Verfahren zur Herstellung von glänzenden, geschichteten, endlosen Bahnen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von glänzenden, geschichteten, endlosen Bahnen durch Aufdampfen einer metallischen Schicht auf mindestens eine Seite eines Kunststoffilms und durch Binden einer Kunststoffschicht in innig verbunde ner Schichtung auf die metallisierte Oberfläche, welche Bahnen eine verbesserte Beständigkeit gegen Entschich- tung und eine verbesserte Beibehaltung des Glanzes be sitzen.
Geschichtete metallisierte Gebilde einschliesslich end loser Bahnen, Fäden, Garne und Bänder sind dem Fach mann selbstverständlich bekannt. In Erzeugnissen dieses Typs wurde hauptsächlich Aluminium als Metall, das das glänzende oder spiegelnde Aussehen der Schicht stoffprodukte hervorruft, verwendet. Zu den anderen Metallen, die für den angegebenen Zweck verwendet und vorgeschlagen wurden, gehören Gold, Silber, Magne sium, Titan und Nickel.
Um ein Produkt mit guter Verwendbarkeit zu erhalten, hat es sich in allen Fällen mindestens als praktische Notwendigkeit erwiesen, be sonders Schritte und Vorsichtsmassnahmen anzuwenden, um das abgeschiedene Metall vor verschiedenen Bean spruchungen zu schützen, um dadurch die Neigung des metallisierten Garnes, während seiner Verwendung und Handhabung entfärbt oder beschädigt zu werden, insbe sondere bei Heissverarbeitungsoperationen und bei Be rührung mit Chemikalien in Färbeflotten, zu vermeiden.
Im allgemeinen wurde eine Vielzahl von Methoden zur Herstellung von metallisiertem Garn und Faden verwendet, bei denen die Metallkomponente wie oben angegeben vor den schädlichen Wirkungen der natürli chen Elemente und des Gebrauchs geschützt wird. Bei einem Verfahren wird eine Metallfolie mit geeigneten Klebstoffen oder durch Wärme und Druck zwischen zwei durchsichtige thermoplastische Filme geschichtet. Bei einem anderen Verfahren wird ein thermoplastischer Film auf beiden Seiten metallisiert, und dieser wird zwi schen zwei durchsichtige thermoplastische Filme ge schichtet.
Bei einem weiteren Verfahren wird eine Seite eines durchsichtigen thermoplastischen Filmes metalli siert, und die metallisierte Seite wird an einen durch sichtigen thermoplastischen Film geschichtet, oder als Alternative können zwei der metallisierten Filme Metall gegen Metall aneinander geschichtet werden. Bei noch einem weiteren Verfahren wird ein durchsichtiger thermoplastischer Film metallisiert, und über der me tallisierten Oberfläche wird ein durchsichtiger Kunst stoffüberzug angebracht. Es können auch verschiedene Abänderungen und Kombinationen der vorstehenden Verfahren verwendet werden.
Das Hauptverfahren zur Herstellung von Fäden aus irgend einem der oder allen vorstehenden Gebilden besteht darin, eine verhältnismässig breite endlose Bahn oder auf Format geschnittene Folie herzustellen, die dann in schmale Streifen geschlitzt wird, die einem Garn oder Faden ähneln und als Garn oder Faden bezeichnet werden.
Wie erwähnt, ist die Hauptwirkung, die im allge meinen mit einem metallisierten Garn- oder Fadenge bilde erzielt werden soll, d. h. das anziehende glänzende oder spiegelnde Aussehen, äusserst empfindlich für Ver schlechterung durch Anlaufen, Abrieb (einschliesslich Verlust des Glanzes durch Kratzen und durch Ab schuppen und Freilegen des unteren Films) usw. Gleich wichtig (insbesondere, wenn derartige Fäden in Klei dungsstücken verwendet werden sollen) ist die Verhül lung des verhältnismässig rauhen und kratzenden Ge fühles, das die metallische Oberfläche auf der Haut hervorruft.
Obgleich die Verfahren und Techniken zum Schutz oder zur Bedeckung der in Schichtstoffgebilden ver wendeten abgeschiedenen Metalle im Grossen und Gan zen für diesen Zweck genügt haben, sind immer noch gewisse Begleitprobleme vorhanden, mit denen derartige Produkte behaftet sind. An erster Stelle steht unter diesen Problemen die Entschichtung des Produktes wäh rend gewisser Behandlungen.
Die Entschichtung führt gewöhnlich zu einem aus- gesprochenen minderwertigen, wenn nicht vollständig unbrauchbaren Produkt. Wegen dieser den geschichteten metallisierten Garnen und Fäden innewohnenden Schwäche ist der Umfang ihrer Nützlichkeit und An wendbarkeit erheblich beschränkt.
Demgemäss sind die bisher bekannten und erhältli chen metallischen Garne und Fäden nur beschränkt in zufriedenstellender Weise verwendbar (und haltbar), ins besondere auf Gebieten, auf denen eine heisse nasse Ver arbeitung, insbesondere in Verbindung mit einer Be rührung mit verschiedenen Chemikalien, notwendiger weise einen Teil der Behandlung der Fäden oder eines Gewebes, in dem ein Teil aus den metallisierten Fäden besteht, bildet. Ein derartiges Gebiet ist beispielsweise das Gebiet des Scheuerns, bzw. Seifens und Färbens.
Ein Vorgehen, das dazu verwendet wurde, dem Problem der verschlechternd wirkenden Entschichtung abzuhelfen, bestand in der Verwendung verschiedener Typen von Klebstoffen, die zum Zusammenkleben der Schichten des Fadens verwendet wurden. Dies war nur teilweise befriedigend und lieferte nicht für alle Situa tionen und Zwecke eine genügend gute Antwort. Einmal ist ein gegebener Klebstoff gewöhnlich nur für eine Art von Film geeignet. Ferner kosten bessere Klebstoffe im allgemeinen mehr, als für eine günstige Wirtschaftlich keit des Produktes tragbar ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass die aufgedampfte Schicht praktisch aus Zinn besteht.
Gemäss der vorliegenden Erfindung sind glänzende und spiegelnde geschichtete endlose Bahnen zugänglich gemacht worden, die bedeutend verbesserte Entschich- tungseigenschaften und Eigenschaften der Beibehaltung des Glanzes haben. Die neuen Bahnen enthalten im all-' gemeinen in innig verbundener Schichtung eine erste Schicht aus einem Kunststoffilm, mindestens eine zweite Kunststoffschicht über der ersten Schicht und zwischen die erste Schicht und die zweite Schicht eingeschoben eine dünne Metallschicht, die im wesentlichen aus auf gedampften (aus dem Dampfzustand abgeschiedenen) Zinn besteht.
Es ist erwünscht, dass sowohl die erste Kunststoffschicht als auch die zweite Kunststoffschicht aus durchsichtigen thermoplastischen Materialien be stehen. Die zweite Kunststoffschicht kann ein aufge brachter Überzug oder ein Film sein. Bei einer bevor zugten Ausführungsform der Erfindung enthält min destens eine der Kunststoffschichten einen überzug von aufgedampftem Zinn.
Die erfindungsgemäss hergestellten endlosen Bahnen können zu Mikrostreifen und Fäden verarbeitet werden, welche in gewebte Gewebe übergeführt werden kön nen.
Die so erhältlichen zusammengesetzten geschichteten Garn- und Fadengebilde und verwandte Schichtstoff produkte haben ausgezeichnete und in einzigartiger Weise überlegene Eigenschaften hinsichtlich der Erhal tung des Glanzes und des erwünschten glitzernden Aus sehens und der Beständigkeit gegen Entschichtung sogar unter schweren Beanspruchungs- und Handhabungsbe dingungen.
In der Tat sind das glitzernde Aussehen und die Tiefe und der Charakter des Glanzes und des Fun-' keins bei diesen Produkten gegenüber entsprechenden metallisierten Produkten nach dem Stande der Technik, die aus Abscheidungen von anderen Metallen hergestellt sind, einschliesslich insbesondere metallischer Garne und Fäden, die Aluminiumabscheidungen enthalten, sehr verbessert und in bemerkenswerter Weise gesteigert. Dies ist für sich allein ein überraschendes und verdienst liches Ergebnis.
Mindestens ebenso überraschend und der Mühe wert .ist es jedoch, dass die mit Zinn metalli sierten neuen Produkte neben allen diesen Eigenschaften lange Zeit der heissen nassen Verarbeitung und/oder Chemikalien (insbesondere herkömmlichen Färbebad chemikalien) ausgesetzt werden können, ohne dass eine ausgeprägte oder merkliche schädliche Wirkung auf sie zu bemerken ist. Sie können für weitverbreitete und verschiedene Verwendungszwecke verwendet werden und sind besonders dort günstig verwendbar, wo die rauhe Verarbeitung die Verwendung anderer analoger metallisierter oder metallhaltiger Produkte verhindert.
Sie haben, wie angegeben wurde, ein stark glänzendes Aussehen und einen tiefen reichen Glanz, der im allge meinen nach verschiedenen physikalischen und chemi schen Verwendungen und der Handhabung beibehalten wird.
Die beschriebenen Produkte können, wie es er wünscht sein kann, entweder während oder nach ihrer Herstellung leicht gefärbt werden, um gefärbte glän zende metallisch aussehende Produkte mit besonders anziehenden ästhetischen Wirkungen auf das Auge zu erzeugen.
Dies alles ist in der Tat bemerkenswert, wenn die mit Zinn metallisierten Produkte der beschriebenen Art auf jeder beliebigen Grundlage (einschliesslich Glitzern und Aussehen in der einfachen oder gefärbten Form und physikalische und chemische Beständigkeit unter beliebigen Verwendungs- und Handhabungsbedingungen) mit den bisher bekannten Arten von metallisierten und metallhaltigen Produkten, wie z. B. denjenigen aus Alu minium und sogar aus derartigen edleren Metallen, wie Nickel, verglichen werden.
Fast jede Art von durchsichtigem (oder halbdurch sichtigem) Kunststoffilm, bzw. -folie kann im erfin dungsgemässen Verfahren verwendet werden. Gewöhn lich werden thermoplastische Kunststoffe verwendet, obgleich auch andere geeignete Kunststoffilmprodukte verwendet werden können.
Diese umfassen Copolymere von Vinylidenchlorid und Vinylchlorid oder Acrylnitril, die im allgemeinen im Polymermolekül mindestens 70 und vorzugsweise mindestens 80 Gew. % mischpolymeri siertes Vinylidenchlorid enthalten. Andere Filme, die für die Verwendung bei der praktischen Ausführung der Erfindung gut geeignet sind, sind Filme aus anderen Halogenäthylenpolymeren, wie z.
B. Polyvinylchlorid, Vinylchlorid-Vinylacetat und andere Vinylchloridcopoly- mere, sowie derartige andere halogenhaltige polymere Produkte, wie chloriertes Polyäthylen, chloriertes Poly- propylen und chlorierter Kautschuk.
Bei der praktischen Ausführung der Erfindung können Filme verwendet werden, die aus derartigen thermoplastischen filmbil denden Materialien, wie den verschiedenen Styrolpoly- meren, einschliesslich Polystyrol, filmbildenden Copoly- meren von Styrol mit Acrylnitril, a-Methylstyrol, Äthylacrylat und Gemischen davon, sowie verschiedenen VinyltoIuolpolymeren, Acrylnitrilpolymeren,
Cellulose- acetat, Celluloseacetatbutyrat und andere thermopla stischen, filmbildenden Derivaten der Cellulose, nicht aromatischen Kohlenwasserstoffpolyolefinen, einschlie- lieh Polyäthylen (sowohl des üblichen verzweigt struk turierten Typs von Polymer als auch die in neuerer Zeit erhältlichen linearen, sogenannt makromolekularen Ar ten mit hoher Dichte) und Polypropylen, Polyamiden,
einschliesslich linearer Kondensationsprodukte von Adi- pinsäure und Hexamethylendiamin, und Kondensations- produkten von E-Caprolactam bestehen. In dieser Hin sicht besonders günstig sind Filme der verschiedenen wohlbekannten filmbildenden Polyester, einschliesslich linearer Kondensationsprodukte von Terephthalsäure und Äthylenglykol oder äquivalenten Glykolen oder ana loge thermoplastische harzartige filmbildende Materia lien.
Obgleich wie angegeben, durchsichtige Filme er wünscht sind, können halbdurchsichtige Filme verwendet werden. Das wichtige Merkmal ist, dass der Glanz und funkelnde Glitzereffekt, den die Zinnzwischenschicht liefert, sich durch mindestens eine der äusseren Schichten des Gebildes zeigt.
Um beispielsweise ein mit Zinn metallisiertes Garn oder einen mit Zinn metallisierten Faden zu erzeugen, wird zuerst mittels bekannter thermischer Verdamp- fungs- oder kathodischer Zerstäubungsverfahren ein flächenförmiges Material von mit Zinn überzogenem thermoplastischem Film hergestellt. In einer vorteil haften thermischen Verdampfungsmethode wird ein flächenförmiges Material des Films neben einem Netz, einer Spule, einem Pulver, einem Blech oder einer ande ren Form des Zinns, das in dem Überzug verwendet werden soll, in eine Hochvakuumkammer gebracht oder durch sie hindurchgeführt.
Natürlich können für diesen Zweck auch spezielle Techniken angewendet werden. Das Zinn wird durch geeignete Widerstandselemente, Heizbleche, Heizspulen oder andere Heizvorrichtungen erhitzt, um das Metall zu verflüchtigen, worauf es sich als Zinnabscheidung auf dem Film kondensiert. Vor zugsweise sollten die Atome des verflüchtigten Zinns unmittelbar von der Quelle nach der Oberfläche des Films, der überzogen werden soll, gelangen, ohne in der evakuierten Kammer Moleküle der restlichen Atmo sphäre zu treffen. Demzufolge sollte die Kammer genü gend stark evakuiert sein, so dass die mittlere freie Weg länge der Zinndampfatome die Entfernung von der Quelle zu der Oberfläche des Films übertrifft.
Tempera turen der Zinnquelle, die die Verflüchtigungstemperatur stark überschreiten, sollten vermieden werden, da dies zu einer zu hohen Dampfdichte des gasförmigen Zinns führen kann, die eine pulverförmige Abscheidung her vorruft. Es wurde jedoch gefunden, dass glänzende haf tende überzüge sogar bei hohen Zinndampfdichten er halten werden können, indem das gasförmige Zinn mittels Hilfselektroden mit hohem Potential ionisiert wird.
In der Tat braucht nur ein sehr dünner Film auf der Oberfläche des Kunststoffilms abgeschieden zu werden. Fast immer überschreitet die Dicke der Zinnabscheidung eine Schicht von 0,001 mm oder dergleichen nicht.
Nachdem das flächenförmige Material, bzw. der Film mit Zinn metallisiert worden ist, kann er darauf in der üblichen Weise unter Wärme und Druck auf eine zweite Folie aus dem gleichen Material geschichtet wer den, wobei sich die zweite Folie benachbart zu der Zinn' abscheidung befindet, so dass eine verhältnismässig breite endlose Bahn mit metallischem Aussehen erzeugt wird. Als Alternative können, wie angegeben, zwei der mit Zinn überzogenen thermoplastischen Filme mit den ent sprechenden Zinnschichten benachbart zueinander an einander geschichtet werden. Die endlose Bahn kann dann in schmale Garne oder Fäden mit der gewünschten Breite zerschnitten oder geschlitzt werden.
Um zwischen der Zinnabscheidung und dem thermo plastischen Film eine festere Bindung zu liefern sowie eine stärkere Schichtung sicherzustellen, können die das Zinn aufnehmende Seite des Films, der die Zinnab- scheidung aufnimmt, und/oder die benachbarte Seite des restlichen Filmstückes vor irgendwelchen anderen Arbeitsgängen mit einem geeigneten, biegsamen Kleb stoff überzogen werden. Natürliche oder synthetische Harze mit einem genügenden Klebrigkeitsgrad (oder mit einem zugesetzten Weichmacher) können für diesen Zweck verwendet werden.
Jeder beliebige geeignete Klebstoff kann verwendet werden. Die Wahl beruht hauptsächlich auf der Ver träglichkeit oder Affinität des Klebstoffes für den ver wendeten Kunststoffilm. Es ist günstig, durchsichtige und farblose Klebstoffe zu verwenden, insbesondere wenn ein Faden mit einem silbrigen Aussehen gewünscht wird. Cellulosederivate (wie z. B. Nitrocelhilose, Cellu- loseacetat oder Celluloseäther) können zusammen mit einem Harz und mit oder ohne zusätzliche modifi7ie- rende Bestandteile verwendet werden.
Um eine leichte Aufbringung des Klebstoffes auf das Material zu er möglichen, kann ein flüchtiges Lösungsmittel zugesetzt werden, um die Viskosität des Klebstoffes herabzuset zen. Das Lösungsmittel kann dann nach der Aufbringung des Klebstoffes und vor den überzugs- und Beschich- tungsarbeitsgängen entfernt werden.
Beispiele für einige der Klebstoffe, die für die Be schichtung von endlosen Bahnen von Polyäthylenglykol- terephthalatfilmen befriedigend sind, sind die Polyäthy- lenisophthalat oder Polyäthylenhexahydroterephthalat enthaltenden Klebstoffe. Gemische derartiger Polyester klebstoffe mit gewissen Epoxyharzen und Polyuretha- nen sind für diesen Zweck ebenfalls brauchbar.
In .denjenigen Fällen, wo gefärbte Produkte er wünscht sind, können beliebige von verschiedenen Tech niken verwendet werden, um sie zu erhalten. Beispiels weise können den Klebstoffen Pigmente oder Farbstoffe zugesetzt werden, oder der Kunststoffilm kann bedruckt werden.
Andere Techniken, die zur befriedigenden Fär bung des mit Zinn metallisierten Produktes verwendet werden können, sind das Färben des thermoplastischen Filmes, ehe er zu einem Bestandteil des zusammenge setzten Schichtstoffgebildes gemacht wird, oder das Färben des zusammengesetzten Gebildes selbst entweder in Form eines Garnes oder Fadens (der in aufgewickel ter oder Wickel -Form behandelt werden kann) oder wie in Stückfärbereioperationen, wenn er mit den glei chen oder anderen Garnen oder Fäden zu einem Tuch oder Gewebe verarbeitet ist.
Das ausgezeichnete Verhal ten von Tuch oder Gewebe, das aus dem neuen, mit Zinn metallisierten Garn besteht oder dieses enthält, während des Färbens ist in der Tat bemerkenswert und ergibt grosse Vorteile sowie die Möglichkeit, derartige Waren in herkömmlicher Weise mittels Stückfärberei operationen ohne ernste Schädigung oder Folgen für die mit Zinn metallisierte Garnkomponente zu färben.
Die erste Stufe bei der Herstellung der mit Kunst stoff überzogenen Produkte ist ähnlich der vorstehend beschriebenen hinsichtlich der Abscheidung des Zinns auf dem flächenförmigen Kunststoffgrundmaterial. Nachdem der Film mit Zinn metallisiert worden ist, wird auf die Zinnfilmschicht eine oberste Kunststofflage auf gebracht. Der Kunststoffüberzug sollte mit den Eigen schaften des thermoplastischen Films verträgliche Eigen schaften sowie eine Affinität für den thermoplastischen Film haben. Er sollte mindestens so biegsam sein wie der Film und sich gegenüber Änderungen der Feuchtigkeit und der Temperatur in gleicher Weise verhalten.
Wenn beispielsweise verhältnismässig dünne Fäden aus den zusammengesetzten Gebilden Verarbeitungs operationen unterworfen werden, die die Tendenz be sitzen, sie zu spannen (wie z. B. beim Weben), neigen sie dazu, sich in die Länge zu ziehen und deformiert zu werden. Dies kann vermieden werden, indem die Schichtstoffgarne oder -fäden mit einer Umwicklung aus anderen Fäden gestützt werden.