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Laminiertes Plächengebilde und Verfahren-zu seiner Herstellung Die
Erfindung bezieht sich auf laminierte Flächengebilde, die aus einer Trägerschicht
und einer darauf haftenden Deckschicht aus thermoplaetischem Kunststoff bestehen,
sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger laminierter Flächengebilde. Laminierte
Flächengebilde dieser Art stellen Verbundwerksto.ffe darl die gegenüber ihren für
sich allein genommenen Einzelbestandteilen neue und bessere Eigenschaften aufweisen.
Ihnen sind daher je nach Art des verwendeten Kunststoffs-, der Trägerschicht
und der Oberflächenausbildung der Kunstatoffdeckschicht bereite eine große Anzahl
verschiedenartiger Anwendungsmöglichkeiten erschlossen worden. Laminierte Flächengebilde
finden beispielsweise schon mit gutem
Erfolg Anwendung als Kunstlederg
Möbelbezugsstoffe, Vorhangstoffe, Schutzkleidung, Dekorationsmaterialien und Tapeten,
Planen und Zelte, lichtdurchlässige Gittergewebe,'Säcke, siegelfähige Einlagen zur
Stoffverstärkung, Fußbodenbeläge, Verpackungen, siegel-,fähige Papiere, Iäolierpapiere,
Dichtungen und Bucheinbände.
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Für die Anwendungefähigkeit und den Gebrauchswert dieser Verbundwerkstoffe
kommt der Haftfähigkeit zwischen Trägermaterial und Deckschicht eine entscheidende
Bedeutung zu. Ein Kunstleder beispielsweise, welches aus einem textilen Träger wie
Baumwolltrikot und einer Deckschichtaus weichgestelltem Polyvinylehlorid besteht,
darf auch bei starker-Beanspruchung durch Stoß, Knickung und Dehnung keine Trennung
zwischen Träger-und Deckschicht aufweisen. Auch eine Verpackungsfolie, die aus einer
Aluminiumträgerfolie und einem Deckfilm aus Hart-Polyvinylehlorid, 2olyvinylidenehlorid,
Polyäthylen oder Polypropylen besteht, wird für die Verarbeitung unbrauchbar, wenn
sich die Deckschicht vom Trägermaterial ablöst.
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Es hat nicht an Vorschlägen gefehlt, eine zu geringe oder fehlende
Haftung der Deckschicht auf dem Trägermaterial zu verbessern. So wur de vielfach
versucht, bereits bei der Polymerisation des Deckschichtkunststoffs,
z.h.'durch-Gopolymerisation,
polare Gruppen zur Haf tungsvermittlung in-den Kunststoff-einzub-auen.-Diese it#a-;3nahme
kann jedoch#zujunerwünschten Verände-rungen der chemischen-und mechanischen Eigenschaften--des
zur Verwendung gelangenden-Kunststoffs führen, Auch die bekannte Haftungsvermittlung-zwischen
Träger---und-: Deckschicht durch Klebstoff vermag nicht voll zu be--. friedigen,
weil in vielen Fällen für die Auftragung des haftvermit.telnden-Klebstoffs auf die-kunststoffabweisende-iürägerbahn..ein--separates
Auftragssystem z. B. Druckwalzen--äder hakelauf.trag - erforderlich ist und
weil anschließend an den Auftrag das Klebstoff-Lösungsmittel v-erdampft werden muß.
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Es wurde nun-überrasche-nd gefunden,-daß-eine heTvorragende Haftung
erzielt wird, wenn-zwischender Trägerbahn und der,Deckschicht eine dünne Zwischenschicht
aus einer thermaplastischen Urethanverbinaung angeordnet wird. Auf diese W-eise
lassen sich zahlreiche thermoplastische Kunsts,toffe, wie 2olyvinylchlorid, Polyäthylen,
-t#o.1,ypro_pylen, Po-lyvinylidenehlorid u-. dgl., mit Trägermaterialien, wie Polyamiden,
Glasfaser, Polyester,'Sisal, Hanf, Jute, Baumwollgewebe, Metall u. dgl.-, ausgezeichnet
verbinden. Die erfindungsgemäße CD Verwendung einer haftungsvermittelnden Urethanzwischenschicht
beeinträchtigt weder die chemischen noch die mechanischen Eigenschaften des Decksch-ichtkunststoffs-und
ist
auch auf die vom Trägermaterial in Verbindung mit der Deckschicht erzielten Materialeigenschaften
des Verbundwerkstoffs ohne jeden nachteiligen Einfluß. Urethanverbindungen, welche
durch Reaktion zwischen einem hydroxylgruppenhaltigen Polyester oder Polyäther mit'einem
Isocyanat, beispielsweise Dipheny1methan-Diisocyanat oder Naphtylen-Diisocyanat,
erhalten werden, eignen sich zur Bildung der Zwischenschicht besonders. Dabei ist
es von Vorteil, soviel Isocyanat zur Reaktion zu bringen, daß nach vollzogener Reaktion
der N - C 0 Gruppen.mit den OH Gruppen ein Überschuß von 1 - 20
> an Hydrox#-lgrup,pen vorhanden ist--, um eine gleichmäßige niedrigviskose
Schmelze zu erhalten. Die Zwischenschicht kann im Vergleich zur Deckschichtdicke
relativ dünn sein. So haben sich Zwischenschichtdicken als zweckmäßig erwiesen,
die nur 1/10 bis 1/100 der Deckschichtdicke betragen.
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Das erfindungsgemäß laminierte Flächengebflde läßt sich gemäß dem
mit der Erfindung vorgeschlagenen Verfahren dadurch herstellen, daß man die Urethanverbindung
auf die Trägerbahn aus der Schmelze aufträgt, wonach auf die Urethanschicht die
Deckschicht in an sich bekannter Weise aufgebracht wird. Beispielsweise kann die
Auftragung-,der-Urethanschicht durch Aufstreichen oder Extrudieren auf das Trägermaterial
erfolgen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgt
die Herstellung des laminierten Fläanengebildes unter Verwendung einer fortlaufenden
Trägerbahn aber dadurch, daß die Urethanverbindung in den Spalt zwischen gegenläufig
angetriebenen Schmelzwalzen, von denen die eine Walze eine höhere. Umfangsgeschlffindigkeit
und einehöhere Oberflächentemperatur als die andere Walze aufweiset gegeben und
bei einmaligem Spaltdurchgang zu einem auf der Walze mit höherer Umfangsgeschwindigkeit
haftenden Film ausgeformt wird, der auf dieser Walze mit der herangeführten Trägerbahn,
vorzugsweise unter Vermittlung einer Andruckwalze vereinigt wird, worauf das erhaltene
Flächengebilde von der Schmelzwalze abgezogen und in an sich bekannter Weise mit
einer Deckschicht versehen wird.
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Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Umfangsgeschwindigkeit
der ein-en Schmelzwalze 10 m/min bis 30 m/min beträgt, während die
andere Schmelzwalze eine 1,2 bis 3 fach größere Umfangsgeschwindigkeit aufweist,
und daß die erstgenannte Schmelzwalze eine Oberflächentemperatur von 1200 bis
1800 0 aufweist, während die andere Schmelzwalze auf eine um 10 bis
30 0 C höhere Temperatur geheizt ist. Die Auftragung der Deckschicht kann
mit Vorteil aus der Schmelze erfolgen, ggf. mit Hilfe eines Schmelzwalzenpaares.
Hierfür
kommt'aber auch jedes andere bekannte Verfahren wie Aufwalzen, Aufstreichen, Extrudiren
mit anschließendem Aufwalzen, Aufsintern, Lackieren in Betracht.
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Die Auftragedicke der Urethanzwischenschicht richtet sich vornehmlich
Ziach der Oberflächenbeschaffenheit des Trägermaterials. Für Träger mit glatter
Oberfläche wie Metallfolien-und Papier ist eine Schichtdicke von etwa
0.005 bis etwa 0,1 mm ausreichend, während für Träger mit stark strukturierter
Oberfläche, wie Gewebe, Vliese und Gittergewebe, im allgemeinen Schichtdicken von
etwa 0,01 bis etwa 0,2 mm angebracht sind. Nachfolgend wird die Erfindung
anhand zweier Beiopiele erläutert: Beispiel 1
Ein Polyester, hergestellt
durch Veresterung von Adipinsäure mit Diäthlenglykol und Butylenglykoll wurde mit
Diphenylmethandiisoeyanat umgesetzt und das Reaktionsprodukt in kleine Stücke geschnitten
und dem Spalt zwischen zwei Schmelzwalzen aufgegeben, von denen die eine Walze eine
Umfangsgeschwindigkeit von 10 m/min und eine oberflächentemperatur von
180 0 0 aufwies, während die andere Walze mit einer Umfangsgeschwindigkeit
von
12 m/min rotiert , e und auf eine Oberflächentemperatur
von 200 0 0 geheizt war. Die mittlere Walzenspaltbreite betrug
0,05 mm Es wurde ein Film von 0.055 mm Dicke erhalten, der auf der
höher beheizten Walze haftete und dort fortlaufend unter Vermittlung einer Andruckwalze
mit einer Trägerbahn aus Nylon-Gewebe vereinigt wurde. Die Trägerbahn wurde über
die Andruckwalze fortlaufend abgezogen, gekühlt, aufgewickelt und danach auf derselben
Walzeneinrichtung fortlaufend mit einer Deckschicht aus vieich-PVC mit einem Weichmachergehalt
von 45 7o und einem Füllstoffanteil an Galeiumkarbonat von 10 #o versehen.
Hierzu betrugen die Walzenumfaligsgeschwindigkeiten 15 m/min bzw.
17 m/min und die Oberflächentemperaturen 170 b--w. 190 0 0.
Die mittlere Walzenspaltbreite war auf Es ergab sich ein auf der höher beheizten
Walze haftender PVC-Film von 0.,23 mm Dicke, der mittels der Andruckwalze
auf die Urethanzwischenschicht der Trägerbahn übertragen wurde. Das erhaltene laminierte
Flächengebilde wies eine ausgezeichnete Haftung zwischen Träger-und Deckschicht
auf. Versuche, die Verbindung mechanisch zu trennen, führten zur Zerstörung des
Trägers und der Deckschicht. Beispiel 2
Eine Aluminiumfolie, welche zur Verpackung
von Butter
.und Käse dient, wurde mit einem dünnen Hart-PVC-Film
beschichtet.-Dadur-ch wird der Zutritt von Sauerstoff an möglichen Rißstellen zum
sauerstoffempfindlichen Füllgut verhindert und gleichzeitig die Aluminiumfolie vor
dem Angriff aggressiver Füllgüter.geschützt.
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Als Haftvermittler wurde eine thermoplastische Urethanverbindung,
deren Polyesterkomponente durch Veresterung einer Mischung von Adipinsäure und Phtalsäure
mit Äthylenglykol und Butylenglykol gebildet wurde, verwendet. Als Isoeyanatkomponente
wurde Trip4enylmethantriisocyanat verwendet und das Reaktionsprodukt auf einen OH-Überschuß
von 10 % eingestellt. Das zu Granulat geschnittene Produkt wurde dein Walzenspalt
der im Beispiel 1 erläuterten Schmelzwalzeneinrichtung zugeführt.-Eine Walze
wies eine Umfangsgeschwindigkeit von 12 m/min und eine Oberflächentemperatur von
170 0 C auf, während die andere Idalze mit einer Umfangegeschwindigkeit von
15 m/min rotierte und: eine Qberflächentemperatur von 190 0 C aufwies.
Der Walzenspalt betrug 0,05 mm.-Es wurde ein Film von 0907 mm erhalten,
der auf der höher beheizten Walze haftete und dort mittels der Andruckwalze mit
der Aluminiumfolie als Trägerbahh vereinigt wurde. Anschließend wurde die mit der
Urethanschicht beschichtete Aluminiumfolie mit einem Hart-PVC-Film beschichtet,
wobei ein transparentes, stabilisiertes und physiologisch unbedenkliches Hart-PVC-Granulat
dem Nialzenspalt zugeführt wurde. Die Temperatur der einen Walze betrug
170 0 C und die Umfangsgeschwindigkeit
10 m/min.
Die andere Walze wies eine Temperatur von 190 0 C und 13 m/min Umfanggeschwindigkeit
auf. Der Walzenspalt betrug 0,09 mm, und der erzielte Hart-2VG-Film wies
eine Dicke von 0,11 mm auf. Die Haftung auf der Aluminiumfolie war so groß,
daß beim Versuch, die Hart-PVC-Folie abzuziehen, die Trägerfolie-riß.