CH356909A - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Blasfolien aus Polyvinylchlorid und seinen Mischpolymerisaten - Google Patents

Description

  



  Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Blasfolien aus Polyvinylchlorid und seinen Mischpolymerisaten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur   Herstel-    lung von Blasfolien aus Polyvinylchlorid und seinen Mischpolymerisaten unter Verwendung von   wenig-    stens einem Lösungsmittel, das einen Siedebereich von 100 bis 210  aufweist.



   Es ist bekannt, Folien aus Polyvinylchlorid und anderen Polymerisaten   mitteis Walzen herzustellen.   



  Man führt dabei entweder eine aus einer Lösung ge  gossene    Folie oder eine ohne Verwendung von Lö  sungsmitteln    im   Walzprozess    auf einem Kalander gebildete Folie über eine oder mehrere Heizwalzen, worauf man sie unmittelbar darauf verstreckt.   Weiter-    hin ist bekanntgeworden, Folien und Überzüge mit matter Oberfläche so herzustellen, dass man den was  serfreien      Polyvinylchlorid-Pasten    vor der Verarbeitung wässrige Emulsionen von Paraffinen zusetzt.



  Diese Emulsionen, welche auch Alkohole, Öle, Wachse oder Harze enthalten können, werden durch Einrühren in der Paste homogen verteilt und wie   üb-    lich weiterverarbeitet. Auch hat man bereits vorgeschlagen, dünne Formkörper und Uberzüge aus Polyvinylverbindungen so herzustellen, dal3 man die Polymerisate in   feinpulvriger    Form in einem flüchtigen Lösungsmittel bei niedrigen Temperaturen dispergiert und die Dispersion bei erhöhten Temperaturen unter Verdunsten des Lösungsmittels   gelatinieren    lässt.



   Die Folienherstellung aus   Polyvinylchlorid-Ver-    bindungen geschieht im   wesendichen    nach dem Ka  landerverfahren.    In neuerer Zeit ist jedoch auch die Herstellung von Folien nach dem Blasverfahren vorgeschlagen worden, wonach man der lösungsmittelfreien   Polyvinylchlorid-Verbindung    lediglich Stabilisatoren gegen schädliche Licht-und Hitzeeinwirkung sowie   evtl.    geringe Mengen Gleitmittel, wie z. B. syn   thetische    Wachse, zufügt und das Polymerisat mittels   Schneckenpressen,    auch Extruder genannt, auf Folien weiterverarbeitet.

   Der Zusatz der Stabilisatoren ist deswegen notwendig, weil sich Polyvinylchlorid bekanntlich bei Temperaturen vor   alliem    ab   180 ,    auch während einer relativ kurzen Zeit,   ziemMch    schnell zersetzt, wobei Chlorwasserstoff abgespalten wird. Es entstehen dadurch Verfärbungen des Polymerisats, die über gelb nach braun und rot sowie nach schwarz reichen. Die verschiedene Intensität der Verfärbung ist direkt ein Mass der entsprechenden Zersetzung.



  Der Zusatz bekannter und geeigneter Stabilisatoren,   wie z.    B. von organischen Zinnverbindungen, insbesondere von Dibutylzinndilaurat, vermag zwar den    aufgezeigten Zerfallsprozess aufzuhalten bzw. weit-    gehend aufzuheben, jedoch ist auf Grund der relativ langen Verweilzeit des Polymerisats im hohen Temperaturenbereich eine völlige Verhinderung der Zersetzung nicht möglich.



   Man erhält dann Blasfolien, die den   Anforderun-    gen, welche in der Technik an sie gestellt werden, nicht gewachsen sind. Die nach diesem Verfahren hergestellten Blasfolien müssen bei relativ hohen Temperaturen, nämlich bei etwa 190 bis   210 ,    verarbeitet werden, weil sich die zähflüssige Masse sonst nicht einwandfrei verblasen   läl3t.    Hierbei besteht die Gefahr, dass sich das Polyvinylchlorid trotz der zuge   fügten Stabilisatoren zwar geringfiigig, jedoch merklich    zersetzt, und zwar durch Abspaltung von   Chlorwas-      serstoff, welcher    nicht entweichen kann und im Polymerisat   eine autokatalytische      Zersetzungsreaktion    bedingt.

   Die nach diesem Verfahren hergestellten Folien enthalten in geringer Menge Zersetzungsprodukte, welche der Anlass dafür sind, dass die Folien einen stark ausgeprägten, unangenehmen Eigengeruch aufweisen. Diese unangenehme Folgeerscheinung der er haltenen Folien ist sehr nachteilig und störend, weil diese insbesondere als Verpackungsmaterial für Le    bensmittel usw. verwendet werden    sollen. Ein an derer Nachteil der Verarbeitung nach diesem Blasverfahren besteht darin, dass die Schneckenpressen wegen der Zähflüssigkeit und der teilweisen, als  Brand  bezeichneten Zersetzung des Polymerisats sehr stark beansprucht werden, so dass oft nach 8 bis 10 Stun den die gesamte Apparatur gereinigt werden muss.



  Eine zufriedenstellende, kontinuiorliche Durchführung des Verfahrens ist dadurch nicht möglich. Wegen dieser auftretenden Schwierigkeiten ergibt sich, dass man nur Polymerisate mit einem K-Wert bis etwa 60 verwenden kann, die nicht ganz so zähflüssig sind.



  Bei Polymerisaten mit hohem K-Wert treten erneute Schwierigkeiten auf, so dass die gewünschten Eigenschaften die Folien dann nicht mehr gewährleistet sind. Anderseits besteht in der Technik das Bestreben, Blasfolien besonders guter Eigenschaften,   insbeson-    dere geruchlose Folien, herzustellen. Nach dem bisher bekanntgewordenen Verfahren ist die   Herstel-    lung solcher einwandfreier Folien noch nicht möglich.



   Es wurde gefunden, dass die genannten Schwierigkeiten bei der Herstellung von Blasfolien aus Polyvinylchlorid-Verbindungen beseitigt und dass Folgen in tadelloser geruchloser Qualität erhalten werden können, wenn man gemäss dem Verfahren nach der Erfindung das Polymerisat in einem geschlossenen Be  hälter, der    sowohl unter Druck als auch unter Vakuum gesetzt werden kann, mit wenigstens einem Lösungsmittel, welches das Polymerisat bei Raumtemperatur    r    weder löst noch wesentlich   anquillt,    bei erhöhter
Temperatur jedoch dieses löst und welches einen
Siedepunkt zwischen 100 bis   210     besitzt, in Mengen von 5 bis   25 oxo    versetzt und dieses Gemisch konti    nuierlich    einer unmittelbar daran angeschlossenen,

   von Heizzonen umgebenen Schneckenpresse zuführt, welche Heizzonen auf in Richtung des sich fortbewegenden Polymerisats ansteigende Temperatur von
100 bis 180  beheizt sind, so dass im geschlossenen Behälter entsprechend den   herrschenden Temperatur-    und Druckverhältnissen eine Gasatmosphäre des verwendeten Lösungsmittels gebildet und aufrechterhalten wird, worauf man das Polymerisat einer   Blasvor-    richtung zuführt.



   Als Lösungsmittel kommen aliphatische Ather, aliphatische Ester, aromatische bzw. hydroaromatische bzw. Halogenen substituierte aromatische Verbindungen in Frage, deren Siedepunkte im Bereich von   I00    bis   210     liegen und welche die   Eigenschaf-    ten haben, das Polymerisat bei Raumtemperatur weder zu lösen noch wesentlich   anzuquellen,    in der Hitze jedoch lösende Eigenschaften aufweisen. Die Schneckenpresse kann alis   Doppelschneckenpresse    ausgebildet sein. Der angegebene Temperaturbereich von 100 bis   180     ist zwar in sich variabel, aber als maximale Temperatur wird vorteilhafterweise eine solche von   180     eingehalten.

   Daher wird es   entspre-    chend dem jeweils eingesetzten Lösungsmittel not  wendig sein,    den Behälter entweder unter Druck oder unter Vakuum zu setzen, und zwar derart, dass auf Grund der insgesamt   herrschenden Reaktionsbedin-      gungen    in diesem geschlossenen System eine Dampfatmosphäre des entsprechenden Lösungsmittels während der gesamten Reaktionszeit stets anzutreffen ist.



  Sofern nämlich das eingesetzte Lösungsmittel einen Siedepunkt von z. B. 180  aufweist, wird es stets not  wendig    sein, den geschlossenen Behälter unter Vakuum zu setzen, damit das gewünschte Gaspolster, welches den freien Raum des Behälters ausfüllen und das Eindringen von Luft bzw. Sauerstoff verhindern soll, stets aufrechterhalten wird. Wenn jedoch ein Lösungsmittel verwendet wird, welches tiefer, also bei  spielsw, eise bes, 120  siediety so    kann es   zweckmässigsein,    den Behalter unter Druck zu setzen. Es ist auch denkbar, dass zwei oder mehr Lösungsmittel als Gemisch in der angegebenen Menge verwendet werden.



   Das Polymerisat kann zunächst als Strang ausgestossen werden und zu Schnitzeln zerkleinert werden, worauf man d, iese in einem zweiten Arbeitsgang einer Blasvorrichtung zuführt und die Folien nach einem besonderen Verfahren gewinnt. Anderseits ist es auch möglich, den sog. Blaskopf unmittelbar an die Schneckenpresse anzuschliessen, so   dal3    das Polymerisat sofort zu Folien verblasen werden kann. Für die Herstellung von Folien kann entweder ein reines Polyvinylchlorid, welches einen K-Wert von etwa 70 und höher aufweist oder aber ein Mischpolymerisat verwendet werden. Das Mischpolymerisat besteht dann zweckmässigerweise aus mindestens   85"/o    Vinylchlorid und   höchstens 15 / einer anderen polymeri-    sierbaren Verbindung, wie z. B.

   Vinylidenchlorid, Vinylacetat,   Vinylmethylketon,    Acrylsäuremethylester, Methacrylsäure u. a. Als Lösungsmittel sind im   einzellnen    z. B. folgende Verbindungen brauchbar :   Dipropyläthler, Dibutyläther undl höhere    Homologe, Glycolmonoäthyläther, Glycolmonopropyläther, Gly  colmonoacetat, Glycoldiacetat, Glycolmonopropionat,    Glycoldipropionat sowie gemischte Ester, wie Glycolmonoacetatmonopropionat, Glycolmonopropionat  monobutyrat,    ferner Toluol, Xylol,   Monochlorben-    zol,   Monoch1Ortoluol, Dichlorteluol, Tetrahydronaph-    thalin, Decahydronaphthalin u. a.



   Für die Durchführung des Verfahrens hat sich eine Einrichtung als besonders zweckmässig erwiesen, bei welcher der Blaskopf unmittelbar an die Schnekkenpresse angeschlossen ist.



   Die in der Zeichnung beispielsweise dargestellte Einrichtung besteht aus dem geschlossenen Haupt  behäl ! ter l,    aus dem darauf aufgesetzten Nachfüllbehälter 2 und aus der Schnecke 3, welche in Verbindung mit einer Hilfsschnecke 4 verwendet wird.



   Durch das Zusammenwirken von Schnecke und   Hi, lfsschnecke    ist es möglich, das mit dem   Lösungs-    mitbel versetzte Polymerisat einwandfrei in den wei  teren    Bereich der Schnecke, welcher in eine Anzahl von   unterschiedldch    temperierten Heizzonen unter  teiilt    ist, weiterzuleiten. Das Polymerisat gelangt zunächst durch die Zwischenzone 5, welche Tempera turen unterhalb derjenigen der eigentlichen Heizzonen besitzt und u. U. als Kühlzone dienen kann, um dann von dort kontinuierlich in die einzelnen Heizzonen 6, 7, 8 und 9 weitergeleitet zu werden. Die Heizzonen 6 bis 9 sind in einem Temperaturgefälle von 100 bis   1800 zunehmend    beheizbar.

   Die wirkliche Arbeitstemperatur richtet sich jedoch erfindungsge  mäss    danach, dass durch die Höhe dieser Temperatur das verwendete Lösungsmittel das Polymerisat durchgehend geliert und gleichzeitig ein ständiges, sogenanntes   Dampfpolster    des jeweiligen Lösungsmittels im Behälter 1 aufrechterhalten wird. Es ist z. B. möglich, die Temperatur in der Zone 6 auf 130 , bei 7 auf   140 ,    bei 8 auf   150     und bei 9 auf 160  einzustellen. Wird jedoch ein hoher siedendes Lösungsmittel verwendet, so können die Temperaturen der Heizzonen 6 bis   9    von beispielsweise 150 auf maximal 180  ansteigen.

   Die höchst verwendete Temperatur ist   180 ,    so dass man durch diese Temperaturbeschränkung und durch die   gleichzeitige Verwen-    dung eines bestimmten Lösungsmittels sowie durch die Anwendung eines entsprechenden Druckes oder Vakuums die sonst üblichen   Zersetzungserscheinun-    gen vermeiden kann. Das Polymerisat gelangt dann von der letzten Heizzone 9 in den unmittelbar daran angeschlossenen Blaskopf 10, welcher in einem   Trockenschacht      11    eingebaut ist und an welchen sich   noch ein Kalibriermantel    12 anschliesst.

   Die Blasfolie gelangt bei 13 zu einem an sich bekannten Abquetschwalzenpaar, zu einer sich daran anschliessenden Schneidvorrichtung und schliesslich zu einem Auf  wickelwalzenpaar.    Der geschlossene Behälter 1 besitzt eine Rührvorrichtung 14 sowie einen   aufgesetz-    ten Kühler 15. Der Kühler hat die Aufgabe, überschüssigen Lösungsmitteldampf zu kondensieren. Der Behälter   1    kann sowohl unter Druck als auch unter Vakuum gesetzt werden und hat hierzu entsprechende Anschlüsse 16. Der im Blaskopf 10 gebildete Schlauch wird mittels einer Lufteinblasung 17 von aussen und durch eine Lufteinblasung 18 von innen getrocknet. Bei 19 wird die eingeblasene Luft wieder abgeleitet.



   Beispiel 1
85   Gew.-Teile    Polyvinylchlorid (K-Wert etwa 70) werden mit 15   Gew.-Teilen    eines   Lösungsmittelge-    misches, welchem als Stabilisator 1   ?    (bezogen auf die Menge des   Polymerisates)      Calciumrizinolat    beigefügt wird, im Behälter 1 miteinander vermischt. Das Lösungsmittelgemisch besteht aus   66 /o Toluol und    34% Äthylglycol. Die Temperaturen des Extruders betragen ansteigend bei 6 100 und bei 9   120 .    Es wird aus dem mit dem Lösungsmittel gelierten Polymerisat ein Strang gebildet, welcher wie üblich zu feinem Granulat zerkleinert und in einer besonderen Apparatur bei   160     zu Blasfolien verarbeitet wird.



  Hierbei wird das Lösungsmittel aus dem bei 10 sich bildenden Folienschlauch durch einen bei 17 und 18 eintretenden Luftstrom von   150     verdampft und kann dadurch nach Rückführung über 19 wie üblich zurückgewonnen werden. Der   Kalibriermantel    12 weist eine Temperatur von 70 bis 75  auf.



   Beispiel 2
87 Gew.-Teile eines Polymerisats, bestehend aus 85% Vinylchlorid und 15 Vinylacetat (K-Wert 70) werden mit 13   Gew.-Teilen    eines   Lösungsmittelge-    misches, zu welchem als Stabilisator 1, 5% Phenylindol (bezogen auf die Menge des Polymerisats) hinzugefügt sind, im Behälter   1    vermischt.

   Das Lösungs  mittelgemisch    besteht aus 66   O/o      Athylglycol    und 34%   Propylglycol.    Die Temperatur des Extruders beträgt in den Heizzonen 6 bis 9 gleichmässig ansteigend 135 bis   170o.    Bei diesen Temperaturen bildet sich unter Anwendung eines geringen Vakuums im freien Raum des Behälters   l eine Gasatmospbäre, welche einen    vollkommenen Abschluss gegen Luft gewährleistet.



  Das überschüssige Gas wird bei 15 wieder   konden-      siert.    Das lösungsmittelhaltige Polymerisat wird direkt über einen an den Extruder unmittelbar   angeschlos-    senen Blaskopf zu einem völlig geruchlosen Schlauch verblasen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCHE I. Verfahren zur Herstellung von Blasfolien aus Polyvinylchlorid und seinen Mischpolymerisaten, dadurch gekennzeichnet, dal3 man das Polymerisat in einem geschlossenen Behälter, der sowohl unter Druck als auch unter Vakuum gesetzt werden kann, mit wenigstens einem Lösungsmittel, welches das Polymerisat bei Raumtemperatur weder löst noch wesentlich anquillt, bei erhöhter Temperatur jedoch dieses löst und welches einen Siedepunkt zwischen 100 bis 210 besitzt, in Mengen von 5 bis 25 versetzt und dieses Gemisch kontinuierlich einer unmittelbar daran angeschlossenen, von Heizzonen umge- benen Schneckenpresse zuführt,

   welche Heizzonen auf in Richtung des sich fortbewegenden Polymerisats ansteigende Temperaturen von 100 bis 180 beheizt sind, so dass im geschlossenen Behälter entsprechend den herrschenden Temperatur-und Druckverhält- nissen eine Gasatmosphäre des verwendeten Lösungsmittels gebildet und aufrechterhalten wird, worauf man das Polymerisat einer Blasvorrichtung zuführt.

   II. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit Vakuum-bzw. Druckanschlüssen (16) sowie einem Nachfüllbehälter (2), einem Rückflusskühler (15) und einem Rührwerk (14) versehenen Hauptbehälter (1), eine in den Hauptbehälter hineinragende Transportschnecke (3) sowie eine Hilfsischnecke (4), welche Transportschnecke (3) mit Heizvorrichtungen (5, 6, 7, 8, 9) umgeben ist und an welcher sich unmittelbar im Anschluss an die letzte Heizzone (9) ein Trockenschacht (11), in welchem ein Blaskopf (10) eingebaut ist, befindet, wobei der Trockenschacht in einen Kalibriermantel (12) übergeht,

   welcher Luft zuführvomcbtungen (17 und 18) aufweist, und im Trockenschacht (11) entsprechende Luftableitungs- vorrichtungon (19) vorgesehen sind.

   UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisat von der Schnekkenpresse (3) unmittelbar zu einem an die letzte Heizzone (9) angeschlossenen Trockenschacht (11), in welchem eine Blasvorrichtung (10) eingebaut ist, geführt wird, worauf man die im Blaskopf gebildete Folie abzieht.