DE3326056C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum
kontinuierlichen Herstellen thermoplastischer Folien.
Thermoplastische Folien haben bei der Herstellung
vieler nützlicher Gegenstände eine weitere 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 verfestigten kann
und wird schließlich auf eine Aufnahmerolle aufgewickelt.
In Verbindung mit Folienherstellungsverfahren ist 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,
das nachstehend gelegentlich auch abgekürzt
als LLDPE bezeichnet und beispielsweise in der US-PS 33 40 328 beschrieben 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-
uns Reißeigenschaften.
Ein ernsthafter Nachteil bei der Verwendung von LLDPE
besteht in dessen Neigung zur Bildung von Zieh- oder
Zug-Resonanzen 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
von Zugresonanz bei einem gegebenen linearen Polyäthylen
geringer Dichte umso heftiger auftreten, je dünner
die ausgezogene Folie wird, und es setzt 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 konventionellen Schlitzdüsenverfahren, wie sie beispielsweise in der DE-OS 20 27 492 beschrieben sind, nur
mit Aufnahmegeschwindigkeiten unterhalb des für das Auftreten
von Zugresonanz kritischen Punktes produziert,
insbesondere mit Produktionsgeschwindigkeiten zwischen 9 und
12 m/min.
Somit besteht in der Industrie ein Bedarf für ein Herstellungsverfahren
für 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 daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen einer gleichförmig
dicken thermoplastischen Folie aus linearem Polyäthylen
niedriger Dichte vorzuschlagen, bei der die
störende Zugresonanz nicht mehr auftritt.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, welches
durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
Extrudieren einer linearen Polyäthylen enthaltenden Masse mit einer Dichte zwischen 0,915 g/cm³ und 0,940 g/c³ und einer Neigung zur Zugresonanz, die sich in Dickeschwankungen bei hohen Zug- oder Ziehgeschwindigkeiten manifestiert, wenn sie durch eine Schlitzdüse hindurchgezogen wird, in die Form einer Bahn, wobei die Masse auf einer Temperatur über ihre Kristallisationstemperatur gehalten wird,
Führen der Bahn entlang eines Zugspaltes einer Länge von nicht mehr als etwa 150 mm von der Schlitzdüse zu einer Zugwalze, die auf eine Temperatur von etwa 110 bis 126°C eingestellt ist,
Ausziehen der Bahn mittels der Zugwalze bei Aufnahmegeschwindigkeiten über etwa 16 m/min zu einer Folie und Aufrechterhalten des kurzen Zugspaltes bei den genannten Geschwindigkeiten.
Extrudieren einer linearen Polyäthylen enthaltenden Masse mit einer Dichte zwischen 0,915 g/cm³ und 0,940 g/c³ und einer Neigung zur Zugresonanz, die sich in Dickeschwankungen bei hohen Zug- oder Ziehgeschwindigkeiten manifestiert, wenn sie durch eine Schlitzdüse hindurchgezogen wird, in die Form einer Bahn, wobei die Masse auf einer Temperatur über ihre Kristallisationstemperatur gehalten wird,
Führen der Bahn entlang eines Zugspaltes einer Länge von nicht mehr als etwa 150 mm von der Schlitzdüse zu einer Zugwalze, die auf eine Temperatur von etwa 110 bis 126°C eingestellt ist,
Ausziehen der Bahn mittels der Zugwalze bei Aufnahmegeschwindigkeiten über etwa 16 m/min zu einer Folie und Aufrechterhalten des kurzen Zugspaltes bei den genannten Geschwindigkeiten.
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 dabei herausgestellt,
daß eine Länge des Zugspaltes zwischen
etwa 0 und 150 mm zwischen Düse und Zugwalze und eine Temperatur der Zugwalze von etwa 110°C bis 126°C die Herstellung
von LLDPE-Folien bei Abzugsgeschwindigkeiten
von über etwa 16 m/min 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 hat
der Zugspalt eine
Größe von 25 mm.
Eine mit einem Luftmesser zusammenwirkende erste
Walze dient zum Abziehen der geschmolzenen Masse in die
gewünschte Dicke und Breite. Die LLPDE-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
Wärmezufuhr oder aber bei erhöhter Temperatur, und zwar
insbesondere wenn die Folie anschließend geprägt werden
soll. Es wird bevorzugt, daß die Zugrolle mit Polytetrafluoräthylen
beschichtet ist, um die Folie leichter von
der Walze abheben zu können. Auf der Zugwalze kristallisiert
das LLDPE, und es hat sich gezeigt, daß es der
kurze Zugspalt 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 Zeitintervall 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 erklären, zumal
die sowohl in der Ziehrichtung als auch quer hierzu erreichten
Zugfestigkeiten weit über denjenigen liegen,
die die konventionell hergestellten Folien aufweisen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung im
einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine schematische Perspektivdarstellung
einer Vorrichtung zum Ziehen einer LLDPE-
Folie mit Prägewalzen und einer Aufnahmerolle;
Folie mit Prägewalzen und einer Aufnahmerolle;
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,
Betriebsbedingen 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 bei 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 variabel.
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 D wirkt mit einem Luftmesser 13 zusammen,
wodurch in der Praxis eine Einschnürung gebildet wird,
durch welche die Bahn 12 hindurchverläuft. Die so erzeugte
Einschnürung dient dazu, die extrudierte Bahn 12
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 Stahlwalze
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 R 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 150 mm 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°C 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 0,935 g/cm³. Es
wurde oben bereits erwähnt, daß die Schmelze aus einer
Mischung thermplastischer 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 mm ausgezogen wurde, d. h. zu einer für Windeln
üblichen 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°C, 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
(30 m/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, strichpunktierte
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.
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
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 mit der Kraft F angedrückten Gummiwalze R in die
Folie 15 ein. Anschließend wickelt die Aufnahmerolle T
die geprägte Folie 15 auf.
Claims (8)
1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen einer
thermoplastischen Folie,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Extrudieren einer lineares Polyäthylen enthaltenden Masse mit einer Dichte zwischen 0,915 g/cm³ und 0,940 g/cm³ und einer Neigung zur Zugresonanz, die sich in Dickeschwankungen bei hohen Zug- oder Ziehgeschwindigkeiten manifestiert, 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, die auf eine Temperatur von etwa 110 bis 126°C eingestellt ist,
Ausziehen der Bahn mittels der Zugwalze bei Aufnahmegeschwindigkeiten über etwa 16 m/min zu einer Folie und Aufrechterhalten des kurzen Zugspaltes bei den genannten Geschwindigkeiten.
Extrudieren einer lineares Polyäthylen enthaltenden Masse mit einer Dichte zwischen 0,915 g/cm³ und 0,940 g/cm³ und einer Neigung zur Zugresonanz, die sich in Dickeschwankungen bei hohen Zug- oder Ziehgeschwindigkeiten manifestiert, 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, die auf eine Temperatur von etwa 110 bis 126°C eingestellt ist,
Ausziehen der Bahn mittels der Zugwalze bei Aufnahmegeschwindigkeiten über etwa 16 m/min zu einer Folie und Aufrechterhalten des kurzen Zugspaltes bei den genannten Geschwindigkeiten.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines der Zugwalze
zugeordneten Luftmessers die Bahn unter Bildung einer
Einschnürung fixiert 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 vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zugspalt eine Länge von
etwa 25 mm aufweist.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die zu extrudierende Masse
eine Mischung von linearem Polyäthylen geringer Dichte
und einem Polymer aus der Gruppe Polyäthylen, Polypropylen
und deren Copolymere enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die zu extrudierende Masse
mindestens etwa 30 Gew.-% lineares Polyäthylen geringer
Dichte enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die zu extrudierende Masse
vollständig aus linearem Polyäthylen geringer Dichte
besteht.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mit einer Geschwindigkeit
von 90 m/min bis 300 m/min abgezogen wird.
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