CH354938A - Thermoplastischer Film und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

  



  Thermoplastischer Film und Verfahren zu seiner Herstellung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen schlauchförmigen Film aus thermoplastischem Material, und zwar aus mindestens teilweise kristallinem Polypropylen, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung dieses Films.



   Es besteht, insbesondere für Verpackungszwecke, ein grosses Bedürfnis für thermoplastische Materialien in Form von schlauchförmigen Filmen mit Dicken von einigen Hundertstelsmillimetern (im allgemeinen etwa   3-5    Hundertstelsmillimeter) und verschiedenartigen Weiten je nach dem besonderen Verwendungszweck.



   Dieses Bedürfnis vergrössert sich ständig und zunehmend. Indessen sind die bisher bekannten thermoplastischen Materialien schwierig zu verarbeiten und ergeben Filme mit begrenzter mechanischer Festigkeit und thermischer Beständigkeit. Ihre Zugfestigkeit in Längsrichtung liegt bei 200-300   kg/cm2,    und die Zugfestigkeit in Querrichtung ist häufig geringer. Die höchsten Temperaturen, welchen sie, selbst bei   gerin-    gen Beanspruchungen, zu widerstehen vermögen, liegen bei 60  C.



   Die vorliegende Erfindung sieht nun die Schaffung von schlauchförmigen Filmen vor durch Strangpressen von Polypropylenen, welche mindestens teilweise kristallin sind. Diese   Filmmaterialien    vereinigen in sich alle Eigenschaften der besten bisher auf dem Markt befindlichen Filme, wie Ungiftigkeit, Transparenz, Zähigkeit, Schweissbarkeit, chemische Be  ständigkeit    und Undurchlässigkeit, und sie besitzen darüber hinaus eine ausserordentliche Zugfestigkeit (beispielsweise etwa 450   kg/cm2)    und Temperaturbeständigkeit (beispielsweise bis auf   110     C).



   Als Polypropylen kann ein solches mit einem mittleren Molekulargewicht verwendet werden. Es kann einen Gehalt an amorphem Polymer aufweisen, welcher in weiten Grenzen variabel ist, zumal gefunden wurde, dass stets ein Erweichungspunkt existiert, bei welchem das Polymer einen solchen   Viskositäts-    grad erreicht, dass es sich leicht in einen schlauchförmigen Film überführen lässt. Vorzugsweise verwendet man jedoch ein Polypropylen mit einem Molekulargewicht von über 50000 und einem kristallinen Gehalt von über 50 Gew.    .   



   Die erfindungsgemässen schlauchförmigen Filme lassen sich nach den üblichen Strangpressverfahren zur Herstellung von schlauchförmigen Filmen aus thermoplastischen Materialien herstellen. So können sie hergestellt werden durch Auspressen des plastischen Polymers durch einen ringförmigen   Presskopf    und Ausdehnen des ausgepressten Materials unter Gasdruck bis zum gewünschten Durchmesser, wonach die Filme zwischen Walzen gepresst und schliesslich aufgewickelt werden. Die Luft oder ein anderes für die Ausdehnung verwendetes Gas wird dabei durch eine im Presskopf befindliche Leitung zugeführt. Das Gas muss von Feuchtigkeit oder anderen Flüssigkeiten frei sein, damit nicht das Innere des schlauchförmigen Films noch speziell getrocknet werden muss.



   Den besonderen Eigenschaften von Polypropylenen entsprechend wurde gefunden, dass zweckmässig Auspresstemperaturen angewendet werden, welche um etwa 50 oder sogar 100  C über dem Erweichungspunkt liegen (d. h. Temperaturen von etwa 250  C).



  Wenn man das Polymer auf derart hohe Temperaturen erhitzt, so erhöht sich dessen Homogenität, und diese grössere Homogenität äussert sich auch im ausgepressten Material.



   Das Material wird vorzugsweise auf seine Auspresstemperatur gebracht, indem man seine Temperatur beim Durchgang durch den Extruder zunehmend erhöht. 



   Das Abkühlen des Films erfolgt gewöhnlich durch Anblasen mit komprimierter Luft. Unter gewissen Umständen, beispielsweise bei einem Film von grosser Dicke oder bei Anwendung einer hohen   Auspresstem-    peratur, ist es notwendig, die Länge des aufgeblasenen   Filmstücks    in der Kühlluft beträchtlich zu erhöhen, damit dieses die Presswalzen in genügend   abgekühl-    tem Zustand erreicht. Ist der Film nicht genügend abgekühlt, so kleben die beiden Innenseiten aneinander. In solchen Fällen müssen zur Vermeidung von Deformationen äussere Mittel zum Tragen des Filmstücks vorgesehen werden.



   In einem solchen Fall kühlt man den Film vorzugsweise nicht mit Luft ab, sondern mit Hilfe eines Flüssigkeitsbades, beispielsweise Wasser, welches z. B. bei einer Temperatur von etwa 20  C gehalten wird.



  Auch in Fällen, wo durch Blasen eine genügende Abkühlung erreicht werden könnte, kann die Verwendung eines Bades vorteilhaft sein, wenn auf der Filmoberfläche ein Appretur-oder ein anderes Modifizie  rungsmittel    aufgetragen werden soll, welches im Bad gelöst werden kann, oder wenn eine Abschreckbehandlung erforderlich ist, um die Transparenz und die mechanischen Eigenschaften des Films zu verbessern.



   Zur Gewinnung von nichtschlauchförmigen Filmen können die erfindungsgemäss hergestellten schlauchförmigen Filme nachher in Längsrichtung aufgeschnitten werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass schlauchförmige Filme nach dem   Sffnen    entlang den durch die Presswalzen erzeugten Falzlinien ge  schwächt    sind, weshalb man den schlauchförmigen Film vorzugsweise vor Erreichen dieser Walzen aufschneidet, so dass der Film in nichtschlauchförmigem Zustand gestreckt und aufgewickelt werden kann.



  Dies lässt sich bei Anwendung eines Kühlbades besonders leicht bewerkstelligen, da die Flüssigkeit selbst als Verschluss dienen kann zur Aufrechterhaltung des für die Ausdehnung benötigten Gasdrucks.



   Während bei vielen thermoplastischen Filmen nach dem Kühlen oder Abschrecken mit Wasser eine Oberflächentrocknungsbehandlung erforderlich ist, ist Polypropylen so stark hydrophob, dass die Notwendigkeit einer solchen Behandlung entfällt. Der erfindungsgemäss hergestellte schlauchförmige Film lässt sich zur Herstellung von Säcken leicht verschweissen, und es wurde gefunden, dass die so hergestellten Säcke keine Haftung zwischen den sich berührenden Innenseiten zeigen, was ein wichtiger praktischer Vorteil ist.



   Mit Hilfe eines Extruders mit einer einzigen Schnecke von 70 mm Durchmesser und einem Ver  hältnis    Länge : Durchmesser von 15 : 1, welcher mit einem   Presskopf    mit ringförmiger Pressoffnung von 190 mm äusserem Durchmesser und 0,9 mm Weite ausgerüstet ist, wurde ein Schlauch aus thermoplastischem Material ausgepresst. Der aus dem Presskopf hervortretende Schlauch wurde durch Luftdruck von innen so weit gedehnt, bis ein schlauchförmiger Film mit einer Wanddicke von 0,05 mm entstand. In dieser Weise wurden versuchsweise schlauchförmige Filme aus drei verschiedenen thermoplastischen Materialien hergestellt, wobei die Temperaturen so geregelt wurden, dass die   Auspressgeschwindigkeit    in allen Fällen gleich war.



   Es wurden die drei folgenden thermoplastischen Materialien verwendet : a) Hochdruckpolyäthylen mit einem mittleren Molekulargewicht von 30000,    b)      Niederdruckpolyäthylen    mit einem mittleren Molekulargewicht von 150 000, c) Polypropylen mit einem mittleren Molekulargewicht von 150000 (Extrudertemperatur in verschiedenen Zonen von der festen Masse bis zur Düse   1800 C, 2200    C,   240     C und   2500 C).   



   Die mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Produkte, bestimmt gemäss American Society for Testing Materials Methode D 822-49-T, sind in der folgenden Tabelle aufgeführt :
Polyäthylen Polypropylen
Hochdruck Niederdruck   zoo   
Zugfestigkeit in Längs-196 251 488 richtung   kg/cm2    in Querrichtung   kg/cm2 181    243 464     /o    Dehnung bei   105    in Längsrichtung 284 807 731 in Querrichtung 234 774 745
Die prozentuaIe Anderung der linearen Abmes-handlung bei   100     C gemäss ASTM-Methode D 1204 sungen von zweien der Produkte bei 30minütiger Be-betrug :

     mo   
Hochdruck-Poly-Polypropylen  äthylen
Molekulargewicht Molekulargewicht    30 000 150 000 ils       Längsrichtung-6    keine
Querrichtung +2

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Schlauchförmiger Film aus thermoplastischem Material, dadurch gekennzeichnet, dass er aus mindestens teilweise kristallinem Polypropylen besteht.

   UNTERANSPRUCH 1. Schlauchförmiger Film nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Polypropylen mit einem Molekulargewicht von über 50000 mit einem kristallinen Gehalt von über 50 Gew."/e besteht.

   PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung eines Films gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man ein mindestens teilweise kristallines Polypropylen durch Strangpressen zu einem schlauchförmigen Film verarbeitet.

   UNTERANSPRÜCHE 2. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Polypropylen mit einem Molekulargewicht von mindestens 50000 und einem kristallinen Gehalt von mindestens 50 Gew. /o verwendet.

   3. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man den schlauchförmigen Film durch Strangpressen des Polypropylens bei einer um 50-100 C über dessen Erweichungspunkt liegenden Temperatur herstellt.

   4. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangpressen bei 250 C erfolgt.

   5. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Strangpressen gebildete schlauchförmige Film in einem Flüssigkeitsbad gekühlt wird.

   6. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkeitsbad eine Temperatur von 20 C aufweist.

   7. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad ein Appreturmittel enthält, welches auf die Filmoberfläche aufgetragen wird.

   8. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man das Polypropylen durch einen ringförmigen Presskopf strangpresst und durch Gasdruck von innen dehnt und den gebildeten schlauchförmigen Film in ein Flüssigkeitsbad einführt, welches als Dichtung zur Aufrechterhaltung des Gasdrucks dient.

   9. Verfahren nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der schlauchförmige Film beim Einführen in das Flüssigkeitsbad eine Temperatur aufweist, bei welcher er noch weich ist, und dass er im genannten Bad gekühlt wird.

   PATENTANSPRUCH III Verwendung eines Films gemäss Patentanspruch I zur Herstellung von Säcken, dadurch gekennzeichnet, dass man den schlauchförmigen Film in Stücke schneidet und diese Abschnitte an einem Ende zuschweisst.