DE2029038C3 - Verfahren beim Herstellen einer biaxial orientierten Polyäthylen-2,6-Naphthalatfolie - Google Patents
Verfahren beim Herstellen einer biaxial orientierten Polyäthylen-2,6-NaphthalatfolieInfo
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Description
3 4
iuch modifizierte Polymere von Äthylen-I.O-naphtha- werden müssen, besteht darin, daß, falls die ursprüng-
lat, deren Modifizierung «ur mittels einer geringen liehe Strecktemperatur niedriger als die vorstehende
Menge, beispielsweise nicht mehr als 10 Molprozent Temperatur ist, welche 10 C oberhalb der übergangs-
wid vorzugsweise nicht mehr als 5 Molprozent eines temperatur der zweiten Ordnung liegt, sich eine
dritten Bestandteiles ausgeführt wurde. 5 Kaltstreckung ergibt und lediglich eine trübe Folie
im allgemeinen wird Polyäthylen-2,6-naphthalat von niedriger Zähigkeit und niedrigem Young-Modul
hergestellt, indem Naphthalin-2,6-dicarbonsäure oder erhalten werden kann. Falls andererseits die Streckfunktionelle
Derivate hiervon mit Äthylenglykol und temperatur den Wert von 170 C überschreitet, wird,
funktioneilen Derivaten hiervon unter geeigneten obwohl die erhaltene Folie eine gute Durchsichtigkeit
Reaktionsbedingungen in Gegenwart eines Katalysa- l0 zu haben scheint, eine ausreichende Orientierung nicht
tors miteinander umgesetzt werden. Ein oder mehrere erteilt auf Grund von Fließstrecken, so daß Folien
geeignete dritte Bestandteile (Modifizierer) können mit zufriedenstellenden mechanischen Eigenschaften
vor Beendigung der Polymerisation des Polyäthylen- nicht erhalten werden können. Falls weiterhin das
2,6-naphthalats unter Bildung eines Copolymeren Streckverhältnis in der Maschinenrichtung weniger
oder gemischten Polyesters zugegeben weiden. Als i5 als 3,5 beträgt, kann eine ausreichende Zähigkeit und
derartige dritte Bestandteile können günstigerweise der gewünschte Young-Modul nicht erreicht werden,
Verbindungen mit einer funktioneilen Gruppe zur und andererseits wird, wenn das Streckverhältnis den
Bildung eines zweiwertigen Esters verwendet werden, Wert 5 überschreitet, die anschließende Durchführung
beispielsweise Dicarbonsäuren, wie Oxalsäure, Bern- der Streckung in der Querrichtung schwierig. Aus den
steinsäurs. Adipinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, 2o vorstehend angegebenen Gründen ist es deshalb be-Terephthalsäure,
Naphthalin-2,7-dicarbonsäure und sonders günstig, wenn gemäß der Erfindung die Strek-Diphenylätherdicarbonsäuren
oder niedere Alkylester kung in der Maschinenrichtung bei einer Temperatur hiervon oder bekannte Verbindungen, wie zweiwertige im Bereich von 130 bis 150 C und bei einem Streck-Alkohole,
wie Propylenglykol und Trimethylenglykol. verhältnis von 4 bis 5 zu der ursprünglichen Länge
Weiterhin kann das Polyäthylen-2,6-naphthalat oder 25 der ungedeckten Folie ausgeführt wird,
der modifizierte Polyester aus solchen bestehen. Nachdem die Folie in der Maschinenrichtung gederen endständige Hydroxyl- und/oder Carboxyl- streckt ist, erfolgt erfindungsgemäß deren Streckung gruppen durch monofunktionelle Verbindungen, wie in der Querrichtung bei einem Streckverhältnis von z. B. Benzoesäure, Benzoylbenzoesäure, Benzyloxy- 50 bis 90% und vorzugsweise 60 bis 70% von dembenzoesäure und Methoxypolyalkylenglykol gekappt 30 jenigen in der Maschinenrichtung bei einer Temperatur oder blockiert sind oder solche, die mit einer trifunk- im Bereich zwischen 3% oberhalb der übergangstemtionellen esterbildenden Verbindung innerhalb eines peratur der zweiten Ordnung des Polyäthylensolchen Betrages modifiziert sind, daß das erhaltene 2,6-naphthalats und 16O0C und weiterhin bei einer Copolymere praktisch linear ist. Temperatur, die die folgende Beziehung der Tempera-
der modifizierte Polyester aus solchen bestehen. Nachdem die Folie in der Maschinenrichtung gederen endständige Hydroxyl- und/oder Carboxyl- streckt ist, erfolgt erfindungsgemäß deren Streckung gruppen durch monofunktionelle Verbindungen, wie in der Querrichtung bei einem Streckverhältnis von z. B. Benzoesäure, Benzoylbenzoesäure, Benzyloxy- 50 bis 90% und vorzugsweise 60 bis 70% von dembenzoesäure und Methoxypolyalkylenglykol gekappt 30 jenigen in der Maschinenrichtung bei einer Temperatur oder blockiert sind oder solche, die mit einer trifunk- im Bereich zwischen 3% oberhalb der übergangstemtionellen esterbildenden Verbindung innerhalb eines peratur der zweiten Ordnung des Polyäthylensolchen Betrages modifiziert sind, daß das erhaltene 2,6-naphthalats und 16O0C und weiterhin bei einer Copolymere praktisch linear ist. Temperatur, die die folgende Beziehung der Tempera-
Weiterhin können die vorstehenden Polyester auch 35 tür T erfüllt:
Glanzbrechungsmittel, wie Titandioxyd, Stabilisa- 25 X - 770 η + 1200
< Γ < 22 X - 400 π + 700
toren, wie Phosphorsaure und phosphonge Saure, ~ ~~
und Ester hiervon und Zusätze, wie feinzerteilte Kiesel- worin T die Strecktemperatur (T) in der Querrich-
säure oder Chinaton, enthalten. tung, X das Streckverhältnis, womit der Film in der
Die vorstehend aufgeführten, im wesentlichen aus 40 Querrichtung gestreckt wird, und π den Refraktions-
Äthylen-2,6-naphthalateinheiten aufgebauten Poly- index in Richtung der Stärke der Folie bedeuten,
meren werden im Rahmen der Erfindung als Poly- deren Streckung in der Maschinenrichtung durch-
äthylen-2.6-naphthalat bezeichnet, und hiervon werden geführt »vurde, wie vorstehend angegeben,
diejenigen Naphthalatpolyester, deren Eigenviskosi- Der Grund zur vorstehend angegebenen Regelung
tat 0.35 oder mehr beträgt, verwendet. Solche mit 45 der Temperaturbedingung bei der Streckung in der
Eigenviskositäten niedriger als 0,35 sind nicht günstig, Querrichtung besteht darin, dali, falls die Streckung
da brauchbare Folien hiermit nicht erhalten werden bei einer Temperatur niedriger als 3° C oberhalb der
können. Als erfindungsgemäß verwendbare Polyäthy- Übergangstemperatur der zweiten Ordnung des PoIy-
len-2,6-naphthalate werden diejenigen mit Eigenvis- äthylen-2,6-terephthalats ausgeführt wird, eine KaIt-
kositäten von 0,50 bis 0,80 vom Gesichtspunkt der 50 Streckung stattfindet, die Anlaß zu einer trüben oder
Eigenschaften der erhaltenen Produkte als auch vom zu einer gebrochenen Folie gibt; wenn andererseits
Gesichtspunkt des Streckarbeitsganges besonders be- die Temperatur 160° C übersteigt, zeigt die Folie eine
vorzugt. Neigung zur unregelmäßigen Streckung, und weiterhin
Die Streckung in der Maschinenrichtung erfolgt lindoi eine Zunahme der Neigung zum Fließstrecker
bei einem Streckverhältnis von 3,5 bis 5 zu der ur- 55 statt, so daß es unmöglich wird, Folien mit ausgezeich
sprünglichen Länge der ungestreckten Folie bei einer neten mechanischen Eigenschaften zu erhalten.
Temperatur im Bereich zwischen 10 C oberhalb der Falls die Temperatur bei der Durchiührung dei
Ubergangstemperatur der zweiten Ordnung und Streckung in der Querrichtung den Wert vor
170 C. Das bevorzugte Streckverhältnis, womit der (22 X - 40On + 70O)0C übersteigt, gibt sogar ein<
Film in der Maschinenrichtung gestreckt wird, be- r» geringfügige Änderung der Stärke der ungestreckter
trägt 4 bis 5 zur ursprünglichen Länge der ungestreck- Ausgangsfolie Anlaß zu markanten Stärkeänderunget
ten Folie, und besonders günstige Ergebnisse werden der gestreckten Folie, und bisweilen wird eine biaxia
erhalten, wenn die ungestreckte FToiie bei einer Tem- orientierte Folie erhalten, bei denen gestreckte um
peratur im Bereich von 130 bis 150nC und bei einem ungestreckte Teile gleichzeitig vorhanden sind. Fall
Streckverhältnis von 4 bis 5 zu der ursprünglichen 65 andererseits diese Temperatur bei der Durchführun|
Länge gestreckt wird. der Streckung in der Querrichtung niedriger al
Der Grund, weshalb Temperatur und Streck verhält- (25 X - 770 η + 1200)°C liegt, werden die erhaltene!
nis in der vorstehend angegebenen Weise gewählt Folien entweder trübe oder es findet Bruch statl
Deshalb ist die Temperatur bei der Durchiuhrung der Streckung in der Querrichtung üblicherweise eine
im Bereich von 120 bis 140 C, die weiterhin die vorstehend angegebene Beziehung erfüllt.
Falls das Streckverhältnis beim Strecken in der Querrichtung weniger als 50% ces Wertes beim
Strecken in der Maschinenrichtung wird, wird die Reißfestigkeit in der Maschinenrichtung der erhaltenen
Folie niedrig, und die Folie zeigt eine Neigung zur Biegung (Beugung) in der Querrichtung, während
andererseits, wenn das Streckverhältnis größer als 90%
des Wertes wird, womit sie in der Maschinenrichtung gestreckt wurde, Young-Modul und Zugfestigkeit
der erhaltenen Folie in der Maschinenrichtung niedrig werden, wodurch die Erzielung einer Folie mit ausgezeichneten
Eigenschaften in der Maschinenrichtung direkt nach den zweistufigen Streckverfähren, wie es
die Aufgabe der Erfindung darstellt, nicht erhalten werden kann. Aus den vorstehenden Gründen ist es
von besonderem Vorteil, wenn die Streckung in der Querrichtung so durchgeführt wird, daß das Streckverhältnis
60 bis 70% des Wertes betragt, womit sie in der Maschinenrichtung gestreckt wurde.
Wenn weiterhin gemäß der Erfindung die nach der Durchführung der vorstehend angegebenen zweistufigen
Streckung in der Maschinenrichtung und der Querrichtung erhaltene biaxial orientierte Folie
weiterhin bei einer Temperatur im Bereich von 170 bis 25O°C und vorzugsweise 180 bis 230 C wärmebehandelt
wird, wird die Wärmeschrumpfung der biaxial orientierten Folie gering, und ihre thermische Stabilität
wird verbessert. Die Wärmebehandlung kann durchgeführt werden, indem die biaxial orientierte Folie
einer Atmosphäre mit der vorstehenden Temperatur, beispielsweise während etwa 2 Sekunden bis 5 Minuten,
und vorzugsweise etwa 4 bis 60 Sekunden ausgesetzt wird. Wenn die Wärmebehandlungstemperatur
höher als der vorstehend angegebene Bereich liegt. zeigt sich eine Zunahme zur Stärkeveränderung der
Folie, und weiterhin tritt der Nachteil auf, daß die Molekularorientierung der Folie gestört wird, so daß
ein Abfall des Young-Moduls verursacht wird. Falls andererseits die Temperatur der Wärmebehandlung
niedriger als vorstehend angegeben ist, werden die Wirkungen der Wärmebehandlung nicht in vollem
Ausmaß gezeigt. In jedem Fall der Anwendung von höheren oder niedrigeren Temperaturen als angegeben können günstige Ergebnisse nicht erhalten
werden.
Durch diese zweistufige Streckung der ungestreckten Folie in der Maschinenrichtung und in der Querrichtung
in der angegebenen Reihenfolge und weiterhin anschließender Wärmebenandlung können Polyüthylen-2,6-naphthalatfolien
mit kleiner Wärmeschrumpfung, großer thermischer Stabilität und geringem Betrag der Slärkeväriierung bowie mit den weiteren vorstehend
aufgeführten ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften erhalten werden. Weiterhin besitzen
ίο die gemäß der Erfindung erhaltenen Folien eine ganz
ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Hydrolyse.
Deshalb finden die erfindungsgemäß erhältlichen Folien eine weite Anwendung für solche Zwecke, wie
Trägermaterialien Tür magnetische Aufzeichnungs-
«5 bänder, beispielsweise elektrische Isoliermaterialien,
wie Abdeckbänder für e-ektrisch leitende Drähte, und
Klebebänder sowie für verschiedene Arten von kontinuierlichen Folien.
Die angegebenen Meßwerte wurden aufdie folgende
ίο Weise erhalten:
Eigenviskosiläl
Die Eigenviskositat wird aus folgender Gleichung
Die Eigenviskositat wird aus folgender Gleichung
berechnet:
Eigenviskositat = limit —J- <
c—0
c—0
worin C die Konzentration des Polymeren in g/100 ml Lösungsmittel und /,r die bei 35°C bestimmte relative
Viskosität bedeutet. Das hier verwendete Lösungsmittel bestand aus einem Gemisch von 6 Teilen Phenol
und 4 Teilen ortho-Dichlorbenzol (auf das Gewicht bezogen).
Refraktionsindex
Die Bestimmung erfolgte mit einem Licht einer Wellenlänge von 589 πΐμ (Mittelpunkt der D-Linie)
bei einer Temperatur von 20° C unter Anwendung eines Abbe-Refraktometers.
Veränderung der Filmstärke
Ein Film, von dessen beiden Kanten ein 7-cm-Streifen abgeschnitten worden war, wurde hinsichtlich der
Stärke über die gesamte Breite der Folie mittels eines Stärkemessungsgerätes mit /J-Strahlen kontinuierlich
gemessen. Der Wert der Stärkevariierung wurde, wie folgt, aus den Maximalwerten und Minimalwerten
der Stärke erhalten:
„ .. , .. maximale Stärke — minimale Stärke ,—,„,
Starkevanierung = · 100%.
Gesamtstärke
Wärmeschrumpfung
Ein Film mit der ursprünglichen Abmessung /0
wurde während eines vorgeschriebenen Zeitraums in einem Ofen vom Heißluft-Typ mit konstanter Temperatur
im freien Zustand stehengelassen, worauf die Abmessung /, der Folie bestimmt wurde. Der Wärmeschrumprungswert
wurde dann, auf folgende Weif erhalten:
Zugfestigkeit beim Bruch, Bruchdehnung,
Young-Modul und Spannung bei 5% Dehnung
Young-Modul und Spannung bei 5% Dehnung
Wärmeschrumpfung =
100%.
Diese Werte wurden nach den folgenden Methoden in einer Atmosphäre von 23°C und 65% relativer
Feuchtigkeit unter Anwendung eines Instron-Zugmeßgerätes gemessen:
Verfahren A
Form des Probestückes Rechteck (15 cm lang,
1 cm breit)
Abstand zwischen den
Abstand zwischen den
Greifern zu Beginn des
Versuchs 10 cm
Beanspruchungsausmaß 10 cm/min
Verfahren B
Form des Probestückes Hantel (Gesamtlänge
K) cm. Länge des
engen Teiles 4 cm.
Breite des (iriffteiles s 2 cm. Breite des engen Teiles I cm)
Abstand /wischen ilen
Greifern /u Beginn des
engen Teiles 4 cm.
Breite des (iriffteiles s 2 cm. Breite des engen Teiles I cm)
Abstand /wischen ilen
Greifern /u Beginn des
Versuches 5 cm
Spannungsgeschwindig-
keii 2 cm min
Andererseits erfolgte die Bewertung der Streckfähigkcil in den Beispielen nach folgenden Standard- 1^
werten:
A. Streckung findet offensichtlich einheitlich stall.
B. Gemeinsames Vorliegen von gestreckten und unucslrcckten
I eilen wird in der Folie beobachtet.
und dadurch ist Nicht-Hinheitliclikeit /u erkennen.
C Bruch odor htUglasimg findet während des Streckarbeilsuanues
statt.
Beispiele I bis 6
und Yergleiclisvcrsuchc 1 bis 6
und Yergleiclisvcrsuchc 1 bis 6
r.i'T ungestreckie Folie von 2(X) y. Stärke und 40cm
Breite wurde unter Verwendung von Polyälhylcn-2.6-naphthalal
mit einer Eigenviskosität von 0.70 liergeslellt und zunächst in einem Sireckverhältnis
von 3.5. 4.0 oder 4.5 in der Masdiinenrichlung bei 130 C gestreckt', worauf sie in einem Streckverhältnis
von 3.0 in der Querrichtung unter Variierung der Strccklcmperalnr gestreckt wurde, wobei die in der
nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführten Beziehungen /wischen Strecktemperatur, Streckbarkeit und Filmeigenschaften
erhalten wurden.
Slrci:k\cih;illiiis in | Rcfrakiionsinde\ in | S1VC C KIC 111 pc Γ. 11 ti I in ιΐι*Γ ί liit'i't'tt'litiiHt1 |
Mreckh.irkeil beim | Sliirkcvariicrunj.- | |
ilcr Maschinen- | RiihliuiL' iltr Stärke | III Uli V^'LILI I ILIIlIiIIl. | Si recken in dci | in der Querrichtung | |
\ CI'Mlchs-Nl | 1 it-lit mill | 11.ich Sircfkiiiij; | ( (I | OucmchUmi! | der erhaltenen Folie |
in der Maschinen- | IH) | <%l | |||
3,5 | richtung | 120 | C | ||
Vergleich I | 3,5 | 1.550 | 130 | Λ | 4 3 |
Beispiel 1 | 3.5 | 1.550 | 150 | A | ± 5 |
Beispiel 2 | 3,5 | 115 | A | -t2() | |
Vergleich 2 | 4,0 | 125 | C | ||
Vergleich 3 | 4,0 | 135 | A | ύ 4 | |
Beispiel 3 | 4,0 | 155 | A | -I 5 | |
Beispiel 4 | 4,0 | 115 | A | ±23 | |
Vergleich 4 | 4,5 | 120 | C | ||
Vergleich 5 | 4.5 | 140 | A | j 3 | |
Beispiel 5 | 4.5 | 160 | A | ±6 | |
Beispiel 6 | 4.5 | B | ±35 | ||
Vergleich 6 | |||||
1.550 | |||||
1.550 | |||||
,535 | |||||
,535 | |||||
,535 | |||||
,535 | |||||
.525 | |||||
,525 | |||||
,525 | |||||
.525 | |||||
Aus den vorstehenden Werten ergibt es sich, da(3 im
Fall der gemäß den Beispielen 1 bis 6 erhaltenen Folien, die den erfindungsgemüßen Bedingungen hinsichtlich
der Temperatur beim Strecken der Folie in der Querrichtung entsprechen, deren Streckverhaltcn
gut war und die Stärkevariierung gering war. Im Gcgensatz hierzu war im Fall der beiden Vergleichsversuche
2 und 4, die den Bedingungen der Erfindung hinsichtlich der eingesetzten Temperatur beim Strckken der Folien in der Querrichtung nicht entsprechen.
die Stärkevariierung der erhaltenen Folien übermäßig hoch, obwohl sie offensichtlich einheitlich gestreckt
werden konnten. Es mangelt ihnen deshalb die Brauchbarkeil. Hinsichtlich des beim Vcrgleichsversuch
6 erhaltenen Filmes ist dessen schlechte Streckbarkeil offensichtlich. Im Fall der Vergleichsversuche 1,
3 und 5 konnte eine Messung der Stärkevariierung nicht erfolgen, da die Folien während des S treck arbeitsganges
brachen.
Beispiele 7 bis 16 und Vergleichsversuche7 bis 11
Nach der Trocknung von Pellets aus Polyälhylen-2,6-naphthalat mit einer Eigenviskosität von 0.64.
die 0,125% Chmaton enthielten, in einem Heißlufttrockner während 3 Stunden bei 165 C wurden die
Pellets geschmolzen und bei 30ff C durch eine T-Düse extnidiert, worauf abgekühlt und auf einer
Kühllrommel {Temperatur 70 C) verfestigt wurde, wobei eine nichtgestreckte Folie mit einer Stärke von
180 μ und 50 cm Breite erhalten wurde. Die auf diese
Weise erhaltene mchlgestreckle Folie wurde in der Maschinenrichlung in Streckverhältnissen von 3.5.
4,0. 4.5 oder 4.7 gestreckt und anschließend in Querrichtung unter den in Tabelle U aufgeführten Bete dingungen unter Abänderung des Streckverhältnisses
gestreckt. Daran schloß sich in sämtlichen Fällen eine Heißbehandlung während lOSekunden bei 210 C
an. Die Beziehung zwischen dem Streckverhältnis bei der Streckung der Folie in der Maschinenrichtung.
dem Streckverhältnis bei der Streckung der Folie in der Querrichtung, den Streckeigenschaflen und den
Eigenschaften der Folie ist aus Tabelle Il erskfttlich.
609639/369
10
Slrci k\ci - | SlrCL'k\\.! - t» I I r " ι > In |
Sircik- | /ii'jk'Mi^keil heim | I I) ι | Ί nun;!.' | UihIiiIM | KcilllcsliukeH | l.lnlTl | Sliirke- | |
h.illnis in | 11,ItUi IN Hl | icninci.iliu | Hl IkIl-I | 2400 | I I)' I | ν.ιιίιιτκημ | ||||
Vcrsuchs-Nr | tit I (.MIt1I - 1 ii ΙϊΙΙΙΠ1.' |
Hl lld | 2690 | Ik;^ | irr ι | 11 line | 0.58 | in der | ||
m linien- ik hum ' |
i.)ik-i- i κhiiiii'. |
lk ' L 111' I | 2900 | Ml)-I | I I) * ι | \ll) 'I | 0.49 | Quer richtung |
||
3.1 | I I I | \ll)'l | I 800 | 67 (KK) | SU)OO | 0.44 | 0.44 | ι "«ι | ||
Beispiel 7 | 3,5 | 3.5 | 120 | 3(KK) | 2(X)O | (i2(H)0 | 61 (XK) | 0.51 | 0.71 | ι 3 |
Vergleich 7 | 3.5 | 3.8 | 125 | 2"75O | 2200 | 59 (X)O | 64(K)O | 0.55 | 0.66 | . 1 |
Vergleich 8 | 3.5 | 2.5 | 130 | 2580 | 2500 | 70(K)O | 48(X)O | 0.30 | 0.55 | ι 2 |
Beispiel 8 | 4.0 | 3.3 | 118 | 3300 | 1400 | (ti 500 | 52(XX) | 0,38 | 0.50 | ι 3 |
Beispiel 9 | 4,0 | 3.6 | 125 | 32(X) | 19(K) | 68 (X)O | 55 000 | 0.45 | 0.82 | ! 3 |
Beispiel IO | 4.0 | 3.8 | 130 | 3100 | 2380 | 64 (X)O | 58 0(X) | 0.45 | 0.68 | t.2 |
Vergleich 9 | 4.0 | 2.0 | 140 | 2800 | 2450 | 90 (K)O | 38(X)O | 0.19 | 0.60 | l 2 |
Vergleich 10 .... | 4.5 | 2.5 | 120 | 3800 | 15(K) | SS(X)O | SO(XK) | 0,30 | 0,59 | : 8 |
Bcisniel 11 | 4.5 | 2,8 | 125 | 3680 | 1950 | 79 (X)O | 55 (XX) | 0.35 | 0.79 | ι 4 |
Beispiel 12 | 4.5 | 3.0 | 130 | 3550 | 2290 | 75(X)O | 57 000 | 0.40 | 0.69 | I 3 |
Beispiel 13 | 4.5 | 1 Ί | 130 | 3450 | 24(X) | 92(X)O | 36 (XX) | 0.20 | 0,62 | ι 3 |
Vergleich 11 ... | 4.7 | 2.5 | 120 | 39(K) | S 5 (X)O | 52(X)O | 0.31 | 0,59 | LlO | |
Beispiel 14 ... | 4,7 | 30 | 125 | 3850 | X2(K)0 | 58 (XX) | 0,36 | t4 | ||
Beispiel 15 ... | 4.7 | 3.3 | 130 | 3500 | 78 (X)O | 60 000 | 0,39 | t 3 | ||
Beispiel 16 | 4,7 | 135 | 3430 | i 2 | ||||||
*| Bestimmt gemäU Methode A.
**! Ml) = Müschincnhchliing: Tl)
**! Ml) = Müschincnhchliing: Tl)
Querrichtung
Wie sich aus den vorsiehenden Ergebnissen zeigt. wurden im Fall der Folien der Vergleichsversuche 7,
8 und 9, wobei die Filme in der Querrichtung in Streckverhältnissen von mehr als 9O0O der Streckverhältnisse
in der Maschinenrichtung gestreckt wurden, die Werte des Young-Moduls in der Maschinenrichtung
unzufriedenstellend. Wie sich weiterhin für den Fall der Folien der Vergleichsversuche 10 und 11
ergibt, wobei die Folien in der Querrichtung in
Streckverhältnissen von weniger als 50% der Slreckveihültnisse
in der Maschinenrichtung gestreckt wurden, wurde die Reißfestigkeit in der Maschinenrichtung
äußerst schlecht. Im Gegensatz hierzu zeigten die Folien der Beispiele 7 bis 16 gemäß der Erfindung einen
ausgezeichneten Young-Modul in der Maschinenrichtung sowie eine ausgezeichnete Reißfestigkeil
in der Maschinenrichtung und eine Einheitlichkeit der Stärke in der Querrichtung.
Vergleichsversuche 12 bis 19
Ein Polyäthylenterephthalat mit einer Eigenviskosität von 0,65, bestimmt bei 35 C in einer Lösung in
o-ChlorpheiU'l. wurde bei einer Temperatur von 280 C
durch eine T-Düse schmelzextrudiert und abgekühlt und auf einer bei 40 C gehaltenen Kühltrommel verfestigt
und dadurch eine ungestreckie Foüe in einer Stärke von 200 μ und einer Breite von 40 cm hergestellt.
Die dabei erhaltene Folie wurde dann einer aufeinanderfolgenden biaxialen Streckung unter den in
Tabelle III angegebenen Bedingungen, vgl. zum Beispiel deutsche Patentschrift 1 239 840, in der Maschinenrichtung
und in der Querrichtung in der angegebenen Reihenfolge unter Anwendung einer
üblichen Vorwärtsstreckmaschine und eines Spanngerätes unterworfen. Die Beziehungen zwischen den
Streckbedingungen in der Maschinenrichlung und der Querrichtung und der Streckbarkcii und der
Eigenschaften der erhaltenen Folie sind aus Tabelle 111
zu entnehmen.
Streckung in il ruh i ctnix.'1-ii tti |
er Miischincn-
ting |
Tabelle III | r Querrichtung | Sireckturkcn |
SUirkev.iriicrung
in der Querrichtung |
|
Vergleichs -
λ ersuch |
I Cl | Streckverhältnis |
SirecLung in de
1 einper.iiiir |
Streckverhältnis | ("öl | |
85 | 3,5 | I M | 3.0 | A | ±10 | |
12 | 85 | 3.8 | 100 | 3.3 | A | ±15 |
13 | 90 | 4,0 | IGO | 3.4 | A | ±20 |
14 | 90 | 4,5 | 100 | Z5 | B | gleichzeitig ungestreckte |
15 | UO | Teile vorhanden | ||||
90 | 4,5 | Z8 | B | ebenso | ||
16 | 90 | 4,5 | 110 | 3.0 | B | ebenso |
17 | 90 | 4.5 | 110 | 3.6 | B | ebenso |
18 | 90 | 4.5 | 110 | 4.0 | C | |
, 19 | 110 |
Es ergibt sich aus den vorstehenden Weilen, daIi.
falls bei der Durchführung der aufeinanderfolgenden bia.xialen Streckung einer ungcstrecktcn Folie aus
Polyethylenterephthalat in der Maschinenrichlung
und Querrichtung die Folie in der Querrichtung in einem Streckverhältnis von weniger als 90"« von demjenigen
der Streckung in der Maschinenrichlung gestreckt wird, entweder die Stärkevariierung zunimmt
oder die Einheitlichkeit der Streckung nicht er/ielt
wird'.
Beispiele 17 und IS
und Vcrgleichsversuehe 20 bis 24
und Vcrgleichsversuehe 20 bis 24
Eine ungestreckte Folie aus Polyethylenterephthalat (PET), die wie bei Vergleichsversuch 12 hergestellt
worden war, wurde biaxial unter den in Tabelle IV aufgeführten Bedingungen aufeinanderfolgend in der
Maschinenrichtung und in der Querrichtung in der angegebenen Reihenfolge gestreckt, woran sich eine
erneute Streckung in der Maschinenrichtung anschloß, \gl. /um Beispiel USA.-Patentschrift 3 177277, und
dann der auf diese Weise gestreckte Film einer Wärmebehandlung /.ur Herstellung einer tensilierten Folie
(darunter wird eine Folie verstanden, die zuerst in Querrichtung und dann in Längsrichtung gestreckt
wurde, vgl. zum Beispiel französische Patentschrift 1 239 333) unterzogen wurde. Getrennt wurde eine
ungestreckte Folie aus Polyäthylen-2,6-naphthalat
ίο (PEN), hergestellt wie im Beispiel 7, unter den in
Tabelle IV aufgeführten Bedingungen aufeinanderfolgend in der Maschinenrichtung und der Querrichtung
in der angegebenen Reihenfolge gestreckt und anschließend einer Wärmebehandlung unterworfen,
wobei eine orientierte Folie mit hoher Zugfestigkeit und hohem Young-Modul in der Maschinenrichtung
erhalten wurde, die weiterhin eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität besaß. Die Eigenschaften
der einzelnen auf diese Weise hergestellten Folien sind in Tabelle V zusammengefaßt.
Tabelle IV Streck bedingungen
l'oh niere | Slieckiiny | Sl I eck \ Cl - | Slice | < Mill! | Hrncuics Slrecken in | Sireckxcr- | W,Il IIILlX.- luiniilunjiN- |
|
VerMichs-Nr. | in M.i-chincnrichuiivj | luiliniN | in Ouer | ich! Uli:! | M;i^ch incur ichin ii'j | hiillnis | lcniperiilur | |
i cniix-'r.ilui | 3.6 | I cniper.ilii! | Slreckxcr- | lentper.iuii | 1,4 | ( Cl | ||
PET | I Cl | 3,4 | 1 ( I | li.il lim | I t't | 1,5 | 190 | |
Vergleich 20 .... | PET | 90 | 3.5 | 110 | 3,6 | 170 | 1,4 | !90 |
Vergleich 21 .... | PET | 90 | 3,6 | 110 | 3,6 | 170 | 1,3 | 200 |
Vergleich 22 .... | PET | 90 | 4,0 | 110 | 3,6 | 170 | — | 205 |
Vergleich 23 .... | PET | 90 | 4,5 | 110 | 3,6 | 170 | 200 | |
Vergleich 24 ... | PEN | 90 | 4.7 | !00 | 3.7 | — | — | 200 |
Beispiel 17 | PEN | 130 | 125 | 2,8 | 200 | |||
Beispiel 18 | 135 | 130 | 3,0 | |||||
Tabelle V
Folieneigenschaften (Maschinenrichtung)
Folieneigenschaften (Maschinenrichtung)
Vci Miihs-Ni. | Sp;iiiniini! bei 5"» Dehnung*! Ik^ curl |
Yoiiiia-Moiliil*)
lka curl |
/uiifesliükeil
Ix'im Bruch" I (ki! cnrl |
Briiclulehntiiii:*!
I "..I |
Wärme- SL-hnimpfimu**) l"..| |
Vergleich 20 Vergleich 21 Vergleich 22 Vergleich 23 Vergleich 24 Beispiel 17 Beispiel 18 |
1800 1780 1500 1520 1300 2080 2100 |
74000 73 000 60 000 63 000 53 000 79 000 80000 |
3600 3400 3000 2980 2950 3500 3480 |
60 63 80 78 HO 40 38 |
9,0 8,8 3,7 3,9 3,0 3,1 3,2 |
*l Bestimmt gemäß Methode A
**) Wärmeschnimpfungd Stunde. 150 C").
Wie sich aus Tabelle V fiir den Fall von Poly
ethylenterephthalat ergibt, hatte eine hieraus unter den zur Erhöhung von Zugfestigkeit, Young-Modul
und Spannung bei 5% Dehnung geeigneten Bedin gungen hergestellte Folie (Vergleichsversuchc 20. 211
eine sehr hohe Wärmeschrumpfung in Maschinenrichtung, so daß eine Schrumpfung oder ein Abfall der
Produktivität während der Stufe des Uberziehens der magnetischen Schicht hervorgerufen wird. Deshalb
sind diese Folien für diesen Zweck nicht günstig. Andererseits wurde die unter solchen Bedingungen,
daß die Wärmeschrumpfung in der Maschinenrichtung verringert wird, hergestellte Folie untersucht undzeigte
eine niedere Zugfestigkeit, niederen Young-Modul und niedere Spannung bei 5% Dehnung in der Maschinenrichtung.
Deshalb sind durch Aufziehen einer magnetischen Schicht auf diese Folie erhaltene magnetische Bänder unzureichend hinsichtlich ihrer
mechanischen Dimensionsstabilität. Weiterhin wären im Fall einer Folie, die lediglich biaxial aufeinander-
folgend in der Maschinenrichtung und der Querrichtung gestreckt wurde und anschließend uärmebehandelt
wurde (Vergleichsversuch 24). Zugfestigkeit. Young-Modul und Spannung bei 5% Dehnung äußerst
schlecht.
Beispiele 19 bis 26
Eine wie im Beispiel 7 hergestellte ungcsirccktc Folie unter Verwendung eines Polyäthylen^.6-naph-
Ihalats mit einer Eigcnviskosiläl von 0.54 wurde /.unächst
in einem Streckverhältnis von 4,5 bei 140 C
in der Maschinenlichtung und dann in einem Streckverhältnis
von 2.S bei I 30 C in der Querrichtung gestreckt, worauf sie bei den in der Tabelle Vl angegebenen
Werten von Temperatur und Zeit wärmcbchandcll wurden. Die Beziehungen zwischen den
Wärmcbchandlungsbedingungen und den Eigenschaften der erhaltenen Folien sind aus Tabelle Vl zu entnehmen.
Wiirinc- | W.iinic- | IO | Bedingungen dei | /u.· Io | igkeit | I)-I | II) ι | 1I ικιημ- | Vl.uliil51 | W.! | nie | |
Beispiel | neliand- | beliand- | 20 | Spannung | beim U | imh ι | beim Bruch ι | SS | sehnim | ι|{ΜΙί' I | ||
Nr. | Itings- | Ιπη·· | S | I k 'J | •in I | |||||||
leinpe- r.iltir |
/eil | 10 | I k *_■ | -in Ί | ("..I | Ml | Ml)- ι | II) I | I" | ..I | ||
ι C) | (Sck I | 10 | Ml)** ι | II) ; ι | Mir-·) | Ml | S(IlKHl | 4S(KKI | Ml) ι | II)«'I | ||
19 | keine | Wärmc- | 343(1 | 22(Hi | K) | f)5 | \u | |||||
behandlung | 5 | unter Spannung | ui | 7X90(1 | 51(KKI | |||||||
20 | 17(1 | 5 | desgl. | 34S(I | 224(1 | 32 | ?() | 79(XK. | 50 5(K) | S.4 | 3.S | |
21 | 170 | desgl. | 347(1 | 22Wl | 33 | 7S S(Ki | S5IKKI | 4.7 | 1.3 | |||
τ» | 210 | sprechend | desgl. | 35IK) | 239(1 | 40 | 7(1 | 7X500 | 55 SIKI | 1.3 | 2.0 | |
23 | 210 | unter .3% Schrumpfung | 352(1 | 2.1K0 | 42 | 73 | 7H 7(Hi | ^5 4(Xt | .1.1 | 1.9 | ||
24 | 210 | in der Querrichtung | .1510 | 24(X) | 41 | 1.2 | 0.5 | |||||
unter Spannung | 74(KHi | 59(MKI | ||||||||||
25 | 240 | unter 5°Ό Schrumpfung | 353Ii | 2W0 | 4-i | 74 .100 | 57(KK) | -l -J | 1.5 | |||
26 | 240 | in der Querrichtung | 352(1 | 23Wl | 44 | 2.1 | 0.2 | |||||
Verfahren Λ | ||||||||||||
*l Bestimmt ent |
·*) Schrumpfung (I Stunde. 150 C").
·♦*) MD = Maschinenrichlunp.TD = Querrichtung.
Beispiel 27 und Vergleichsversuch 25
Ein aus Polyäthylen-2.6-naphthalat mit einer liigenviskosität von 0,61 hergestellter ungesireckter Film
wurde in einem Streckverhältnis von 4.5 bei 130 C in der Maschinenrichtung und dann in einem Streckverhältnis
von 2,5 bei i20'C in der Querrichtung gestreckt, worauf der Film bei 230 C wärmebehandelt
wurde. Ein Vergleich der Eigenschaften der in dieser Weise erhaltenen Folie (Stärke 8 >i) und eines handelsüblichen
sehr dünnen tensilierten Polyäthylenterephthalallilmcs für magnetische Bandverwcndunj)
(Stärke 12 μ) ergibt sich durch die in Tabelle VIl aufgeführten
Werte.
Pol) meres | Spiiiiniiiu: bei 4"., | IU" ι | /uüfes | linken | nr'l | I X'hllUllL! | 11)) | Ynuna-MiMliil-l | L-ni Ί | |
Versuchs-Nr. | Dehnung | IHK) | beim Bruch11 | I l): ι | heim Brucrrl | 60 | ΊΟ-*) | |||
Iks: curl | (k;j | 1500 | Mir ι | 48 (X)O | ||||||
Polyäthylen- | Ml)* ) | 1000 | Mir-1 | Ml)* I | 80 | XOO(K) | ||||
Beispiel 27 | 2,6-naphthalat | 2000 | 3100 | 2300 | 40 | 44000 | ||||
Polyäthylen- | 62000 | |||||||||
Vergleich 25 | terephthalat | 1600 | 2500 | 50 | ||||||
*) Bestimmt entsprechend Verfahren B.
·) MD = Maschinenrichtung. TX) = Querrichtung.
Ein PolyäihylennaphtJialat mil einer Eigenviskosität
von 0,70, welches in üblicher Weise durch gemeinsame Kondensation eines Gemisches aus 90 Molprozent
Dimethyl-2,6-naphthalat und IO Molprozent
Dimethylterephthalat erhalten worden war, wurde durch eine T-Diise schmelzextrudiert und eine ungestreckte
Folie erhalten. Die dabei erhaltene unge streckte Folie wurde zunächst in einem Streckver
hältnis von 4,0 bei 140 C in der MaschinetiiriehWlnJ
und dann bei einem Streckverhältnis vOii 3,0 be
125 C in der Querrichtung gestreckt, wobei die «f
haltene Folie die in Tabelle VIII aufgeführten »SgBrt
schäften hatte:
15
Spannung bei 5% Dehnung (kg/cm5)*!
Zugfestigkeit beim Bruch (kg/cm1)*)
Dehnung beim Bruch (%)*) YouT-g-Modul (kg/cm2)*)...
Wärmeschrumpfung (2000C, I Minute) (%) ...
Masthincn-
1950
2
34
64
57 cokondensiert war, wurde bei 3000C durch eine
T-Düse extrudiert und eine ungestreckte Folie in einer
Quer- Stärke von 200 μ erhalten. Die dabei erhaltene unge-
richtung streckte Folie wurde zunächst in einem Streckverhält-
— S ms von 40 bei 1301C in der Maschinenrichtung und
dann in einem Streckverhältnis von 3,2 bei 128°C
in der Querrichtung gestreckt, worauf die Folie während 5 Sekunden bei 2300C wärmebehandelt wurde,
wodurch eine Folie mit den in Tabelle X aufgeführten ίο Eigenschaften erhalten wurde.
1
1
42
40000
61
·) Bestimmt entsprechend Verfahren B.
'5
Dann wurde diese Folie während 10 Sekunden bei 1900C wärmebehandelt, wobei die Eigenschaften der
Folie, wie aus Tabelle IX ersichtlich, verbessert wurden.
Maschinenrichtung
Spannung bei 5% Dehnung (kg/cm2)*)
Zugfestigkeit beim Bruch (kg/cm2)*)
Dehnung beim Bruch (%)*) Young-Modul (kg/cm2)*) ...
Wärmeschrumpfung (2000C, 1 Minute) (%) ...
♦) Bestimmt entsprechend Methode B.
Ein Polyäthylen-2,6-naphthalat mit einer Eigenviskosität
von 0,58, das mit 3 Molprozent Adipinsäure
1870
2
54
73
Qucr-
nchlun;:
1
I
61
45 Spannung bei 5% Dehnung
(kg/cm5)*)
(kg/cm5)*)
Zugfestigkeit beim Bruch
(kg/cm2)*)
(kg/cm2)*)
Dehnung beim Bruch (%)*)
Young-Modul (kg/i:nr)*) .. .
Wärmeschrumpfuna
(150° C, 1 Stunden %)...·
(150° C, 1 Stunden %)...·
*) Bestimmt entsprechend Methode Λ
Maschinenrichlung
1 560
3 ICO
65
65
67 500
1,2
Querrichtung
1 290
2 100
72
51 800
51 800
Beispiel 30
und Vergleichsversuch 36
und Vergleichsversuch 36
Ein aus Polyäthylen-2,6-naphthalat mit einer Eigenviskosität von 0,70 hergestellter ungestreckter Film
wurde zunächst in einem Streckverhältnis von 4,25 bei 1300C in der Extrudierrichtung (Maschinenrichtung)
und anschließend in einem Streckverhältnis von 3,0 bei 1300C in der Richtung von einem rechten
Winkel zu der Extrudierrichtung gestreckt, worauf die gestreckte Folie während 10 Sekunden bei 190° C
wärmebehandelt wurde. Die Hydrolysebeständigkeit
.4° der dabei erhaltenen Folie wurde mit derjenigen einer Polyäthylenterephthalatfolie verglichen und dabei die
in Tabelle XI enthaltenen Ergebnisse erhalten.
Tabelle XI Hydrolysebeständigkeit
Vcrsuchs-Nr.
Vergleich 26
Probestück
Polyäthylennaphthalalfolie
desgl.
desgl.
Polyäthylenterephthalatfolie
desgl.
desgl.
22 22 22
25 25 25 Versuchsbedingungen
Temperatur
I C)
I C)
160
186
210
186
210
160
186
210
186
210
Druck
(kg/cm2)
(kg/cm2)
10
20
20
10
20
20
Beibehaltung der Zähigkeit (%)
Spannung
bei 5%
Dehnung
110
140
110
100
100
Zugfestigkeit
beim Bruch
beim Bruch
85
135
60
135
60
90
60
Folie zerfiel
Dehnung
beim Bruch
beim Bruch
85
80
25
80
25
85
40
40
Das Verfahren zur Untersuchung der Hydrolysebeständigkeit wurde bei diesem Beispiel in folgender
Weise ausgeführt: Die Folie wurde in Bandform von 10 mm Breite spiralförmig um ein Metallrohr von
10 mm Durchmesser gewickelt und die Enden der Folie befestigt. Ein Autoklav von 1 1 Inhalt wurde
mit 100 ecm Wasser gefüllt und das vorstehende Probestück in der Weise eingebracht, daß die Folie
nicht in dem Wasser eingetaucht war. Der Autoklav wurde dann geschlossen und seine Temperatur auf die
angegebene Temperatur in konstanter Geschwindigkeit von 3°C/min erhöht. Nach Erreichung der ange-
609639/369
gebenen Temperatur wurde der Autoklav von Dumpf
befreit und das Probestück entnommen und die mechanischen Festigkeitseigenschaften entsprechend
der Methode A bestimmt.
Eine 75 u starke P<Myäthylen-2,6-naphthalatfolie
wurde durch Extrudieren eines Polyäthylen-2.6-naphthalats
mit einer Eigenviskosität von 0,53 durch eine flache Düse, Streckung der erhaltenen Folie in der
Maschinenrichtung bei 140 C in einem Streckverhältnis von 3,8, dann in der Querrichtung von 3,4
bei 13O0C und anschließende Wärmebehandlung der
Folie während 5 Sekunden bei 230 C hergestellt. Es wurde ein beschleunigter Wärmeschädigungsversuch
mit der dabei erhaltenen Folie durchgeführt, indem sie in freiem Zustand in Luft von unterschiedlichen
Temperaturhöhen stehengelassen wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle Xl I gezeigt.
Da es sich bei diesem Versuch herausstellte, daß die Folie voll als Material gemäß Klasse F der thermischen
Klassifizierung für elektrische Isolierung verwendbar war, wurde der Motoi ette-Test durchgeführt. Die
Ergebnisse des Motorclte-Testes zeigten, daß die Folie
eine ausreichende Beständigkeit gegenüber den Kreisläufen der Erhitzung. Vibrierung und Hygroskopizität
während 3Tagen bei 240 C, 10Tagen bei 220"C
und 30 Tagen bei 200 C halte. Der Versuch belegt, daß die Folie bei 175 bis 195 C während mehrerer
Jahre verwendet werden kann.
Tabelle XU Grundeigenschaften nach 30 Tagen bei 230"C*)
higcnsc ruften
Spezifisches Gewicht
Kristallinitätsgrad. ..
Kristallinitätsgrad. ..
Zugfestigkeit beim Bruch.
Dehnung beim Bruch
Dehnung beim Bruch
Young-Modul
Dielektnzitätsfestigkeit...
Volumenwiderstand ....
Dielektrizitätskonstante .
Dielektrizitätskonstante .
Dielek t rizitätskraft fak tor
Anf.mp-wert | Wert der | Bemerk urjicn | |
iinheit | Eigenschaften nach W T.ijicn |
||
1.362 | he. :n> c | ||
44 | 1.370 | Dichte-Methode bestimmt | |
% | 55 | nach Methode B | |
21(X) | |||
kg/cm2 | 70 | 1970 | desgl. |
% | 50 700 | 49 | desgl. |
kg,,cnr | 205 | 74 000 | Kurzzeitversuch |
kV mm | 215 | (ASTM D-149) | |
1,5- 1016 | 1-min-Wert bei 20° C | ||
U cm | 3,21 | 1,2· 101(1 | bei 100X60 HZ |
— | 6.5· 10 3 | 2,80 | desgl. |
5.4· IO3 | |||
·) Ofen vom Heißluft-Typ mil konstanter Temperatur verwendet
Wenn zum Vergleich eine Polyäthylenterephthalatfolie
thermisch unter den vorstehend angegebenen Bedingungen geschädigt wurde, wurde die Folie zu
brüchig, um ihre mechanischen oder elektrischen Eigenschaften zu bestimmen.
Wie sich aus den vorstehenden Tabellen V und VI ergibt, ist es gemäß der Erfindung möglich, eine biaxial
orientierte Folie zu erhalten, deren Spannung bei 5% Dehnung, Zugfestigkeit beim Bruch und
Young-Modul sehr hoch sind und deren Wärmeschrumpfung
sehr niedrig ist in der Maschinenrichtung, wenn biaxial eine ungestreckte Folie aus PoIyäthylen-2,6-naphthalat
in der Maschinenrichtung und in der Querrichtung in der angegebenen Reihenfolge
gestreckt wird. Wie sich weiterhin aus Tabelle 11 ergibt, haben diese biaxial orientierten Folien, die
erfindungsgemäß erhalten werden, höchstens einen geringen Betrag der Stärkevariierung. Deshalb weisen
die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Folien eine Spannung bei 5% Dehnung, eine
Zugfestigkeit beim Bruch und einen Yoiing-Modul
auf, die hoch sind, selbst wenn die Folie dünn ist. und sie können deshalb zufriedenstellend in der Praxis
verwendet werden.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Folien besitzen besondere Vorteile, wenn sie
als Grundträger für magnetische Aufzeichnungsbänder veirwendet werden. Beispielsweise kann ein magnetische!;
Aufzeichnungsband durch Ausbildung einer dünnen Schicht von magnetischen Teilchen auf der
Oberfläche dei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Folien erhalten werden. Die erfindungsgemäßen
Folien haben, wie sich aus den vorstehenden Beispielen ergibt, eine geringe Wärmeschrumpfung.
Das erweist sich als sehr günstig, da die Schrumpfung der Grundfolie während des Verfahrens
zur Ausbildung der dünnen Schicht aus magnetischen Teilchen hierauf verhindert wird. Die erhaltenen
magnetischen Aufzeichnungsbänder besitzen, wie vor-
stehend ausgeführt, überlegene physikalische Eigenschaften in der Maschirienrichtung, selbst wenn die
Grundfolie dünn ist. Da die Folien eine hohe Spannung bei 5% Dehnung und einen hohen Young-Modul
besitzen, erfolgt insbesondere keine Verformung oder Verzerrung der Aufzeichnung, selbst wenn sie augenblicklich
einer beträchtlich hohen Spannungskraft ausgesetzt werden. Da weiterhin diese Folien die vorstehend
angegebenen ausgezeichneten Eigenschaften besitzen, die ihre zufriedenstellende Verwendung als
Grundträger für magnetische Aufzeichnungsbänder möglich machen, selbst wenn sie dünner sind als die
üblichen Folien, kann entweder der Aufzeichnungszeitraum mit einer Packung der gleichen Größe verlängert
werden oder die Packung kann kleiner gemacht werden, falls die erfindungsgemäßen Folien als
Grundträger zur Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsbandes verwendet werden. Somit erbringen
die erfindungsgemäßen Folien große Vorteile.
Weiterhin können Folien, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind, (Qr verschiedene
dekorative oder technische Gebrauchszwecke durch Elektroplaltierung oder Dampfäbscheidung eines Metalls
hierauf oder durch überziehen mit Metallpulvern
unter Anwendung von Klebstoffen verwendet
werden. Andererseits können die mit Metall überzogenen Folien zu Fasern geformt werden und für
dekorative oder elektrisch leitende Fasern verwendet werden, von denen eine hohe Zugfestigkeit und hoher
S Young-Modul in der Maschinenrichtung gefordert
wird.
Claims (3)
1. Verfahren beim Herstellen einer biaxial orientierten Polyäthylen-2,6-naphthalatfolie bei
dem die ungestreckte Ausgangsfoüe, die im wesentlichen ausÄthylen-2,6-naphthalateinheiten besteht,
oberhalb der Übergangstemperatur der 2. Ordnung in der Folienebene in Längs- und dann in
Querrichtung gestreckt wird, und zwar in Längsrichtung mit einem Streckverhältnis von mindestens
3,5, bezogen auf die ursprüngliche Länge der ungestreckten Ausgangsfolic, und in Querrichtung
bei einer anderen Temperatur und mit einem kleineren Streckverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer
Polyäthylen-2,6-naphthalatausgangsfolie mit einer Eigenviskosität von mindestens 035 die Längsstreckung
bei einer Temperatur im Bereich zwischen 10" C oberhalb der Übergangstemperatur
der 2. Ordnung des PoIyäthylen-2.6-naphthalats und 1700C und die Querstreckung mit einem
Streckverhältnis von 50 bis 90% des Streckverhältnisses in Längsrichtung bei einer Temperatur
im Bereich zwischen 3'C oberhalb der Ubergangstemperatur der 2. Ordnung des PoIyäth>Iens-2,6-naphthalats
und 160cC erfolgen, wobei diese Temperatur nicht höher als bei der
ersten Streckung in Längsrichtung liegt und die Temperatur beim Querstrecken weiterhin die folgende
Beziehung erfüllt,
25 λ - 770n + 1200 § Γ 5 22 X - 400 π + 700
worin »Γ« die Strecktemperatur ( C) beim Strekken der Folie in der Querrichtung, »X« das
Streckverhältnis bei der Streckung der Folie in Querrichtung und »n« den Refraktionsindex in
der Richtung der Stärke der Folie bedeutet, deren Streckung in der Längsrichtung beendet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ungestreckte Ausgangsfolie mit
einem Streckverhältnis von 4—5 zu ihrer ursprünglichen
Länge in Längsrichtung und anschließend in einem Streckverhältnis von 60 bis 70% des Wertes des Längsstreckverhältnisses gestreckt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die biaxial orientierte Polyäthylen-2,6-naphthalatfolie
einer Wärmebehandlung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung
in einem Temperaturbereich von 170 bis 2500C vorgenommen wird.
55
Die Erfindung betrifft ein Verfahren beim Herstellen einer biaxial orientierten Polyäthylen-2,6-naphthalatfolie
nach dem Oberbegriff des Anspruchs ! (deutsche Auslegeschrift 1 221 788). In der deutschen
Auslegeschrift 1 221 7K8 ist in Spalte 3. letzter Absatz. zu dem Problem der Dickenabweichung lediglich
bemerkt, daß Dickelabweichungen von mehr als 10% vor allem bei Aufzeichnungsbändern in der
Praxis unerwünscht sind. In vielen Fällen sind aber Qiierschnittsabwetchi; ngcn im Bereich von 10% untragbar.
Außerdem wird im bekannten Fall im Anschluß an das Längs- und Querstrecken ein zusätz-
:tvh« Querstrecken benötigt, da:, bei Temperaturen
von 170 bis 250°C stattfindet.
Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genar.r.nten Gattung zu
finden, das bei verringertem Aufwand biaxial orientierte Polyäthylen-2,6-naphthalatfolien ermöglicht, deren
Querschnittsabweichungen wesentlich kleiner sind als 10% und insbesondere die Zweiprozentgrenze nicht
überschreiten.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden nach der Erfindung die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 vorgeschlagen.
Damit dieser enge Toleranzbereich von ±2% beim Folienquerschnitt eingehalten werden kann,
ist es nicht nur notwendig, die nachstehenden Einflußgrößen Eigenviskosität, Temperaturen bei Längsund
Querstreckung. Streckverhältnis in Querrichtung, Refraktionsindex in der Richtung der Stärke der Folie
und eine Stoffkonstante in die Betrachtung mit einzubeziehen, sondern es sind darüber hinaus noch zum
Teil die Wechselbeziehungen dieser Eintiaßgrößen
und ganz bestimmte Wertbereiche von Bedeutung. Sind die Temperaturen beim Querstrecken zu hoch
oder zu nieder, so läßt sich die angestrebte Dickentoleranz von ± 2% nicht einhalten (vgl. Tabelle I).
Die Ubergangstemperatur der zweiten Ordnung von reinem Polyäthylen-2.6-naphthalat (PEN) beträgt
113 C. Dieser Wert wird normalerweise in der Literatur
angegeben (vgl. zum Beispiel französische Patentschrift 1 239 333. S. 2). Dieser Wort kann sich jedoch
ändern, wenn eine gewisse Menge einer dritten Komponente mit dem PEN copolymerisiert ist. Dieser
Wert variiert ferner etwas in Abhängigkeit vom Molekulargewicht des PEN.
Die Gegenstände der Ansprüche 2 und 3 beziehen sich auf weitere Ausgestaltungen des Gegenstands
des Anspruchs 1 und sind nur im Zusammenhang mit Anspruch 1 von Bedeutung.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung können die Unterschiede des Querschnitts der ungereckten
Folie, die von der unterschiedlichen Verteilung der thermoplastischen Masse sowohl vor dem Erreichen
des formgebenden Werkzeugs als auch in dem Werkzeug selbst herrühren, weitgehendst eliminiert werden
(vgl. deutsche Auslegeschrift 1 007 052, Spalte I).
Gegenüber ähnlichen Maßnahmen, wie sie in den deutschen Auslegeschriften 1221788 und 1007 052
sowie in der USA-Patentschrift 2995 779 beschrieben sind, ergibt sich für die Erfindung über die Möglichkeit
günstigerer Dickentoleranzen hinaus der Vorteil des Entfallens eines nachträglichen Querstreckens
bei erhöhter Temperatur bzw. des Entfallens eines part-ellen Kühlens beim Querstrecken bzw. des
Entfallens der Notwendigkeit, zunächst quer- und dann längsstrecken zu müssen, was zu einer besonders hohen
Belastung der Querstreckeinrichtung und zu höherem Aufwand der Längsstreckeinrichtung führt, da zunächst
eine (weil noch nicht längsgestreckt) dickere Folie quergestreckt und eine breite Folie dann längsgestreckt
werden muß.
Das als Grundpolymcres für die im Rahmen det Erfindung eingesetzten ungestreckten Folien verwendete
Polyäthylen-2,6-naphthalat ist für den Gebrauch zufriedenstellend, falls es im wesentlichen aus Äthylen-2,6-naphthalateinheiten
aufgebaut ist. Umfaßt wire nicht nur Polyäthylen-2,6-naphthalat selbst, sonderr
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP44046574A JPS4829541B1 (de) | 1969-06-13 | 1969-06-13 | |
JP4657469 | 1969-06-13 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2029038A1 DE2029038A1 (de) | 1971-05-13 |
DE2029038B2 DE2029038B2 (de) | 1974-08-29 |
DE2029038C3 true DE2029038C3 (de) | 1976-09-23 |
Family
ID=
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