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Verfahren zur Erzeugung eines geschichteten Films
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines geschichteten Films aus Zellulosematerial durch Auftragen einer Klebelösung auf mehrere einschichtige Filme, übereinanderlegen dieser Einzelfilme und Vereinigung derselben zu einem einzigen Film, der frei von Gaseinschlüssen ist.
Gegenwärtig besteht das bevorzugte Verfahren zur Erzeugung dickerer Zellulosefilme darin, dass man eine einzige Bahn entsprechender Dicke unter Verwendung einer leicht koagulierbaren Viskose in ein Koagulationsbad im Strange auspresst, welches Bad einen Zusatz enthält, der Blasenbildung ausschliesst.
Ein solches Verfahren weist verschiedene Nachteile auf. Um einen einigermassen zufriedenstellenden dickeren Film in einem einzigen Arbeitsgang im Strang pressen zu können, muss die Viskoselösung in bestimmter Weise verändert werden, was jedoch den physikalischen Eigenschaften des Endproduktes abträglich ist, und muss die Arbeitsgeschwindigkeit erheblich verkleinert werden, was unwirtschaftlich ist.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Zellulosefilme grösserer Dicken dadurch herzustellen, dass mehrere einschichtige Filme im Zuge ihrer Herstellung vor deren endgültiger Trocknung durch ein, ein Klebemittel enthaltendes Bad geführt und dann übereinandergelegt, zu einem geschichteten einzigen Film, der frei von Gaseinschlüssen ist, vereinigt werden. Die vorliegende Erfindung befasst sich nun mit dieser besonderen Technik und sie besteht darin, dass als Klebemittelbad eine wässerige Lösung verwendet wird, die bis ungefähr 3% Polyvinylalkohol oder einer Polyvinylverbindung enthält, die zu 75-95% zu Polyvinylalkohol verseift ist.
Nach dieser Behandlung wird der geschichtete Film, vorzugsweise nach Entfernung des Flüssigkeitsüberschusses vom Film, wie üblich in einer erwärmten Atmosphäre getrocknet, bis seine äusseren Oberflächen die Klebrigkeit verloren haben.
Es ist zwar auch schon vorgeschlagen wor- den, Einzelfilme unter Verwendung von Vinylacetat und andern Kunststoffen miteinander zu verkleben, es ist aber nicht erkannt worden, dass man durch eine Imprägnierung der einzelnen Lagen mit einer Polyvinylalkohol oder eine Polyvinylverbindung der vorliegend gekennzeichneten Art enthaltenden, sehr niedrig konzentrierten wässerigen Lösung-vorzugs- weise werden erfindungsgemäss Konzentrationen von 0, 3 bis 0, 5% angewendet - sehr gute Ergebnisse erzielt, wie im Folgenden noch ausführlich dargelegt wird.
Bei Lösungskonzentrationen, die innerhalb des erfindungsgemässen Bereiches liegen, erhält man ein Erzeugnis, in welchem die ge, trockneten Schichten vollständig aneinander haften und die äusseren Oberflächen nicht klebrig sind. Dabei können ausser dem kle, benden Stoff auch Weichmacher wie Glyzerin oder Äthylenglykol angewendet und den Bahnen während ihres Durchganges durch das Bad zugeführt werden. Die Bahnen können während oder nach ihrem Durchgang durch das Bad vereinigt werden.
Die niedrigste praktische Konzentration des im wesentlichen als Polyvinylalkohol anzusehenden Materials, das in der imprägnierenden Flüssigkeit des Bades enthalten ist, liegt um 0, 1 %, der höchste Prozentsatz um 3%. Stärkere Konzentrationen sind im Rahmen der Erfindung anwendbar, sofern dies nicht zu einer klebrigen Oberfläche des trockenen Endproduktes führt.
Der Ausdruck "Polyvinylalkohol" bezeichnet im vorliegenden Zusammenhang das kommerziell erhältliche Erzeugnis, das man aus der bis zur Abspaltung eines überwiegenden Teiles des theoretischen Acetylmaximums gehenden Hydrolyse von Polyvinylacetat erhält, jedoch ist die Gegenwart eines kleinen Teiles an verbleibenden Acetylgruppen erwünscht, weil dadurch, wie angenommen wird, die Klebkraft der Polyvinylmischung als Ganzes verbessert wird.
Während der Gehalt an Polyvinylacetat oder andern verseifbaren Poly-
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vinylderivaten im "Polyvinylalkohol" beträchtlich, beispielsweise von 5 bis 25%, schwanken kann, liefert eine Polyvinylalkoholmischung mit etwa 11-13% unhydrolysierten Polyvinylkomponenten eine voll befriedigende Verbindung der Einzelfilme, wenn sie unter den im Folgenden zu beschreibenden Arbeitsbedingungen angewendet wird.
Das erfindungsgemäss erhaltene Filmerzeugnis kann beschichtet werden oder unbeschichtet bleiben. Die erfindungsgemässe Impräg- nierung macht jedoch den getrockneten Film für Auftragsmassen aufnahmefähiger.
Das erfindungsgemäss erhaltene Filmzeugvinylverbindung enthaltende Bad kann auch andere Stoffe, wie Verankerungsmittel, flüssigkeitsdicht machende Zusätze oder sonstige, gebräuchlicherweise der Ausrüstlösung zuzusetzende Stoffe enthalten. Beispielsweise wird das für Cellophan als Weichmacher verwendete Glyzerin mit Vorteil diesem Bad zugesetzt.
Die einschichtigen Filme können durch das Bad gemeinsam hindurchgeführt werden, wie dies z. B. in der amerik. Patentschrift No.
1, 590. 595 beschrieben ist. Die Erfindung umfasst auch die Möglichkeit, jeden Teilfilm für sich, in gesonderten Einrichtungen durch Giessen, Regenerieren und Reinigen jedes Films in gebräuchlicher Weise zu erzeugen, worauf man sie, entweder vor oder unmittelbar nach dem Durchgang durch das den Klebstoff enthaltende Bad in noch feuchtem Zustand vereinigt. Für eine bestmögliche Anwendung der Erfindung besteht die bevorzugte Vorgangsweise jedoch darin, dass man die Teilfilme gemeinsam durch dasselbe Bad laufen lässt, um eine Vervielfachung der der Koagulation, Regeneration, Reinigung und Imprägnierung dienenden Einrichtungen zu vermeiden.
Ausführungsbeispiel l : Zwei über- einandergelegte, aus Viscoselösung regenerierte, gegossene und gereinigte Filme, mit je einem Trockengewicht von 30 g/m2 wurden, nachdem sie das letzte Bad, welches 6% einer
60 : 40 Äthylenglykol-Glycerin-Mischung ent- hält, verlassen hatten, vereinigt und als
Doppelbahn im Zick-Zack-Weg, der durch sechs obere und fünf untere Rollen gebildet wurde, durch einen Trockner geführt. Die ersten drei Rollen, über welche die Doppel- bahn lief, wurden mit Dampf von 0, 7 at ge- heizt ; die folgenden drei Rollen wurden mit
Wasser von 72 C geheizt, wogegen fünf
Rollen überhaupt nicht geheizt waren.
Die
Bahnen verliessen diese Rollen in teilweise getrocknetem Zustand und wurden sodann ge- trennt durch eine Tauchwanne geführt, wel- che zwei nicht drehbare, übereinanderliegende
Glaswalzen enthielt. Das obere Band wurde unter die obere, das untere unter die untere Walze geführt. Die Walzen waren gebogen, um einer Neigung zur Faltenbildung, welche bei Wiederanfeuchten einer teilweise getrocknete Cellulosebahn besteht, entgegenzuwirken. Die
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und 0, 3 % Polyvinylalkohol (Elvanol 51-05).
Der Flüssigkeitsspiegel reichtz bis über die obere Walze, um der Lösung den Eintritt zwischen die einzelnen Bahnen zu erlauben.
Die Bahnen wurden sodann durch ein System von nachgiebigen Quetschwalzen abgeführt, um den Flüssigkeitsüberschuss zu entfernen ; die Bahnen wurden alsdann unter Vermeidung von Lufteinschlüssen zu einem feuchten, geschichteten Film vereinigt. Die obzre Quetschwalze war weicher als die untere. Nach Verlassen der Quetschwalzen wurde die nunmehr geschichtete Bahn durch einen üblichen Cellophantrockner geführt, der 44 auf 72 C und 58 auf 620 C geheizte Rollen aufwies. Das den Trockner verlassende Erzeugnis war ein völlig trockener geschichteter Film. der durch blossen Augenschein von einem gleich dicken, ungeschichteten Film nicht zu unterscheiden war und dessen Schichten oder Lagen keine Neigung zeigten, sich zu trennen.
Ausführungsbeispiel 2 : Zwei parallel laufende Filme, welche aus Viscose regeneriert wurden und von denen jeder trocken ungefähr 30 g/m2 wog, wurden durch Giessen, Regenerieren und Reinigen im Wege des üblichen Doppelspinnverfahrens erhalten. Das letzte Bad der Spinneinrichtung enthielt 7%
Glycerin sowie Natriumcarbonat zwecks Aufrechterhaltung eines pH-Wertes von 8, 0 und 0, 5 Polyvinylalkohol (Elvanol 51-05, zu
86-89 % hydrolysiert). Dieses Bad wurde auf
500 C erwärmt. Bei Durchgang der Filme durch dieses Bad wurden sie separiert, um der Lösung die Möglichkeit zu bieten, mit den
Innenflächen der Filme in Berührung zu kommen.
Die aus diesem Bad kommenden
Filme liefen im Zick-Zack-Weg über mehrere, abgerundete Kanten besitzende Glasschab : r, welche auf einander gegenüberliegende Ober- flächen der Filme wirkten und demgemäss überschüssige Lösung entfernten. Oberhalb des
Bades angeordnete Schaber wirkten auf die- selben Filmflächen, bevor diese längs des
Zick-Zack-Weges in Berührung gebracht wur- den. Die Filme wurden durch das Oberfahrer eines Schabers geschichtet, wobei genügende
Spannung und ein entsprechender Um- schlingungswinkel eingehalten wurde, um das
Einschliessen von Luftblasen zwischen der
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lichen Papiertrockner geführt, der in der für die Trocknung dicker Cellophane gebräuch lichen Weise betrieben wurde.
Der getrocknet Film liess sich von einem einschichtigen dicker
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Film nicht unterscheiden und es zeigten seine Schichten auch keine Neigung, sich voneinander zu trennen.
Ausführungsbeispiel 3: Zwei Rollen 408 kg netto mit je 4570 m Cellophan von einem Gewicht von etwa 60 g/m2 wurden nach dem Doppelspinn-Giessverfahren, Regenerieren und Reinigen in Übereinstimmung mit den Ausführungsbeispielen 1 und 2 erzeugt. Es wurden alsdann zwei feuchte einlagige Filme durch ein Bad von 500 C geführt, welches 0,5 ou0 Polyvinylalkohol und 7 /o Glycerin enthielt. Flüssigkeitsüberschüsse wurden von gegenüberliegenden Flächen der Doppelbahn geschabt, diese Bahn durch Quetschwalzen und anschliessend durch einen gebräuchlichen Trockner geleitet. Das aus dem Trockner kommende getrocknete, geschichtete Erzeugnis hatte das Aussehen eines einlagigen Filmes von hervorragender Transparenz und war frei von oberflächlichen Riefen oder andern Oberflächenverzerrungen und zeigte beste Festigkeit.
Die Lagen des geschichteten Filmes widerstanden einer auf ihre Trennung hin- wirkenden Kraft, die grösser war als 450 gfcm. 2.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzeugung eines geschichteten Films aus Zellulosematerial, bei welchem mehrere einschichtige Filme im Zuge ihrer Herstellung vor deren endgültigen Trock- nung durch ein, ein Klebemittel enthaltendes Bad geführt und dann übereinandergelegt zu einem geschichteten einzigen Film, der frei von. Gaseinschlüssen ist, vereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebemittelbad eine wässerige Lösung verwendet wird, die bis ungefähr 3 /o Polyvinylalkohol oder einer Polyvinylverbindung enthält, die zu 75-95 % zu Polyvinylalkohol verseift ist.