DE2167315C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung einer Schaumfolie mit einem thermplastischen Kunststoff - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung einer Schaumfolie mit einem thermplastischen Kunststoff

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DE2167315C2
DE2167315C2 DE2167315A DE2167315A DE2167315C2 DE 2167315 C2 DE2167315 C2 DE 2167315C2 DE 2167315 A DE2167315 A DE 2167315A DE 2167315 A DE2167315 A DE 2167315A DE 2167315 C2 DE2167315 C2 DE 2167315C2
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Description

50
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Häuptanspruchs.
Es ist bei der Herstellung von extrudierten Polystyrol-Schäumfolien bekannt, daß Platten, Teller und dergleichen aus der eine erwünschte porzellanartige Oberfläche besitzenden Folie durch Wärmeanwendung geformt und ausgeschnitten werden können, wenn einer Oberfläche der Folie die Eigeschaften hohen Glanzes und hoher Festigkeit erteilt werden können. Die Beschichtung des Polystyrolschaums mit einem thermoplastischen Kunststoff ergibt die erwünschte Festigkeits- und Glanzeigenschaften. Die physikalischen Eigenschaften des Produktes der Beschichtung von Polystyrol-Schaumfolien mit thermoplastischem Kunststoff sind den Eigenschaften sowohl der Polystyrol-Schaumfolie als auch des thermoplastischen Kunststoffs allein überlegen. Glanz, Steifheit, Abriebfestigkeit und Schneidfestigkeit von extrudierten Polystyrcl-Schaumfolien sind mit einem Oberzug aus thermoplastischem Kunststoff wesentlich verbessert und umgekehrt wird eine Folie aus thermoplastischem Kunststoff in ihren Isoliereigenschaften, ihrer Festigkeit und Zähigkeit wesentlich verbessert, wenn sie mit einer extrudierten Unterlage aus Polystyrolschaum zu einem Produkt mit weißem Aussehen zusammengefaßt wird.
Aus der US-PS 34 02 086 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt Das Verfahren arbeitet mit einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Beschichten eines Substrats aus unter anderem Papier, Metallfolien oder auch einer Schaumfolie mit einem thermoplastischen Kunststoff, welche zwei Klemmwalzen, die zwischen einer Andrückwalze und einer Gegenwalze einen Andrückspalt bilden, in dem die Schaumfolie mit einer Bahn aus dem thermoplastischen Kunststoff zusammengedrückt wird, die aus einer unmittelbar vor dem Andrückspalt angeordneten Breitschlitzdüse extrudiert wird, und eine dem Andrückspalt nachgeordnete Umlenkwalze aufweist In den Beispielen dieser Druckschrift ist zwar beschrieben, wie man Aluminiumfolie und Papierbahnen mit thermoplastischen Polymeren beschichten kann. Es ist jedoch davon auszugehen, daß bei der Beschichtung von Schaumfolien es mit der vorbeschriebenen Vorrichtung nicht gelingt, ein beschichtetes Produkt zu erhalten, dessen Beschichtung glatt und frei von Runzeln und Oberflächeniiinvollkommenheiten ist
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem es gelingt, Schaumfolien in der Weise mit einem thermoplastischen Kunststoff zu beschichten, daß das erhaltene Produkt frei von Runzeln und Oberflächenfehlern ist
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Verfahrens gemäß Hauptanspruch.
Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstandes.
Der geschmolzene thermoplastische Kunststoff wird kontinuierlich durch die Strangpreßform und auf die Polystyrolschaumschicht extrudiert, welche sich an der Preßform vorbeibewegt Der beschichtete Polystyrolschaum wird sodann zwischen zwei Walzen, einer Klemmwalze und einer Kühlwalze, zusammengepreßt Die Klemmwalze wird vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 38 und 93° C erhitzt und die Kühlwalze wird vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 4 und 27° C abgekühlt Die Temperatur der Walzen soll so gesteuert werden, daß der thermoplastische Kunststoff sich nicht so stark abkühlt, daß er nicht mehr eine dünne Schicht des Polystyrolschaums schmelzen; und mit diesem verschmelzen kann. Der Zwischenraum zwischen diesen zwei Walzen, welcher das Zusammenpressen des aus dem beschichteten Polystyrolschaum bestehenden Schichtstoffes bewirkt, wird gewöhnlich als die Klemmstelle bezeichnet Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muß der Klemmstellendruck je 2,54 cm dazu ausreichen, die Beschichtung in die Schaumfolie zu pressen. Ein solcher Klemmstellendruck ist derjenige, welcher im allgemeinen ausreicht, um die beschichtete Schaumfolie auf etwa die Hälfte ihrer normalen Dicke zusammenzupressen. Da der Schaum elastisch ist gewinnt er den größten Teil seiner ursprünglichen Dicke nach dem Zusammenpressen wieder zurück. Nach dem Zusammenpressen wird der Schichtstoff in Berührung mit der Kühlwalze
gehalten, welche diesen abkühlt und außerdem dem thermoplastischen Kunststoff die gewünschte Oberflächeneigenschaften erteilen kann. Wenn beispielsweise eine Spiegelfläche gewünscht wird, sollte eine hochpolierte Kühlwalze verwendet werden.
Die thermoplastischen Kunststoffe, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchbar sind, sind vorzugsweise Aciylnitril-Butadien-Styrol-Polymere, Polyvinylchlorid, kristallines Polystyrol, mit Kautschuk modifiziertes Polystyrol, Acrylnitril-Polystyrol, Polypropylen, Polyethylen und dergleichen. Die Temperatur des die Strangpreßform verlassenden Polymers soll etwa 232° C betragen, da es bei dieser Temperatur lange genug heiß bleibt, um eine dünne Schicht der Polystyrol-Schaumfolie zu schmelzen und is dadurch ein Anhaf ien sn derselben zu ermöglichen.
Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schichtstoff kann für Tafeln oder Platten in Eigenheimen, Gebäuden, Lastanhängern und Wohnwagen verwendet werden. Er kann für Teller, Platten und Verpackungsbehälter verwendet werden. E- kann auch als Material zur Herstellung solcher Gegenstände wie Kühlschränke, Tiefkühltruhen und sogar Spielzeuge und Erholungsgeräte verwendet werden.
Anhand der Figuren werden zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Vorrichtung mit einem horizontalen Extruder 13 zum Strangpressen von thermoplastischem Kunststoff auf eine wärmeschmelzbare Schaumfolie und
Fig.2 eine Vorrichtung mit einem vertikalen Extruder 13.
Bei der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung läuft die wärmeschmelzbare Schaumfolie 10 von einer Abwickelstation 11 durch eine Spannungssteuereinrichtung 12 und auf eine Klemmwalze 14, welche mit einer Kühlwalze 17 eine Klemmeinrichtung bildet Die wärmeschmelzbare Schaumfolie 10 wird sodann mit einem thermoplastischen Kunststoff beschichtet, welcher durch eine flache Folienpreßform 15 extrudiert ™ wird, die am Extruder 13 befestigt ist Der Schichtstoff 16 wird sodann zu der Kühlwalze 17 geführt, die der Klemmwalze 14 gegenüberliegt und außerdem der Beschichtung die gewünschte Oberflächeneigenschaften erteilt Der Schichtstoff 16 wird sodann zu einer ^ Umlenkwalze 18 geführt, welche es ermöglicht, daß die Folie in Berührung mit der Kühlwalze 17 über etwa die Hälfte von deren Umfang verbleibt Die beschichtete Seite, welche unmittelbar vorher beschichtet worden ist, berührt nicht die Oberfläche der Umlenkwalze 18. Die >" drei erwähnten Walzen werden von außen angetrieben, um der wärmeschmelzbaren Schaumfolie 10 eine Bewegung zu erteilen. Der Schichtstoff 16 wird sodann durch eine weitere Spannungssteuereinrichtung 19 geleitet und in der Aufwickelstation 20 auf eine Aufwickelrolle aufgewickelt Die Aufwickelrolle in der Aufwickelstation 20 wird ebenfalls durch einen äußeren Antrieb betrieben, so daß dem Schichtstoff 16 eine Bewegung erteilt und das fertige Produkt aufgewickelt wird.
Bei der in F i,g. 2 gezeigten Vorrichtung bewegt sich die wärmeschmelzbare Schaumfolie 10 von einer Abwickelstation 11 durch eine Spannungssteuereinrichtung 12 und zu einer Klemmwalze 14, welche mit der Kühlwalze 17 eine Klemmeinrichtung bildet Die wärmeschmelzbare Schaumfolie 10 wird sodann mit einem thermoplastischen Kunststoff beschichtet, welcher durch eine flache Folienpreßform 15 stranggepreßt wird, die am Extruder 13 befestigt ist Dem Schichtstoff 16 werden sodann mit der Kühlwalze 17 die gewünschten Oberflächeneigenschaften erteilt Der Schichtstoff 16 wird sodann zu einer Umlenkwalze 18 geführt, welche es ermöglicht daß dieser über etwa die Hälfte von deren Umfang in Berührung mit der Kühlwalze 17 verbleibt Die beschichtete Seite, welche unmittelbar vorher beschichtet worden ist kommt mit der Oberfläche der Umlenkwalze 18 nicht in Berührung. Die drei erwähnten Walzen werden von außen angetrieben, um der wärmeschmelzbaren Schaumfolie 10 eine Bewegung zu erteilen. Der Schichtstoff 16 wird sodann durch eine weitere Spannungssteuereinrichtung 19 geführt und auf eine Aufwickelrolle in einer Aufwickelstation 20 aufgewickelt Die Aufwickelrolle in der Aufwickelstation 20 wird ebenfalls durch einen äußeren Antrieb angetrieben, so daß dem Schichtstoff 16 eine Bewegung erteilt und das fertige Produkt aufgewickelt wird.
Die Temperatur der Folienpreßform 15 wird zwischen 190 und 2600C gehalten, und zwar entweder durch ein elektrisches oder ein ölheizelement Der Druck innerhalb der Düse liegt im allgemeinen im Bereich von 69 bis 345 bar und hängt von dem verwendeten thermoplastischen Kunststoff ab. Der Spritzdruck liegt vorzugsweise bei 103 bar. Der Spalt oder die öffnung in der Folienpreßform 15 beträgt etwa 51 bis 2540 μπι, vorzugsweise 254 μπι, wobei sich die Breite der Folienpreßform 15 mit der Breite der zu beschichtenden Polystyrol-Schaumfolie ändert
Zur Erzielung der besten Ergebnisse ist es wichtig, daß der geschmolzene thermoplastische Kunststoff die Polystyrol-Schaumfolie berührt, während sie sich noch auf der Klemmwalze 14 befindet Die beiden Stoffe an dieser Stelle in Berührung zu bringen, gewährleistet, daß der thermoplastische Kunststoff die Schaumfolie berührt, während sie glatt und frei von Runzeln gehalten wird. Das Produkt ist dann frei von Runzeln und Unvollkommenheiten der Oberfläche. Es hat sich weiter gezeigt, daß das zwischen 0 und 10% langsamere Drehen der Klemmwalze 14. bezogen auf die Oberflächengeschwindigkeit der Walze, als die Kühlwalze 17 und das zwischen 0 und 10% schnellere Drehen der Umlenkwalze 18, bezogen auf die Oberflächengeschwindigkeit der Walze, als die Kühlwalze 17 zu einem glatteren und gleichförmigeren Produkt führt Es hat sich herausgestellt, daß etwa 2% Spielraum der Geschwindigkeit, bezogen auf die Oberflächengeschwindigkeit der Walze, optimal ist Zusätzlich wird die Spannung der Polystyrol-Schaumfolie durch zwei in den Figuren gezeigte Spannungssteuereinrichtungen 12 bzw. 19 gesteuert. Die bevorzugte Spannung der von den Walzen ablaufenden beschichteten Folie liegt zwischen 0,357 und 3,572 kg/cm.
Die Lineargeschwindigkeit der Polystyrol-Schaumfolie bei ihrer Bewegung von der Abwickelstation 11 zur Aufwickelstation 20 hängt von der Dicke des anzubringenden thermoplastischen Kunststoffs, der Leistungs des Extruders für den thermoplastischen Kunststoff und der Leistungsfähigkeit der in den Figuren gezeigten Abwickelstation 11 und Aufwickelstation 20 ab. Die Geschwindigkeiten können zwischen 30,5 und 609 m in der Minute liegen und hängen von diesen Veränderlichen ab.
Verschiedene wärmeschmelzbare Schaumfolien können als Unterlage für das Beschichtungsverfahren dienen. Die folgenden Stoffe sind Beispiele für die wichtigsten Schäume, welche beschichtet werden
können: Polystyrol.Styrol-Mischpolymerisate, Polyethylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid. Es wird jedoch bemerkt, daß Polyethylen- und Polypropylen-Schaumfolien als Unterlagen nur dann wirkungsvoll sind, wenn sie mit Polyethylen bzw. Polypropylen beschichtet werden. In gleicher Weise sind Polyethylen und Polypropylen nur dann als Beschichtungsstoffe wirkungsvoll, wenn Polyethylen- bzw. Polypropylen-Schaumfolien jeweils als Unterlagen verwendet werden. Das Zusammenpressen des thermoplastischen Kunststoffs auf die Unterlage aus Polystyrol-Schaumfolie kann ohne Klemmstellen-Kompression durch Erhöhung der linearen Spannung der Schaumfolie bewirkt werden, wodurch der thermoplastische Kunststoff leicht zusammengepreßt wird, wenn er zwischen die Klemmwalze 14 und die Schaumfolie 10 gewickelt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

  1. Patentansprüche:
    !. Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung einer mit Hilfe einer eine Klemmwalze, eine Kühlwalze und eine Umlenkwalze umfassenden s Walzeneinrichtung und einer Aufwickelrolle bewegten Schaumfolie mit einem thermoplastischen Kunststoff durch Schmelzen des thermoplastischen Kunststoffs, Strangpressen des thermoplastischen Kunststoffs durch eine flache Folienpreßform, Inberührungbringen der Schaumfolie mit dem thermoplastischen Kunststoff und Zusammenpressen der Schaumfolie und des damit in Berührung gebrachten thermoplastischen Kunststoffs in der Walzeneinrichtung, dadurch gekennzeich-15 net,
    daß als Schaumfolie eine wärmeschmeizbare Schaumfolie verwendet wird,
    daß durch das Aufbringen des thermoplastischen Kunststoffs eine dünne Schicht der wärmeschmelzbaren Schaumfolie aufgeschmolzen und mit dem thermoplastischen Kunststoff verschmolzen wird und
    daß die Bewegung des Schichtstoffs durch die Walzeneinrichtung in' der Weise erfolgt, daß die Klemmwalze bis zu 10% langsamer und die Umlenkwalze bis zu 10% schneller als die Kühlwalze angetrieben werden, jeweils auf die Oberflächengeschwindigkeit der Kühlwalze bezogen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmwalze etwa 2% langsamer und die Umlenkwalze etwa 2% schneller angetrieben werden als die Kühlwalze, jeweils bezogen auf die Oberflächengeschwindigkeit der Kühlwalze.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmeschmeizbare Schaumfolie Polystyrol, Styrol-Mischpolymerisate, Polyethylen, Polypropylen oder Polyvinylchlorid verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-
    ■ zeichnet, daß die Klemmwalze auf einer Temperatur zwischen 38 und 93° C und die Kühlwalze auf einer Temperatur zwischen 4 und 27° C gehalten werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der thermoplastische Kunststoff und die wärmeschmelzbare Schaumfolie ausreichend komprimiert werden, so daß das harzartige polymere Material in die wärmeschmelzbare Schaumfolie gepreßt wird.
DE2167315A 1969-01-15 1971-03-01 Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung einer Schaumfolie mit einem thermplastischen Kunststoff Expired DE2167315C2 (de)

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