Способ изготовления ориентированных пленок из термопластического материала и устройство для его осуществления

 

Союз Советск

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()878185

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AATEHTV (61) Дополнительный н патенту (22) Заявлено 24.06,76 (21) 2375572/05 (23) Приоритет — (32) 25. 06. 75 (51) М. Кл, В 29 0 7/24

1Ьсудерстееиный комитет

СССР аю ленам изабретеннй и открытий (31) P 2528370.9 (ЗЗ) ФРГ

Опубликовано 30.1081. Бюллетень № 40

Д,ата опубликования описания 30. 1О. 81 (53) У К 678.027.. 32 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Вальтер Хуфнагель, Волькер Граан,Фридрих (Фрайхерр) фон унд цу Ауфзесс и Ретгер Армсен (ФРГ) Иностранная фирма

"10ниливер Н. В." (Нидерланды) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПЛЕНОК

ИЗ ТЕРЮПЛАСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО. . ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1 2 соба f2).

Изобретение относится к изготовлению ориентировочных пленок из термопластического материала и может быть использовано в химической промышленности, . 5

Известен способ изготовления ориентированных пленок из пластического материала, заключающийся в биаксиальной вытяжке в продольном и поперечном направлениях пленки, предварительно 1О нагретой до необходимой температуры и устройство для осуществления способа (1).

Недостатком способа, является низкое качество получаемой пленки, что 1а объясняется различием степеней напряжения и величин сопротивления разрыву, которые в продольном направлении меньше, чем в поперечном.

Получаемые пленки не могут быть ис- gg пользованы в .тех случаях, когда требуются более высокая прочность и меньшее удлинение в продольном на" правлении, например, для изоляционных лент или для пленок, используе- 2а мых в производстве упаковочных мешков, для нанесения покрытий и печатания надписей, когда пленка подвергается многократному сматываниюразматыванию при растягивающей нагрузке, в течение которых она должна в значительной степени растягиваться.

Устройство для осуществления указанного способа содержит средства для нагрева и механизм биаксиальной ее вытяжки в продольном и поперечном направлениях.

Ближайшим по технической сущности и предлагаемому изобретению является способ изготовления ориентированных пленок из термопластического материала, заключающийся в биаксиальной вытяжке пленки в продольном и поперечном направлениях и дополнительной продольной вытяжке пленки с регулированием степени ее вытяжки и устройство для осуществления спо878185 4

Устройство для осуществления способа содержит механизм биаксиальной вытяжки пленки в продольном и поперечном направлениях и механизм дополнительной продольной вытяжки пленки со средствами регулирования степени вытяжки.

В способе осуществляют биаксиальную вытяжку пленки в продольном и поперечном направлениях, а затем дополнительную вытяжку в продольном направлении.

Недостаток способа состоит в том, что улучшение механических свойств пленки после биаксиальной вытяжки тре- 5 бует приложения для любой дальнейшей вытяжки значительных усилий растяжения, что практически трудно осуществить. Кроме .того, при вытяжке пленки будет происходить сильное сворачивание ее краев между захватами, что снижает качество пленки и механические ее свойства.

Цель изобретения — улучшение меха25 нических свойств пленки.

Указанная цель достигается благодаря тому, что в способе изготовления ориентированных пленок из термопластического материала, заключающемся

ЗО в биаксиальной вытяжке пленки в продольном и поперечном направлениях и дополнительнои продольной вытяжке пленки с регулированием степени ее вытяжки, дополнительную продольную вытяжку осуществляют перед биаксиальной вытяжкой пленки.

Кроме того, степень дополнительной продольной вытяжки пленки выбирают равной 25-507. степени полной вытяжки в продольном направлении.

Степень дополнительной продольной вытяжки пленки из полипропилена выбирают равной от 1:2 до 1:5, преимущественно 1:3,5.

В устройстве для осуществления

45 способа, содержащем механизм биаксиальной вытяжки пленки в продольном и поперечном направлениях и механизм дополнительной продольной вытяжки пленки со средствами регулирования 50 степени вытяжки, .согласно изобретению механизм дополнительной вытяжки пленки размещен перед механизмом биаксиальной вытяжки.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа, общий вид.

Устройство содержит экструдер со щелевым мундштуком 2, охлаждающие цилиндры 3, механизм 4 дополнительной продольной вытяжки пленки, выполненный в виде барабанов, связанных со средствами изменения скорости их вращения и регулирования степени вытяжки пленки (не показаны). Механизм 4 дополнительной продольной вытяжки размещен перед механизмом биаксиальной вытяжки, включающем зону 5 предварительного нагрева, зону 6 биаксиальной вытяжки и зону 7 снижения температуры и фиксации. Дпя намотки пленки предназначен ролик 8.

Способ изготовления ориентированных пленок осуществляется следующим образом.

Термопластический материал расплавляется в экструдере 1 и экструдируется через шелевой мундштук 2 на, охлаждающий цилиндр 3, к которому присоединены последовательно другие охлаждающие цилиндры. Целесообразно одновременно испольэовать выравнива ющее (разглаживающее) средство (не показано). На выходе с последнего охлаждающего цилиндра 3 пленка 9 термопластического материала имеет температуру, которая значительно ниже температуры плавления термопластичес-. кого материала в термопластическом или кристаллическом состоянии, чем зто требуется для напряжения.

После прохождения через несколько обычных вспомогательных устройств и через зоны предварительного нагрева (не показаны) пленка поступает на механизм 4 дополнительной продольной вытяжки, который состоит из барабанов, вращающихся с различной скоростью или приводимых во вращение с изменяющейся скоростью.

Механизм 4 дополнительной продольной вытяжки состоит, например, из десяти приводных барабанов, вращающихся с изменяющейся скоростью, которые размещены в трех зонах. В первой зоне барабаны могут нагреваться для нагрева пленки 9 ° Барабаны второй эоны (собственно зоны вытяжки) менее нагреты, а барабаны третьей эоны охлаждены. Вытяжка пленки 9 составляет 25507. общей степени вытяжки пленки в продольном направлении.

При дальнейшем продолжении операции пленка 9 вновь движется по соответствующим вспомогательным устройствам, упомянутым выше, но не показанным па чертеже, и немедленно после выхода из механизма дополнительной продоль878185 6

30 ной вытяжки поступает на механизм биаксиальной вытяжки.

В этом механизме пленка 9 термопластического материала захватывается по своим краям зажимными средствами (не показаны) и протаскивается через зону 5 предварительного нагрева, в которой пленка 9 нагревается до требуемой температуры.

Можно также, однако, после вытяж- 10 ки на первой стадии в продольном направлении, удерживать температуру пленки на величине, при которой происходит ориентация, и непосредственно после первой стадии, производить 15 вытяжку пленки на второй стадии одновременно в обоих направлениях.Таким путем избегается перекристаллизация, вызываемая предварительным нагревом и снижением температуры, кото- 20 рая может оказать отрицательное влияние на напряжение.

В зоне 6 для биаксиальной вытяжки эажимные средства одновременно растягивают пленку 9 термопластического 25 материала как в продольном, так и в поперечном направлениях, вследствие чего достигается желаемое напряжение в продольном и поперечном направг. ниях.

В зоне 7 снижения температуры и фиксации пленка 9 охлаждается до температуры плавления в кристаллическом состоянии, соответственно, для того, чтобы зафиксировать натяжения, получаемые в полосе термопластической пленки 9. На выходе механизма биаксиальной вытяжки пленка 9 наматывается на ролик 8.

Вместо экструдера 1 со щелевым мундштуком 2 и охлаждающими цилиндра- ми 3, соединенными с ним последовательно, перед механизмом 4 дополнительной вытяжки может быть размещено нагревательное средство, которое 4> используется для нагрева уже предварительно изготовленной попосы термопластической пленки до температуры, требуемой для напряжения.

В некоторых .случаях целесообразно заменить экструдер каландром для по. лучения исходной полосы пленки материала.

Пример 1. Полипропиленовый гранулированный материал ("Хостален

ППН 1060", бывш. "Фарбверке Хех"т АГ") расплавлен в экструдере (диаметром

200 мм) и через щелевой мундштук шириной 700 мм экструдирован на охлаждающие циЛиндры (70o C) . Охлажденная пленка имела толщину 900 мк, ширину

650 мм и температуру на своей поверхности 72 С. о

После повторного нагрева до темо пературы примерно 150 С пленка напряжена в соотношении 1:3,5 в продольном направлении между барабанами, вращающимися с различной окружной скоростью, и охлаждена до такой степени, что температура на ее поверхности составляла примерно 80 С.

Пленка, имеющая ширину примерно

600 мм и толщину 260 мк захвачена, зажимными средствами и после прохождения через зону предварительного нагрева одновременно напряжена в про" дольном направлении в соотношении .1:2 и в поперечном направлении в соотношении 1:7. После термофиксации и охлаждения получена пленка в 18 мк с сопротивлением раздиранию в обоих направлениях между 2000 и 2400 килофунт/см

Пример 2. Полипропиленовые пленки на первой стадии продольно напряжены в соотношении от 1:3,5 до 1:5 и на вторбй стадии дополнительно напряжены в соотношении 1:2. Поперечное напряжение на второй стадии регулировалось таким образом, чтобы поверхностное напряжение пленки составляло примерно 1:49.

Сопротивление раздиранию составляло в продольном направлении 23002.

3300 килофунт/см, a в поперечном

2 направлении 1700-2200 килофунт/см

Высокая общая степень .вытяжки в продольном направлении при более низкой степени вытяжки в поперечном направлении может быть получена для всех материалов без всяких затруднений путем увеличения вытяжки на первой стадии дополнительной продольной вытяжки.

В таблице представлены свойства различныХ термопластичных материалов для изготовления ориентированных пленок.

Соответственно предлагаемому способу может быть успешно изготовлена термопластическая пленка, которая обладает преобладающими механическими свойствами в продольном направлении и предпочтительно состоит из полиолефинов, например, полипропилена и может использоваться в качестве несущего или основного слоя для изоляционных (липких) лент.

7 8781

В этом способе на стадии одновременной биаксиальной вытяжки пленка ориентируется таким образом, чтобы механические свойства пленки были выровнены по крайней мере по обеим осям, но чтобы предпочтительно они преобладали в продольном направлении, тогда как значительная часть продольной ориентации осущвствляется на предшествующей стадии продольного 10 напряжения.

Такая термопластическая пленка обладает, особенно при использовании в качестве изоляционной (липкой) ленты, исключительными механически- 15 ми свойствами, так как именно в продольном направлении .требуется значительно более высокая прочность.

25

Первое продольное напряжение

Общее продольное наВторое продольное наСопротивление раздиранию в продольном направлении (килофунтов/см )

Материал пряжение пряжение

1:3,5

1:7

2100"2500

500-800

1:2

Полипропилен

1:2

1:2

Полистирол

Сложный эфир политерефталевой кислоты

2000-3500

2200-2600

1:1,75

1:3,5

1:2

Полиамид

1:!,5

1:3

1:2

Полиэтилен низкой плотности

400-800

1200-1500

1:2 5

1: 1ь25

1:2

1:2

1:2

1улированием степени ее вытяжки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения механических свойств пленки, дополнительную продольную

55 вытяжку осуществляют перед биаксиальной вытяжкой пленки.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что степень дополнис

Однако также и в поперечном направлении одновременное напряжение приводит к очень хорошим механическим свойствам, в частности, что касается тех величин, которые имеют большое значение для применения лент на практике, таких как прочность ленты и, в частности, сопротивление ! разрыву.

Поливинилхлорид 1:1

Формула изобретения

1. Способ изготовления ориентировочных пленок из термоплаетического материала, заключающийся в биаксиальной вытяжке пленки в продольном и поперечном направлениях и дополнительной продольной вытяжке пленки с ре85 8

Изоляционная (липкая) лента содержит основной слой из полипропиленовой пленки, который изготовляется напряжением примерно при температуре, равной точке плавления в кристаллическом состоянии, на первой стадии в продольном направлении до степени от

1:2 до 1:5 и на второй стадии одновременно в обоих направлениях, благодаря чему общая степень напряжения в продольном направлении составляет от

1:5 до 1:10 и в поперечном направлении от 1:5 до близкой к 1:7,причем общая степень напряжения всей площадки пленки составляет примерно 1:49.

Пленка имеет необходимое сопротивление разрыву в продольном направлении и покровный слой из чувствительного к давлению клейкого вещества.

Преимущество предлагаемого способа и устройства заключается в проведении двухстадийной продольной вытяжки биаксиально напряженной пленки таким путем, что доля продольного напряжения при одновременном напряжении остается постоянной, тогда как доля на первой стадии может легко изменяться.

Составитель Л. Кольцова

Редактор Д. Власенко Техред N.Ðåéâåñ Корректор Е. Рошко

Тираж 697 Подписное

ВНИИПИ.Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9656/87

Филиал ППП "Патент", r.. Ужгород, ул. Проектная,4

9 8781 тельной продольной вытяжки пленки выбирают равной 25-50Х степени полной вытяжки пленки в продольном направлении.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что степень дополнительной продольной вытяжки пленки из полипропилена выбирают равной от 1:2 до 1:5,преимущественно 1:3,5.

4. Устройство для изготовления 10 ориентированных пленок из термопластического материала, содержащее -механизм биаксиальной вытяжки пленки в продольном и поперечном направлениях

85 10 и механизм дополнительной продольной вытяжки пленки со средствами регулирования степени вытяжки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что механизм дополнительной продольной вытяжки пленки размещен перед механизмом биаксиальной вытяжки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США У 3132375, кл. 264-289, опублик. 1964.

2. Авторское свидетельство СССР у 330036, кл. В 29 р 7/24, 1968 (прототип).