DE1955853A1 - Folie aus Glas und Kunststoff - Google Patents

Folie aus Glas und Kunststoff

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DE1955853A1
DE1955853A1 DE19691955853 DE1955853A DE1955853A1 DE 1955853 A1 DE1955853 A1 DE 1955853A1 DE 19691955853 DE19691955853 DE 19691955853 DE 1955853 A DE1955853 A DE 1955853A DE 1955853 A1 DE1955853 A1 DE 1955853A1
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plastic
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film
glass
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DE19691955853
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Viktor Dipl-Phys Linowitzki
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Kalle GmbH and Co KG
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Description

KALLE AKTIENGESELLSCHAFT 1955353 Unsere Zeldien Tag Blatt K 1919/Gbm 4181 PP-Dr.Kn-df 31. Oktober 1969
Beschreibung
zur Anmeldung von
KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Wiesbaden-Biebrich
für ein Patent auf
Folie aus Glas und Kunststoff
Die Erfindung betrifft eine flexible Folie aus dünnen Glas und Kunststoff, bei der bestimmte günstige Werkstoffeigenschaften des Glases mit hervorstechenden Eigenschaften von
Kunststoff-Folien kombiniert sind und ein Verfahren zur Her-Stellung eines solchen Verbundwerkstoffes.
Die Herstellung von Glas- Kunststoffverbunden ist seit lang·» bekannt. So werden Glasfasern in Kunststoffschmelzen verarbeitet, um den Kunststoff bestimmte mechanische Eigenschaften, beispielsweise Verbesserung des Schlupfte zu verleihen. Weitere Glas- Kunststoffverbunde sind beispielsweise Glasfaser verstärkte Konststofforateile oder die bekannten
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Sicherheitsgläser, bei denen eine Kunststoffschicht zwischen Glasplatten eingebettet ist, um bei Beschädigungen eine starke Zersplitterung zu vermeiden.
In neuerer Zeit ist es gelungen, Folien aus Glas mit Stärken bis zu etwa 5 /Um in Form von Bahnen oder Platten herzustellen, die sich durch große Flexibilität auszeichnen, denen jedoch der Nachteil der Sprödigkeit und geringen Stoßfestigkeit anhaftet. Die KunststoffIndustrie stellt ebenfalls Folien her, deren Stärke im Bereich von 1 bis 2 ^um liegt.
Bei den bereits genannten Kombinationen aus Glas und Kunststoffen handelt es sich jedoch entweder um starre Erzeugnisse bzw. ist der Gesamtanteil an Glas in Faser- oder Pulverform in bezug auf den Kunststoff bewußt niedrig gehalten, da ja nur die Kunststoff-Folie bestimmte Eigenschaften annehmen soll. Die dünnen Glasfolien besitzen den erheblichen Nachteil, daß sie sehr leicht zerstört werden, während verschiedene Kunststoff-Folien beispielsweise die Mängel aufweisen, daß sie gas- oder dampfdurchlässig sind oder besonders unter dem Einfluß von Wärme eine für manche Zwecke völlig ungenügend· Dimensionsstabilität besitzen.
Es war nun Aufgab· der Erfindung» einen Verbundwerkstoff
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zu schaffen, dessen bevorzugte Eigenschaften in einer sehr guten Dimensionsstabilität auch unter dem Einfluß von Wärme, in der Undurchlässigkeit für Oase und Dämpfe sowie in einer guten Flexibilität ohne Gefahr einer Zerstörung liegen sollte. Außerdem soll er keinen irreversiblen Änderungen durch mäßigen Wärmeeinfluß unterliegen.
Gelöst wird die vorstehend genannte Aufgabe überraschenderweise durch einen Verbundwerkstoff bestehend aus einem ein- oder beidseitig mit Kunststoff beschichteten Glas, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Verbund aus einer Glasfolie einer Stärke von 4 bis 200 ,um und einer ein- oder beidseitig aufgebrachten Kunststoffschicht einer Stärke von 2 bis 200 /um besteht und eine hohe Flexibilität besitzt.
Die erfindungsgemäße Verbundfolie besitzt Eigenschaften, die die Nachteile der reinen Glas- bzw. Kunststoff-Folien d nicht aufweist. So besitzt der neue Werkstoff überraschenderweise eine Dimensionsstabilität, die trotz der Kunststoffschicht nicht mehr oder kaum merklich von der des reinen Glases abweicht (Glas zwischen O.M bis 1.0 · 10"5 0C*1; bei Kunststoff beispielsweise in Form von Polyterephthalsäureestern liegt der Koeffizient zwischen etwa 1.7 · 10"5 bis 2.7 · 10"5 0C"1). Irreversible Änderungen unter dem Ein-
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fluß von üblichen Temperaturschwankungen sind ebenfalls nicht zu beobachten. Nach dem Erwärmen geht der Verbundwerk· stoff völlig auf seine Ausgangsdimension zurück.
Als weiterer Vorteil gegenüber den reinen Kunststoff-Folien weist die Verbundfolie eine absolute Undurchlässigkeit für Dämpfe und Gase und eine große Flexibilität auf. Auf der anderen Seite ist bei der Verbundfolie der gravierende Nachteil der leichten Zerstörbarkeit der dünnen Glasfolien beseitigt.
In bevorzugter Ausführung weist die Glasfolie des Verbundes eine Stärke von 20 bis 100 /um und die Kunststoff-Folie eine Stärke von 10 bis 100 /Um, insbesondere von 20 bis 5° /um auf.
Venn auch bei beiderseitiger Belegung der Glasfolie mit einer Kunststoff-Folie diese grundsätzlich verschiedene Stärken aufweisen können, so hat es sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, wenn die beiden Kunststoff-Folien gleiche Stärke besitzen und auch von gleichem Material sind.
Zur Herstellung des Verbundwerkstoffes sind grundsätzlich
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alle Kunststoffe verwendbar, die entweder durch Aufextrusion, als Folien mit einem geeigneten Kleber, beispielsweise einem Polyurethankleber, unter Verwendung von HaftVermittlern, wie beispielsweise Isocyanaten oder in Form der Dispersions- oder Lösungsmittelbeschiehtung, gegebenenfalls unter Einsatz von HaftVermittlern, mit der Glasfolie verbunden werden können. Hierzu zählen beispielsweise Polyolefine, Polyvinylchlorid, Polyamide, Polyvinylidenchlorid, regenerierte Cellulosehydrate, Acetate, Polystyrol oder auch Misch- oder Copolymerisate der genannten Verbindungen. Wegen ihrer besonders guten mechanischen Festigkeit werden in bevorzugter Ausführung jedoch Polyester, insbesondere Polyterephthalsäureester, eingesetzt. Vor allem ein Verbund der Glasfolie mit mono- oder biaxial gereckten Folien hat sich besonders bewährt.
Für manche Zwecke, beispielsweise um den Verbundwerkstoff zur Herstellung von Formkörpern, z.B. Verpackungen, siegelfähig oder verschweißbar zu machen, hat sich die Verwendung von gängigen Kunststoffverbundfolien, beispielsweise von
Polyester-Polyäthylen, für die Beschichtung des Glases bewährt. Für viele Anwendungszwecke ist es nicht notwendig,
daß die Kunststoffschicht einen besonders niedrigen Wärme-
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ausdehnungskoeffizienten besitzt, jedoch ist beispielsweise bei Verwendung des Verbundes als Zeichenfolie ein möglichst geringer Wärmeausdehnungskoeffizient erwünscht. Für solche Anwendungsgebiete werden Verbundfolien hergestellt, deren Gesamtwärmeausdehnungskoeffizient bevorzugt einen Wert von kleiner als ΙΟ*2* 0C1 besitzt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des Verbundwerkstoffes. Die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens bestehen darin, daß man ein- oder beidseitig auf eine Glasfolie einer Stärke von 4 bis 200 ,um, bevorzugt einer solchen von 20 bis 100 ,um, entweder eine Kunststoffschicht von 2 bis 200 ,um, bevorzugt von 10 bis 100 .um, insbesondere jedoch von 20 bis 50 yum, aufextrudiert oder eine Klebstoffschicht von 1 bis 10 ^um, bevorzugt von 2 bis 5 ,um, und/oder «inen Haftvermittler aufbringt und vorgefertigte Kunststoff-Folien der oben angegebenen Stärke, die gegebenenfalls einseitig mit einer Klebstoffschicht der angegebenen Stärke und/oder mit einem Haftvermittler versehen sind, gegebenenfalls unter Anwendung von Wärme aufpresst oder eine Dispersion des Kunststoffes, gegebenenfalls unter Verwendung eines HaftVermittlers aufbringt und den Verbund bis sum Festwerden fixiert und gegebenenfalls anschließend zu Formaten schneidet.
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Das Aufextrudieren des Kunststoffes erfolgt mittels bekannter Vorrichtungen, insbesondere Breitechlitzdüsen, wobei vorzugsweise zur kontinuierlichen Arbeitsweise die Extrusion auf bewegte Glasfolienbahnen vorgenommen wird. Hierbei können gleichzeitig vor dem Aufextrudieren auf die Glasfolie haftvermittelnde Schichten aufgebracht sein.
Bei der Herstellung des Verbundwerkstoffes mittels Verkleben oder unter Verwendung von HaftVermittlern durch Aufkaschieren von Kunststoff-Folien wird der Klebstoff- und/oder HaftVermittlerantrag mittels bekannter Vorrichtungen vorgenommen, wobei eine kontinuierliche Arbeitsweise zum Verbinden der Glasfolie mit der Kunststoff-Folie von der Rolle her gegenüber einem taktweisen Verfahren bevorzugt ist. Die Dispersions- oder Lösungsmittelbeschichtung, beispielsweise auch unter Verwendung von Misch- oder Copolyserisaten von Kunststoffen wird mit bekannten Maßnahmen vorgenommen.
In manchen Fällen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß man den Verbundwerkstoff zur Thermostabilisierung des Kunststoffes nochmals nacherhitzt. Ein Vorteil der dünnen Verbundfolien liegt auch darin, daß sie eich leicht unter Anwendung von Wärme bleibend verformen lassen und somit bestimmte Formkörper hergestellt werden können, die z.B. eine permanente Rollneigung haben.
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Wegen ihrer auch in der Wärae hervorragenden Dimensions-Stabilität haben sich die erfindungsgemäßen Verbundfolien vor allem als Zeichenfolien zur Herstellung äußerst maßgenauer Vervielfältigungen bewährt. Während bei den bisherigen Zeichenfolien immer wieder, besonders nach einer Lagerung in der Wärme, irreversible Dimensionsänderungen verbunden mit erheblichen Abweichungen bei den Vervielfältigungen auftraten, was beispielsweise bei Plänen zur Herstellung von Präzisionsgeräten oder in der Kartographie zu erheblichen Schwierigkeiten führte, treten bei den neuen Verbundfolien solche Mängel nicht mehr auf. Ebenfalls besitzen Druckplatten, bei denen diese Verbundfolien als Basismaterial dienen, sehr große Maßhaltigkeit.
Als weitere bevorzugte Möglichkeit ist die Verwendung als gas- und dampfundurchlässige Folie für Verpackungsswecke zu nennen. So können beispielsweise aus dem Verbundwerkstoff siegelfähige Flachbeutel oder andere Formkörper -wegen des günstigen Biegeradius z.B. in runder Form- hergestellt werden. Vor allem auch für die Verpackung von leicht austrocknenden oder das Aroma verlierenden Gütern hat sich die Folie gut bewährt. Mit diesem Werkstoff ist es zum ersten Mal möglich,
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kleine bandliche Verpackungen zu schaffen, die genauso vollkommen undurchlässig sind wie die bekannten Xunststoff-Aluninium-Verbünde. Jedoch bleibt dabei die Durchsichtigkeit erhalten; ein für viele Zwecke des Verkaufs, oder auch zum Ausschließen τοη Irrtümern über den Inhalt, eine äußerst wünschenswerte Eigenschaft.
Eine andere Anwendungsmöglichkeit besteht in der Verwendung als klarsichtige, leicht anschmiegsame Schutzhülle für Gegenstände, die vor dem schädlichen Einfluß τοη Feuchtigkeit und/oder Gasen geschützt werden müssen. Beispielsweise können wertvolle Bilder mit einer solchen Hülle abgedeckt werden.
Die vorstehend genannten Verwendungsmöglichkeiten sind nur beispielhaft und stellen keine Beschränkungen in der Anwendung des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes dar.
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1. Aus einer Breitschlitzdüse wurde auf eine bewegte Glasfolie (Wärmeausdehnungskoeffizient bei 100°c 0.107 · 10"* 0C-1) von 100 yum beidseitig eine Polyäthylenterephthalat folie von 50 /um Stärke aufextrudiert. Die Folie konnte mehrfach auf einen Biegeradius von etwa 1.5 cm gebogen werden» ohne daß die Glasfolie zerstört wurde. Ein Versuch, eine Glasfolie von 100 /Um auf den gleichen Biegeradius zu bringen scheiterte daran, daß die Folie einknickte und dabei zerbrach. Der Verbund besaß einen Gesamtwärneausdehnungskoeffizienten zwischen 20 und 50©0 von o.ii3 · 10"* 0C"1. Irreversible Änderungen, wie sie bei der reinen Kunststoff-Folie bei einer Erhitzung beispielsweise auf 90°c auftraten, wurden nicht beobachtet. Der Verbundwerkstoff war für alle Gase und Dämpfe absolut undurchlässig.
2. Auf eine bewegte Folie des Glases nach Beispiel 1 von 50 ,um wurde beidseitig eine Niederdruckpolyäthylenfolie ▼on 20 /u* aufextrudiert. Die Eigenschaften des Verbundwerkstoffes entsprachen den Werten des Beispiels 1.
3. Auf eine Folie des Glases nach Beispiel 1 von 20 .um wurde mittels eines Antragegerätes beidseitig 2 /um eines Kleber»
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(ISARFLAST L 517) aufgebracht. Anschließend wurde die Glasfolie beidseitig mit biaxial gestreckter Polyäthylentere-
2 phthalatfolie bedeckt und unter einem Druck von 20 kg/ca die Folien bei 80°C 2 Min. zusammengepresst. Nach zweistündiger thermischer Nachbehandlung bei 900C wurde ein Gesamtwärmeausdehnungskoeffizient zwischen 20 und 50°C τοη 0.110 · 10"** 0C"1 gemessen. Der Verbund war absolut gas- und dampfundurchlässig. Irreversible Änderungen durch Wärmeeinfluß traten nicht ein.
4. Auf eine ruhende Glasfolie von 150 ^un (Wärmeausdehnungskoeffizient 0.88 · 10"5 0C"1) wurde beidseitig durch jeweils sechsmaligen Antrag einer üblichen Dispersion von Polyvinylidenchlorid und nachgeschalteter Trockung bei 130°C Lufttemperatur eine Kunststoffschicht von 30 .um erhalten. Der Gesamtwärmeausdehnungskoeffizient betrug zwischen 20 und 50°C 0.93 · 10~5 0C"1. Die übrigen Eigenschaften des Verbundwerkstoffes entsprachen den vorher beschriebenen.
5. Es wurde ein Verbund gemäß Beispiel 1 hergestellt jedoch wurde der Werkstoff 3 Stunden bei 900C nacherhitxt. Der Ge-
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samtwärmeausdehnungskoeffizient betrug nunmehr 0.112
6. Auf eine ruhende Glasfolie (Wärmeausdehnungskoeffizient O.85 · 10*5 0C"1) von 50 ,um wurde beidseitig eine Weichpolyvinylchloridfolie von 80 ^un gemäß Beispiel 3 unter Verwendung des Klebers TEROKAL 2183 H aufkaschiert. Der herge· stellte Verbund wurde zu einem Rohr gebogen und mittels Hochfrequenzschweißung verschweißt.
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Claims (17)

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    Patentansprüche
    Verbundwerkstoff bestehend aus ein- oder beidseitig mit Kunststoff beschichtetem Glas, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbund aus einer Glasfolie einer Stärke γόη 4 bis 200 /um und einer ein- oder beidseitig aufgebrachten Kunststoffschicht einer Stärke τοη 2 bis 200 /um besteht und eine große Flexibilität besitzt.
  2. 2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfolie eine Stärke von 20 bis 100 ^ um aufweist.
  3. 3. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht eine Stärke von 10 bis 100 ,um aufweist.
  4. 4. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht eine Stärke von 20 bis 50 ,um aufweist.
  5. 5. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis M, dadurch gekennzeichnet, daß bei beidseitiger Belegung die Kunststoffschichten gleiche Stärke aufweisen.
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    Unsere Zeichen Tag Blatt
    K 1919/QbM 418 τ PP-Dr.Kn-df 31.10.69 ff
  6. 6. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht ein Polyester, vorzugsweise eine Polyterephthalsäureesterfolie ist.
  7. 7. Verbundwerkstoff nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Gesamtwärmeausdehnungskoeffizienten in der Ebene von kleiner als 10"* 0C"1 besitzt.
  8. 8. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Glasfolie und dem Kunststoff eine Klebstoffschicht von 1 bis 10 /um, bevorzugt von 2 bis 5 /tun, angebracht ist.
  9. 9. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Glasfolie und dem Kunststoff ein Haftvermittler vorhanden ist.
  10. 10. Verfahren zur Herstellung des Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
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    Unsere Zeichen Tag Blatt
    K 1919/Otm 1181 PP-Dr.Kn-af 31.10.69 ί
    daß man auf eine Glasfolie von 4 bis 200 .um, bevorzugt von 20 bis 100 ,um, insbesondere in kontinuierlicher Arbeitsweise ein- oder beidseitig eine Kunststoffschicht in einer Stärke von 2 bis 200 ^ um, bevorzugt von 10 bis 100 ,um, insbesondere von 20 bis 50 ,um, aufextrudiert oder mittels Dispersions- oder Lösungsmittelbeschichtung aufbringt, den Verbundwerkstoff bis zum Festwerden fixiert
    und gegebenenfalls anschließend schneidet. v
  11. 11. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daft man vor dem Aufbringen der Kunststoffschicht einen Haftvermittler aufbringt.
  12. 12. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man entweder auf eine Glasfolie von 4 bis 200 ,um, Λ bevorzugt von 20 bis 100 ,um, ein- oder beidseitig und/ oder auf eine vorgefertigte Kunststoff-Folie von 2 bis 200 /ua> bevorzugt von 10 bis 100 ^um, insbesondere von
    20 bis 50 ,um, einseitig, vorzugsweise in kontinuierlicher Arbeitsweise, eine Klebstoffschicht von 1 bis 10 ^um, bevorzugt von 2 bis 5 ,um aufbringt, die Folien, gegebenenfalls unter Anwendung von Wärme miteinander verpreßt, den
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    Unsere Zeichen Tag ' Blatt
    K 1919/Gbm 4181 FP-Dr.Kn-df 31.10.69
    Verbundwerkstoff bis zum Festwerden fixiert und gegebenenfalls anschließend schneidet.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Aufbringen der Klebstoffschicht und/oder der Kunststoff-Folie auf die Glasfolie und/oder die Kunststoff-Folie einen Haftvermittler aufbringt.
  14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man den Verbundwerkstoff zur Thermostabilisierung des Kunststoffes nacherhitzt.
  15. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man den Verbundwerkstoff unter Temperatureinwirkung bleibend verformt.
  16. 16. Verwendung eines Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als dimensionsstabile Zeichenfolie oder als Basis für eine Druckplatte.
  17. 17. Verwendung eines Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als gas- und dampfundurchlässige Folie für Verpackungszwecke.
    109820/1779
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