Verfahren zur Herstellung einer Schichtfolie Es ist schwierig, Filme von extrem ge ringer Dicke durch Giessen; Strangpressen oder ähnliche Verfahren herzustellen. Das Aufbringen von derartigem Material auf folienartige Träger zur Bildung von Schicht folien bietet verschiedene Probleme. Beispiels weise machen es die geringen Dickeschwan- kungen, welche bei solchen extrem dünnen Filmen auftreten, äusserst schwierig, nicht gerunzelte, glatte Schichtfolien zu erhalten.
Thermoplastische Filme von 0,01"25 mm Dicke oder auch etwas dicker, zum Beispiel 0,015'5 oder ü,019 mm dick, können ohne grosse Schwierigkeiten gegossen oder in anderer Weise direkt gebildet werden, und sie können mit den üblichen Vorrichtungen gehandhabt werden. Filme aber von geringerer Dicke als 0,0125 mm sind schwierig herzustellen durch Giessen oder Strangpressen, und diese Filme, und insbesondere die dünneren und feineren Filme, zum Beispiel solche von nur 0,006 mm Dicke, können mit den gewöhnlichen Gewebe behandlungsvorrichtungen nicht mehr befrie digend behandelt werden. Wenn thermopla stische Filme erhitzt und gestreckt werden, werden darin Spannungen erzeugt, welche eine Tendenz zum Schrumpfen zur Folge haben, und diese Tendenz bleibt auch nach dem Abkühlen bestehen.
Beispielsweise schrump fen Kautschukhydrochloridfilme, welche er hitzt und auf 400 1/a ihrer ursprünglichen Länge gestreckt wurden, während der folgen- den 24 Stunden um etwa 5 bis 15 /u. Diese Schrumpftendenz wird beseitigt durch eine Wärmebehandlung des gestreckten Films un gefähr bei der Temperatur, bei welcher er@ gestreckt wurde.
Die verschiedenen thermoplastischen Filme weisen Eigenschaften auf, wie hohe Feuch tigkeitsresistenz, Fettresistenz und gute Ver- schweissbarkeit, welche gewöhnliche Pack materialien, wie Papier, Metallfolie und auch Cellophan und andere nicht zeigen. Sie sind deshalb für die Herstellung von Schichtfolien gesucht, sind indessen in den dickeren Formen prohibitiv teuer.
Vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtfolie durch Aufkleben mindestens eines sehr dün nen thermoplastischen Films auf mindestens einen bei der Behandlungstemperatur mass haltigen, folienartigen Träger vermittels eines Klebemittels, welches mindestens auf der einen der miteinander zu verbindenden Ober flächen aufgetragen wird, dadurch gekenn zeichnet, dass der Film beim Auftreffen auf eine geheizte, rotierende Walze erweicht und um mindestens 100'1/a auf eine maximale Dicke von 0,0127 mm gestreckt wird und dann auf der Walze aufliegt bis zu einer Stelle,
an welcher er mit dem Träger vereinigt wird.
Die Materialkosten verringern sich in dem Masse, wie der Film mehr gestreckt ist, lind können merklich unter den Kosten für Schichtfolien aus ungestrecktem Film liegen. In den Schichtfolien aus ungestrecktem.Film ist der Film oft dicker als nötig oder wünsch bar, so dass die Schichtfolie mit dem dün neren, gestreckten Film nicht nur billiger ist als eine solche mit dem ungestreckten Film, sondern auch verbesserte Eigenschaften,
zum Beispiel bessere Biegsamkeit aufweist. Der ge- streekte Film kann in der Streckrichtung, das heisst derjenigen Richtung, in welcher er durch die Schichtbildungsmaschine lief, auch verbesserte Zugfestigkeitseigenschaften auf weisen.
Die thermoplastischen Filme, welche für die erfindungsgemäss hergestellten Schicht folien verwendet werden, bestehen beispiels weise aus Kautschukhydrochlorid, Polyäthy len und Vinylverbindimgen (inbegriffen Polyvinylehlorid und Mischpolymerisate des selben) sowie Celluloseacetat. Die Wahl des Materials richtet sich nach den Eigenschaften, welche das Produkt aufweisen soll. So ver leihen. gewisse Filme der Schichtfolie Feuch tigkeitsresistenz, andere Fettresistenz.
Die Trägerfolie, auf welche der gestreckte Film aufgebracht wird, kann eine Metall- oder andere Folie sein, beispielsweise aus Pack papier, Seidenpapier, Pergamentpapier, Cellu- lose, Karton oder Gewebe, und kann auch wärmedehnbar sein, doch muss in diesem Fall die Temperatur, bei welcher die Dehnbarkeit eintritt, beträchtlich über der Auftragtem- peratur liegen, damit nicht die heisse, frisch hergestellte Schichtfolie gestreckt wird. Es können drei oder mehr Schichten aufeinander gebracht werden, von denen mindestens eine. aus einem gestreckten Film besteht.
Beispiels weise können Filme von zwei Vorratsrollen gleichzeitig auf den beiden Oberflächen einer Folie aufgetragen werden und können beim Auftragen gleichzeitig gestreckt werden, wie hier beschrieben.
Es können trocknende und nichttrock nende Klebemittel verwendet werden. Das Klebemittel kann als Latex, als heisse Schmelze oder als Lack aufgetragen werden. Wenn ein Laek-Klebemittel verwendet wird, so wird das Lösungsmittel vorzugsweise vollkommen ver- dampft, bevor die einzelnen Schichten mitein ander . vereinigt werden. Die -Auswahl des Klebemittels richtet sich in gewissem Ausmass nach den Eigenschaften, welche die Schicht folie haben soll. Das Klebemittel kann natür lich oder synthetisch sein.
Als besondere Ausführungsform des erfin dungsgemässen Verfahrens wird im folgenden anhand einer Zeichnung das Strecken eines Ka.iitschukhydrochloridfilms und dessen Auf bringen auf eine Aluminiumfolie beschrieben, wobei geschmolzenes Wachs als Klebestoff , dient, zur Herstellung einer heiss verschliess baren Verpackungsschichtfolie.
In der Zeichnung zeigt Fig.1 schematisch die verwendete Vor richtung zur Durchführung des erfindungsge mässen Beschickungsverfahrens.
Fig. 2 stellt einen vergrösserten Ausschnitt der Druckwalzen dar, in welchem die den einzelnen Behandlungsphasen entsprechenden Zonen eingetragen sind.
Die Aluminiumfolie wird von der Vor ratswalze 1, der Kautschukhydrochloridfilni von der Vorratswalze 2 geliefert. Die gebil dete Schichtfolie wird auf der Walze 3 auf gerollt.
Ein Kautschukhydrochloridfilm wird übli cherweise bei etwa 93 C gestreckt. Es wurde gefunden, dass sich zuin Aufkleben dieses Filmmaterials Socony - Vacuum Magnawax oder andere mikrokristalline Wachse auf Petroleumbasis mit einem Schmelzpunkt von 63 bis 80 C gut eignen. Das Wachs befindet sich im Wachsbad 6, welches durch ein nicht gezeichnetes Heizelement erwärmt wird. 6 ist das geschmolzene Wachs; es wird mittels der Übertragungswalze 9 auf die Unterseite der Folie 8 aufgebracht. Überschüssiges, ge schmolzenes Wachs wird durch das Schab messer 10 entfernt.
Die Folie wird, nach dem sie auf einer Seite mit geschmolzenem Waebs überzogen ist, über die Leitwalze 15 zu den Walzen 1'6 und 17 geführt, welche sowohl zum Strecken des Films als auch zum Auftragen desselben auf die Folie dienen. Diese Walzen werden mit Dampf auf 100 C erhitzt. Der Kautsehukhydrochloridfilm 19 wird von der Vorratsrolle 2 über die angetriebene Walze 20 in den von den Walzen 16 und 17 gebildeten Walzspalt gezogen. Die Führungs walzen 2:1 vergrössern die Berührungsfläche des Films mit der Walze 20 und verhindern so das Gleiten des Films auf dieser Walze.
Der Film wird, wenn er mit der Walze 17 in Berührung kommt, weich und streckbar. Er liegt auf dieser Walze auf vom Moment an, da er gestreckt wurde, bis zum Aufbringen auf die Folie, so dass sich auf dieser Strecke keinerlei Längs- oder Querfalten bilden kön nen. Während der Dauer dieses Kontaktes mit der geheizten Walze wird die Folie auf der Strecktemperatur gehalten und dabei so aus geglüht, dass die Neigung zu nachherigem Schrumpfen völlig oder fast völlig verloren geht. Das Strecken erfolgt -innerhalb eines sehr engen Berührungsbereiches mit der Walze.
Am frisch gestreckten Film zeigt Sich keine wesentliche Verringerung der Breite. Das dünne Gebilde des frisch gestreck ten Films wird dergestalt auf der Ober fläche der erwärmten Walze 17 weitergeleitet und mit der mit einem Klebemittel überzo genen Oberfläche der Folie 8 in Berührung gebracht. Es gelangt dann in die Druckzone der beiden Walzen und wird hiernach von der Folie getragen. Es ist möglich, auf diese Weise extrem dünne, warme, thermoplastische Filme auf Folien und anderes blattförmiges Material aufzutragen, welche bei den verwen deten Temperaturen masshaltig sind.
Um die Bildung von Lufteinschlüssen zu verhindern und die Möglichkeit einer zu frü hen Berührung der Folie mit dem Film aus zuschalten, wird nicht nur der Film 19 ein Stück weit von der Walze 17 getragen, bevor er zum Walzspalt gelangt, sondern auch die Folie 8 wird in gleicher Weise vor dem Ein treten in den Walzspalt ein Stück weit der Oberfläche der Walze 16 entlanggeführt. So erfolgt der Zusammentritt der beiden Blatt flächen an der Berührungsstelle in einem weiten Winkel; bei welchem die Möglichkeit von Lufteinschlüssen vernachlässigbar gering ist.
Da, der Film, von der heissen Oberfläche der Walze ohne Falten- oder Runzelbildung getragen wird, und da er mit dieser heissen Walze auch während genügend langer Zeit in Berührung ist, um die Schrumpfneigung zu verlieren, zeichnet sich die entstehende Schichtfolie aus durch das Fehlen jeder Nei gung zum Kräuseln und die Abwesenheit von ; entstellenden Lufteinschlüssen, welche sich an nicht klebenden Stellen ergeben würden.
Bei dem beschriebenen Schichtbildungs- verfahren ist die Möglichkeit einer seitlichen Verschiebung' der Folien gegeneinander, bei welcher die Ränder nicht mehr aufeinander stimmen würden, ausgeschlossen. Dadurch wird ein Verlust durch überstehendes Folien- material, welches abgeschnitten werden müsste, vermieden.
Nach dem Durchgang durch die Druck zone zwischen den Walzen 16 und 17 wird die Schichtfolie 2'5 über die kalten Walzen 26 und 27 geführt,' wobei das Klebemittel er härtet. Dann wird die Schichtfolie auf die Aufspulwalze 3 aufgewickelt.
Die Walzen 9, 15, 16, 17, 26 und 27 sind alle mit gleicher Winkelgeschwindigkeit ange trieben. Die Aufspulwalze 3 wird mit einer kon stanten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, welche der Umfangsgeschwindigkeit der oben= genannten Walzen gleich ist. Die - Walze 20 ist ebenfalls angetrieben, jedoch mit einer Geschwindigkeit von nur 1/4 derjenigen der Walzen 16 und 17; so dass der erhitzte und aufgeweichte Film auf das Vierfache seiner ursprünglichen Länge ausgezogen wird.
Durch Wechsel der Geschwindigkeitsverhältnisse kann der Film auch bloss auf das Döppelte oder auf ein Mehrfaches seiner ursprüng- i lichen Länge gestreckt werden.
Der in diesem Ausführungsbeispiel ver wendete Kautschukhydroehloridfilm ist mit 10 Teilen Butylsteärat auf 100, Teile Käu- tschukhydrochlorid plastifiziert. Er bleibt mit 1 der Walze 19 über 1/4 ihres Umfanges in-Be- rührung (wie in Fig.1 und 2 dargestellt) Diese Walze hat einen Durchmesser von 12,7 cm, ist auf- 100 C erwärmt und rotiert mit einer Geschwindigkeit von 72 UlMin. Der Film wird von einer Dicke -von 0,019 mm auf eine Dicke von 0,0045 mm gestreckt.
Der ge streckte Film bleibt mit der heissen Walze 17 während i/5 Sekunde in Berührung, was zum Ausglühen genügt, so dass keinerlei Schrumpf neigung zurückbleibt.
Der Film durchläuft, bevor er zwischen den beiden Walzen hindurchpassiert, drei ver schiedene Stadien, wie aus der Fig.2 hervor geht. In der Zone A. wird der gestreckte Film von der Walze 17 getragen und dabei heiss gehalten, so dass er seine Schrumpfneigung verliert.
In der sehr kurzen Zone B wird der Film. gestreekt. In der Zone C ist der Film noch kalt und ungestreckt. Die Grundfläche des Films bildet in der Streckzone B nahezu eine gerade Linie; das deshalb, weil der Modixl des . erhitzten, ungestreckten, thermoplasti schen Films kleiner ist als der Modul des kalten, ungestreektenFilms und kleiner als der Modul des heissen, gestreckten Films.
Solchermassen erfolgt - das' Strecken innerhalb einer sehr kurzen Strecke des Films, dort, wo dieser mit der Walze 17 in Berührung kommt. Die genaue Lage der Zone B hängt ab vom Erweichungspunkt des Films, der Temperatur, auf welche die Walze 17 erhitzt ist und von der Laufgeschwindigkeit des Films. Beim Durchgang von Film und Folie zwischen den Walzen 16 und 17 wird ein Druck ausgeübt, welcher genügt, um-Film. und Folie vermittels des geschmolzenen Wach ses aneinanderzukleben. Nach dem Verlassen dieser Pressklebewalzen wird der warme,
ge streckte Film von der Folie getragen. Die so gebildete Schichtfolie zeigt keinerlei Tendenz, sich zu kräuseln. Sie wird über die Kühl walzen 26 und 27 geführt, wobei eine gexiü- gend rasche Erhärtung des Wachses eintritt.
In der beschriebenen Ausführungsform wird als Träger eine Aluminiumfolie von 0;0127 mm Dicke verwendet. In der Schicht folie weist die dazwischenliegende Wachs schicht eine Dicke von 0,0038 mm auf. (Die Dicke der Wachsschicht kann durch entspre chende Einstellung des Schabmessers 10, regu liert werden.) Diese gebildete Schichtfolie weist bei den Temperaturen -18 , 3 und 2'5P C eine Fallhöhe von 28 cm auf.
Die Zugfestig- keit beträgt in der Querrichtung 3e90 kg/em2 und in der Längsrichtung 500 kg/em2. An ; ungefalteten und gefalteten Schichtfolien- stücken vorgenommene Feiichtigkeitsdurchläs- sigkeitssversuche zeigen, dass der Feuchtigkeits durchlass während 24 Stunden bei der unge- falteten Schichtfolie gleich Null ist und bei ; der gefalteten Schichtfolie 1,4 g/m2 beträgt.
Beim Auftragen von gestrecktem Kau- tsehukhydrochloridfilm auf Cellulosemateria- lien, wie Papier, Karton usw., erhält man fettfeste Produkte, welche ein vorzügliches , Packmaterial für Confiserieartikel abgeben.
Der bei der Herstellung von Schichtfolien mit Kautschukhydroehloridfilm und andern plastischen Filmen verwendete Klebstoff kann latexartig oder wärmehärtend sein.
Als latexartiger Klebstoff kommt ein in Wasser suspendiertes Butadien-Styrol-Poly- merisat in Frage, ähnlich etwa dem Produkt Union Paste Adhesive M-4'97. Die wässerige Suspension ist verwendbar, wenn der Film, auf poröses Material aufgetragen wird. Dieses gestattet die Verdunstung des Wassers durch die Folie hindurch und bewirkt nach dem völligen Trocknen ein dauerhaftes Kleben. Die Entfernung des Wassers erfolgt unter dem Einfluss der von den Druckwalzen ab gegebenen Wärme.
Wenn erwünscht, kann ein Teil des Wassers entfernt werden schon bevor das Blatt auf die Drucltwalzen gelangt, und zur Entfernung eines allfälligen Restes kann ; die die Druckwalzen verlassende Schichtfolie durch einen Trockenofen geführt werden.
Als lackartige Klebstoffe sind zum Beispiel solche auf Kautschukbasis oder Cellulose- basis verwendbar, zum Beispiel das durch die Rubber and Asbestos Corporation her gestellte Produkt Bondmaster L-297. Das Lö sungsmittel wird vorzugsweise mittels einer Heizvorrichtung vollkommen entfernt, bevor Film und Folie zusammenkommen. Die war men Druckwalzen weichen das trockene Kleb mittel auf und aktivieren es auf diese Weise.
Als wärmehärtender Klebstoff eignet sich ein Wachs von mikrokristallinem Typus, das zwischen 140 und<B>1700C</B> schmilzt, wie zum Beispiel Socony-Vacxulm Magnawax. Diesen Wachsen können klebende Zusatzstoffe bei gegeben werden, zum Beispiel Butylkautschuk, wie er von der Standard 0i1 Company ge liefert wird. Die wärmehärtenden Klebstoffe schmelzen. unter dem Einfluss der Wärme, welche die Druckwalzen abgeben und werden dadurch aktiviert. Die Adhäsion verstärkt sieh, wenn das Wachs sich unter Einwirlning von Walze 26 verfestigt.
Die Art der Schichtfolie kann dem Ver wendungszweck angepasst werden. Es sind Schichtfolien mit gänzlich verschiedenartigen Eigenschaften herstellbar durch Verwendung einerseits von Filmen aus Polyäthylen, Kau- tschulcliydrochlorid oder Polyvinylv erbindün- gen, anderseits von Trägern aus den verschie denartigsten Papiersorten, inbegriffen Sei denpapier, und von Metallfolien, inbegriffen Bleifolien. Eines oder beide der schichtbil denden Bänder können direkt von den Vor ratswalzen in die Walzspalte der Druckwalzen eingeführt werden, um die Möglichkeit des Zerknitterns zu beschränken.
In diesem Fälle wird der Klebstoff vorzugsweise direkt bei der Berührungsstelle von Film und Träger folie aufgebracht, zum Beispiel durch Ruf tropfen. Die Eigenschaften des Produktes können auch durch Veränderung der Zusam mensetzung und der Dicke des verwendeten Films, Trägers und Klebemittels verändert werden.