DE19636691A1 - Mehrschichtige Folie und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Mehrschichtige Folie und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige Folie aus einer gummielastischen ersten Schicht aus einem thermo­ plastischen Material und aus einer mit der ersten Schicht an zueinander beabstandeten Verbindungsstellen verbundenen zweiten Schicht, deren Dehnbarkeit relativ zur Dehnbarkeit der ersten Schicht gering ist und die im ursprünglichen Zustand aus einem glatten, nichtverstreck­ ten Material besteht, das nach gemeinsamer Dehnung mit der gummielastischen Schicht bleibend gedehnt und nach Rückstellung der Dehnung der ersten Schicht zwischen den Verbindungsstellen bleibend gebauscht ist.
Die Erfindung bezieht sich auch auf die ungedehnte mehr­ schichtige Folie gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2.
Es ist bekannt, mehrschichtige, elastische Flächen­ gebilde herzustellen, die aus wenigstens einer gummi­ elastischen Schicht aus einer Folie und wenigstens einer mit der gummielastischen Schicht an zueinander beabstan­ deten Verbindungsstellen verbundenen unelastischen Filamentschichten herzustellen. Die Filamentschicht ist im entspannten oder teilweise gespannten Zustand der gummielastischen Schicht zischen den Verbindungsstellen in Falten gelegt und im vollständig gespannten Zustand der gummielastischen Schicht glatt. Die nichtelastische Filamentschicht kann dabei beispielsweise nach dem Schmelzspinn- oder Schmelzblasverfahren auf einer Vlies­ legevorrichtung gebildet werden. Auf die auf dem Lege­ band befindliche und mit diesem weiter transportierte Vliesschicht wird dann die gummielastische Schicht aufgelegt.
Das bekannte Verfahren geht aus von einer nicht-ela­ stischen Schicht, die in einem zusätzlichen Verfahrens­ schritt auf die gummielastische Schicht aufgebracht wird. Dies stellt einen Arbeitsschritt dar, der sich mit der Herstellung der thermoplastischen, elastischen Folie nicht integrieren läßt und der daher zusätzliche Arbeits­ zeit durch weitere, relativ zeitraubende Arbeitsschritte erfordert.
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine mehrschichtige Folie anzugeben, die durch ein integriertes Herstellungs­ verfahren zu produzieren ist, wobei auf an sich bekannte Kunststoff-Technologien zurückgegriffen werden soll.
Diese Aufgabe wird gelöst bei einer mehrschichtigen Folie der eingangs genannten Art, die dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Schichten aus thermoplastischen Materialien koextrudiert sind, die miteinander derart un­ verträglich sind, daß sie ohne eine Haftvermittlung nach der Koextrusion nur leicht (kohäsiv) aufeinander haften, und daß Haftvermittler-Bereiche punktuell oder streifen­ förmig zwischen den beiden Schichten angeordnet sind, an denen die beiden Schichten beabstandet miteinander fest haftend verbunden sind.
Unter dem Begriff "unverträglich" wird hierbei also verstanden, daß die beiden Lagen sich bei der Koextru­ sion in den freien Räumen zwischen den Haftvermittler-Bereichen nicht fest miteinander verbinden, sondern daß lediglich die Haftung dieser beiden Schichten in Form eines sogenannten Glasscheiben-Effektes oder eines Block-Effektes gewährleistet ist. Diese Erscheinung soll als leichte Kohäsion definiert werden.
Die Erfindung bezieht sich sowohl auf die mehrschichtige Folie im fertigen Zustand, wobei die beiden Schichten bereits einmal gedehnt worden sind, so daß sich nach Rückstellung der Dehnung der ersten Schicht zwischen den Verbindungsstellen eine bleibende Bauschung der zweiten Schicht ergeben hat, als auch auf eine ungedehnte, mehr­ schichtige Folie, die noch gedehnt werden kann und bei nach der entsprechenden Dehnung erst der Bauscheffekt erzeugt wird.
Wesentlich ist, daß zur Herstellung ein Koextrusionvor­ gang vorgenommen wird, so daß also eine integrierte Herstellung möglich ist. Auch der Haftvermittler kann vorzugsweise während des Koextrusionsvorganges aufge­ bracht werden.
Der Haftvermittler wird vorzugsweise in Streifen der Breite 0,2 bis 3 mm in Laufrichtung der Folie aufgebracht, wobei sein Abstand zwischen 0,2 und 50 mm liegen sollte.
Durch Dehnung in Querrichtung der Folie läßt sich damit der bereits beschriebene Bauscheffekt erzielen.
Die erste Schicht besteht vorzugsweise aus einem gummi­ elastischen Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, oder einem bei Anwesenheit von Metallocen-Katalysatoren herge­ stellten gummielastischen Polyolefin, aus Styrol/Buta­ dien/Styrol-Triblockcopolymer (SBS) oder aus anderen thermoplastischen Elastomeren, wie sie beispielsweise in SCHWARZ, Kunststoffkunde, Vogel Buchverlag 1992, beschrieben worden sind. Vorzugsweise werden folgende Paare "unverträglicher" Folien zu verwenden sein:
SBS mit Polypropylen (PP), elastisches PP mit Polyethylen (PE),
oder SBS mit PE,
wobei der erstgenannte Partner jeweils die gummielasti­ schen Eigenschaften hat.
Die Dicke der ersten und zweiten Schicht sollte jeweils zwischen 10 und 30 µm liegt, wobei die Dicke des Haftver­ mittlers in den betreffenden Bereichen zwischen 3 und 10 µm liegen könnte.
Nach einem einmaligen Verstrecken in Querrichtung ergibt sich somit eine elastische Folie, welche in bestimmten Bereichen gebauscht ist, wobei spezielle Touch- und Polstereffekte erzielt werden können.
Die Elastizität des gummielastischen Materials, die üblicherweise mit einer gewissen Rest-Dehnung versehen ist und in einer Hysterese-Kurve definierbar ist, kann gestaltet werden durch Einflußnahme auf die Rezeptur, die Dicke der Folie und die Abstände der Haftvermittler-Bereiche. Als Haftvermittler eignen sich beispielsweise übliche Isocyanate und ähnliche bekannte Stoffe.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, in der gummi­ elastischen Schicht Perforationen oder Einlagerungen von Füllstoffen vorzunehmen, so daß sich die Permeabilität der gummielastischen Folie durch das Dehnen ändert, bei­ spielsweise ihre Dampfdurchlässigkeit erhöht werden kann. Als Füllstoffe eignen sich beispielsweise Titandioxid, Zellstoffpartikel und dergleichen, die bis zu einem Anteil bis 50 Gew.% der gummielastischen Folie beigefügt werden können.
Ein Verfahren zur Herstellung einer mit gebauschten Be­ reichen versehenen Folie, die aus einer gummielastischen ersten Schicht aus einem thermoplastischen Material und aus einer mit der ersten Schicht an zueinander beabstan­ deten Verbindungsstellen verbundenen zweiten Schicht be­ steht, deren Dehnbarkeit relativ zur Dehnbarkeit der er­ sten Schicht gering ist und die im ursprünglichen Zu­ stand aus einem glatten, nichtverstreckten Material be­ steht, ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schich­ ten aus thermoplastischen Materialien koextrudiert werden, die miteinander derart unverträglich sind, daß sie ohne eine Haftvermittlung nach der Koextrusion nur leicht (kohäsiv) aufeinander haften, und daß Haftvermitt­ ler-Bereiche punktuell oder streifenförmig zwischen den beiden Schichten angeordnet werden, an denen die beiden Schichten beabstandet miteinander fest verbunden sind, und dadurch, daß das Material der zweiten Schicht gemein­ sam mit der gummielastischen ersten Schicht um wenig­ stens 120% bleibend gedehnt wird und die erste Schicht eine bleibende Dehnung von maximal 10% und eine Bruchdehnung von wenigstens 150%, vorzugsweise wenig­ stens 250%, jeweils bezogen auf die Ausgangslänge, auf­ weist, und die zweite Schicht nach der Dehnung zwischen den Verbindungsstellen gebauscht verbleibt.
Die erste Schicht kann aus einem mit einem Füllstoff bis zu 50 Gew.% versehenen thermoplastischen Material be­ stehen.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung darge­ stellt. Die Figuren zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine koextrudierte Folie vor der Dehnung;
Fig. 2 eine Folie gemäß Fig. 1 nach Dehnung und Zurück­ stellung der Dehnung.
Die in Fig. 1 dargestellte mehrschichtige Folie besteht aus einer gummielastischen ersten Schicht 1 aus einem thermoplastischen Material, wie beispielsweise Styrol/ Butadien/Styrol-Triblockcopolymer, mit einer Dicke von etwa 20 µm. Die Folie ist mit streifenförmigen Haftver­ mittler-Bereichen 4 belegt, die eine Haftvermittler-Schicht 3 bilden, die ebenfalls koextrudiert ist. An den beabstandeten Haftvermittler-Bereichen 4 ist eine zweite Schicht, nämlich eine 15 µm starke Polypropylenschicht 2 vorgesehen. Außerhalb der Haftbereiche 4 haften die bei­ den Folien 1 und 2 durch leichte Kohäsion aufeinander, wobei man von einem sogenannten Glasscheiben-Effekt spricht.
Wird die Folie in Querrichtung "Q" gestreckt, so dehnen sich die beiden Schichten 1 und 2. Die Dehnung wird bei­ spielsweise um 200% der ursprünglichen Ausgangslänge quergedehnt. Nach dem Zurückgehen der Dehnkraft zieht sich die elastische Folie 1 bis auf 110% der ursprüng­ lichen Länge (verbleibende Dehnung 10%) zurück, während sich die Polypropylenfolie wesentlich weniger stark zurückstellt, so daß eine bleibende Dehnung von etwa 180% verbleibt. Durch die Längenänderung bilden sich Bausche 6 zwischen den Haftvermittler-Bereichen.
Wie bereits angedeutet, kann die gummielastische Folie 1 auch mit darin verteilten Zusatzstoff-Teilchen (Füll­ stoffe und/oder Pigmente) versehen sein, die darin mehr oder weniger heterogen eingebunden sind. Wird die gummi­ elastische Folie gedehnt, so werden die Zusatzstoff-Teil­ chen an ihren Grenzbereichen zu der sie umgebenden Kunst­ stoff-Substanz von dieser abgelöst. Hierdurch entstehen Poren oder Diffusionsbereiche, die eine Wasserdampfdurch­ lässigkeit des gummielastischen Materials ergeben bzw. erhöhen, jedoch für Wasser in flüssiger Form nicht durch­ lässig sind.

Claims (13)

1. Mehrschichtige Folie, bestehend aus einer gummie­ lastischen ersten Schicht (1) aus einem thermo­ plastischen Material und aus einer mit der ersten Schicht an zueinander beabstandeten Verbindungsstellen (4) verbundenen zweiten Schicht (2), deren Dehnbarkeit relativ zur Dehnbarkeit der ersten Schicht gering ist und die im ursprünglichen Zustand aus einem glatten, nichtverstreckten Material besteht, das nach gemeinsamer Dehnung mit der gummielastischen Schicht bleibend ge­ dehnt und nach Rückstellung der Dehnung der ersten Schicht zwischen den Verbindungsstellen bleibend ge­ bauscht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schichten (1, 2) aus thermoplastischen Materia­ lien koextrudiert sind, die miteinander derart unverträg­ lich sind, daß sie ohne eine Haftvermittlung nach der Koextrusion nur leicht (kohäsiv) aufeinander haften, und daß Haftvermittler-Bereiche (4) punktuell oder strei­ fenförmig zwischen den beiden Schichten angeordnet sind, an denen die beiden Schichten (1, 2) beabstandet miteinan­ der fest haftend verbunden sind.
2. Mehrschichtige Folie, bestehend aus einer gummie­ lastischen ersten Schicht (1) aus einem thermoplasti­ schen Material und aus einer mit der ersten Schicht an zueinander beabstandeten Verbindungsstellen verbundenen zweiten Schicht (2), deren Dehnbarkeit relativ zur Dehn­ barkeit der ersten Schicht gering ist und die im ur­ sprünglichen Zustand aus einem glatten, nichtverstreck­ ten Material besteht, das nach gemeinsamer Dehnung mit der gummielastischen Schicht bleibend dehnbar ist und nach Rückstellung der Dehnung der ersten Schicht zwi­ schen den Verbindungsstellen bleibend bauschbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schichten aus thermoplastischen Materialien koextrudiert sind, die miteinander derart unverträglich sind, daß sie ohne eine Haftvermittlung nach der Koextru­ sion nur leicht (kohäsiv) aufeinander haften, und daß Haftvermittler-Bereiche (4) punktuell oder strei­ fenförmig zwischen den beiden Schichten angeordnet sind, an denen die beiden Schichten (1,2) beabstandet miteinan­ der fest haftend verbunden sind.
3. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Haftvermittler während des Koextru­ sionsvorganges aufgebracht ist.
4. Folie nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Haftvermittler in Streifen (4) der Breite 0,2 bis 3 mm in Laufrichtung der Folie aufgebracht ist.
5. Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittler-Streifen in einem Abstand zwi­ schen 0,2 und 50 mm aufgebracht sind.
6. Folie nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (1) aus einem gummielastischen Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, einem bei Anwesenheit von Metallocen-Katalysatoren herge­ stellen Polyolefin, aus Styrol/Butadien/Styrol-Triblockcopolymer (SBS) oder dergleichen hergestellt ist.
7. Folie nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Paare "unverträglicher" Folien verwen­ det sind:
SBS mit Polypropylen (PP),
elastisches PP mit Polyethylen (PE),
oder SBS mit PE,
wobei der erstgenannte Partner jeweils die gummielasti­ schen Eigenschaften hat.
8. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der ersten und zweiten Schicht jeweils zwischen 10 und 30 µm liegt.
9. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Haftvermitt­ ler-Bereiche zwischen 3 und 10 µm liegt.
10. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schich­ ten bis zu 50 Gew.-% mit Füllstoffen und/oder Pigmenten gefüllt ist.
11. Folie nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die gedehnte und gefüllte erste Schicht eine wasserdampfdurchlässige Porenstruktur besitzt.
12. Verfahren zur Herstellung einer mit gebauschten Bereichen versehenen Folie, die aus einer gummielastischen ersten Schicht (1) aus einem thermopla­ stischen Material und aus einer mit der ersten Schicht an zueinander beabstandeten Verbindungsstellen verbunde­ nen zweiten Schicht (2) besteht, deren Dehnbarkeit rela­ tiv zur Dehnbarkeit der ersten Schicht gering ist und die im ursprünglichen Zustand aus einem glatten, nicht­ verstreckten Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Schichten (1, 2) aus thermoplastischen Materia­ lien koextrudiert werden, die miteinander derart unver­ träglich sind, daß sie ohne eine Haftvermittlung nach der Koextrusion nur leicht (kohäsiv) aufeinander haften,
und daß Haftvermittler-Bereiche punktuell oder streifen­ förmig zwischen den beiden Schichten angeordnet werden, an denen die beiden Schichten beabstandet miteinander fest verbunden sind,
und dadurch gekennzeichnet, daß das Material der zweiten Schicht gemeinsam mit der gummielastischen ersten Schicht um wenigstens 120% bleibend gedehnt wird und die erste Schicht eine bleibende Dehnung von maximal 10% und eine Bruchdehnung von wenigstens 150%, vorzugsweise we­ nigstens 250%, jeweils bezogen auf die Ausgangslänge, aufweist, und die zweite Schicht nach der Dehnung zwi­ schen den Verbindungsstellen gebauscht verbleibt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die erste Schicht (1) aus einem mit einem Füll­ stoff bis zu 50 Gew.% versehenen thermoplastischen Mate­ rial besteht.
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