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

) Приори 2) 25.06,7 т 1) Р 2528370.9 Опубликовано 30 3 Ьоудэрстввкиый к СССР ао аеиам изабрет и открытий(83) фРГ 1081, БюллетеньК 678,027. . 32 088. 8) писания 30,1 та опублик Иностран Р Хуфнагель, Вол фон унд цу Акер Граан,фридрих (фрайхеррзесс и Ретгер Армсен обретени Иностранна"Юниливе (Нидерл а я фирм 171) Заявите СОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПЛЕНОКТЕРИОПЛАСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО.ДЧЯ ГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ2 Изобретение относится к изготовлению ориентировочных пленок из термопластического материала и может быть использовано в химической промышленности.Известен способ изготовления ориентированных пленок из пластического материала, заключающийся в биаксиальной вытяжке в продольном и поперечном направлениях пленки, предварительно нагретой до необходимой температуры и устройство для осуществления способа 1.Недостатком способа, является низкое качество получаемой пленки, что объясняется различием степеней напряжения и величин сопротивления разрыву, которые в продольном направлении меньше, чем в поперечном. Получаемые пленки не могут быть ис пользованы в .тех случаях, когда требуются более высокая прочность и меньшее удлинение в продольном на" правлении, например, для изоляционных лент или для пленок, используе- оЬ мых в и меш ковочны рытий и водст ков для н чатания на сения по сей, ког гократно при раст которых вергается мноразматываниюке, в течение в значительно ниюу сматыв гивающей нагруза она долж растяги атьществления ук Устроиство длязанного способа сдля нагрева и мехной ее вытяжки вречном направлени ержит средства изм биаксиальодольном и поп Ближайшим по тех и предлагаемому изо ся способ изготовле ных пленок из термо териала, заключающи ной вытяжке пленки поперечном направле тельной продольной регулированием степ и устройство для ос соба 1. 21. ническои сущности бретению являетния ориентирован- пластического майся в биаксиальв продольном иниях и дополни вытяжке пленки с ени ее вытяжки уществления споО П И С А Н И Е (1 ц 878185ИЗОБРЕТЕНИЯУстройство 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 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 меха 25нических свойств пленки.Указанная цель достигается благодаря тому, что в способе изготовленияориентированных пленок из термопластического материала, заключающемсяЗОв биаксиальной вытяжке пленки в продольном и поперечном направлениях идополнительнои продольной вытяжкепленки с регулированием степени еевытяжки, дополнительную продольнуювытяжку осуществляют перед биаксиальной вытяжкой пленки,Кроме того, степень дополнительной продольной вытяжки пленки выбирают равной 25-507. степени полнойвытяжки в продольном направлении,Степень дополнительной продольной вытяжки пленки из полипропиленавыбирают равной от 1:2 до 1:5, преимущественно 1:3,5.В устройстве для осуществления45способа, содержащем механизм биаксиальной вытяжки пленки в продольном ипоперечномнаправлениях и механизмдополнительной продольной вытяжкипленки со средствами регулирования 50степени вытяжки, .согласно изобретению механизм дополнительной вытяжкипленки размещен перед механизмом биаксиальной вытяжки.На чертеже изображено устройство 55для осуществления способа, общий вид.Устройство содержит экструдерсо щелевым мундштуком 2, охлаждающие цилиндры 3, механизм 4 дополнительной продольной вытяжки пленки, выполненный в виде барабанов, связанных со средствами изменения скорости их вра" щения 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 выравнивающее (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 9Барабаны второй эоны (собственно зоны вытяжки) менее нагреты, а барабаны третьей эоны охлаждены. Вытяжка пленки 9 составляет 25- 507. общей степени вытяжки пленки в продольном направлении.При дальнейшем продолжении операции пленка 9 вновь движется по соответствующим вспомогательным устройствам, упомянутым выше, но не показанным ца чертеже, и немедленно после выхода из механизма дополнительной продоль878185 6 30 ной вытяжки поступает на механизмбиаксиальной 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 дотребуемой температуры.Можно также, однако, после вытяжки на первой стадии в продольном направлении, удерживать температурупленки на величине, при которой происходит ориентация, и непосредственно после первой стадии, производить 5вытяжку пленки на второй стадии одновременно в обоих направлениях.Таким путем избегается перекристаллизация, вызываемая предварительным нагревом и снижением температуры, которая может оказать отрицательное влияние на напряжение.В зоне 6 для биаксиальной вытяжкиэажимные средства одновременно растягивают пленку 9 термопластического 25материала как в продольном, так и впоперечном направлениях, вследствиечего достигается желаемое напряжение в продольном и поперечном направг ниях.В зоне 7 снижения температуры ификсации пленка 9 охлаждается до температуры плавления в кристаллическомсостоянии, соответственно, для того,чтобы зафиксировать натяжения, получаемые в полосе термопластическойпленки 9, На выходе механизма биаксиальной вытяжки пленка 9 наматываетсяна ролик 8.Вместо экструдера 1 со щелевыммундштуком 2 и охлаждающими цилиндра-ми 3, соединенными с ним последовательно, перед механизмом 4 дополнительной вытяжки может быть размещено нагревательное средство, которое 45используется 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.П р и м е р 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 (70 ОС), Охлажденнаяпленка имела толщину 900 мк, ширину650 мм и температуру на своей поверхности 72 С.оПосле повторного нагрева До темопературы примерно 150 С пленка напряжена в соотношении 1:3,5 в продольном направлении между барабанами,вращающимися с различнойокружнойскоростью, и охлаждена до такой степени, что температура на ее поверхности составляла примерно 80 С.Пленка, имеющая ширину примерно600 мм и толщину 260 мк захвачена,зажимными средствами и после прохождения через зону предварительногонагрева одновременно напряжена в про"дольном направлении в соотношении1:2 и в поперечном направлении в соотношении 1:7. После термофиксациии охлаждения получена пленка в 18 мкс сопротивлением раздиранию в обоихнаправлениях между 2000 и 2400 килафунт/см2П р и м е р 2. Полипропиленовыепленки на первой стадии продольно напряжены в соотношении от 1:3, 5 до 1:5и на вторбй стадии дополнительно напряжены в соотношении 1:2. Поперечное напряжение на второй стадии регулировалось таким образом, чтобыповерхностное напряжение пленки составляло примерно 1:49.Сопротивление раздиранию составляло в продольном направлении 230023300 килофунт/см , а в поперечном2направлении 1700-2200 килофунт/смВысокая общая степень .вытяжки впродольном направлении при более низкой степени вытяжки в поперечном направлении может быть получена длявсех материалов без всяких затруднений путем увеличения вытяжки на первой стадии дополнительной продольнойвытяжки,В таблице представлены свойстваразличныХ термопластичных материаловдля изготовления ориентированныхпленок.Соответственно предлагаемому способу может быть успешно изготовленатермопластическая пленка, которая обладает преобладающими механическимисвойствами в продольном направлениии предпочтительно состоит из полиолефинов, например, полипропилена иможет использоваться в качественесущего или основного слоя для изоляционных (липких) лент.7 8781В 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 ми свойствами, так как именно в продольном направлении .требуется значительно более высокая прочность,20 25 Первое продольное напряжение Общеепродольное наМатериал Второепродольное наСопротивление раздиранию в продольном направлении1:2 Полипропилен 1:2 1:2 Полистирол Сложный эфир политерефталевойкислоты 1:1,75 1:3,5 2000-3500 2200-2600 1:2 Полиамид 1;,5 1:3 1:2 Полиэтилен низкой плотности 1:2,5 400-8001200-1500 1 ь 25 1:2 1:2 50 1 улированием степени ее вытяжки, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью улучшения механических свойствпленки, дополнительную продольную 55вытяжку осуществляют перед биаксиальной вытяжкой пленки.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что степень дополни- с Однако также и в поперечном направлении одновременное напряжецие 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 4 астностиь сопротивлениеразрыву. 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 ре 85 8Изоляционная липкая) лента содержит основной слой из полипропиленовой пленки, который изготовляетсянапряжением примерно при температуре,равной точке плавления в кристаллическом состоянии, на первой стадии впродольном направлении до степени от1:2 до 1:5 и на второй стадии одновременно в обоих направлениях, благодарячему общая степень напряжения в продольном направлении составляет от1:5 до 1:10 и в поперечном направлении от 1:5 до близкой к 1:7,причемобщая степень напряжения всей площадки пленки составляет примерно 1:49.Пленка имеет необходимое сопротивление разрыву в продольном направлениии покровный слой из чувствительногок давлению клейкого вещества.Преимущество предлагаемого способа и устройства заключается в проведении двухстадийной продольной вытяжки биаксиально напряженной пленкитаким путем, что доля продольногонапряжения при одновременном напряжении остается постоянной, тогда какдоля на первой стадии может легкоизменяться,Составитель Л. КольцоваРедактор Д, Власенко Техред М.Рейвес Корректор Е. Рошко Тираж 697 Подписное ВНИИПИ.Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 ИЗаказ 9656/87 Филиал ППП "Патент", г Ужгород, ул. Проектная,4 9 8781 тельной продольной вытяжки пленки выбирают равной 25-507. степени полной вытяжки пленки в продольном направлении.3. Способ поп.1, о т л и ч а ющ и й с я 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 10и механизм дополнительной продольнойвытяжки пленки со средствами регулирования степени вытяжки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что механизмдополнительной продольной вытяжкипленки размещен перед механизмом биаксиальной вытяжки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 3132375,кл. 264-289, опублик. 1964,2. Авторское свидетельство СССРУ 330036, кл. В 29 0 724, 1968 (прототип).