DE1287795C2

DE1287795C2 - Geschichtetes thermoplastisches blattmaterial

Info

Publication number: DE1287795C2
Application number: DENDAT1287795D
Authority: DE
Inventors: Ole-Bendt Kopenhagen Rasmussen
Original assignee: Metal Containers Ltd., London
Priority date: 1963-03-02
Publication date: 1975-03-06
Also published as: NL143597B; DE1287795B; GB988816A; SE316608B; NL6401964A; DK105887C; US3409495A; FI42884B; BE645350A

Description

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Es ist ein aus thermoplastischem organischem Material bestehendes geschichtetes Blatt bekannt, das " sehr widerstandsfähig gegenüber Reißen und Rißfortpflanzung ist. Dieses Schichtmaterial besteht aus zwei, drei oder mehreren Folien, die in hohem Grad in einer Richtung orientiert wurden, beispielsweise durch Kaltstrecken. Kristalline Polymere, die in dieser Weise orientierbar sind, sind z. B. Nylon, Poly-Sthylenterephthalat, Polypropylen, Polyvinylidenchlorid. Die Orientierung wird vorzugsweise bei einer Temperatur durchgeführt, die weit unter dem Kriitallschmelzpunkt des Polymers liegt, und die Folien werden dann zur Bildung eines geschichteten Blattes derart miteinander verbunden, daß die Richtungen der Orientierungen aneinanderliegender Schichten einen Winkel miteinander bilden.

Vorzugsweise werden die Schichten mit einem druckempfindlichen Kleber zusammengeklebt. Schichtkörper dieser Art sind noch reißfester, als man nur durch die Vergrößerung der Gesamtdicke des Blattes erwarten würde. Diese Schichtkörper sind auch gegen ein Weitereinreißen resistent, wenn das Material einmal eingerissen wurde. Jedoch verringert sieh bei vielen Blattmaterialien die Rißforlpflan-Zungsfestigkeit wesentlich, wenn das Reißen sehr schnell geschieht. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, ein Blattmaterial zu schaffen, das erhöhte Festigkeit gegenüber Schlagrißfortpflanzung aufweist.

Erfindungsgegenstand sind Schichtstoffblätter aus mindestens zwei monoaxial gereckten Folien aus kristallinen Polymeren des Typs Nylon, Polyäthylen, Polyäthylenterephthalat, Polypropylen oder Polyvinylidenchlorid, die derart miteinander verklebt sind, daß sich die Orientierungsachsen in einem Winkel von 30 bis 90° schneiden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Folie verschäumt ist.

Bevorzugt wird ein Blatt, in dem alle Schichten verschäumt sind. Diese Schichten werden wie üblich verschäumt. Das Treibmittel kann vor oder nach dem Verstrecken der Folie eingebracht werden. Nach dem Verstrecken wird verschäumt. Die orientierten und verschäumten Folien werden dann kreuzweise zu Schichten verbunden; in einigen Fällen kann die kreuzweisc Verbindung vor dem Verschäumen erfolgen. Das Verbinden geschieht wie üblich, z. B. durch Kleben, durch Verschweißen.

Es hat sich herausgestellt, daß geschichtete Blätter dieser Art eine überraschende Erhöhung der Resistenz gegen Schlagrißfortpflanzung aufweisen. Normalerweise würde man erwarten, daß die Ausbildung von Hohlräumen oder Rissen in einem flächigen Gebilde dessen mechanische Resistenz verringert; es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei verstreckten und über Kreuz verbundenen Schichten dieses Anbringen von Brüchen oder Hohlräumen nach der Orientierung die Schlagfestigkeit erheblich erhöht. Das erfindungsgemäße blattartige Material ist aus diesem Grund vorteilhaft bei der Herstellung von ispielsweise Säcken oder Persennings und ander Gegenständen, bei denen eine hohe Schlagrißfestigkeit wichtig ist.

Während die Erfindung in keiner Weise durch irgendeine Theorie begrenzt werden soll, wird angenommen, daß die größere Festigkeit der geschichteten Blätter nach der Erfindung der Tatsache zugeschrieben werden kann, daß die Risse oder Hohlräume in den verschiedenen Schichten als Anfangspunkte für das Reißen oder Zusammenschnüren des Kunststoffmaterials während des Reißens dienen. Das heißt, daß jede Schicht die Tendenz hat, sich gemaß der Richtung der Orientierung in solcher Weise zu strecken oder zu reißen, daß, bedingt durch diese Anfangspunkte, eine Vielzahl von Rissen oder kleine Streckzonen gebildet werden, anstatt daß sich nur eine solche bildet. Dies führt zur Verteilung der andemfalls konzentrierten Kraftwirkung des Reißens, so daß das ganze Material der Fortpflanzung eines sich etwa bildenden Risses besser widerstehen kann.

Die Folien können zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Schichtmaterial durch bekannte Verfahren orientiert werden. Vorzugsweise werden kristalline polymere Materialien, wie z. B. Polyäthylene hoher Dichte verwendet oder Äthylen-Copolymere oder hochgradig kristalline Polypropylene, die manchmal als isotaktische Polypropylene bezeichnet werden. Unter dem Begriff »hohe Dichte« werden Äthylenpolymere verstanden, die eine Dichte von wenigstens 0,94 aufweisen, welche bei einem ausgeheizten druckverformten Werkstück bestimmt wird. Unter »hochgradig kristallin« werden Polymere verstanden, die einen Kristallmantel von mehr als etwa 70 %> aufweisen, der bei ausgeheizten Stücken durch Infrarot-Analyse oder magnetische Kernresonanz bestimmt wird.

Das Treibmittel kann mittels eines zweiten PoIymers in das Hauptpolymer eingebracht werden, wobei das zweite Polymer dem ersten gegenüber sehr artverschieden ist und wobei das zweite Polymer im Hauptpolymer dispergiert wird, bevor die Folie hergestellt wird. Dieses Verfahren ist in der USA.-Patentschrift 2 948 927 beschrieben.

Eine wirkungsvolle Methode des Einmischens kleiner Mengen eines artverschiedenen Polymers in das Hauptpolymer besteht im Aufpfropfen von Monomeren oder Polymeren, die als Verbindungen zwischen den zwei Phasen als oberflächenaktive Mittel in der Polymermischung dienen. Als Beispiele für das artverschiedene Polymer, welches in geringen Beträgen, vorzugsweise zu etwa 5 bis 10 ⁰Zo der ganzen Mischung beigefügt werden kann, seien die Ester der Polyacrylsäure, wie z. B. Polymethacrylat, Polyäthacrylat, Polymethylmethacrylat, Polyäthylmethacrylat u. ä. genannt. Es können aber auch viele andere Polymere, wie z.B. Polyvinylester, Polyvinyläther, Polystyrol, Polyvinylchlorid, celluloseartige Polymere, Polycarbonate, Polyvinylbutyral u. ä., verwendet werden.

Beispiel

Polyäthylen mit einer Dichte von 0,96 g/cm³ bei 20° C und einem Schmelzindex von 0,2 (ASTM D 1238-52T) wird mit Polymethylmethacrylat-Pulver gemischt, welches eine Teilchengröße von etwa 10 μ aufweist, und so eine Mischung mit 7 Gewichtsprozent Polymethacrylat hergestellt. Die Polymermischung wird durch die Strangpresse getrieben und derart geblasen, daß sie einen rohrförmigen Körper bildet, der dann bei Raumtemperatur vierfach gestreckt wird; dann wird der gestreckte Rohrkörper schräg geschnitten, so daß die Richtung der Orientierung einen Winkel von 60° mit der Längsrichtung des Blattes bildet. Ein Teil des verstreckten rohrförmigen Körpers wird längsgeschnitten, so daß die Richtung der Orientierung parallel zur Längsrichtung des Blattes läuft. Diese Folien, die eine Dicke von näherungsweise 25,4 μ haben, werden bei Atmosphä

rendruck und Raumtemperatur für 48 Stunden in ein Azetonbad gegeben. Die Folien werden dann durch eine Dampfkammer geführt, wo se auf etwa 100° C erhitzt werden. Die expandierten Folien werden nach dem Herausnehmen aus der Dampfkammer gekühlt und mit einem Klebemittel, das aus Polyvinylisobutyläther mit 20% mikrokristallinem Wachs besteht, zu einem dreischichtigen Blatt verklebt. Das Klebemittel ist druckempfindlich und wird in einer etwa 10 u dikken Lage aufgetragen. Die Schichten werden mit dem Blatt mit in Längsrichtung verlaufender Orientierung in der Mitte und einem Blatt mit einer Orientierung, die einen Winkel von 60° mit der Längsrichtung bildet, auf jedei Seite zusammengelegt, so daß die Richtungen der Orientierungen aller drei aneinanderliegender Blätter sich schneiden. Aus dem so hergestellten dreischichtigen Material wird ein Sack hergestellt; er ist außerordentlich widerstandsfähig gegen SchJagrißfortpflanzung.

Claims

Patentanspruch:

Schichtstoffblätter au? mindestens zwei monoaxial gereckten Folien aus kristallinen Polymeren des Typs Nylon, Polyäthylen, Polyäthylenterephthalat, Polypropylen oder Polyvinylidenchlorid, die derart miteinander verklebt sind, daß sich die Orientierungsachsen in einem Winkel von 30 bis 90° schneiden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Folie verschäumt ist.