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Schichtstrukturiertes Material und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft Materialien mit geschichteter Struktur, die aus zwei aufeinander gelegten Fo- lien aus regenerierter Zellulose aufgebaut und die je an beiden Oberflächen mit einem Vinylidenchlorid- interpolymer mit einem Vinylidengehalt zwischen 50 und 951o bedeckt sind. Letztgenannte Kopolymerl- sate sind im Handel auch unter der Bezeichnung"Saran"bekannt.
Zellophan oder Folienmaterial aus regenerierter Zellulose hat weit verbreitete Verwendung in der
Verpackungsindustrie infolge seiner besonderen Eigenschaften gefunden, z. B. ist dieses Material gegen- über sichtbarem Licht vollständig transparent, so dass es zu Verpackungen verwendet werden kann, durch welche der Inhalt sichtbar ist. Es wurden auch sehr schnell arbeitende Druckverfahren, wie auch heisssie- gelfähige Überzüge für dieses Material entwickelt, so dass Packungen mit attraktiven Dekorationen und der gewünschten Afschrift in sehr wirtschaftlicher Weise hergestellt werden können.
Beschichtete Zellophanfilme haben sehr gute Wasserdampfdurchlässigkeitseigenschaften und Widerstandsfähigkeit gegen Fett und sind vollständig sicher und geeignet für die Verpackung vieler Arten von Nahrungsmitteln, welche der F. D. A.-Genehmigung bedürfen.
Für gewisse Verpackungszwecke mangeln den mit Saran beschichteten Zellophanfilmen, wie gefunden wurde, die erforderlichen Festigkeitseigenschaften. In solchen Fällen wurden die sogenannten "Duplex"Packungen verwendet. Eine Duplex-Packung ist eine solche, die aus zwei vollständig getrennten Folien beschichteten Zellophans, die so aufeinander gelegt sind, dass ein Luftraum zwischen denselben gebildet wird, besteht. Zum Beispiel können zwei Folien miteinander zu einem Schlauch verbunden werden, indem man sie so aufeinander legt, dass schmale Ränder frei bleiben, die man umschlägt und anschliessend durch Hitzeeinwirkung miteinander versiegelt ; durch Anbringen von quer über die Bahn laufenden Siegelmarken in regelmässig voneinander entfernten Abständen und Abschneiden des Schlauches nahe über oder nahe unter jeder dieser Siegelmarken kann man Säcke erhalten.
Jeder auf diese Weise abgeschnittene Schlauchteil stellt einen Sack dar, der nach dem Füllen mit geeignetem Füllmaterial durch Heissversiege- lung geschlossen werden kann. Obwohl Duplex-Packungen befriedigende Eigenschaften bezüglich Festigkeit, Wasserdampfdurchlässigkeit und Fettwiderstandsfähigkeit für viele Anwendungen besitzen, ergeben sich bei der Verwendung derselben zahlreiche Schwierigkeiten, welche die allgemeine Ansicht in der Verpackungsindustrie hervorgerufen haben, dass ein besseres Verpackungsmaterial notwendig ist, welches die Stärke und andere Eigenschaften der Duplex-Packungen im gleichen Mass oder noch im verbesserten Ausmass besitzt, jedoch die gewissen Schwierigkeiten, die bei Duplex-Packungen auftreten, vermeidet.
Zum Beispiel kondensiert manchmal während der Alterung einer Duplex-Packung Feuchtigkeit zwischen den beiden Zellophanfolien. Wenn eine solche Kondensation stattfindet, verschlechtert sie deutlich die Transparenz. Ausserdem besteht seit langem der dringende Wunsch, die Handhabungsprobleme, welche mit der Herstellung von Duplex-Packungen verbunden sind, zu umgehen.
Bei bisher bekannten Verfahren zum Herstellen eines schichtstrukturierten Materials wurden Lösungsmittel enthaltende Bindeschichten verwendet. Lösungsmittel zwischen Schichten aus mit Saran überzogenen Zellulosefolien ergeben ein minderwertiges Produkt, das sich auch nicht zum Bedrucken eignet und teuer ist.
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Es wurde nun erkannt, dass sich ein brauchbares Produkt ohne diese Nachteile dadurch herstellen lässt, indem mit lösungsmittelfreiem Saran überzogene Folien aus regenerierter Zellulose unter verhältnismässig hohem Druck und bei Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur zusammengefügt werden. Auf diese
Weise lässt sich auch vermeiden, dass die einzelnen Schichten an den Kalanderwalzen haften bleiben, was dazu führt, dass der Saranüberzug von den Zellulosefolien abgetrennt wird.
Folgende Bedingungen wurden als wichtig erkannt :
1. Die miteinander in Kontakt kommenden Überzüge aus Saran müssen eine Temperatur zwischen
88 und 940C aufweisen. (Der Schmelzpunkt von Saran liegt bei 133 (C.)
2. Der Walzdruck, der beide Folien miteinander vereint, soll höher als 49 kg/cm liegen.
3. Es darf kein Lösungsmittel zwischen den zu vereinenden Folien vorhanden sein.
Liegt die Temperatur unterhalb des obigen unteren Grenzwertes, so tritt keine haltbare Verbindung zwischen beiden Folien auf. Wird der angegebene obere Grenzwert überschritten, so besitzt das erzeugte
Produkt eine zu hohe Dampfdurchlässigkeit. Es wurde auch festgestellt, dass ein Gehalt an einem Lösungs- mittel zwischen den beiden Schichten bei einer Erwärmung des Produktes zu einem Ablösen der Schichten voneinander führt, und dass auch die optischen Eigenschaften leiden.
Die bisher verwendeten Schichtmaterialien für Verpackungszwecke bestehen z. B. aus einer Alumi- niumfolie und Papier unter Verwendung eines Bindemittels. Die kommerzielle Herstellung erfolgt mit Hilfe federbelasteter Walzen bei verhältnismässig geringem Druck. Als Bindemittel wurden Lösungen von Polymeren verwendet und die zusammengeklebten Folien wurden in einem Tunnelofen getrocknet. Die Pressdrücke lagen bei einigen kgjcm2.
Diese Herstellungsverfahren nahmen viel Zeit in Anspruch, da man zuwarten musste, bis das Lösungsmittel im Binder während des Durchganges durch den Ofen durch eine der beiden Schichten hindurch difundiert war. Die Produktionsgeschwindigkeit war dementsprechend mässig.
In der Praxis sind alle Verpackungsmaterialien mit Aufdrucken versehen. Besondere Gegenstände, wie etwa Kartoffelschnitzel, sind in einer undurchlässigen Hülle verpackt und diese wieder befindet sich in einer äusseren Hülle, die zwar nicht dicht ist, aber bedruckt werden kann. Es ist also ein verständlicher Bedarf an einem Verpackungsmaterial, das ebenso dicht ist, sich aber auch zum Bedrucken eignet. Auch ist es erwünscht, den Aufdruck zwischen beiden Schichten anbringen zu können, weil er dort vor Beschädigungen geschützt ist.
Alle diese erwünschten Eigenschaften besitzt das erfindungsgemässe Schichtmaterial. Es ist bisher kein aus regenerierten Zellulosefolien bestehendes Schichtmaterial bekanntgeworden, das mit Saran miteinander verbindbar ist. Werden mit Saran überzogene Zellulosefolien mit einem Lösungsmittel für Saran miteinander verbunden, so ist das Lösungsmittel gezwungen, während des Trocknens durch die Schichten hindurchzugehen, wodurch die äusseren Saranschichten abgelöst werden. Ausserdem bilden sich zwischen den Zellulosefolien freie Zwischenräume aus, die die optischen Eigenschaften, wie Durchsichtigkeit, beeinträchtigen.
Erwärmt man mit Saran überzogene Zellulosefolien bis auf den Erweichungspunkt des Sarans, ehe man sie durch die Druckwalzen führt, so werden meist die äusseren Saranschichten durch die Walzen abgelöst.
Unter Anwendung der eingangs angegebenen Bedingungen ist es nun gelungen, eine innige Verbindung der beiden Zellulosefolien zu erzielen, u. zw. in einer Zeitdauer, die vielfach kürzer ist, als die bei den erwähnten bekannten Verfahren notwendige. Wobei es sich überraschenderweise gezeigt hat, dass auch die angewendeten hohen Walzdrücke nicht imstande sind, die äusseren, sehr dünnen Saranüberzüge von etwa 0, 00125 mm zu zerstören.
Die hervorstechendsten Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens sind also darin zu erblicken, dass das Produkt, bestehend aus mit Saran überzogenen Zellulosefolien sehr rasch und nur mittels eines einzigen beheizten Walzenpaares hergestellt werden kann. Es können dabei Geschwindigkeiten erreicht werden, die denen üblicher Druckeinrichtungen entsprechen, so dass die Herstellung des Schichtmaterials unmittelbar mit den Druckeinrichtungen gekoppelt werden kann. Dieser Vorteil ist mit noch keinem bekannten Material erzielt worden. Wegen der erhalten bleibenden, optischen Eigenschaften kann nun auch der Aufdruck innerhalb des Schichtaufbaues angebracht werden.
Zusammengefasst ist also ein Verfahren zum Herstellen eines schichtstrukturierten Materials der eingangs angegebenen Art dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die zum Aufeinanderliegen kommenden beiden Deckschichten bei Abwesenheit jedwelchen Lösungsmittels auf eine zwischen 88 und 940C liegende Temperatur erwärmt und sodann beide Folien unter einem Druck von mindestens 49 kg/cm2 miteinander vereint werden.
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Mit Vorteil wird dieses Verfahren nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in der Weise durch- geführt, dass bei Verwendung eines an sich bekannten Walzenkalanders mit wenigstens einer beheizten
Druckwalze, ein Walzenpaar aus einer Gummi- und einer Stahlwalze besteht, und letztere beheizt ist.
Das durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestellte, schichtstrukturierte Material ist somit gei kennzeichnet durch eine erste und eine zweite Schicht aus regenerierter Zellulose, beide verbunden durch eine Zwischenschicht aus lösungsmittelfreiem Saran, d. i. eines Vinylidenchloridinterpolymers mit einem
Gehalt von 50 bis 901o Vinylidenchlorid, wobei jede der Zelluloseschichten auch an der freien Aussenober- fläche gleichmässig mit ebenfalls lösungsmittelfreiem Saran überzogen ist, und wobei die Zwischenschicht wenigstens annähernd doppelt so dick ist als jeder der Aussenüberzüge.
Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Fig. l zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens gemäss der Erfindung für die Herstellung eines schichtverschweissten Verpackungsmaterials ; Fig. 2 stellt einen
Querschnitt durch ein in den Schichten verschweisstes Verpackungsmaterial gemäss der Erfindung dar ; Fig. 3 zeigt schematisch ähnlich wie Fig. l ein abgeändertes Verfahren gemäss der Erfindung für die Herstellung von geschichtetem Verpackungsmaterial und Fig. 4 zeigt schematisch in einer fragmentarischen Dartel- lung eine weitere Abänderung des Verfahrens gemäss Fig. l.
Unter Bezugnahme auf d-e genaue Darstellung in den Zeichnungen, insbesondere was Fig. l betrifft, kann ein aus mehreren Schichten bestehendes Verpackungsmaterial gemäss der Erfindung aus einer ersten
Zellophanfolie 10, die auf beiden Seiten mit Saran beschichtet ist, und einer zweiten, ähnlichen Fo- lie 11 hergestellt werden. Die erste Zellophanfolie 10 wird von einer Vorratsrolle 12 abgewickelt und unter einer Führungswalze 13 einem zusammenarbeitenden PaarAntriebswalzen 14, welche mit veränderbarer Geschwindigkeit angetrieben werden, zugeführt. Die Folie wird demnach aufwärts über und ungefähr um den halben Umfang einer Spannungsausgleichswalze 15 herum und schliesslich nach unten und ungefähr den halben Umfang rund um eine beheizte Stahlwalze 16 geleitet.
Die zweite Folie 11 wird von einer Vorratsrolle 17 abgewickelt und unter einer Leitrolle 18 und über eine Leitrolle 19 einem Antriebswalzenpaar 20, welches mit veränderbarer Geschwindigkeit angetrieben werden kann, zu- geführtunddannuntereinerspannungsausgleichswalze 21 nachoben, übereineführungswalze 22 und schliesslich nach unten und ungefähr um den halben Umfang einerGummiwalze 23 geleitet. Die Walze
23 wird gegen die beheizte Walze 16 gepresst, so dass die Folien 10 und 11 miteinander in der
Quetschspalte zwischen den beiden Walzen fest aufeinander gedrückt werden.
Die Walze 16 ist beheizt, um die Saranüberzüge der Folien lu und 11 zu erweichen, überträgt jedoch mehr Wärme auf die Überzüge der Folie 10, weil diese Folie in direkter Berührung mit der be- heizten Walze 16 während ungefähr einer halben Umdrehung derselben steht, während die Folie 11 von der beheizten Walze 16 durch die Folie 10 getrennt ist und der Hitzeeinwirkung der Walze nur während eines Bruchteiles der Zeit der Folie 10 einer solchen Wirkung ausgesetzt ist. Die Gummiwalze
23 jedoch ist eine sekundäre Wärmequelle für die Folie 11, welche diese auf eine Temperatur erhitzt, die nur etwas geringer ist als jene der Folie 10.
Geschichtetes Filmmaterial gemäss der Erfindung, wie dies mit der Bezugsziffer 24 bezeichnet ist, kommt aus dem Quetschspalt zwischen den Walzen 16 und 23 heraus und wandert nach oben, um den grössten Teil des Umfanges einer Kühltrommel 26 herum, nachdem es über eine Führungswalze 25 geleitet wurde, und gelangt nach Passieren einer weiteren Führungswalze 27 in Antriebsberührung mit einem Paar Zugwalzen 28 von veränderbarer Umdrehungsgeschwindigkeit. Nach Passieren der Zugwal- zen 28 wandert das geschichtete Material 24 über eine Führungswalze 29 im wesentlichen in ho- rizontaler Richtung unter einer Führungswalze 30 und über eine Führungswalze 31 nach unten und schliesslich nach Passieren einer Führungswalze 32 zur Aufwickelvorrichtung, wo es auf einer Rolle 33 aufgewickelt wird.
Das geschichtete Filmmaterial 24 ist im Querschnitt in Fig. 2 dargestellt. Das Material 24 be- steht aus einem unteren Film 10 und einem oberen Film 11. Es kann festgestellt werden, dass das
Material 24 aus einer unteren Zellophanfolie oder einem flächigen Gebilde aus regenerierter Zellulose
34 mit Saranüberzügen 35 und 36 an der unteren und oberen Oberfläche der Folie 34 besteht, und einer Zellophanfolie oder eines flächigen Gebildes aus regenerierter Zellulose 37, welche einen oberen
Saranüberzug 38 aufweist. Die Saranschicht 36 ist auch ein Überzug auf dem Zellophanblatt 37 und ist ungefähr zweimal so dick wie die Überzüge 35 und 38.
Die Schicht 36 wurde durch gleichmässiges Zusammenschmelzen von aneinander liegenden, dünnen, auf den Folien 10 und 11 befindli- chenüberzügen gebildet, ohne dass Luftblasen entstanden, so dass tatsächlich ein mittlerer Bereich gebil- det wird, in welchem die Saranüberzüge der Folien 10 und 11 in vollkommen vermischtem Zustand
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miteinander vorliegen. Dieser Bereich kann jedoch nicht dargestellt werden, weil der Saranfilm 36 im wesentlichen homogen ist oder zumindest keine sichtbaren Änderungen erkennen lässt.
Es wurde gefunden, dass die Folien 10 und 11 der beheizten Walze 16 und der Gummiwalze 23 unter ganz genauen und ziemlich sorgfältig kontrollierten Zugspannungen zugeführt werden müssen. Die Geschwindigkeiten der angetriebenen Walzenpaare 14,19 und 22 werden geregelt, um die hinsichtlich Zugspannung erforderlichen Bedingungen zu schaffen. Insbesondere die angetriebenen Zugwalzen 28 werden mit einer genau konstanten Geschwindigkeit betrieben und die angetriebenen Förderwalzen 14 und 20 werden mit genau den gleichen Geschwindigkeiten betrieben und bewirken eine Spannung in der Folie 10 wie auch in der Folie 11 und im Schichtstoff 21, die nur innerhalb gewisser, relativ enger Grenzen schwanken darf. Zu diesem Zwecke sind die Spannungsausgleichswalzen 15 und 21 mit ihren Zapfen in schwenkbaren Teilen 39 bzw. 40 gelagert.
Eine Zunahme oder eine Abnahme in der Spannung der Folien 10 oder 11 bewirkt eine Schwenkbewegung des Teiles 39 oder 40 und hebt oder senkt je nachdem einen Schaltarm 41 oder 42 für einen Geschwindigkeitsregler 43 oder 44, welcher in Arbeitsverbindung mit Antriebsmitteln (nicht dargestellt) für die Walzen 14 und 20 steht. Es wird bemerkt, dass sowohl die beheizte Walze 16 wie auch die Gummiwalze 23, was die Förderung der Folien 10 und 11 und des Schichtstoffes 24 betrifft, bloss leerlaufende Walzen sind. Die Temperatur der beheizten Walze 16 und die Berührungszeit der Folie 10 mit derselben sind daher bei der Herstellung eines Schichtstoffes gemäss der Erfindung von entscheidender Bedeutung, wie dies übrigens auch der Druck der Gummiwalze 2. 3. gegen die beheizte Walze 16 ist.
Mögliche, bevorzugte und optimale Grenzen dieser verschiedenen Variablen sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt :
Tabelle I
EMI4.1
<tb>
<tb> Möglich <SEP> Bevorzugt <SEP> Optimal
<tb> Zugspannung <SEP> in <SEP> gl <SEP> cm <SEP> ungefähr <SEP> 52, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Breite <SEP> der <SEP> Folien <SEP> 10 <SEP> und <SEP> 11 <SEP> 30 <SEP> - <SEP> 75 <SEP> 45 <SEP> - <SEP> 60 <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> der <SEP> beheizten
<tb> Walze <SEP> 16 <SEP> in <SEP> OC <SEP> 90 <SEP> - <SEP> 102 <SEP> 93 <SEP> - <SEP> 98 <SEP> ungefähr <SEP> 96
<tb> Temperatur <SEP> der <SEP> Gummiwalze <SEP> 23 <SEP> inOC <SEP> 79, <SEP> 5-90, <SEP> 5 <SEP> 82-87, <SEP> 5 <SEP> ungefähr <SEP> 85
<tb> Berührungszeit <SEP> der <SEP> Folie <SEP> 10
<tb> mit <SEP> der <SEP> beheizten <SEP> Walze <SEP> 16
<tb> in <SEP> Sekunden <SEP> 1/2-3/4-ungefähr <SEP> 0,
<SEP> 6 <SEP>
<tb> Berührungszeit <SEP> der <SEP> Folie <SEP> 11
<tb> mit <SEP> Folie <SEP> 10 <SEP> in <SEP> Sekunden,
<tb> welch <SEP> letztere <SEP> in <SEP> Berührung
<tb> mit <SEP> der <SEP> beheizten <SEP> Walze <SEP> 16 <SEP> 1/60-1/120-1/50-1/40
<tb> steht
<tb> Berührungszeit <SEP> der <SEP> Folie <SEP> 10
<tb> mit <SEP> der <SEP> Gummiwalze <SEP> 23
<tb> in <SEP> Sekunden.
<SEP> 1/2-3/4-ungefähr <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Druck <SEP> in <SEP> kg/cm2, <SEP> der <SEP> auf <SEP> die
<tb> Folien <SEP> 10 <SEP> und <SEP> 11 <SEP> durch <SEP> die
<tb> Walze <SEP> 23 <SEP> ausgeübt <SEP> wird, <SEP> die
<tb> gegen <SEP> die <SEP> beheizte <SEP> Walze <SEP> 16 <SEP> 42, <SEP> 2- <SEP> 84, <SEP> 4 <SEP> 45, <SEP> 7-70, <SEP> 3 <SEP> 45, <SEP> 7-60 <SEP>
<tb> drückt
<tb> Dicke <SEP> der <SEP> einzelnen <SEP> Zellophanfolien <SEP> 34 <SEP> und <SEP> 37 <SEP> in <SEP> mm <SEP> 0, <SEP> 0125-0, <SEP> 075 <SEP> 0, <SEP> 0125-0, <SEP> 0375 <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP>
<tb> Lineare <SEP> Geschwindigkeit <SEP> der <SEP> Folien <SEP> 10 <SEP> und <SEP> 11 <SEP> in <SEP> m/min.
<SEP> 30, <SEP> 5-61 <SEP> 38-53 <SEP> ungefähr <SEP> 46
<tb>
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Wie aus der vorstehenden Tabelle hervorgeht, arbeitet die Gummirolle 23, obwohl sie nicht direkt beheizt wird, im Betrieb bei einer Temperatur, die nur wenige Grade unter der der beheizten Walze 16 liegt. Die Erwärmung der Gummiwalze 23 ist von grosser Bedeutung, weil dadurch der Saranüberzug der Folie 11, welcher schliesslich mit dem anliegenden Saranüberzug der Folie 10 durch Verschmelzen verbunden wird, weitgehend erweicht wird. Eine solche Erwärmung der Saranüberzüge kann als eine Oberflächenaktivierung der Folien 10 und 11 betrachtet werden, welche die Schichtverbindung ermöglicht.
Ausser der thermischen Oberflächenaktivierung bei der Herstellung des Schichtstoffes gemäss der Erfindung ist es auch möglich, eine solche Aktivierung durch eine thermische Einwirkung in Kombination mit der Einwirkung eines Lösungsmittels zu bewirken. Zum Beispiel kann gemäss dem Verfahren, welches schematisch in der Fig. 3 dargestellt ist, eine kleine Menge eines Lösungsmittels aufgetragen werden, um die einander zugewendeten Flächen der Folien 10 und 11 zu aktivieren. unmittelbar bevor diese in den Pressspalt zwischen den beiden Walzen 16 und 23 hineinlaufen. Das Verfahren gemäss Fig. 3 ist Iden- tisch mit dem gemäss Fig. 1 mit der Ausnahme, dass Auftragvorrichtungen 45 vorgesehen sind, welche kleine Mengen Lösungsmittel auf die Flächen der Folien 10 und 11 aufbringen, die aufeinander zuliegen kommen.
In diesem Fall ist die Oberflächenaktivierung der Folien ein mit Lösungsmittelaktivierung kombiniertes, thermisches Phänomen. Infolgedessen können bei der Herstellung des Schichtstoffes gemäss der Erfindung nach dem Verfahren nach Fig. 3 niedrigere Temperaturen angewendet werden als die. welche bei dem Verfahren gemäss Fig. l erforderlich sind. Dies ist eine Feststellung von besonderer Wichtigkeit, weil die Temperaturen, die für die thermische Aktivierung erforderlich sind, ganz nahe an jenen liegen, bei welchen eine thermische Zersetzung der Saranüberzüge erfolgt, so dass niederere Temperaturen bevorzugt werden. Geeignete Lösungsmittel für die Aktivierung der Saranüberzüge der Folien 10 und 11 gemäss dem Verfahren nach Fig. 3 sind unter anderem auch Dimethylformamid, Dioxan, Methyl- äthylketon, Tetrahydrofuran und Cyclohexanon.
Diese oder auch andere Lösungsmittel können entweder direkt zum Zweck der Aktivierung der Saran- überzüge aufgetragen werden, oder sie können Mischungen einverleibt werden, welche als solche für diesen Zweck verwendet werden. Zum Beispiel Toluol u. a. aromatische Kohlenwasserstofflösungsmittel ebenso wie aliphatische Kohlenwasserstoffe können mit irgend einem aktivierend wirkenden Lösungsmittel vermischt werden ; diese Kohlenwasserstofflösungsmittel sind, was die lösende Wirkung auf die Saran- überzüge anlangt, Verdünnungsmittel und verzögern die Geschwindigkeit der Aktivierung. Es können auch verschiedene andere Materialien in Aktivierungsmischungen eingearbeitet werden, z. B. ein Mittel zur Regulierung der Flüchtigkeit des aktivierend wirkenden Lösungsmittels oder für die Veränderung anderer Eigenschaften.
Ausgezeichnete Ergebnisse wurden erzielt bei Verwendung von Mischungen, welche 50 Gew.-o Toluol und 50 Gew.-lo eines der oben erwähnten aktivierenden Lösungsmittel enthielten.
Die oben beschriebenen Lösungsmittel oder Lösungsmittelkompositionen oder andere Lösungsmittel oder Lösungsmittelkompositionen können auf die aufeinander zu liegen kommenden Flächen der Folien 10 und 11 mit dem Applikator 45 aufgebracht werden. Eine geeignete Aktivierungskomposition wird durch ein Rohr 46, durch ein Einlassrohr 47 von einer geeigneten, nicht dargestellten Quelle herangeführt. Die Aktivierungskomposition wird nach oben durch die kleinen Löcher in den Platten 48 und in einen Behälter 49 am oberen Ende jeder der Platten 48 gepresst. Die Folien werden über diese Behälter 49 gezogen, wobei eine kleine Menge der Lösungsmittelzusammensetzung auf dieselben aufgetragen wird.
Geeignete Arbeitsbereiche für die Durchführung des Verfahrens gemäss Fig. 3 sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt :
Tabelle II
EMI5.1
<tb>
<tb> Möglich <SEP> Bevorzugt <SEP> Optimal
<tb> Zugspannung <SEP> in <SEP> g/cm <SEP> der
<tb> Breite <SEP> der <SEP> Folien <SEP> 10 <SEP> und <SEP> 11 <SEP> 30 <SEP> - <SEP> 75 <SEP> 45 <SEP> - <SEP> 60 <SEP> ungefähr <SEP> 52, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> der <SEP> beheizten
<tb> Walze <SEP> 16 <SEP> in <SEP> OC <SEP> 79, <SEP> 5-90, <SEP> 5 <SEP> 82-87, <SEP> 5 <SEP> 85 <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> der <SEP> Gummiwalze <SEP> 23 <SEP> in <SEP> OC <SEP> 68-79, <SEP> 5 <SEP> 71-76, <SEP> 5 <SEP> 73, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Berührungszeit <SEP> der <SEP> Folie <SEP> 10
<tb> mit <SEP> der <SEP> beheizten <SEP> Walze <SEP> 16
<tb> in <SEP> Sekunden <SEP> 1/2 <SEP> - <SEP> 3/4 <SEP> - <SEP> ungefähr <SEP> 0.
<SEP> 6 <SEP>
<tb>
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Tabelle II (Fortsetzung)
EMI6.1
<tb>
<tb> Möglich <SEP> Bevorzugt <SEP> Optimal <SEP>
<tb> Beruhrungszeit <SEP> der <SEP> Folie <SEP> 11
<tb> mit <SEP> Folie <SEP> 10 <SEP> in <SEP> Sekunden,
<tb> welch <SEP> letztere <SEP> in <SEP> Berührung
<tb> mit <SEP> der <SEP> beheizten <SEP> Walze <SEP> 16
<tb> steht <SEP> 1/60-1/120-1/50-1/40
<tb> Berührungszeit <SEP> der <SEP> Folie <SEP> 10
<tb> mit <SEP> der <SEP> Gummiwalze <SEP> 23
<tb> in <SEP> Sekunden.
<SEP> 1/2 <SEP> - <SEP> 3/4 <SEP> - <SEP> ungefähr <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Druck <SEP> in <SEP> kg/cm2, <SEP> der <SEP> auf <SEP> die
<tb> Folien <SEP> 10 <SEP> und <SEP> 11 <SEP> durch <SEP> die
<tb> Walze <SEP> 23 <SEP> ausgeübt <SEP> wird, <SEP> die
<tb> gegen <SEP> die <SEP> beheizte <SEP> Walze <SEP> 16
<tb> drückt <SEP> 35, <SEP> 2-84, <SEP> 4 <SEP> 42, <SEP> 2-70, <SEP> 3 <SEP> 45, <SEP> 7-60 <SEP>
<tb> Dicke <SEP> der <SEP> einzelnen <SEP> ZellophanfoÍien <SEP> 34 <SEP> und <SEP> 37 <SEP> in <SEP> mm <SEP> 0, <SEP> 0125 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 075 <SEP> 0, <SEP> 0125 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 0375 <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP>
<tb> Lineare <SEP> Geschwindigkeit <SEP> der <SEP> Folien <SEP> 10 <SEP> und <SEP> 11 <SEP> in <SEP> m/min <SEP> 30, <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 61 <SEP> 38 <SEP> - <SEP> 53 <SEP> ungefähr <SEP> 46
<tb>
Es wurde auch festgestellt,
dass Saranlatex an Stelle derLösungsmittelkomposition auf die Folien 10 und 11 im Rahmen des Verfahrens gemäss Fig. 3 aufgetragen werden kann. In diesem Fall kann irgend ein Vinylchlorid-Vinylidenchloridlatex, der für die Zwecke der Lebensmittelverpackung geeignet ist, z. B. solche, die auf den Seiten 618 und 619 der Modern Plastics Encyclopedia, Ausgabe 1961, spezifiziert sind, einfach durch das Rohr 46 an Stelle der Lösungsmittelkomposition zugeführt werden. Unter diesen Umständen sollen, wie gefunden wurde, die Verfahrensbedingungen in den Grenzen gehalten werden, die in der oben angegebenen Tabelle I zusammengestellt sind.
Die Fläche der Folie 10 kann auch durch Aufsprühen irgendeiner geeigneten Lösungsmittelkomposition aus einer Sprühdüse 50, wie in Fig. 4 gezeigt, aktiviert werden, wobei der Düse die Komposition aus einem unter Druck stehenden Vorratsbehälter über eine Leitung 51 zugeführt wird. Ausser der Düse 50, der Leitung 51 und dem Vorratsbehälter 52 ist das Verfahren gemäss Fig. 4 mit jenem nach Fig. 1 identisch.
Wie bereits oben erwähnt, ist der Druck zwischen der beheizten Walze 16 und der Gummiwalze 23 eine kritische Variable bei der Herstellung der Schichtstoffe gemäss der Erfindung. Wenn für die Aktivierung der Saranüberzüge Wärme allein verwendet wird, ist ein Laminierungsdruck von mindestens 42, 2 kg/cm2 erforderlich, während ein geringerer Druck von zumindest 35, 2 kg/cm2 zufriedenstellende Ergebnisse liefert, wenn die kombinierte Aktivierung durch Wärme und Lösungsmittel angewendet wird.
In beiden Fällen kann ein Druck bis zu 85 kg/cm2 und noch höher angewendet werden, was die Erzeugung von zufriedenstellenden Schichtstoffen betrifft, aber höhere Drücke sind nicht notwendig und steigern die Anschaffungskosten der Vorrichtung für die Durchführung dieser Schichtverschweissung in untragbarem Mass. Diese aussergewöhnlich hohen Laminierungspressdrücke werden gemäss dem Verfahren der Fig. l, 3 und 4 dadurch erzielt, dass beide Enden der beheizten Walze 16 mittels Zapfen in den Armen 53 gelagert sind, welche in geeigneter Weise für Schwenkbewegungen um Bolzen 54 gelagert sind, und der Verwendung von Druckluft, die den in einem Zylinder 55 befindlichen Druckkolben und einen Rundstab 56 in die durch den Pfeil angegebene Richtung presst.
Die Stangen 56 sind mit den unteren Enden der Arme 53 mechanisch verbunden, so dass die an den Stäben 56 wirkende Kraft die beheizte Walze 16 gegen die Gummiwalze 23 presst. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden z. B. erzielt, wenn die Kraft, mit der die beheizte Walze gegen die Gummiwalze gepresst wurde, eine solche Deformation der letzteren zur Folge hatte, dass eine Kontaktfläche zwischen den beiden Walzen entstand, die eine Breite von ungefähr 10 mm aufwies und, wenn die Kraft gross genug war, dass der Laminierungsdruck auf der gesamten Kontaktfläche Werte erreichte, die innerhalb der oben erwähnten Bereiche lagen, sei es, dass Lösungsmittelaktivierung angewendet wird oder nicht.
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Es ist offensichtlich, dass an den speziellen Einzelheiten, die hier beschrieben und in den Zeichnungen gezeigt wurden, die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne dass vom Rahmen und der Idee der Erfindung abgewichen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen eines schichtstrukturierten Materials, bestehend aus zwei Folien aus re- generierter Zellulose, die je an beiden Oberflächen mit einem Vinylidenchloridinterpolymer mit einem Vinylidengehalt zwischen 50 und 95'70 bedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die zum Aufeinanderliegen kommenden, beiden Deckschichten bei Abwesenheit jedwelchen Lösungsmittels auf eine zwischen 88 und 940C liegende Temperatur erwärmt und sodann beide Folien unter einem Druck von mindestens 49 kg/cm2 miteinander vereint werden.