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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunatstoff-Rolien und
-Platten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung son Kunststoff-Folien
und -Platten und einer für die Durchführung dieses Verfahrens erforderlichen Vorrichtung.
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Celluloseesterfolien werden zumeist nach dem Gießver fahren durch
Ausbreiten von Lösungen in gleichmäßig dicker Schicht auf glatte, bewegte Oberflächen
und danach folender Verflüchtigung der Lösungsmittel hergestellt. Als Vorrichtungen
zur Durchführung dieses Verfahrens dienen gewöhnlich sogenannte Trommel- oder Bandgießqiaschinen.
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Als Lösungsmittel werden bei diesen bekannten Verfahren Methylen-,
Aethylen- oder/und Propylenehlorid meistens in Mischung mit einem einwertigen aliphatischen
Alkohol mit vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen verwendet. Zur Beschleunigung
der Gelatinierung hat man derartigen Gemischen Cyclohexan und andere Kohlenwasserstoffe
oder Chlorkohlenwasserstoffe zugesetzt. 80 hergestellte Folien, speiell auf Baeto
hoohaoetylierter Cellulose, kurz Triacetat genannt, werden besonders für die Fertigung
von Fotofilmen verwen
det. (Vl. die deutsche Patentschrift 1 045
086, die.deutschen Auslegeschriften 1 040 777 und i 008 483, die USA-Patentschriften
2 319 052, 2 492 977, 2 492 978 und 2 607 704.) Andererseits ist bekannt, daß Acetylcellulose
niedrigerer Acetylierungsgrade (sogen. 21/2-Acetat) mit heißen Mischungen von Nichtlösern,
z.B. Alkohol und Benzol, klare, gut filtrierbare Lösungen ergeben, welche. beim
Abkühlen - vorteilhaft nach Zusatz kleiner Mengen eines guten Lösungsmittelszu gelatinösen
Massen erstarren (D R P 254 385).
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Die Stärke der nach dem Gießverfahren herstellbaren Celluloseester-Folien
und -Platten ist im allgemeinen mit etwa 0,2 mm.begrenzt. Will man stärkere Folien
und Platten aus Celluloseestern nach den bisher bekannten Verfahren bei Trocknungstemperaturen
von 30 bis 600 e herstellen, so bilden sich auf der Oberfläche einer in entsprechend.groß-er
Dicke aufgetragenen Schicht-der Gießlbsung meist starke.Häute,- welche das gleichmäßige
Verdunsten der Lösungsmittel bis auf den Grund verhindern, so daß bei der Üblichen'
Lufttrocknung Runzeln und Falten sowie bei einer leichten Erhöhung der Temperatur
Luftblasen und andere Mängel auftreten.
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Es sind auch schon Verfahren bekannt, nach denen z-el oder mehr Schichten
übereinander gegossen werden, wobei die Trocknung bei 38 bis 650 0 durchgeführt
wird trgi die deitsche Auslegeschrift 1 130 152) . Für solche Verfahren benutzte
man z.B. eine Gießmaschine mit einem endlosen Band von 84 ar Länge, auf welches
mit geeigneten Gießvorrichtungen
bis zu 10 mal hintereinander in
dünner Schicht Cellulose.
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acetatlösung aufgetragen wurde. Vor Jedem neuen Auftrag einer Lösungeschicht
mußte die vorangehende mit warmer Luft getrocknet werden. So konnten nach diesem
Verfahren Folien der gewünschten gleichmlßigen Dicke von 0,4 mm jedoch nicht technisch
hergestellt werden, weil es nicht möglich ist, die aufeinander folgenden Aufträge
dünner Schichten der Gießlösung und die Jeweils zu wiederholende Trocknung mit genügender
Präzision aufeinander abzustimmen.
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Da es somit große Schwierigkeiten bereitete, nach den bisher bekannten
Verfahren einwandfreie und klar durchsichtige Folien und Platten von etwa 0,3 bis
1,0 mm Stärke herzustellen, welche sich s.B. zu standfesten Kartonagen und Gebrauchsgütern
verarbeiten lassen, so war die Aufgabe gegeben, ein Verfahren zu ermitteln, nach
welchem es möglich wäre, derartig dicke Folien aus Oellulcseestern in einwandfreier
Planlage und mit einer hohen Gleichmäßigkeit der gewünscten Stärke über die gesamte
Fläche herzustellen.
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Es wurde nun gefunden, daß man die bisherigen Schtierigkeiten bei
der Reretellung stärkerer Folien vermeiden kann durch Anwendung eines Verfahrens
zur Herstellung von Sunstetoff-Follen und -Platten durch Aufgießen von Kunststofflösungen
auf endlose Metallbänder mit anschließender Trocknung durch strömende Warmluft,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Letall.Gießunterlage, bevorzugt aus Edelstahl,
z.B. aus Chrom/ickel.Stahl, bei Auftrag der Gießlösung gekühlt und die Temperatur
des Luftstromes im Kühlungsbereich einige Grade unterhalb des Erstarrungspunktes
der
Gießlösung gehalten wird, worauf die Gießunterlage den üblichen Trocknungstemperaturen
aas-'gesetzt wird. Zwecks Kühlung der Gießunterlage sind Eühlplatten, beispielsweise
unter einem endlosen Edelstahlband, angebracht. Die geringe Leitfähigkeit des Edelstahlbandes
ermöglicht es, die Kühlung größtenteils zu lokalisieren. Durch zusätzlich kurz danach
eintretende, zweckmäßig z.B. durch Schieber dosierbare, trockene Luft mit um einige
Grade unter dem Erstarrunspunkt der Gießlösung liegenden Temperatur wird es ermöglicht,
nicht nur eine dickere Schicht der Gießlösung homogen erstarren zu zu lassen, sondern
auch zwei oder mehrere Schichten übereinander gießen und diese zu einer einheitlichen
Folie zu vereinigen.
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Nach dem erfindungsgemäßen Gießverfahren sind außer den Cellulose-Estern,
wie -acetat, -propionat oder -acetobutyrat, auch Cellulose-Aether, wie Aethyl- oder
Benzylcellulose oder vollsyntetische Hochpol mere, s.B. Polyearbonat,mit und ohne
Zusatz entsprechender Weichmachungsmittel verwendbar.
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Als Lo"sungsmittel dienen zweckmäßig die üblichen Lösungsmittelgemische,
denen Gelatinieruns-Beschleuniger, wie z.B.
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Cyclohexan, zuzusetzen sind oder Gemische von Flüssigkeiten, welche
bei Raumtemperaturenicht oder nur unwesentlich lösen, z.B. von Alkoholen, eventuell
mit Wasserzusatz, und Kohlenwasserstoffen oder Chlorkohlenwasserstoffen.
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Dadurch, daß die warm vergießbaren Lösungen durch die Kühlung der
Gießunterlage schnell erstarren,ohfle nach den Seiten wegzufließen, ist es möglich,
mit einem Guß nach dem Trocknen eine Folie von z.B. 0,30 mm Dicke zu erhalten.
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Für die Herstellung noch starkerer Folien wird es gewöhnlich erforderlich
sein, noch einen zweiten und gegebenenfalls noch einen dritten Guß folgen zu lassen.
Die Zahl der übereinander zu gießenden Schichten richtet sich nach den Eigenschaften,
wie Viskosität, der filmbildenden Grundsubstanz.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in der Weise variiert werden,
daß bei der Durchführung des Gießverfahrens eine Vlies- oder Gewebeschicht als Trägerschicht
fur die herzustellende Folie oder Platte verwendet wird. Hierbei ist es zur Vermeidung
von Lufteinschlüssen zweckmäßig, auf eine solche Faserstoffschicht zuerst eine verdünnte
Gießlösung aufzubringen und gleichzeitig oder danach einen geringen Unterdruck einwirken
zu lassen. Als Faserstoff eignen sich solche aus Naturfasern, wie Baumwolle, Kunststoffen,
wie Zellwolle, oder sonstigen Kunst- oder auch G}asfasern. Durch diese Faserstoff-Trägerschicht
werden die herzustellenden Folien und Platten hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften,
wie z.B. Zerreißfeetigkeit oder Standfestigkeit, wesentlich vervollkommnet.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bedient man sich
zweckmäßig einer Torrlchtung, wie sie echematisch in der beigefügten Zeichnung im
längesseitigen Auio riß dargestellt ist, deren Aufbau im wesentlichen bekannt tet.
In dieser VorrAchtung läuft ein endloses Metallband 1, vorzugsweise aus Edeistahl,
mit einer Breite von z.B. 1,4 m
nach Art eines Treibriemens über
zwei zylindrische Gußeisentrommeln, von denen die-eine als Gießtrommel 2 und die
anders als Spanntrommel 3 dient, sowie über mehrere zwischen den Trommeln 2 und
3 angeordnete Leitwalzen 4. Durch einen mit stufenlosem Regelge,triebe verbundenen
Antrieb wird das Metallband entsprechend der Pfeilrichtung in gleichmäßigen Umlauf
versetzt. Für die Zuführung der Gießlösung sind mit geringem Abstand von der Oberfläche
des Metallbandes 1 Schlitzgießer 5, 6 und 7 angeordnet, welchen durch senkrechte,
gegen Xårmeverlust zweckmäßig isolierte Rohrleitungen 8, 9 und 10 die zu verwendende
Gießlösung zugeführt wird. Soll die Gießlbsung in zwei oder drei Schichten aufgetragen
werden, so werden außer dem Schlitzgießer 5 dementsprechend auch die Schlitzgießer
6 und 7 beschickt. Die Menge der ausfließenden Lösung und somit die Stärke der aufzutragenden
Schicht wird bekanntlich durch Einstellung der Gießerschlitze reguliert.
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Metallband 1, die Trommeln 2, 3 und die Walzen 4 sind in ein Gehäuse
eingeschlossen, das durch die Wände 11 und 12 gebildet wird, so daß das Metallband
in seiner ganzen Länge durch einen ziemlich eng begrenzten Kanal läuft. Diesem Kanal
wird nun durch das Stutzen 13 und 14, welche mit den Schiebern 13a und 14a versehen
sind, erfi ndungsgemä£ trockene Luft zugeführt, deren Temperatur auf einige Grade
unterhalb des Erstarrungspunktes der Gießlösung eingestellt ist. Für die erfindungsgemäß
durchzuführende Kühlung sind unter dem Metallband Kühlplatten 18, 19 und 20 angeordnet.
Gegebenen~ fall können die Kühlplatten auch beiderseits oder nur oberhalb
des
Edelstahlbandes angebracht werden. Erst nach dem Bereich der Kühiplatten wird durch
die. Stutzen 14, 15 und 16 Warmluft mit schrittweise erhöhten Temperaturen der aufgetragenen
Schicht zugeführt. Durch den Stutzen 17 wird die gesamte mit Lösungsmitteln angereicherte
Luft abgezogen und in eine Anlage zur Wiedergewinnung von Lösungsmitteln geleitet.
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Bei 21 und 22 wird der gebildete Film zur Weiterbearbeitung entnommen.
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Bei Verwendung einer faserstoff-Einlage wird diese beispielsweise
durch den Schlitz 23 der Mitnehmerwalze 24 zugeführt, wo sie von dem über die Gießtrommel
2 laufenden Stahlband 1 übernommen und dem ersten Schlitzgießer 5 zugeführt wird.
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Soll dagegen die Vlies- oder Gewebeschicht als Mitt schicht dienen
und die entstehende Folie oder Platte besondew glatte Oberflächen bekommen, so wird
deren Zintdhrung steckmäßiger erst später1 z.B. vor dem Fieber 6 erfolgen.
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Durch die beim Auftragen der Gießlösung sofort einsetzende Kühlung
zusammen mit der Behandlung durch dosierte Buftmengen, deren Temperatureinige Grade
unterhalb des Brstarrungspunktes der Gießlösung liegt, wird erreicht, daß die Lösungsmittel
aus der Gelatinierungsshicht gleichmäßig verdunsten1 ohne Palten, Runzeln oder Bläschen
zu hinterlassen. Ueberraschenderweise erreicht man auch die gleiche Wirkung, wenn
man zwei oder drei 8¢hichten nacheinander autträgt. Man erhält so durch das erfindungsgemäße
Verfahren besonders bei Verwendung von Celluloseacetat Polienstärken
von
o,5 mm und mehr bei gleichmäßiger Stärke und guter Qualität der Folie, die bisher
nicht zu erreichen war.
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Die erfindungsgemäße Kühlung ist selbstverständlich außer bei den
durch Schlitzgießer aufgetragenen Schichten auch bei solchen Schichten anwendbar,
die durch Streichen1 Rakeln oder durch Antragen mittels Walzen erhalten werden.
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Die Ausübung des Verfahrens erfolgt gemäß vorstehender Bes reibung
beispielsweise mittels einer Bandgießaschine.
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Im Interesse der Produktionsbeschleunigung kann darin die Trocknung
der Folien und platten in bekannter Weise durch Infrarotbestrahlung unterstützt
werden.
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Besonders um an Raum zu sparen, kann dafür auch eine zweckentsprechend
hergerichtete Trommelgießmaschine Verwendung finden, indem die darin gegossenen
Folien und Platten als laufendes Band in noch feuchtem dehnbaren Zustande austreten,
um danach mit Heißluft/oder Infrarotbestrahlung nachgetrocknet und/oder kalandriert
zu werden.