DE2328639A1

DE2328639A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung schrumpfarmer folienbaendchen

Info

Publication number: DE2328639A1
Application number: DE2328639A
Authority: DE
Inventors: Dieter Czerwon; Friedhelm Dipl Ing Hensen; Gerhard Dipl Ing Koslowski; Heinz Dipl Ing Schippers
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1973-06-06
Filing date: 1973-06-06
Publication date: 1975-01-02
Also published as: DE2328639B2; IT1013170B; JPS5048077A; FR2232427B3; FR2232427A1; AT359621B; ES426983A1; DE2328639C3; GB1475571A; DD111656A5; BR7404512D0; ATA407374A; ZA743617B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung monoaxial gereckter Folienbändchen aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere aus Polypropylen, bei dem eine im Strangpreßverfahren hergestellte Kunststoffolie in mehrere Folienbändchen aufgeteilt wird, die in mindestens zwei Reckstufen bei einer Temperatur oberhalb der Raumtemperatur und unterhalb der Kristallitschmelztemperatur monoaxial orientiert, wärmestabilisiert und ggf. auf Wickelkörper aufgespult werden, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der DT - PS 913 57^ ist es bekannt, eine unverstreckte Folienbahn in mehrere Bändchen aufzuteilen, diese in Rollenform aufzuspulen und die Einzelbändchen danach zu verstrecken. Diese Arbeitsweise hat den Vorteil, daß aufgrund der geringen Festigkeit einer unorientierten Folie die aufzubringenden Zugkräfte beim Durchzug der Folienbahn durch die Schneidwerkzeuge gering sind und die Schneidwerkzeuge selbst wesentlich höhere Standzeiten aufweisen, als wenn man eine verstreckte Foließbahn in Bändchen aufteilen würde.

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Aus der DT - PS 689 539 und der DT - PS 715 733 ist es auch bekannt, einzelne oder mehrere Folienbändchen aus thermoplastischen Massen gleichzeitig nebeneinander auf ein Mehrfaches ihrer ursprünglichen Länge zu verstrecken, indem sie über beheizte Flächen gezogen werden und dort oder unmittelbar dahinter gereckt werden. Als beheizte Flächen können dazu beispielsweise Walzen oder feststehende, gekrümmte Flächen verwendet werden, über welche die Folienbändchen unter Reckspannung gezogen werden.

Nach dem bekannten Verfahren hergestellte Folienbändchen können sehr unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, insbesondere bezüglich ihrer mechanischen Kennwerte wie Festigkeit, Bruchdehnung, Elastizitätsmodul, Maßstabilität bei erhöhten Temperaturen oder dgl. Es wird versucht, diese Kennwerte den an die Folienbändchen entsprechend dem Verwendungszweck gestellten Anforderungen immer besser anzupassen, doch sind diese Eigenschaften naturgemäß vom Chemismus und den an sich bekannten Eigenschaften des jeweiligen thermoplastischen Kunststoffes abhängig. Es ist aber bekannt, daß sie sich in bestimmten Grenzen durch eine geeignete Prozeßführung, d.h. durch die Wahl der Einflußgrößen des Reckprozesses in der gewünschten Richtung beeinflussen lassen. So ist es vorteilhaft, den Reckprozeß in mehrere Stufen aufzuteilen, um den Restschrumpf monoaxial orientierter Folienbändchen zu beeinflussen, wobei der letzten Reckstufe eine Wärmestabilisierung bei Temperaturen unterhalb des Kristallitschmelzpunktes des Thermoplasten folgen soll, wenn man niedrige Werte für den Restschrumpf erreichen will.

Dennoch ist die Herstellung von Folienbändchen, vorzugsweise aus Polypropylen, für die Verarbeitung zu Tufting - Teppichgrundgeweben, bei der wegen der hohen Schußzahlen der bis 5 oder 6 m breiten Webstühle entsprechend hohe Anforderungen von mehr als 5p/ den an die Zugfestigkeit der Bändchen gestellt werden, und

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bei der der Heißschrumpf - gemessen nach 3 minütiger spannungsfreier Lagerung in OeI bei einer Temperatur von 132 C - hoch- stens 2,0 % betragen darf, bisher nicht erreichbar gewesen. Solche Anforderungen an die Foliesbändchen₀ die auf Hochgeschwindigkeitswebstühlen verarbeitet werden, müssen aber erreicht t-zerden, um einerseits die hohen Schußgeschwindigkeiten ohne Produktionsstörung realisieren zu können, und um andererseits die zum Latexieren bei I3O C bisher noch erforderlichen,) höchst aufwendigen Spannrahmen, die den Breiteneinsprung der Teppichgrundgewebe beim Latexieren verhindern sollen, einzusparen ( vgl« Kunststoffe, Band 61, 1971, Heft 5» Seite 356 ff, insbesondere Seite 359 ) ο .■

Ziel der Erfindung ist es ,ein Reckverfahren für Folienbändchen anzugeben, nach dem bei hoher Produktionssicherheit aus einer aufgeteilten, unverstreckten Folienbahn Folienbändchen mit einer sehr hohen Haßstabilität bei erhöhten Temperaturen ( Restschrumpf von höchstens 2 %, gemessen nach dreiminütiger spannungsfreier Lagerung in OeI bei einer Temperatur von 132 C)unter Vlahrung der bisher erreichbaren, günstigen Kennwerte für die Zugfestigkeit uad den Elastizitätsmodul herstellbar sind«

Hierbei bestand die technische Aufgabe, das Reckverfahren in der Weise zu führen, daß auch im industriellen Maßstab eine hohe Produktionssicherheit gegeben ist; dies bedeutet, daß die in das Kunststoffgranulat oder -pulver vor der Extrusion der Folie eingebrachten Sehmelzezusätze wie Stabilisatoren, Pigmente oder andere Additive nicht an die Oberfläche der Folienbändchen ausgeschieden werden dürfen, da hierdurch die Folienbändchen auf den Beheizungsflächen zum Kleben und zur Wicklerbildung neigen. Ferner mußte die Aufgabe gelöst werden, die Verstreckungstemperaturen in der V/eise zu optimieren, daß die bisher erreichten mechanischen Eigenschaften der verstreck-

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ten Folienbändchen, insbesondere die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul nicht nachteilig beeinflußt werden« Dabei war zu berücksichtigen, daß die Durchführung des Verstreckprozesses mit hohen Temperaturen nur relativ niedrige Werte für die Zugfestigkeit ergibt, während bei niedrigen Temperaturen der Restschrumpf Werte hat, die ein Mehrfaches der angestrebten Werte betragen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird für ein Folienbändchenreckverfahren der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in den aufeinanderfolgenden Reckstufen von Reckstufe zu Reckstufe die Verstreckungstemperatur erhöht wird, wobei in der ersten Reckstufe auf das Folienbändchen eine Verstreckungstemperatur einwirkt, die an sich ausreicht, um eine einstufige Verstreckung mit dem gewählten Gesamtverstreckungsverhältnis durchzuführen, und wobei in den nachfolgenden Reckstufen die jeweilige Verstreckungstemperatur der dem höheren Orientia-ungsgrad entsprechenden höheren Temperaturbeständigkeit des Folienbändchens angepaßt ist, und daß die Wärmestabilisierung des verstreckten Folienbändchens im Anschluß an die Verstreckung bei einer Temperatur zwischen etwa 20 C und J>0 C unterhalb desKristallitschmelzpunktes des Kunststoffes unter Zulassung eines Schrumpfes erfolgt.

Vorteilhafterweise sind die Verstreckungstemperaturen den aufeinanderfolgenden Reckstufen in der Weise zugeordnet, daß die Reckspannungen in den einzelnen Reckstufen - bezogen auf den Querschnitt des unverstreckten Folienbändchens - zwischen 200 ρ / mm und 1 000 ρ / mm liegen. Außerdem ist es besonders günstig, wenn die Temperatur des verstreckten Folienbändchens während der Wärmestabilisierung und die Abzugsgeschwindigkeit in der Relaxierzone in der Weise eingestellt ist, daß die Zugspannung in der Relaxierzone nicht größer als h00 p/mm aber mindestens 70 P / mm - bezogen auf den Querschnitt des verstreckten Folienbändchens - beträgt«

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Die Erfindung ging von der in Versuchsreihen bestätigten Erkenntnis aus, daß eine optimale Verstreckung von Folienbändchen mit der gewünschten hohen Maßstabilität ( geringer Restschrum{.-f bei hohen Temperaturen ) einerseits und hohen Vierten für die Zugfestigkeit und den Elastizitätsmodul andererseits nur dadurch ersitglbar ist, daß die Gesamtverstreckung der Folienbändchen in mehreren aufeinanderfolgenden Heckstufen erreicht wirdj wobei in der ersten Reckstufe ein Verstreckungsverhältnis von höchstens 1 s 3 vorgesehen sein soll.

Wird nämlich die Verstreckung in nur einer einsigen Reckstufe durchgeführt und wird das Verstreckungsverhältnis hierbei größer als 1 : 3> gewählt, so stellt man fest₀ daß der Beginn der flaschenhalsähnlichen Einschnürung des Folienbändchens allmählich in einen Bereich zurückwandert, in dem eine Bändchentemperatur vorliegt, die noch wesentlich unterhalb der optimalen Verstreckungstemperatur ist. Der Beginn der flaschenhalsähnlichen Einschnürung oder der " geometrische Verstreckungsbeginn" stabilisiert sich dort, wo die von der Abzugsvorrichtung aufgebrachten Reckspannungen das unverstreckte Folienbändchen bei der entsprechenden, geringeren Ferstreckungstemperatur gerade zum Fließen bringen. Durch eine Verstreckung bei der technologisch möglichen, aber niedrigen Bändchentemperatur nach der bekannten Arbeitsweise resultiert eine unerwünscht hohe Schrumpfneigung bei höheren Weiterverarbeitungstemperaturen, die nur durch eine Relaxierung bei wiederum sehr hohen Temperaturen unter bewußter Inkaufnahme eines erheblichen Festigkeitsverlustes des verstreckten Folienbändchens kompensiert werden kann.

Nach dem erfindungsgemäßen Reckverfahren kann der Beginn der flaschenhalsähnlichen Einschnürung bei geeigneter Wahl der Stufung des Reckprozesses nur bis zum Beginn der jeweiligen Reckstufe zurück-

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wandern. Die Umschlingungsreibung der Folienbändchen an den formschlüssig angetriebenen, beheizten Fördermitteln zwischen den Reckstufen und die vorgesehene Einstellung der Verstreckungstemperatur und der niedrigen Reckspannung wirkt dabei dem Zurückwandern des " geometrischen Verstreckungsbeginns " entgegen. So kann die Verstreckung immer bei der dera Gesamtorientierungsgrad zugeordneten, von Reckstufe zu Reckstufe angehobenen Verstreckungstemperatur unter der angegebenen niedrigen Reckspannung zwischen 200 und 1 000 ρ / mm² stattfinden.

Das gemäß der vorgeschlagenen Verfahrensführung stufenweise verstreckte Folienbändchen weist von Anfang an als Folge der niedrigen Versteckspannung eine geringe Schrumpfneigung auf. Diese läßt sich noch durch eine anschließende Wärmestabilisierung unter Zulassung eines geeigneten Schrumpfes weitgehend, d.h. unter 2 % Restschrumpf abbauen. Die vorgeschlagene Relaxierungsbehandlung wird nach der Erfindung besonders vorteilhaft unter einer Zugspannung von ?0 bis höchstens 400 ρ / mm und bei einer Temperatur zwischen etwa 20 C und 30 C unterhalb des Kristallitschmelzpunktes durchgeführt. Die Temperatur wird nach der höchsten späteren Weiterverarbeitungstemperatur gewählt. Hierbei sollen die angegebenen Grenzwerte nicht überschritten werden, sofern für die Zugfestigkeit des verstreckten Folienbändchens eine Mindestfestigkeit von 5 P / den erreicht werden soll.

Für die Verfahrensführung ist es besonders günstig, wenn das vorverstreckte Folienbändchen zumindest in der letzten Reckstufe über eine Länge von mindestens 80 cm auf einer konstanten Verstreckungstemperatur gehalten wird. Hierzu wird das Folienbändchen in der letzten Reckstufe vorzugsweise zunächst durch beheizte Walzen und anschließend durch eine Konvektionsheizung beheizt.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht im wesentlichen aus den an sich bekannten Vorrichtungselementen. Sie besteht beispielsweise aus einer Strangpresse mit daran

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angeschlossenem Flach- oder Blasfolienwerkzeug, einer Kühl- und ggf. Flachjege- und Umlenkeinrichtung für die Folienbahn, einer Schneideinrichtung und mehreren aufeinanderfolgenden Reckwerken mit Beheizungseinrichtungen und Aufwickeleinrichtungen. Die Reckwerke können dabei aus mehrerei zueinander versetzt angeordneten Galetten oder Walzen gebildet sein, deren Umfangsgeschwindigkeit voneinander unabhängig einstellbar sindo Mindestens zwei Walzen bilden dabei eine Reckstufe und mehrere Reckstufen können in einem Reckwerk konstruktiv zusammengefaßt sein.

Zur Beheizung des Folienbändchens während der Verstreckung ist vorgesehen, mindestens einen Teil der Walzen in jeder Keckstufe beheizbar auszubilden und zwar so, daß die Walzenteaiperatur gruppenweise oder von Walze zu Walze unabhängig einstellbar ist.

Zwischen zwei in Bändchendurchzugsrichtung aufeinanderfolgenden , formschlüssig angetriebenen Walzen können aber auch feststehende Kontaktheizplatten in Form von bekannten, konvex gekrümmten Heizplatten vorgesehen sein» Diese sind in einer solchen Weise zwischen Leitrollen angeordnet, daß die Folienbändchen unter einer einstellbaren Normalkraft über die Heizplatten hinweggezogen werden« Es wird jedoch vorgezogen, die Beheizung mittels beheizter Walzen auszuführen, da hierbei günstigere Reibungsverhältnisse vorliegen_o

Die Konvektionsheizung in der letzten Reckstufe ist vorzugsweise eine Heißluftbehandlungseinrichtung mit stufenlos regelbarer Heißlufttemperatur und einstellbarer laufgeschwindigkeit»

Zum Verstrecken von Folienbändchen aus unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen kann es zweckmäßig sein, die Reckwerke so auszubilden, daß in mindestens einer Reckstufe die Umschlingung der Beheizungs- und/oder Fördermittel einstellbar ist.

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Zu diesem Zv:eck ist mindestens eine der Reckwalzen relativ zu den in Bändchendurchzugsrichtung benachbarten Reckwalzen schwenkbar gelagert.

Zur Veränderung der Streckwege kann es auch günstig sein, eine der Reckwalzen relativ zu den benachbarten Reckwalzen höhenverstellbar zu lap-ern. Durch eine solche Maßnahme wird erreicht, daß bei konstanter Arbeitsgeschwindigkeit die Verstreckgeschwindig-Iteit verändert werden kann.

Das erfindungsgemäße Bändchenreckverfahren ist anhand der Zeichnung und anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Ee zeigen:

Fig. 1 : eine schematische Darstellung der Reckspannung & über die Recktemperatur T für FP - Folienbändchen mit dem Verstreckverhältnis als Parameter;

Fig. 2: eine schematische Darstellung der einstufigen Bändchenverstreckung im Vergleich zu der mehrstufigen Bändchenverstreckung bei niedrigen Reckspannungen in einem Diagramm gemäß Fig. 1;

Fig. 3^: eine Vorrichtung zur Herstellung schrumpfarmer Folienbändchen mit mehrstufiger Verstreckung.

In der Darstellung nach Fig. 1 ist die für die Folienbändchenverstreckung erforderliche Reckspannung <=> qualitativ über der zugehörigen Recktemperatur T aufgetragen. Als Parameter ist in dem Dia-

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gramm das Verstreckungsverhältnis erhalten. Lage und Verlauf der Kurven (a),(b),(c) und (d) sind abhängig von der Art des Kunststoffes und sind deshalb nur schematisch in ihrem qualitativen Verlauf angegeben. Sie müssen für den jeweils zur Verwendung kommenden. Kunststoff einzeln bestimmt werden» Mit (a) ist beispielsweise der Kurvenverlauf für das umrerstreckte Folienbändchen bezeichnet. Er stellt den Zusammenhang zwischen Reckspannung und Recktemperatur dar, und zeigt, bei welcher Temperatur und bei weicher zugeordneten Spannung das Folienbändchen gerade zu fließen beginnt, bzw. welche Spannung es gerade noch aufnehmen kann,ohne verformt zu werden. Mit (b), (c) und (d) sind die Kurven höherer Verstreckung angegeben. Sie zeigen, daß bei gleicher Spannung ein höher verstrecktes Folienbändchen mit höherer Temperatur belastbar ist als ein weniger stark verstrecktes.

Es kann beispielsweise die Reckspannung (ET von dem unverstreckten

(a)
Folienbändchen bis zur Temperatur T g. aufgenommen werden, dagegen von dem teilweise verstreckten Folienbändchen gemäß Kurve (b) bis zur Temperatur Tg-, von dem noch weiter verstreckten Folienbändchen gemäß Kurve (c) bis zur Temperatur T J- und vom " endverstreckten" Folienbändchen gemäß Kurvenverlauf (d) bis zur Temperatur T~ .

Das Diagramm zeigt aber auch, daß bei einer konstanten Verstreckungs-

(a)

temperatur T g. die einzuleitenden Reckspannungen für eine weitere Verstreckung abhängig sind vom Verstreckungsgrad des Folienbandchens· So muß beispielsweise bis zum' Fließen des unverstreckten Folienbändchens die Reckspannung G* aufgebracht werden, für das teilweise verstreckte Bändchen nach der Kurve (b) die Reckspannung <5 „, , für das noch weiter verstreckte Folienbändchen gemäß Kurve (c) die Reckspannung C „' und schließlich für das " endverstreckte " Folien-

(d) bändchen gemäß Kurve (d) die Reckspannung G^ „.

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Unter " endverstrecktem" Folienbändchen wird dabei im Sinne dieser Anmeldung ein Webbändchen mit einem Verstreckungsverhältnis von ungefähr 1 : 8 verstanden. Die Kurven noch höherer Verstrekkung, die für den VOrliegenden Anwendungsfall von untergeordnetem Interesse sind, und die für die Herstellung von Taulitzen oder Spleißfasern Bedeutung haben können, sind nicht dargestellt. Sie liegen aber immer enger beisammen und nahe bei der Kurve (d).

In Fig. 1 ist im Bereich höherer Temperaturen noch die Grenzkurve (g) eingezeichnet. Unter Grenzkurve soll im Rahmen dieser Anmeldung definitionsgemäß diejenige Kurve verstanden werden, welche alle Arbeitspunkte verbindet, bei denen das Reckverfahren gerade noch betriebssicher durchführbar ist, d.h. alle Arbeitspunkte, für die die höchste Temperatur gewählt ist, mit der ein Folienbändchen - in Abhängigkeit vom Orientierungsgrad - während des Reckprozesses belastbar ist. Die Grenzkurve ergibt sich aus Versuchsreihen.

Da der Begriff " betriebssicher" schlecht meß- und vergleichbar ist und meist subjektiv gehandhabt wird, ist die Grenzkurve (g) mit einem schraffierten Toleranzfeld umgeben. Objektive Kriterien für die Betriebssicherheit sind beispielsweise: Die Temperatur an dem Kontaktheizkörper ist höchstens so hoch gewählt, daß ein Kleben des Folienbändchens an der Kontaktheizfläche nicht eintritt; bei beheizten Galetten oder Walzen darf bei einem Folienbändchenbruch oder -abriß kein Wickeln infolge Klebens eintreten, sondern das Folienbändchen muß mit hinreichender Sicherheit abgesaugt oder anderweitig entfernt werden können; das Wiederanlelen eines ggf. gerissenen Folienbändchens ( mit einer geringeren Temperaturbeständigkeit wegen des geringeren Vororientierungsgrades!)

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muß sicher durchführbar sein, d.h. ohne neuerliche Abrisse; bei Konvektionsbeheizung darf die Turbulenz der Luftströmung und das hierdurch verursachte Flattern parallel zueinander geführter Folienbändchen nicht zum Aneinanderkleben sich berührender Bändchen führen; ferner dürfen Stabilisatoren und andere Additive nicht an den Heizflächen ausgeschieden werden.

Aus der Grenzkurve (g) geht hervor, daß mit dem Orientierungsgrad die zulässige Temperaturbelastung eines Folienbändchens ansteigt. Die Schnittpunkte der Grenzkurve mit den Kurven konstanter Orientierung (a),(b),(c) und (d) haben in Fig. 1 die Abszissen T 5 * _T g „ g _T g

UJ, T _(b) , T _(c) und T _(d).

In Fig. 2 ist in einem Diagramm entsprechend Fig. i das herkömmliche» einstufige Bandchenverstreckunssverfahren neben dem erfindungsgemäßen Bändchenverstreckungsverfahren bei niedrigen Reckspannungen dargestellt. In beiden Fällen ist die Recktemperatur T beim Beginn des Reckprozesses mit der für das unverstreckte Folienbändchen höchstens zulässigen Temperatur Έ/ \ = T. angenommen. Um zu der gewünschten Verstreckung gemäß Kurve (d) zu kommen, muß nach dem herkömmlichen Verfahren eine Reckspannung GTp aufgebracht werden. Aufgrund der Randbedingung, daß die Reckspannung in der gesamten Reckstufe konstant ist, das unverstreckte Folienbändchen am Eingang der Reckstufe jedoch nicht die hohe Spannung <s

aufnehmen kann, läuft der Beginn der flaschenhalsähnlichen Einschnürung im Folienbändchen bis zum Punkt 3 zurück, wo die Bändchentemperatur T erreicht ist, bei der die hohe Reckspannung Govern unverstreckten Folienbändchen aufgenommen werden kann und bei der der Gleichgewichtszustand erreicht ist.

Bei dem mehrstufigen Verfahren gemäß der Erfindung ist die Anfangstemperatur für die erste Reckstufe ebenfalls T = T § χ .

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Aufgrund des gewählten Keckverhältnisses in dieser ersten Reckstufe - beispielsweise des Stufensprunges zwischen den Kurven (a) und (b) - wirkt auf das Folienbändchen zwischen den Einspannstellen die Reckspannung <* h, entsprechend dem Punkt h in Fig. 2. Das unverstreckte Bändchen nach Kurve (a) kann diese Spannung erst in Punkt 5 bei der Gleichgewichtstemperatur T aufnehmen. In der zweiten Reckstufe, in die nun ein gemäß Kurve (b) bereits vorverstrecktegBändchen einläuft, wird erfindungsgeraäß die erhöhte Eecktemperatar T,- = T,*\ - entsprechend der höheren Temperaturbeständigkeit des vororientierten Bändchens - angewandt. In dieser Reckstufe, in der die Verstreckung bis zum Gesamtverstreckungsverhältnis gemäß Kurve (c) durchgeführt wird, herrscht eine Reckspannung von G' >., der Spannung im Punkt 6 des Diagramms. Das vorverstreckte Bändchen kann diese Spannung nicht aufnehmen, so daß der Beginn der Verstreckung theoretisch bis zum Punkt 7 der Kurve (b) mit der Gleichgewichtstemperatur T zurückläuft. Unter der Randbedingung, daß die Temperatur T^T, = T sein muß, läuft der Beginn der Verstreckung beim Vorhandensein eines Festpunktes in Wirklichkeit höchstens bis zur letzten Auslaufwalze der vorangehenden ersten Reckstufe zurück, wo er aufgrund der vorhandenen Reibung lokalisiert wird.

Für die letzte Reckstufe des Beispiels gilt entsprechendes» In diese Reckstufe wird das gemäß Kurve (c) vorverstreckte Folienbändchen auf die Grenztemperatur T„ = ^(^\ beheizt und bis zum Punkt 8 verstreckt, wo die gewünschte Endverstreckung gemäß Kurve (d) erreicht ist. Die hierbei auftretende maxiamale Reckspannung beträgt G" o. Sie ist gemäß der Erfindung wesentlich geringer als die im einstufigen Verfahren auftretende, höchste Reckspannung <3"_? und beträgt höchstens 1 000 ρ / mm , bezogen auf den Querschnitt des unverstreckten Folienbändchens.

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Sollte eine einstufige Verstreckung mit dieser niedrigen Reckspannung G"o durchgeführt werden, so wäre hierzu theoretisch die Verstreckungstemperatur ϊΛ = To erforderlich« Praktisch ist ein solcher Prozeß aber nicht realisierbar, da das umrerstreckte Folienbändchen diese Temperatur gar nicht aushält und beim Anlegen, beispielsweise bei der Einleitung des Reckverfahrens oder beim Wiederanlegen nach einem Bruch sofort abschmilzt, reißt oder zumindest klebt und Wickler bildet.

In Fig. 3 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt» Sie besteht aus einer Schneckenstrangpresse 1 mit daran angeschlossenem Flachfolienwerkzeug 2, einer Kühleinrichtung für die estrudierte Folienbahn, verzugsweise gekühlten Walzen 3 zum Aufnehmen und Abziehen der Folienbahn unter einem Vorverzug, einem Anpreßmittel h für die Folienbahn an den Kühlwalzenabzug 3 - beispielsweise eine Vorrichtung zum Richten eines gasförmigen Fluids auf- die Folienbahn - und Sachfolgeeinrichtungen zum Schneiden der Folienbahn in eine Vielzahl von Folienbandeheη sowie Reckeinrichtungen₉ Wärmebehandlungseinrichtungen und Aufwickelvorrichtungen»

An die Schneckenstrangpresse 1 kann ebenso ein Blasfolienwerkzeug mit Kühl-, Flachlege- und Umlenkeinrichtungen für die Folienbahn angeschlossen sein. Zum Schneiden der Folienbahn 5 ia eine Vielzahl von Folienbändchen ist eine Schneidvorrichtung 6 vorgesehen. Diese kann aus einer Anzahl Rundmessern oder aus einer Anzahl feststehender Klingen oder dgl. bestehen. Hierauf folgen das Reckwerk 7» das als Septett ausgebildet ist, und in dem mehrere Reckstufen vereinigt sind, eine Konvektionsbeheizungseinrichtung 8 für die letzte Reckstufe , ein weiteres Reckwerk 9» das ebenfalls als Septett ausgestaltet ist, eine als Trio vorgsehene Abzugsvorrichtung 10, zwischen der und dem Reckwerk 9 die Relaxierung des Folienbändchens durchgeführt wird, und eine an sich bekannte Aufwickeleinrichtung 11,

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in welcher die Folienbändchen 12 beispielsweise zu Kreuzspulen verlegt werden. An den Auslaufwalzen der Reckwerke 7»9_ti0 sind jeweils Andrückmittel 1*f vorgesehen, die beim Anlegen der Folienbändchen 12 angehoben und weggeschwenkt werden können» Um bei einem Folienbändchenbruch während des Reckprozesses Wickler an den Walzen oder Galetten der Reckwerke zu vermeiden, ist eine Absaugung 15 vorgesehen, die mit Stichleitungen 16 an den Keckwerken angeschlossen ist.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Reckverfahrens gemäß Fig.2 mit einer Vorrichtung nach Fig. 3 ist es erforderlich, daß die Galetten oder Walzen 17 des ersten Reckwerkes 7 mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben und mit unterschiedlichen Temperaturen beheizt werden können. So werden im vorliegenden Beispiel die ersten in Bändchenlaufrichtung aufeinanderfolgenden fünf Walzen mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben, wobei keine Verstreckung gegenüber der Abzugsund Kühleinrichtung 3 vorgesehen ist. Die sechste Wplze wird mit einer erhöhten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, so daß eine Verstreckung zwischen der fünften und sechsten Walze erfolgt. Das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeitenentspricht dem Stufensprung zwischen den Kurven (b) und (a) in Fig. 2. Die letzte Walze der Reckvorrichtung 7 wird mit einer noch höheren Geschwindigkeit angetrieben, so daß eine weitere Verstreckung - entsprechend dem Stufensprung zwischen den Kurven (je) und (b) erfolgt.

Die drei ersten Walzen der Reckvorrichtung 7 sind unbeheizt, die vierte und fünfte Walze ist jeweils auf die Temperatur T/ ·\ beheizt, um die Folienbändchen mit hinreichender Sicherheit auf die vorgese-

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hene Anfangstemperatür für die erste Reckstufe aufzuheizen. Die sechste Walze ist gemäß der Erfindung auf eine Temperatur T/?\ und die siebte Walze auf die Temperatur ^r \ beheizt« In der Heißluftstrecke der Konvektionsbeheisungseinrichtung 8 wird die Temperatur der vorangehenden letzten Walze des Reckwerkes 7 eingestellt. Die Walzen des zweiten Reckwerkes 9 sind alle mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit angetriebene Die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen des Septetts 9 verhält sich zur Umfangsgeschwindigkeit der letzten Reckwaise des ersten Reckwsrkes 7 wie der in der dritten Reckstufe gewünschte Vers&reckungszuwachs (d) zu (c). Die beiden ersten Walzen des Reckwerkes 9 sind meist unbeheizt, während die weiteren fünf Waisen auf die vorgesehene Relaxiertemperatür beheizt sind. Die Wplzen der als Trio ausgebildeten Abzugsvorrichtung 10 sind unbeheiztο Sie laufen mit konstanter, jedoch vorsugsweise stufenlos regelbarer Umfangsgeschwindigkeit um, so daß der vorgesehene Schrumpf zwischen dem Reckaerk 9 und der Abzugsvorrichtung 10 eingestellt werden kann»

Beispiel 1 ( bekanntes Verfahren )

Materials Polypropylen, Type; Hostalen ^ PPN 1060 F

Hieraus wurde eine Folie im Strangpreßverfahren hergestellt und in Folienbandchen geschnitten die folgende Abmessungen hatten: 6 mm χ 132^¹ = 0,79 mm «,

Die Folienbändchen wurden in einem einstufigen Reckverfahren isa Verhältnis 1:7 nonoaxial gereckt, wobei beheizte Reckwalzen und eine Konvektionsheizung zwischen den Reckwaisen verwendet wurden. Die Verstreckungstemperatur betrug 138 C₀ Die in die Bändchen eingeleitete Streckkraft betrug 1 IOO p₀ Hieraus wird die Reckspannung zu 1 395 P /mm - bezogen auf den Ausgangsquerschnitt - errechnet. Der Schrumpf bei der Relaxierung der verstreckt en Folienbändchen betrug 9»8%. Die Relasierung wurde bei

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einer Temperatur von 1^0 C durchgeführt. Die Abmessungen des verstreckten und wärmestabilisierten Folienbändchens betrugen 2,3 nun x 50/*· - 0,115 πιπί . Hieraus ergibt sich ein Titer von 9^5 den. Folgende Kennwerte für das in einer Stufe verstreckte Folienbändchen wurden gesessen:
Reißfestigkeit: 5,8 ρ / den
Reißdehnung: 2h %

Restschrumpf: ^,9% ( gemessen bei 132 C unter den angegebenen

Bedingungen )

Beispiel 2 ( erfindungsgemäßes Verfahren)

Es wurde ebenfalls Polypropylen, Type Hostalen ^ PPN 1060 F verwendet, das zu einer Folie stranggepreßt, abgezogen und in Bändchen geschnitten wurde. Die Bändchen hatten ebenfalls die Abmessungen 6 mm χ 132 M = 0,79 mm . Das Gesamtverstreckungsverhaltnis von 1:7 wurde auf zwei Reckstufen aufgeteilt, wobei in der ersten Stufe ein Verstreckungsverhältnis von 1:2,^ zwischen beheizten Walzen und in der zweiten Stufe ein Verstreckungsverhaltnxs von 1 : 2,9 zwischen beheizten Walzen und einer zusätzlichen Konvektionsheizung eingestellt wurde. Die Verstreckungstemperatur T in der ersten Stufe betrug 13O⁰C. ( Bändchentemperatur = Reckwalzentemperatur ), in der zweiten Stufe 15Ο C ( Bändchentemperatur ). Die Reckwalzen der zweiten Reckstufe, zwischen denen die Konvektionsheizung angeordnet war, waren auf 1^5 °C beheizt. In der ersten Reckstufe wurde eine Reckkraft von 3 00 ρ und in der zweiten Stufe eine Reckkraft von 6I5 P in die Folienbändchen eingeleitet. Diesen Kräften entsprechen dfe Reckspannungen von 38Ο ρ / mm und 778 p / mm - bezogen auf den Ausgangsquerschnitt des Folienbändchens - in den beiden Reckstufen . Der zugelassene Schrumpf bei der Relaxierung des verstreckten Folienbändchens betrug 5,7 %, die Relaxierungstemperatur 1^0 C. Die während der Relaxierung in die Bändchen eingeleitete Kraft betrug 25 P, entsprechend einer Zugspannung von 217 ρ / mm ,

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bezogen auf den Querschnitt des verstreckten Folienbandchens.

hen hatte die Abmessung , woraus sich ein Titer von 9^5 Denier

Das verstreckte Folienbandchen hatte die Abmessung 2,3 mi x 5° /* = 0,115

ergibt.

Das erfindungsgemäß verstreckte Folienbändchen hatte folgende Kennwerte:

Reißfestigkeit: 5«5 P / Denier

26 %

0,9% ( gemessen bei 132 °C unter den angegebenen Bedingungen

Reißdehnung: Restschrumpf:

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung monoaxial gereckter Folienbändchen aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere aus Polypropylen, bei dem eine im Strangpreßverfahren hergestellte Kunststoffolie in Folienbändchen aufgeteilt wird, die in mindestens zwei Reckstufen bei einer Temperatur oberhalb der Raumtemperatur und unterhalb der Kristallitschmelztemperatur monoaxial orientiert, wärmestabilisiert und ggf. auf Wickelkörper aufgespult werden, dadurch gekennzeichnet,

daß in den aufeinanderfolgenden Reckstufen von Reckstufe zu Reckstufe die Verstreckungsteraperatur erhöht wird, wobei in der ersten Reckstufe auf das Folienbändchen eine Verstreckungstemperatur einwirkt, die an sich ausreicht, um eine einstufige Verstreckung mit dem gewählten Gesamtverstreckungsverhältnis durchzuführen, und wobei in den nachfolgenden Reckstufen die jeweilige Verstreckungstemperatur der dem höheren Orientierungsgrad entsprechenden höheren !Temperaturbeständigkeit des Folienbändchens angepaßt ist, und daß die Wärmestabilisierung des verstreckten Folienbändchens im Anschluß an die Verstreckung bei einer Temperatur zwischen etwa 20°C und 3O⁰C unterhalb des Kristallitschmelzpunktes des Kunststoffes unter Zulassung eines Schrumpfes erfolgt.

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2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, ^v

daß die Verstreckungstemperaturen den aufeinanderfolgenden Rpckstufen in der Weise zugeordnet sind, daß die Reckspannungen in den einzelnen Reckstufen - bezogen auf den Querschnitt des unverstreckten Folienbänd-

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chens - zwischen 200 ρ / mm und 1 000 ρ / mm liegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß in der ersten Reckstufe ein Verstresfcungsverhältnis von höchstens 1 : 3 vorgesehen ist.

Jf. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3?
dadurch gekennzeichnet,

daß die Temperatur des verstreckten Folienbandchens während der Wärmestabilisierung und die Abzugsgeschwindigkeit in der Relaxierzone in der Weise eingestellt ist, daß die Zugspannung in der Relaxierzone nicht grö-

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ßer als ^00 ρ / mm aber mindestens 70 ρ / mm - bezogen auf den Querschnitt des verstreckten Folienbandchens beträgt.

5· Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,

daß das Folienbändchen zumindest in der letzten Reckstufe über eine Länge von mindestens 80 cm auf einer konstanten Verstreckungstemperatur gehalten wird.

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°· Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Folienbändchen in der letzten Reckstufe zunächst durch beheizte Walzen und anschließend durch eine Konvektionsheizung beheizt wird.

7· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6,

bestehend aus einer Schneckenstrangpresse mit angeschlossenem Flach- oder Blasfolienwerkzeug, einer Kühleiner ScHneideinrichtung

und ggf. Flachlege- und Umlenkeinrichtung^und mehreren aufeinanderfolgenden Reckwerken, Beheizungseinrichtungen und Aufwickeleinrichtungen, gekennzeichnet durch die Kombination, daß für die einseinen oder gruppenweise zusammenwirkenden Walzen (1?) des Reckwerkes (7) jeweils voneinander unabhängig einstellbare Antriebs- und Beheizungseinrichtungen vorgesehen sind.

ο Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Reckwerken ( 7»9) deren Galetten oder Walzen (17) mindestens teilweise beheizbar sind, eine Konvektionsbeheizungseinrichtung (8) angeordnet ist.

9. ' Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Galette oder Walze des Reckwerkes (?) relativ zu den in Bändchendurchzugsrichtung benachbarten Galetten oder Walzen höhenverstellbar gelagert ist.

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10. Vorrichtung nach mindestens einem der

Ansprüche 7 his 9j dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Galette oder Walze des Reckwerkes (7) relativ su den in Bändchendurchzugsrichtung benachbarten Galetten oder Walzen schwenkbar gelagert ist β

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