DE3326056A1

DE3326056A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen thermoplastischer folien

Info

Publication number: DE3326056A1
Application number: DE19833326056
Authority: DE
Inventors: Leopoldo V. Cancio; James N. Cincinnati Ohio Fitzsimmons; Robert M. Hamilton Ohio Mortellite; Pai-Chuan Cincinnati Ohio Wu
Original assignee: Clopay Corp
Current assignee: Clopay Corp
Priority date: 1982-07-21
Filing date: 1983-07-20
Publication date: 1984-01-26
Also published as: US4668463A; NL189654B; SE8304038D0; BR8303887A; BE897338A; JPH0359823B2; NL8302606A; AR231615A1; FR2530530B1; SE461713B; CA1191315A; CH653952A5; NL189654C; GB2124139B; GB2124139A; DE3326056C2; IT8322158A0; SE8304038L; GB8319664D0; IT1163825B

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Herstellen thermoplastischer Folien.

Thermoplastische Folien haben bei der Herstellung
vieler nützlicher Gegenstände eine weite Anwendung gefunden. Besonders nützlich sind thermoplastische Folien beim Abdecken anderer Materialien, wie z. B. abdeckende Folien für Windeln oder Operationstische etc. Hierbei
dient die Folie als Feuchtigkeitssperre. Dünne Folien
dieser Art werden üblicherweise durch Extrusion
erzeugt. Die beiden wichtigsten Verfahren sind das
Folienblasverfahren und das Schlitzdüsenverfahren.

Beim Schlitzdüsenverfahren zur Herstellung thermoplastischer Folien wird die aufgeheizte Kunststoffschmelze,
die üblicherweise Polyäthylen, Polypropylen und Copolymere davon enthält, durch einen schmalen und breiten
Schlitz hindurch extrudiert. Die Folien können in erheblichen Breiten auf entsprechend großen Maschinen hergestellt werden, die mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten arbeiten, nämlich in der Größenordnung von 90 bis
300 m/min. Diese verarbeitende heiße Masse wird von Walzen, die eine Einschnürung definieren, in Form einer
Bahn aus der Schlitzdüse und durch einen Luftspalt bahnenförmig abgezogen und gereckt sowie in die gewünschte Dicke und Breite gebracht. Die Walzen können als Prägewalzen dienen, wenn die Folie bestimmte Oberflächenformen oder Eigenschaften haben soll, üblicherweise gelangt die Folienbahn von den erwähnten Walzen zu Kühlwalzen, wo sie gekühlt wird und sich verfestigen kann
und wird schließlich auf eine Aufnahmerolle aufgewickelt.

In Verbindung mit dem Schlitzdüsenverfahrenist der Einsatz von linearem Polyäthylen geringer Dichte als Polymer bekannt. Die Dichte dieses Polymers variiert üblicherweise zwischen etwa 0,915 und 0,940 g/cm³. Lineares Polyäthylen geringer Dichte (linear low density polyethylene) , das nachstehend gelegentlich auch abgekürzt als LLDPE bezeichnet wird, ist ein Polyäthylen mit nur wenigen oder keinen langkettigen Verzweigungen. Vielmehr hat es kurzkettige Verzweigungen in einer Anzahl, die zur Erzielung der gewünschten Dichte von derzeit beispielsweise unter etwa 0,940 g/cm³ notwendig ist. So ist beispielsweise eine übliche Dichte von LLDPE für die Verwendung als Windelfolie 0,926 G/cm³, während eine Dichte von 0,918 G/cm³ für solche Folien bevorzugt wird, die als Operationstischabdeckungen dienen sollen. Lineares Polyäthylen geringer Dichte hat in Folienform gut ausgeglichene mechanische Eigenschaften und wird deshalb gern eingesetzt. Es hat insbesondere eine hohe Endfestigkeit im Zugversuch sowie gute Stoß-, Berst- und Reißeigenschaften.

Ein ernsthafter Nachteil bei der Verwendung von LLDPE besteht in dessen Neigung zur Bildung von Zieh- oder Zug-Resonanzen (draw resonance) bei vergleichsweise geringen Zieh- oder Aufnahmegeschwindigkeiten, nämlich typischerweise ab etwa 12 m/min. Diese Zugresonanz ist ein Phänomen, das den Reckbewegungen zugeordnet ist. Es manifestiert sich im Auftreten periodischer Dickeschwankungen beim Abziehen des Extrudates. Primär ist die Zugresonanz eine Funktion der Aufnahmegeschwindigkeit und auch des Zugverhältnisses, bei dem es sich um das Verhältnis der Schlitzdüsenbreite zur Foliendicke handelt. Soweit es das Zugverhältnis angeht, kann das Auftreten

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von Zugresonanz bei einem gegebenen linearen Polyäthylen geringer Dichte umso heftiger auftreten, je dünne die ausgezogene Folie wird, und es sitzt bei geringeren Abzugsgeschwindigkeiten ein als bei der Herstellung dickerer Folien.

Unter Zugresonanz hergestellte Folien können Dickenvariationen in der Größenordnung von plus/minus 5 % oder mehr haben. Dies ist für kommerzielle Zwecke nicht zufriedenstellend. Derartige Dickenschwankungen verschlechtern die Gleichförmigkeit des Produktes und reduzieren sowohl die Verläßlichkeit als auch die Verkaufbarkeit der Folien. Aus diesem Grund hat man bisher LLDPE mit dem konventionellen Schlitzdüsenverfahren nur mit Aufnahmegeschwindigkeiten unterhalb des für das Auftreten von Zugresonanz kritischen Punktes produziert, d. h. mit Produktionsgeschwindigkeiten zwischen 9 und 12 m/min.

Somit besteht in der Industrie ein Bedarf für ein Herstellungsverfahrenfür LLDPE-Folie im Schlitzdüsenverfahren, das sich durch relativ hohe Abzugsgeschwindigkeiten und eine weitgehende Beseitigung der Zugresonanz in der zu extrudierenden Masse auszeichnet und das die Herstellung einer thermoplastischen Folie gestattet, die im Rahmen des Handelsüblichen keine Dickenvariation aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nebst Vorrichtung zum Herstellen einer gleichförmig dicken thermoplastischen Folie aus linearem Polyäthylen niedriger Dichte vorzuschlagen, wobei mit Aufnahmegeschwindigkeiten von über 12 m/min gearbeitet werden

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kann, d. h. jenseits der Geschwindigkeit, bei der bisher die Zugresonanz auftritt. Insbesondere soll erreicht werden, daß die Folie mit sehr hohen Aufnahmegeschwindigkeiten in der Größenordnung von mehreren 100 Fuß/Minute (30 m/min) oder mehr produziert werden kann, ohne daß die Zugresonanz einsetzt.

Bei der Suche nach Lösungen hat sich überraschend herausgestellt, daß die Zugresonanz in LLDPE-Extrudaten weitgehend vermieden werden kann, wenn man den Zugspalt zwischen der Schlitzdüse und der Abzugswalze bzw. den Abzugswalzen verkleinert. Es hat sich insbesondere herausgestellt, daß eine Länge des Zugspaltes zwischen etwa 0 und 150 mm zwischen Düse und Zugwalze die Herstellung von LLDPE-Folien bei Abzugsgeschwindigkeiten von mehreren 100 Fuß pro Minute ermöglicht, wobei die Dickenänderungen gut innerhalb der kommerziell üblichen Toleranzen für die Gleichförmigkeit liegen.

Darüber hinaus war überraschend festzustellen, daß eine erfindungsgemäß hergestellte LLDPE-Folie sowohl in der Ziehrichtung als quer hierzu ganz erheblich fester ist als herkömmlich hergestellte Folie. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung wird eine konventionelle Schlitzdüsenanordnung zum Herstellen von Windelfolie so umgebaut, daß der Zugspalt eine Größe zwischen etwa 0 und 150 mm, beispielsweise 25 mm hat. Eine mit einem Luftmesser zusammenwirkende erste Walze dient zum Abziehen der geschmolzenen Masse in die gewünschte Dicke und Breite. Die LLDPE-Masse wird bei einer Temperatur über ihrer Kristallisationstemperatur extrudiert. Der Abstand zwischen dem Schlitz der Düse und der ersten Walze ist der kritische Zugspalt. In der

bevorzugten Ausführungsform mit einem Luftmesser ist der Zugspalt durch den Abstand zwischen der Schlitzdüse und der Einschnürung definiert, die sich zwischen der Walze und dem Luftmesser ausbildet und auf die LLDPE-Bahn einwirkt. Die Zugwalze arbeitet entweder ohne

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Wärmezufuhr <}x3er aber bei erhöhter Temperatur, und zwar insbesondere!wenn die Folie anschließend geprägt werden soll. Es wird bevorzugt, daß die Zugrolle mit Polytetra-

fluoräthylen:beschichtet ist, um die Folie leichter von der Walze abheben zu können. Auf der Zugwalze kristallisiert das LLpPE, und es hat sich gezeigt, daß es der kurze Zugspait ist, der für die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe wesentlich ist.

Nach dem Passieren der Zugwalze kann die Folie in den Spalt zwischen einer Prägewalze und einer kooperierenden Gummiwalze geleitet werden, wobei die beiden Walzen ein Prägesystem zur Gestaltung der Oberfläche der Folie bilden. Anschließend kann eine Kühlwalze für das Kühlen und Verfestigen der Folie eingesetzt werden. Schließlich wird die Folie auf eine Aufwickelrolle aufgewickelt. Gemäß der Erfindung wird also eine LLDPE-Masse zunächst auf eine Temperatur oberhalb ihrer Kristallisationstemperatur erhitzt und durch eine Schlitzdüse extrudiert. Unmittelbar nach dem Erreichen des kurzen Spaltes zwischen der Schlitzdüse und der Einschnürung wird das LLDPE zu der gewünschten Foliendicke und -breite ausgezogen. Unter Einsatz dieser Kurzzugtechnik ist eine etwa 800 mm breite und 0,025 mm dicke Folie aus 100% LLDPE mit einer Abzugsgeschwindigkeit von über 170 m/min hergestellt worden, wobei nur nominelle Dickenänderungen auftraten. Für kommerzielle Anwendungen wird eine Aufwickelgeschwindigkeit von 90 m/min und darüber als sehr erstrebenswert angesehen.

Während es sicher ist, daß das Problem der Zugresonanz bei der Herstellung von LLDPE-Folien im Schlitzdüsenverfahren bei hohen Aufnahmegeschwindigkeiten überwunden wird, gibt es bis jetzt keine präzise Erklärung darüber, warum die Kurzzugtechnik derart wirksam ist. Die Beseitigung der Zugresonanz durch die kurze Zugzone kam unerwartet. Logischerweise würde man erwarten, daß eine längere Zugzone die deformierenden Lasten über ein größeres Zeitinterval verteilen und das molekulare Netz weniger belasten würde. Ebenso unerwartet ist die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften. Man hätte erwarten können, daß die längere Verweilzeit in einem längeren (kräftearmen) Zugspalt es dem molekularen Aufbau erleichtern würde, die durch die Extrusion eingeleiteten Kräfte abzubauen und zu einer isotropischen Orientierung zu gelangen, die für kräftige Folien typisch ist. In beiden Fällen wurde das Gegenteil festgestellt: Die kurze Zugzone bzw. der kurze Zugspalt hat zu einer praktisch völligen Beseitigung der Zugresonanz und zur Bildung einer bemerkenswert kräftigen Folie geführt.

Es wurde weiter oben bereits erwähnt, daß ein anderes unerwartetes Nebenprodukt der Kurzzugtechnik darin besteht, daß die LLDPE-Folie Zugfestigkeiten aufweist, die signifikant besser als bei solchen Folien ist, die in konventioneller Weise hergestellt wurden. Auch dieses Phänomen ist noch nicht völlig zu erkären, zumal die sowohlin der Ziehrichtung als auch quer hierzu erreichten Zugfestigkeiten weit über denjenigen liegen, die die konventionell hergestellten Folien aufweisen.

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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Perspektivdarstellung

einer Vorrichtung zum Ziehen einer LLDPE-Folie mit Prägewalzen und einer Aufnahir.erolle;

Fig. 2 eine schematische Stirnansicht in vergrössertem Maßstab zur Darstellung der relativen Lage der Schlitzdüse, der Abzugswalze und des Luftmessers gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Grafik zur Darstellung der Zugfestigkeit einer 0_#025 mm dicken Folie aus einem Extrudat mit einer Dichte von 0,935 g/cm³ eines Polyäthylens geringer Dichte mit unterschiedlichen Gewichtsanteilen von linearem Polyäthylen geringer Dichte; und

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer anderen Technik zum Ziehen und Prägen einer thermoplastischen Folie gemäß der Erfindung.

Ein wesentliches Ziel der Erfindung besteht darin, die Zug-Resonanz weitgehend zu eliminieren, die üblicherweise auftritt, wenn man ein lineares Polyäthylen geringer Dichte enthaltendes Extrudat oder Mischungen von LLDPE mit Polyäthylen, Polypropylen oder Copolymere davon im Schlitzdüsenverfahren mit Aufwickelgeschwindigkeiten über 12 m/min zu thermoplastischer Folie zieht. Ein Nebenziel bestand in der Herstellung einer thermoplastischen Folie, die unter kommerziellen Aspekten eine weitgehend gleichförmige Dicke hat und verbesserte Zugeigenschaften aufweist, die im konventionellen Breitschlitzdüsenverfahren oder möglicherweise sogar im konventionellen Schlauchfolienblasverfahren nicht erreichbar sind. Die nachfolgende detaillierte Beschreibung erläutert die Merkmale und Vorteile des Verfahrens und des mit diesem hergestellten Produktes unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Es sei betont, daß verschiedene Werte des Extrudates, Betriebsbedingungen der die Folie herstellenden Vorrichtung, tatsächliche Folienparameter u. dgl., die bei der Ermittlung der beschriebenen Daten erwähnt werden, repräsentativ sind für einen Daten- bzw. Wertebereich, in dem die Erfindung effektive Ergebnisse liefert. So ist beispielsweise die Dichte des LLDPE enthaltenden Extrudates nicht auf die spezielle Dichte beschränkt, die beim Kompilieren der nachstehenden Daten verwendet wurde, da davon auszugehen ist, daß die der Beseitigung der Zugresonanz dienende Kurzzugtechnik mit Vorteil für den ganzen Dichtebereich kommerziell erhältlicher linearer Polyäthylene mit geringer Dichte anwendbar ist. In gleicher Weise ist der prozentuale Gehalt von linearem Polyäthylen geringer Dichte in dem Extrudat variabej.

Weiterhin ist auch die Dicke der erfindungsgemäß hergestellten Folie nicht auf irgendwelche speziellen Werte beschränkt; die erwähnte Dicke von 0/025 mm repräsentiert lediglich ein übliches Maß für Windelfolien.

Dies vorausgeschickt wird nun auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in denen schematisch eine Anordnung zum Ziehen und gegebenenfalls Prägen thermoplastischer Folien gezeigt sind. Die Zieh- und Prägevorrichtung ist als ganzes mit 9 bezeichnet. Ein aufgeheiztes Extrudat, bzw. eine nachstehend noch im Detail beschriebene Schmelze wird aus einem nicht dargestellten Vorrat einem Schlitzdüsenextruder 10 zugeführt und durch eine Breitschlitzdüse 11 zu einer Bahn 12 extrudiert. Die Bahn 12 wird mittels einer Zugwalze D in horizontaler Richtung durch einen verkürzten Zugspalt 13 gezogen. Die Zugwalze 13 wirkt mit einem Luftmesser 14 zusammen, wodurch in der Praxis eine Einschnürung gebildet wird, durch welche die Bahn 12 hindurchverläuft. Die so erzeugte Einschnürung dient dazu, die extrudierte Bahn in eine Folie 15 von gewünschter Dicke und Breite zu ziehen. Der Zugspalt 13 hat in senkrechter Richtung zur Schlitzdüse 11 und der Einschnürung eine im wesentlichen konstante Länge X.

Von der Zugwalze D gelangt die Folie 15 in ein System von Prägewalzen. Eine dieser Walzen ist eine Stahlwalze S, deren Oberfläche in konventioneller Weise mit der gewünschten Prägung versehen wurde, welche anschließend auf die Folie 15 übertragen werden soll. Die andere Walze des Prägewalzensystems ist eine nachgiebige oder aus Gummi bestehende Walze R, die mit der festen Stahlwalze S nachgiebig zusammenwirkt, während die Stahl-

walze ihr Muster auf die Folie 15 überträgt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen S und R ist gleich oder geringfügig größer als diejenige der Zugwalze D, um eine gute Abgabe der Folie von der Zugwalze D zu erreichen.

Die mit der Prägung versehene Folie gelangt anschließend an das Prägewalzensystem auf eine Aufwickelrolle T. Diese Rolle T kann in gleicher Weise mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben sein, die derjenigen der Prägewalzen und der Zugwalze entspricht, um ein zusätzliches Recken der geprägten Folie zu vermeiden. Alternativ kann die Aufnahmerolle T mit einer Umfangsgeschwindigkeit laufen, die diejenige der Prägewalzen übertrifft, wodurch die Folie 15 gereckt wird. Nicht dargestellte Kühlwalzen können im Bereich zwischen den Prägewalzen und der Aufnahmerolle T vorgesehen werden, falls dies zum Kühlen und Verfestigen der Folie nach dem Passieren des Systems der Prägerollen notwendig sein sollte.

Von wesentlicher Bedeutung ist, daß die Länge X des Zugspaltes auf nicht mehr als etwa 150mm eingestellt wird. Bei einem derart verkürzten Zugspalt 13 läßt sich die zu extrudierende und ein lineares Polyäthylen geringer Dichte enthaltene Masse mit Aufnahmegeschwindigkeiten über 12 m pro Minute zu einer Folie ausziehen, wobei die genannte Geschwindigkeit ungefähr diejenige repräsentiert, bei der in konventionellen Schlitzdüsenverfahren die Zugresonanz in der Masse auftritt. Demgemäß wird diese Zugresonanz in Massen mit LLDPE durch die Verkürzung des Zugspaltes für alle praktischen Anwendungsfälle im wesentlichen eliminiert.

In einer bevorzugten Technik zum Erzeugen der Folie 15 gemäß der Erfindung wird das in der Schmelze befindliche LLDPE auf eine Temperatur oberhalb seiner bei etwa 115^eC liegenden Kristallisationstemperatur und oberhalb der bei üblicherweise etwa 122*C liegenden Schmelztemperatur der Masse aufgeheizt. Eine Schmelztemperatur von etwa 190 bis 230*C hat sich als vorteilhaft herausgestellt. Der Extruder 10 und die Schlitzdüse 11 werden auf einer erhöhten Temperatur von etwa 260"C gehalten.

Der für die Versuche benutzte lineare Polyäthylenkunststoff geringer Dichte ist im Handel unter der Bezeichnung Dowlex 2037 erhältlich, er hat einen Schmelzindex von 2,5 gms/10 min und eine Dichte von 0,935g/cm³. Es wurde oben bereits erwähnt, daß die Schmelze aus einer Mischung thermoplastischer Materialien mit dem linearen Polyäthylen geringer Dichte bestehen kann, wie z. B. einem Polymer aus der Gruppe Polyäthylen, Polypropylen und den zugehörigen Copolymeren. Bei Verwendung des Produktes Dowlex 2037 hat sich eine Länge X von 25 mm für den Zugspalt als vorteilhaft herausgestellt, wobei die Masse über diese Entfernung in eine Folie von etwa 0,025 nun ausgezogen wurde, d. h. zu einer für Windeln üblich dicken Folie. Zum Zwecke des nachfolgenden Prägens der Folie mittels der Walzen R und S hat die Zugwalze D eine Oberflächentemperatur im Bereich zwischen 110 und 125°C. Bevorzugt ist die Zugwalze D zur Verbesserung der Folienabnahme mit Polytetrafluoräthylen beschichtet. Das Prägewalzensystem arbeitet mit einer wassergekühlten Gummiwalze R und einer stählernen Prägewalze S, deren Oberflächentemperatur auf etwa 27 bis 43"C gehalten wird, wenn ein Recken der Folie nicht gewünscht wird bzw. etwa 70^cC, falls gereckt werden sollte.

Durch Verwendung des Kurzspaltverfahrens gemäß der Erfindung mit dem beschriebenen apparativen Aufbau für anschließendes Prägen der Folie wurden die nachstehenden Daten gewonnen, die die Zuggeschwindigkeit der Zugwalze D und die Breite der Folie 15 betreffen; eingesetzt wurde eine Schmelze aus 100 % linearem Polyäthylen geringer Dichte, das in eine Folie mit einer Dicke von 0,025 mm ohne jegliche Zugresonanz ausgezogen wurde. Die Zuggeschwindigkeiten lagen in der Größenordnung von etwa 76 bis etwa 174 m/min, und die Folie wurde in Breiten zwischen etwa 800 und etwa 1000 mm ausgezogen. Eine Ziehgeschwindigkeit von mehreren Hundert Fuß/Minute (30m/min) ergibt allenfalls nominale Dickenschwankungen, welche bei der Herstellung von Folie aus bzw. mit LLDPE kommerziell akzeptabel sind.

Ein ungewöhnlicher und unvorhergesehener Vorteil der erfindungsgemäßen Kurzzugtechnik besteht darin, daß die hergestellte Folie signifikant bessere Zugeigenschaften als vergleichbare Folien hat, die in konventioneller Weise mit langem Zugspalt hergestellt wurde. Die Kurvenschar in Fig. 3 veranschaulicht dieses. Dargestellt sind die mechanischen Eigenschaften einer für Windeln geeigneten Folie von 0,025 mm Dicke aus Schmelzen mit unterschiedlichem Gehalt an linearem Polyäthylen geringer Dichte und hergestellt in der beschriebenen Kurzzugtechnik. Zur Ermittlung der Werte für die Kurvenschar wurden Mischungen von Polyäthylen geringer Dichte mit linearem Polyäthylen geringer Dichte verwendet, wobei der Gehalt der Schmelze an LLDPE in Gewichtsprozent angegeben ist. Die endgültige Zugfestigkeit der hergestellten Folien sind einmal in Zugrichtung (MD, gepunktete Linie),in Querrichtung hierzu (CD, strichpunktier-

te Linie) und bei einer 25 %igen Verlängerung in Zugrichtung (25 % MD, ausgezogene Linie) angegeben. Die genannte endgültige Zugfestigkeit entspricht dem Punkt, bei dem die Folie reißt oder einreißt. Die Festigkeiten sind in Pound pro Quadratzoll angegeben; die zugehörigen metrischen Maße in kg/cm² sind in Klammern angefügt. Eine erfindungsgemäß hergestellte Folie aus 100 % linearem Polyäthylen geringer Dichte und einer mittleren Dichte von 0,935 und einer Dicke von 0,025 mm hat gemäß Fig. 3 in Zugrichtung eine endgültige Festigkeit in Zugrichtung von etwa 6 (0,42) pro 25 mm Breite in Zugrichtung, von 4,4 (0,3) pro 25 mm Breite in Querrichtung und 2,4 (0,17) pro 25 mm Breite bei 25 % Verlängerung in Zugrichtung. Unter Zugrichtung ist hierbei die Richtung zu verstehen, in der die Folie aus der Schlitzdüse abgezogen wird. Die Zugfestigkeitswerte, die in den Kurven angegeben und nachstehend aufgeführt sind, wurden unter Verwendung eines Folienstreifens von 25 mm Breite gewonnen. Generell kann gesagt werden, daß die erreichten vorteilhaften Resultate besonders gut bei der Verwendung von Schmelzen sind, die mindestens 30 Gew./% LLDPE enthalten.

In der nachstehenden Tabelle sind die Zugfestigkeiten gegenübergestellt, die einmal mit der Kurzspalttechnik gemäß der Erfindung und bei hohen Aufnahmegeschwindigkeiten und zum anderen mit Folien erzielbar sind, die im konventionellen Schlitzdüsenverfahren mit identischem Ausgangsmaterial (LLDPE) und gleicher Dicke von 0,025 mm bei niedriger Aufnahmegeschwindigkeit von etwa 9 m/min und dem herkömmlichen Zugspalt von etwa 230 mm Länge hergestellt wurden.

Endgültige Konventionelles Erfindung

Zugspannung Schlitzdüsenverfahren

Werte pro 25 mm Breite Pfund/Zoll³ (kg/cm¹)

MD 3,9 (0,27) 6 (0,42)

CD 3,5 (0,25) 4,4 (0,3)

Die maximal erreichbaren Zugfestigkeiten in der Kurzspalttechnik gemäß der Erfindung sind also signifikant und unerwartet besser sowohl in Zugrichtung (MD) als auch in Querrichtung (CD) als es die entsprechenden Werte beim Einsatz des konventionellen Schlitzdüsenverfahrens sind. Hinzu kommt folgendes: Während die Festigkeiten in Zugrichtung bei konventionell hergestellter Folie 11 % größer als in Querrichtung ist, hat eine LLDPE-Folie gemäß der Erfindung in Zugrichtung eine um 36 % größere Festigkeit.

Es sei darauf hingewiesen, daß eine mit der Kurzspalttechnik der Erfindung hergestellte Folie sogar bessere Zugfestigkeiten hat als im Blasverfahren aus identischen Massen hergestellte Folie. Demgemäß ist eine in der Kurzspalttechnik hergestellte Folie in ihren Zugfestigkeitseigenschaften besser als im konventionellen Schlitzdüsenverfahren und im konventionellen Folienblasverfahren hergestellte Folien, wenn jeweils identische Ausgangsmaterialien eingesetzt werden.

Die vorstehende Beschreibung der Kurzspalttechnik zum Herstellen einer thermoplastischen Folie diente lediglich der Illustration der Erfindung und nicht einer Beschränkung. Es versteht sich, daß ohne Abweichen vom

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Erfindungsgedanken äquivalente Formen der Erfindung vorhanden sind. So ist beispielsweise in Fig. 4 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel zur Herstellung einer thermoplastischen Folie mit anschließender Prägung gezeigt, das ebenfalls mit den Merkmalen der Erfindung arbeitet. In dieser zweiten Ausführungsform ist die zuvor beschriebene Zugwalze D fortgelassen worden. Ihre Funktion übernimmt die stählerne Prägewalze S. Sie zieht zunächst die aus der Schlitzdüse kommende Bahn durch die zusammen mit dem Luftmesser 14 gebildete Einschnürung hindurch und prägt anschließend das auf ihr befindliche Muster in Zusammenwirkung mit der Gummiwalze R in die Folie 15 ein. Anschließend wickelt die Aufnahmerolle T die geprägte Folie 15 auf.

Claims

eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates

Maryland

The Clopay Building, 101 East Fourth Street,

Cincinnati, Ohio 45202 (U. S. A.)

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen thermoplastischer Folien

Ansprüche

I^ Verfahren zum Herstellen einer thermoplastischen Folie, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Extrudieren einer lineares Polyäthylen geringer Dichte enthaltenden Masse mit einer Neigung zur Zugresonanz bei hohen Zug- oder Ziehgeschwindigkeiten, wenn sie durch eine Schlitzdüse hindurchgezogen wird, in die Form einer Bahn, wobei die Masse auf einer Temperatur über ihrer Kristallisationstemperatur gehalten wird,

Führen der Bahn entlang eines Zugspaltes einer Länge von nicht mehr als etwa 150 mm von der Schlitzdüse zu einer Zugwalze,

Ausziehen der Bahn mittels der Zugwalze bei Aufnahmegeschwindigkeiten über etwa 12 m/min zu einer Folie und

Aufrechterhalten des kurzen Zug- bzw. Ziehspaltes bei den genannten Geschwindigkeiten, wodurch die Folie kontinuierlich erzeugt und Zugresonanz in der Bahn im wesentlichen eliminiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Zugwalze ein Luftmesser zur Bildung einer Einschnürung zugeordnet wird, durch die die Bahn hindurchgeführt und die Folie gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mittels einer Prägewalze und einer aus Gummi o. dgl. bestehenden kooperierenden Walze mit einer gewünschten Oberflächenprägung versehen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Zugwalze auf einer Temperatur gehalten wird, die eine Kristallisation der auf der Zugwalze befindlichen Folie bewirkt.
5. Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Zugwalze auf etwa 110 bis etwa 126^eC eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugwalze mit Polytetrafluoräthylen beschichtet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zug- bzw. Ziehspalt
eine Länge von etwa 25 mm aufweist.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die zu extrudierende Masse aus einer Mischung von linearem Polyäthylen geringer
Dichte und Polyäthylen geringer Dichte besteht.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die zu extrudierende Masse ein Polymer aus der Gruppe Polyäthylen, Polypropylen
und deren Copolymere enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daßdie zu extrudierende Masse
mindestens etwa 30Gew./% lineares Polyäthylen geringer Dichte enthält.
11. Verfahren nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die zu extrudierende Masse vollständig aus linearem Polyäthylen geringer Dichte besteht.
12. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mit einer Geschwindigkeit von mehreren 30 m/min gezogen wird.
13. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die zu extrudierende, und ein lineares Polyäthylen geringer Dichte enthaltene Masse auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die über der Kristallisationstemperatur von linearem Polyäthylen geringer Dichte liegt.
14. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die extrudierte Bahn durch eine Einschnürung gezogen wird, welche teilweise von einer ziehenden Walze definiert wird, wodurch die Bahn in die gewünschte Folie ausgezogen wird und daß der Zugbzw. Ziehspalt zwischen dem Austritt der Schlitzdüse und der Einschnürung auf einem Wert unter etwa 150 mm gehalten wird.
15. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Schlitzdüse und einer die extrudierte bahnförmige Masse zu einer Folie ausziehenden Walze,

dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Abstand (X) zwischen Schlitzdüse (11) und Anlagepunkt der ziehenden Walze (D) kleiner ist als etwa 150 mm.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Abstand (X) bei etwa 25 mm liegt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14,

dadurch gekennzeichnet, daß das walzenseitige Ende des Zug- oder Ziehspaltes von der Länge (X) von einem mit

der ziehenden Walze (D) zusammenwirkenden Luftmesser (14) definiert ist und daß das Luftmesser und die Walze gemeinsam eine Einschnürung für die extrudierte Bahn bilden.