DE1504259C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Verbundfolien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Herstellung von Verbundfolien aus Bahnen wasserunlöslichen, hydrophilen Materials, z. B. regenerierte Zellulose, bei dem mindestens eine von zwei sich gegenüberliegenden und zu verbindenden Flächen benachbarter Bahnen eine Schicht aus thermoplastischem Kunststoff aufweist, bei welchem Verfahren Material der Bahnen befeuchtet und nötigenfalls nach dem Befeuchten gespreizt oder gespannt wird und die Bahnen unter Erweichung des Kunststoffes durch vom Befeuchten unabhängiges Erwärmen im erwärmten Zustand zusammengeführt werden und der sich dabei ergebende Verbund gekühlt wird.

Bei den Verbundfolien, die hergestellt werden sollen, kommt es darauf an, einen erwünschten oder erforderlichen Gehalt an Feuchtigkeit im Endprodukt sicherzustellen.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist nach der US-PS 22 24 370 bekannt, wobei eine der Bahnen über in ein Flüssigkeitsbad eintauchende Befeuchtungswalzen geführt und dann über Führungswalzen auf einer Bahnführungsfläche mit eingelagerten Heizelementen, die die Bahn nach der Befeuchtung erwärmen, zur Zusammenführungsstelle zwischen zwei Druckwalzen geführt wird, denen die andere Bahn, ebenfalls über eine Bahnführungsfläche mit Heizelementen geleitet, von der anderen Seite zugeführt wird. Das Befeuchten bei diesem vorbekannten Verfahren dient dem Zweck, ein Einrollen oder Kräuseln auf Grund unterschiedlicher Schrumpfeigenschaften bei Wärme der zu verbindenden Bahnen zu vermeiden. Bei diesem bekannten Verfahren führt die auf das hydrophile Material nach der Befeuchtung aufgebrachte Wärme während des Beschichtungs- und/oder des Lamellierungsprozesses nämlich wieder zu einem beträchtlichen Feuchtigkeitsverlust des flächigen Materials. Eine Wiederbefeuch- tung des sich ergebenden Produktes zur Erreichung der erwünschten Endfeuchte mag es freilich wieder für die beabsichtigten Zwecke geeignet machen, derartige Wiederbefeuchtungen verlaufen jedoch im allgemeinen sehr langsam, sind teuer und häufig nicht zufriedenstel- ^l lend, insbesondere dann, wenn beachtliche Feuchtigkeitsmengen wieder in das Produkt eingebracht werden müssen.

Ferner ist aus der DT-AS 10 23 218 bekannt, reine Kunststoffolien für eine kontinuierliche Verstreckung lediglich zum Erwärmen mit heißen gesättigten Dämpfen zu beaufschlagen.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Verfahren der eingangs genannten Art, dieses dahingehend auszubilden, daß damit ein gewünschter und erforderlicher Gehalt an Feuchtigkeit in einem Durchlauf im Endprodukt sichergestellt und eine aufwendige Nachbefeuchtung vermeidbar wird.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Befeuchten durch Aufbringen von Naßdampf und gleichzeitig mit der Erwärmung erfolgt und beides gegen die zu verbindenden/verbindende Flächen/Fläche vorgenommen wird.

Bei dieser Lösung braucht also nicht die auf- bzw. eingebrachte Befeuchtungsflüssigkeit, wie beim Gegenstand der US-PS bei der Nachbeheizung mit erwärmt zu ( werden, sondern das Befeuchtungsmittel ist selbst Wärmeträger. Hierdurch wird erreicht, daß die Feuchtigkeit besser aufgenommen und gehalten wird.

Dadurch, daß das Befeuchten und Erwärmen gegen eine oder beide der zu verbindenden Flächen vorgenommen wird, wird erreicht, daß einerseits das hydrophile Material befeuchtet und andererseits gleichzeitig die Kunststoffbeschichtung für die Verbundherstellung erwärmt wird. Eine Feuchtigkeitsverdampfung und unzulängliche Verbindung der beteiligten Schichten werden dadurch vermieden.

In vorteilhafter Ausgestaltung wird gleichzeitig mit der Befeuchtung und Erwärmung eine Temperierung von dabei nicht beaufschlagten Flächen her vorgenommen. Dies ist insoweit vorteilhaft, als die Dicke der aufgebrachten Feuchtigkeitsschicht variiert und genau kontrolliert werden kann, und zwar nicht nur durch Menge und Temperatur des aufgebrachten Naßdampfes, dem das Material ausgesetzt wird, und durch die Zeitdauer der Beaufschlagung sondern auch durch den Grad der Kühlung, worin die Temperierung im allgemeinen besteht.

Die Erfindung betrifft sodann eine Vorrichtung zur

Durchführung des Verfahrens. Ausgegangen wird von einer Vorrichtung, die besteht aus Materialbahnförder-, Befeuchtungs- und Heizelementen, wobei die Heizelemente mit Materialbahnführungsflächen zusammengefaßt ausgebildet sind, die keilförmig zusammenlaufen und mit ihren zusammenlaufenden Enden im Zwickelbereich zweier walzenförmiger Förderelemente angeordnet sind. Eine Vorrichtung dieser Art ist bekannt (US-PS 22 24 370).

Sie ist gemäß diesem Teil der Erfindung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens derart ausgebildet, daß die Heizelemente und die Befeuchtungselemente zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind mit äußeren Flankenflächen, die die Materialführungsebene bilden, und daß die Baueinheit ferner einen durch eine Dampfeinlaßöffnung beschickbaren Innenraum und sich über die Arbeitsbreite der Vorrichtung erstreckende Querschlitze in den Flankenflächen ausmündend aufweist.

Vorteilhaft ist dabei die Vorrichtung derart ausgebildet, daß die walzenförmigen Förderelemente in an sich bekannter Weise als gebogene Walzen ausgebildet und die Flankenflächen mit flächigen Ausnehmungen versehen sind, in die die Querschlitze ausmünden.

Abgesehen von der damit verbundenen Spreizwirkung auf die Verbundfolienbahnen die sich nebenbei ergibt, pulsieren die Bahnen bei Drehung der Förderelemente in bezug auf die Flankenflächen, wobei sich der in den Ausnehmungen angesammelte Dampf ausdehnt und sich besonders gut auf den gesamten zu beaufschlagenden Folienbereich verteilt.

Anhand beispielsweiser zeichnerischer Darstellungen werden nachfolgend das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt schematisch

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt durch die keilförmige Baueinheit gemäß Fig. 1,

F i g. 3 eine Frontansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig.4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1,

In Fig. 1 sind mit 11, 13 zwei Verbundfolienbänder aus regenerierter Zellulose bezeichnet, die von Vorratsrollen 15,17 ablaufen, und zwar mit ihren beschichteten Oberflächen 19, 21 gegeneinander gerichtet. Die Folienbahnen laufen über Führungswalzen 23, 25, kommen dann in Kontakt mit den vorzugsweise gebogenen Förderelementen 27, 29 und laufen danach zwischen Heiz- und Druckwalzen 31,33 zusammen. Das sich ergebende Verbundprodukt 35 wird mittels Kühlwalzen 37, 39 auf mindestens Raumtemperatur abgekühlt und läuft dann über eine gummibelegte Zugwalze 41 auf eine Sammelwalze 43. Die Führungswalzen 23,25 werden durch die Bahnbewegung gedreht, während die walzenförmigen Förderelemente 27,29 mit Antriebsrädern 45 von einer geeigneten Kraftquelle aus angetrieben werden. Auf dem Weg von den Führungswalzen 23,25 zu den Förderelementen 27,29 werden die gegeneinandergerichteten Flächen der Bahnen 11,13 an der Baueinheit 47 erwärmt, die an einem Rahmen 49 sitzt. Diese Baueinheit ist hohl ausgebildet, wird von einer oberen Platte 51 abgeschlossen und von geneigten Flankenwänden 53, 55 begrenzt, in denen elektrische Heizelemente 57 eingelagert sind, die die gewünschte Temperatur aufrechterhalten.

Die Befeuchtung der Verbundfolienbahnen 11, 13 erfolgt gleichzeitig mit der Erwärmung durch Naßdampf, der auf die sich gegenüberstehenden Flächen der Bahnen aufgebracht wird. Der Dampf gelangt durch eine Zuleitung 59 (F i g. 3) in die Kanäle 61,63 und durch die Dampfeinlaßöffnung 65 in das Innere der Baueinheit 47. Ein Leitblech 67 sorgt dafür, daß der Dampf über die ganze Länge im Inneren gleichmäßig verteilt wird. Durch Querschlitze 69, die sich über die ganze Arbeitsbreite erstrecken, tritt der Dampf nach außen.

Falls erforderlich, können die Dampfmengen in den Kanälen 61, 63 und der Dampfeinlaßöffnung 65 mittels Ventilen 71 geregelt werden. Von entscheidender Wichtigkeit ist, daß der Naßdampf durch nicht unterbrochene Querschlitze 69 aufgebracht wird, um eine gleichförmige Befeuchtung über die ganze Breite der Bahnen 11,13 zu erreichen.

Vorteilhaft sind die äußeren Flächen der Flankenwände 53,55 mit Ausnehmungen 73 versehen. Die Wege der Bahnen 11, 13 verlaufen zwischen den Linien 75, 77, wenn die gebogenen Förderelemente gedreht werden. Wenn die Bahnen nach der Linie 57 verlaufen, sammelt sich Dampf in den Ausnehmungen 73. Bei Bewegung auf die Linie 77 zu kann sich der in den Ausnehmungen angesammelte Dampf ausdehnen, so daß alle Bahnbereiche in Längsrichtung den gleichen Dampf- bzw. Befeuchtungsbedingungen ausgesetzt sind. Vorteilhaft erfolgt die Anordnung der Baueinheit 47 in einem Gehäuse 79.

Die Temperatur, auf die die Baueinheit 47 gebracht wird, ist natürlich abhängig von der Art des zu behandelnden Materials und von der Bahngeschwindigkeit. Sie muß eine solche Höhe haben, daß die Beschichtung erweicht, aber nicht in den Fließzustand übergeht. Ferner muß sie über 100° C liegen, um eine Dampfkondensation zwischen den Bahnen zu vermeiden, ehe sie vereinigt sind. Die Verbundfolienbahnen sollten nahe genug für das Führungsstück ausgerichtet sein, aber auch ausreichend distanziert, um Beschädigungen oder Zerstörungen der beschichteten Flächen zu vermeiden.

Die gebogenen Förderelemente 27, 29 dienen gleichzeitig zur Entfernung von Runzeln und Falten aus den befeuchteten Bahnen, indem diese mit diesen Elementen seitlich gespannt sind.

Die Temperaturwalze 31 ist von bekannter Bauart. Zur Aufrechterhaltung ihres erwärmten Zustandes wird ihr zirkulierend durch die Leitungen 81, 83 ein Heizmedium zugeführt. Vorzugsweise wird sie auf Temperaturen von 93° C bis 100° C gebracht, aber auf keinen Fall höher als die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Beschichtungsmaterials. Durch Aufrechterhaltung einer solchen Temperatur wird eine Kondensation des Naßdampfes auf der Walzenoberfläche verhindert, und eine gute Verbindung der erweichten Beschichtungsflächen der Filme ist gewährleistet. Die der Walze 31 gegenüberliegende Druckwalze 33 ist ebenfalls von bekannter Bauart und mit einem Überzug 85 aus Silikongummi oder aus einem anderen wärmebeständigen, elastischen Material versehen.

Das lameliierte Verbundprodukt 35, das aus den Walzen 3133 herausläuft, wird auf Kühlwalzen 37, 39 schnell abgekühlt. Das Verbundprodukt ist zwecks Erzielung einer schnellen und durchgreifenden Kühlung um einen beträchtlichen Teil der Kühlwalze 37 geschlungen, was durch Anordnung einer Spannrolle 87 erreicht wird. Die Kühlwalzen 37,39 sind ebenfalls von bekannter Bauart, und kaltes Wasser od. dgl. wird zirkulierend durch diese Walzen geleitet. Nach Ablauf

von der Kühlwalze 39 wird das Verbundprodukt über eine Transportwalze 41 geführt, deren Oberfläche mit Gummi griffig ausgebildet ist und wird dann auf eine Sammelrolle 43 gebracht

Sämtliche Walzen sind im Sinne der Durchlaufbewegung der Bahnen 11,13 bzw. des Verbundproduktes 35 beispielsweise, wie dargestellt, angetrieben und antriebsmäßig verknüpft.

Um den ununterbrochenen Durchlauf der Folien 11 und 13 durch die vorbeschriebene Vorrichtung zu erleichtern, ist an einer Seite der Heizwalze 31 ein Zahnrad 89 angeordnet und direkt von der Kette 91 (unmittelbar von einem — nicht dargestellten Motor) — angetrieben.

Das folgende Beispiel zu den Betriebsdaten dient zur weiteren Erläuterung des Verfahrens. Bekanntes Verbundfolienmaterial aus regenerierter Zellulose, das auf jeder Seite mit einem Copolymer von Vinyliden-Chlorid und Vinylchlorid beschichtet ist, wurde in die beschriebene Vorrichtung in der beschriebenen Weise eingefädelt. Die Geschwindigkeit der einzelnen Antriebsglieder wurde schrittweise erhöht, bis die Bahnen mit einer Geschwindigkeit von angenähert 183 m/min Hefen. Während dieser Periode wurden die elektrischen Heizelemente 57 eingeschaltet und hielten die Bauein-

heit 47 auf einer Temperatur von 212 bis 135° C, während die Heizwalze 31 auf einer Temperatur zwischen 93 und 100° C gehalten wurde. Nach Einstellung dieser Bedingungen wurde Naßdampf von wenig mehr als 100° C in die Baueinheit 47 mit einem Druck von 0,7 atü eingeleitet.

Da die Bahnen 11,13 an der Baueinheit 47 mit ihren beschichteten Oberflächen vorbeilaufen, wurden diese erweicht und dann zwischen der Heiz- und Druckwalze 31, 33 dicht zusammengepreßt. Das sich ergebende Verbundprodukt 35 wurde auf den Walzen 37,39 schnell gekühlt, die auf einer Temperatur von etwa 15° C vermittels umlaufendem Kühlwasser gehalten waren. Das lamellierte Produkt zeigte eine gleichmäßige, feste und fortlaufende Verbindung zwischen den Filmen, wobei die Transparenz der Filme nicht getrübt war. Der Feuchtigkeitsgehalt betrug etwa 6 % bezogen auf das Gewicht. Es wurde festgestellt, daß Produkte mit höherem Feuchtigkeitsgehalt bis 11 % durch langsameren Durchlauf des Filmes erzielt werden konnten und natürlich auch durch niedrigere Temperaturen als die im ersten Beispiel. Weiterhin wurde festgestellt, daß alle Spuren von Lösungsmitteln während des Befeuchtungsund Lamellierungsprozesses entfernt wurden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Verbundfolienbahnen aus Bahnen wasserunlöslichen, hydrophilen Materials, z. B. regenerierte Zellulose, bei dem mindestens eine von zwei sich gegenüberliegenden und zu verbindenden Flächen benachbarter Bahnen eine Schicht aus thermoplastischem Kunststoff aufweist, bei welchem Verfahren Material der Bahnen befeuchtet und nötigenfalls nach dem Befeuchten gespreizt oder gespannt wird und die Bahnen unter Erweichung des Kunststoffes durch vom Befeuchten unabhängiges Erwärmen im erwärmten Zustand zusammengeführt werden und der sich dabei ergebende Verbund gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Befeuchten durch Aufbringen von Naßdampf und gleichzeitig mit der Erwärmung erfolgt und beides gegen die zu verbindenden/verbindende Flächen/ Fläche vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Befeuchtung und Erwärmung eine Temperierung von dabei nicht beaufschlagten Flächen her vorgenommen wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus Materialbahnförder-, Befeuchtungs- und Heizelementen, wobei die Heizelemente mit Materialbahnführungsflächen zusammengefaßt ausgebildet sind, die keilförmig zusammenlaufen und mit ihren zusammenlaufenden Enden im Zwickelbereich zweier walzenförmiger Förderelemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (57) und die Befeuchtungselemente zu einer Baueinheit (47) zusammengefaßt sind, mit äußeren Flankenflächen, die die Materialführungsebenen bilden, und daß die Baueinheit ferner einen durch eine Dampfeinlaßöffnung (65) beschickbaren Innenraum und sich über die Arbeitsbreite der Vorrichtung erstreckende Querschlitze (69) in den Flankenflächen ausmündend aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die walzenförmigen Förderelemente (27, 29) als gebogene Walzen ausgebildet und die Flankenflächen mit flächigen Ausnehmungen (73) versehen sind, in die die Querschlitze (69) ausmünden.