht 1 wird dann zu Quetschwalzen 11 geführt
und ist noch unorientiert, da die im Verhältnis von etwa 1:1 angetriebenen Quetschwalzen 6 und U keine
Längsreckung ergeben. Die Tragschicht 1 hat hier beispielsweise einen Durchmesser von etwas weniger
als 839 cm und wird beim Verlassen der Quetschwalzen
11 auf diesen Durchmesser aufgeblasen, so daß auch keine wesentliche Querorientierung stattfindet
Der für die Beschichtung der Tragschicht 1 mit einer Deckschicht 2 verwendete geschmolzene thermoplastische
Kunststoff, der aus einem Extruder 12 in eine Spritzform 13 mit kreisförmiger Düse und einer
Mittelöffnung von 8,89 cm gedrückt wird, ist ein Äthylen-Vmylacetat-Copolymeres mit einem Vinylacetatgehalt
von 3 bis 28 Gew.%, dessen Spritztemperatur etwa 215,50C beträgt
Beim Extrudieren der Deckschicht 2 auf die Außenfläche der Tragschicht 1 wird diese auf ihre
Orientierungstemperatur erwärmt und die Deckschicht 2 gleichzeitig durch die Tragschicht 1 abgekühlt Auf
diese Weise wird eine Verbundfolie 3 erhalten, die mit Luft zu einer Blase aufgebläht wird, die durch einen
Kaltluft abgebenden Kühlring 14 weiter abgekühlt wird. Die gereckte Verbundfolie 3 wird dann durch
konvergierende Walzen 15 zwischen zwei Abtriebswalzen 16 geführt und auf eine Rolle 17 gewickelt
Die Geschwindigkeit der Quetschwalzen 11 liegt zwischen 6,1 und 9,1 m/min; zum Ausgleich der
Längsreckung werden bei einer Längsreckung von etwa 3,5 :1 die Abtriebswalzen 16 mit einer Geschwindigkeit
von etwa 21,4 bis 30,5 m/min betrieben. Die Querrekkung
kann hierbei beispielsweise 5 :1 betragen.
Das Orientieren erfolgt also, während die Tragschicht 1 erwärmt und die Deckschicht 2 abgekühlt wird. Da das
Recken oder Heißblasen auf der Abkühlkurve der
ίο Deckschicht 2 erfolgt, bleibt sie bis zu einer niedrigeren
Temperatur geschmolzen, so daß der gesamte Reckvorgang stattfindet, solange die Deckschicht 2 noch
geschmolzen ist Die Deckschicht 2 bleibt also relativ unorientiert, während die Tragschicht 1 orientiert wird.
is Bei Verwendung bestimmter Kunststoffe für die
Tragschicht 1 und die Deckschicht 2 kann es erwünscht sein, die Tragschicht 1 vor Eintritt in die Spritzform 13
zu erwärmen oder zu kühlen. Hierzu wird die Tragschicht 1 durch einen Vorwärm- bzw. Vorkühltank
18 mit Temperierwasser 19 geführt Ein solches Vorwärmen oder Vorkühlen ist erforderlich, wenn die
durch die Deckschicht 2 übertragene Wärme nicht ausreicht, die Tragschicht 1 auf ihre Orientierungstemperatur
zu erwärmen.
In Fig.3 sind die Unterscheidungsmerkmale einer mit der Einrichtung nach F i g. 1 hergestellten Verbundfolie
graphisch dargestellt Die Kurve 25 zeigt die prozentuale freie Schrumpfung einer Verbundfolie aus
Polyäthylen und Äthylen-Vinylacetat-Copolymerem.
ω Diese Kurve 25 weist einen steilen Anstieg in einem
engen Temperaturbereich auf, während die einer Polyäthylenfolie entsprechende Kurve 26 einen relativ
gleichmäßigen Anstieg der prozentualen freien Schrumpfung zeigt
r> In der folgenden Tabelle sind weitere charakteristische Eigenschaften der hergestellten Verbundfolie mit
einer Tragschicht 1 aus bestrahltem Polyäthylen und mit einer Deckschicht 2 aus Äthylen-Vinylacetat-Copolymerem
mit 17% Vinylacetat (Folie I) im Vergleich zu
■to einer bestrahlten und orientierten Polyäthylenfolie
(Folie II) angegeben:
Folie I
Folie II
Zerreißfestigkeit (nach ASTM)
Schmmpfspannung bei 96( C
Zugfestigkeit
Schmmpfspannung bei 96( C
Zugfestigkeit
g/0,0254 mm
4,9 kg/cm2
249,6-330,4 kg/cm2
4,9 kg/cm2
249,6-330,4 kg/cm2
4 g/0,0254 mm 21,1 kg/crn2 492,1-703 kg/cm2
Die Schmmpfspannung und die Zugfestigkeit der Verbundfolie sind niedriger, jedoch ist die Zerreißfestigkeit
gegenüber Polyäthylen wesentlich verbessert
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zum Herstellen einer aus thermoplastischen Kunststoffen bestehenden schlauchförmigen Verbundfolie mit einer Tragschicht und einer
Deckschicht, bei dem die Deckschicht auf die Außenoberfläche der schlauchförmigen Tragschicht
durch Extrudieren aufgetragen und bei dem die Verbundfolie danach durch Aufblasen molekular
orientiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschicht vor dem Auftragen der
Deckschicht auf eine Temperatur unterhalb des Orientierungstemperaturbereiches ihres Kunststoffes gekühlt und nach dem Auftragen mittels der
Eigenwärme der Deckschicht während deren Abkühlen auf die Orientierungstemperatur erwärmt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen der einen niedrigeren
Orientierungstemperaturbereich ihres Kunststoffes aufweisenden Deckschicht auf eine Temperatur
oberhalb des Orientierungstemperaturbereiches erfolgt
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |