DE2213061A1 - Verfahren und Vorrichtung für das Beschichten von Kunststoffilm - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung für das Beschichten von Kunststoffilm

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Description

PATENTANWALTS BÜRO Thomsen - Tjedtke - B
ÜHLING
TEL. (0811) 53 0211 TELEX: 5-24 303 topat
53 0212
PATENTANWÄLTE
München: Frankfurt/M.:
Dipl.-Chem.Dr.D.Thomsen Dlpl.-Ing. W. Weinkauff
. Dipl.-Ing. H. Tiedtke (Fuchshohl 71)
? ? 1 ^HRI Dipl.-Chem. G. Bühllng
C L. I O U \i I Dipl.-Ing. R. Kinne
Dipl.-Chem. Dr. U. Eggers
8000 München 2
Kaiser-Ludwig-Platz 6 17. März 1972
Imperial Chemical Industries Limited London, Großbritannien
Verfahren und Vorrichtung für das Beschichten von Kunststoffilm
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Beschichten von Kunststoffilmen.
Es ist bekannt, Kunststoffilmoberflachen dadurch zu beschichten, daß man auf die zu beschichtende Oberfläche eine Beschichtung in einem fließfähigen Zustand aufbringt und dann
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Mündliche Abreden, Insbesondere durch Telefon, bedürfen schriftlicher Bestätigung Postscheck (München) Kto. 1189 74 Dresdner Bank (München) Kto. (560709
die Dicke der Beschichtung durch Entfernung des Überschusses reguliert, wofür man ein Abstreichmesser oder eine andere Schabvorrichtung verwendet oder ein Luftmesser benutzt oder durch irgendeine andere Vorrichtung.
Schabvorrichtungen, die aus federnd nachgiebigen Materialien gebildet sind, sind bei solchen Verfahren angewendet worden, wobei die Vorrichtung den film mit einem Druck beansprucht, der so eingestellt ist, daß man die Beschichtung der erwünschten Dicke erhält. Es wurde jedoch festgestellt, daß es für eine sehr dünne Beschichtungslage schwierig ist, den durch eine solche Vorrichtung ausgeübten Druck so einzustellen, daß man eine Schicht der gewünschten Dicke erhält und dabei gleichzeitig noch nicht eimmal bei Teilabschnitten das gesamte Beschichtungsmaterial entfernt.
Die Erfindung liefert ein Verfahren und eine Vorrichtung, wodurch sehr dünne Beschichtungen aus fließfähigen Materialien auf Kunststoffilmoberflachen aufgebracht werden können.
Erfindungsgemäß besteht ein Verfahren für das Beschichten von Kunststoffilm mit einem fließfähigen Material darin, daß man das fließfähige Material auf die Filmoberfläche aufbringt und die Dicke des aufgebrachten Materials dadurch reguliert, daß man den Film zusammen mit dem darauf befindlichen Beschichtungsmaterial an einem federnd nachgiebigen Schaberinstrument vorbeibewegt, von dem eine Oberfläche in Richtung auf die FiIm-
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Oberfläche unter einem im wesentlichen konstanten Druck vorgespannt ist, wobei in die Oberfläche des Schabinstruments ein teilchenförmiges Material eingebettet und gleichförmig verteilt ist, so daß ein feines Spiel bzw. ein kleiner Abstand zwischen dieser Oberfläche und der Oberfläche des Kunststoffilms erhalten wird.
Die Erfindung liefert ferner eine Vorrichtung für das Beschichten einer Oberfläche eines Kunststoffilms und ist gekennzeichnet durch ein federnd nachgiebiges Schabinstrument oder Schabelement, durch eine Einrichtung, um einen Kunststoffilm an dem Schabelement vorbeizuziehen und mit diesen unter einem im wesentlichen konstanten Druck in Berührung zu halten und durch eine Einrichtung für das Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials für die Filmoberfläche vor dem Schabelement wobei in der den Film berührenden Oberfläche des Schabelements ein teilchenförmiges Material eingebettet und in dieser Oberfläche gleichmäßig verteilt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann für das Beschichten von flachem oder schlauchförmigem Film aus Kunststoffmaterial benutzt werden und kann benutzt werden, um eine einfache Beschichtung, oder eine Verankerungsbeschichtung oder eine nachfolgende Beschichtung auf den Film aufzubringen. Die Erfindung ist insbesondere brauchbar für das Aufbringen von VerankerungsbeSchichtungen, da diese im allgemeinen sehr dünne Beschichtungen sind, die auf ein Trägermaterial aufgebracht werden, um die Haftung zwischen dem Trägermaterial und einer nach-
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folgend aufgebrachten Beschichtung verbessern. Di« Erfindung ist insbesondere dort nützlich, wo sie für das Beschichten von Schlauchfilmen benutzt wird» indem ein Schlauchfilai von im wesentlichen zylindrischer Gestalt dadurch behandelt wird, daß er durch ein ringförmiges Schabelement mit geeignetem Umfang hindurchgeführt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens bildet das Schabelement eine Dichtung in einem Kessel, der das Beschichtungsmaterial enthält, wobei der Schlauchfilm nach oben oder nach unten durch den Kessel und durch die Dichtung wandert, wodurch eine Schicht aus Beschichtungsmaterial - die eine sehr dünne Schicht sein kenn - auf der Gesamtoberfläche des Schlauchfilms verbleibt. Wird dieses Verfahren für das Beschichten eines nach unten wandernden Schlauchfilms angewendet, so wird es bevorzugt, in dem Kessel einen gleichmäßigen Flüssigkeitsdruck aufrecht zu halten, indem man diesen zum Beispiel von einer Quelle mit konstantem Flüssigkeitsniveau speist. Das Flüssigkeitsniveau beeinflußt die Dicke der Beschichtung und sollte so eingestellt werden, daß für eine spezielle Konstruktion und Einstellung des Schabelements eine erwünschte Dicke über einen bestimmten Bereich erhalten wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere brauchbar für das Beschichten von Schlauchfilm, der unmittelbar aus der ] Extruderdüse erhalten wird oder nachdem dieser durch einen Innendorn auf einen gewünschten Durchmesser gebracht worden iet. Auch ist das Verfahren für das Beschichten von Schlauchfilm anwendbar, der mit Hilfe von Gasinnendruck aufgeweitet worden ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, die schematisch eine Vorrichtung für das Beschichten von Kunststoffrohren oder Schlauehfilm mit einem Latex zeigt und im Einsatz dargestellt ist.
In der Zeichnung bedeutet 1 ein Rohr, das in einem im wesentlichen zylindrischen Zustand nach unten durch eines zweckmäßig aus Siliconkautschu'k bestehende Dichtung 2 in einen geschlossenen Beschichtungskessel 3 geführt wird, der mit dem Latex für die Beschichtung gefüllt ist. Der Latex wird dem Beschichtungskessel oder Applikator 3 durch ein Rohr 1 aus einem Speicher 5 zugeführt, in dem ein konstantes Latexniveau aufrechterhalten wird. Ein zum Applikator 3 führendes Auslaßventil, nicht gezeigt, wird während der anfänglichen Füllung des Applikators geöffnet und dann geschlossen, wenn dieser vollständig gefüllt worden ist. Während des Füllens wird der Applikator durch ein Ventil (nicht gezeigt) zur Atmosphäre belüftet, um das vollständige Füllen des Kessels zu ermöglichen, wobei aus dem Kessel Luft herausgedrückt wird, die sonst den in dem Kessel befindlichen Latex koagulieren würde. Das Rohr läuft nach unten durch den Latex und durch die Dichtung 6, die als Schabelement der Vorrichtung wirkt und wiederum zweckmäßig aus Silikonkautschuk besteht und in dessen Innenoberfläche Teilchen 7 eingebettet sind, die vorteilhaft aus Carborundpulver gebildet sind. Diese Teilchen sind auf der Oberfläche gleichförmig verteilt und haben gleichförmige Abmessung. Das Rohr
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tritt aus der Dichtung 6 mit einer dünnen gleichförmigen Beschichtung 8 aus dem Latex auf seiner Oberfläche aus) das Rohr kann dann zu einem Trockner oder zu irgendeiner anderen Verfahrensstufe geführt werden, z.B. einer biaxialen Streckung unterworfen werden, für die es auf eine Temperatur erhitzt wird, die ausreichend hoch ist, um den Latex zu trocknen. Die Dicke der Latexbeschichtung· kann dadurch eingestellt werden, daß man das Latexniveau im Speicher 5 variiert und damit den
Druck im Applikatorkessel 3.
An dieser Vorrichtung und an dem vorbeschriebenen Verfahren können zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden. Es · können z.B. andere Verfahren angewendet werden, um das Beschichtungsmaterial auf die Filmoberfläche vor dem Schabelement aufzubringen} es wird jedoch generell bevorzugt, ein Verfahren anzuwenden, das einen konstanten Druck des Materials gegen das Schabelement liefert. Die Vorrichtung kann selbstverständlich für das Beschichten von flachen oder ebenen Filmen angepaßt werden,die auf einer Oberfläche oder gleichzeitig auf beiden Oberflächen beschichtet werden.
Das Beschichtungsverfahren kann für das Beschichten von Kunststoffilmen benutzt werden, gleichgültig, ob diese flach sind oder schlauchförmig, wobei das Beschichten vor oder nach dem Orientieren durch Strecken folgen kann, sofern letzteres erforderlich ist. Soll der Film orientiert werden, wird die Beschichtung vorzugsweise vorher aufgebahrt, da das Orientiere
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generell eine erhebliche Verbesserung in der Haftung der Beschichtung am Film liefert.
Zur Bildung der federnd nachgiebigen Dichtung oder anderer federnd nachgiebiger Schabeiemente, wie sie erfindungsgemäß benutzt werden» kann jegliches federnd nachgiebiges Material, Kautschuk oder Kunststoffmaterial verwendet werden, wobei jedoch Silikonkautschuk besonders geeignet ist. Die teilchenförmige Substanz kann durch jegliches geeignete Verfahren in die Oberfläche des federnd nachgiebigen Materials eingebettet werden. Im Falle von Silikonkautschuk oder einem anderen aus einem Latex geformten Material werden die Teilchen vorzugsweise auf der Oberfläche verteilt und in diese eingepreßt, bevor das Material auf den federnd nachgiebigen Zustand ausgehärtet wird. Das teilchenförmige Material iet vorzugsweise eine harte Substanz, so daß die Teilchen nicht schnell abgenutzt werden. Besonders geeignete Materialien sind solche, die im normalen Gebrauch abschleifend sind; hierzu gehören Carborundpulver, zerkleinerte Glasfasern, Metallteilchen, keramische Teilchen. Carborundpulver wird insbesondere bevorzugt, da es die erwünschten physikalischen Eigenschaften hat und ohne Schwierigkeit in den gewünschten Abmessungen erhältlich ist. Die ; Teilchengröße wird so gewählt, daß die Teilchen nach Einbettung in das Schabelement den erwünschten feinen Abstand zwischen dem Schabelement und dem Film liefern. Eine wichtige Funktion des teilchenförmigen Materials besteht darin, Gleichförmigkeit in der Beschichtungslage über die Weite des Umfangs der Filmoberfläche zu liefern. Die Abmessung der Teilchen beeinflußt
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di· Dicke der Beschichtung, wie dies auch die Viskosität de· Beechichtungematerials tut; die größere Wirkung auf die Dicke hat jedoch der Druck des Beschichtungematerials hinter den Schabelement.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann benutzt werden, um eine Beschichtung aus einem beliebigen fließfähigen Material auf Kunststoffilmoberflachen aufzubringen. Die Erfindung ist insbesondere brauchbar für'das Aufbringen von Beschichtungen aus mobilen Latices oder Lösungen, da diese verwendet werden können, um besonders dünne Beschichtungen aufzubringen» So ist z.B. das Verfahren ganz besonders brauchbar, um als Latices dünne Beschichtungen aus Vinylidenchlorid-Mischpolymeren derjenigen Art aufzubringen, wie sie für das Verankern von Beschichtungen oder für wärmeschweißbare Oberbeschichtungen verwendet werden· Der Latex wird nach dem Aufbringen getrocknet! wobei dies bewerkstelligt werden kann, bevor der Film aufgewickelt wird) im Falle von schlauchförmigem Film folgt das Trocknen, bevor der Film, zu Flachform zusammengelegt wird. Lufttrocknung oder andere Trockenverfahren können angewendet werden, wobei jedoch das Trocknen von dünnen Beschichtungen häufig während einer «weckmäßigen Verfahrensstufe bei der weiteren Behandlung des Filmt stattfinden kann, insbesondere bei einer Stufe, bei der der Film erhitzt wird. Wenn z.B. ein dünn beschichteter FiIa anschließend wärmebehandelt werden soll, um ihn E.B.eu orientieren oder wärmezuverfestigen, kann sich das Trocknen de· Latex generell vollziehen,ohne daß besondere Maßnahmen hierfür getrof-
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fen werden. Orientierungsverfahren und Warmverfestigungsverfahren unter Einschluß solcher Verfahren für die-Herstellung monoaxialer oder biaxialer Orientierung von Filmen in flacher oder schlauchförmiger Form sind selbstverständlich bekannt.
Zu den Kunststoffilmen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichtet werden können, gehören solche, wie sie beispielsweise aus linearen Polyestern wie Polyäthylenterephthalat, aus Polyolefinen wie Polyäthylen, Polypropylen und Mischpolymeren aus Äthylen und Propylen mit anderen Olefinen oder anderen Comonomeren oder aus Polycarbonatharzen gebildet sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Beispiels erläutert, wobei die Anteile in Gewicht angegeben sind.
Beispiel
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung wurde verwendet, um «ine dünne Beschichtung aus Polyvinylidenchlorid-Miechpolymeres auf ein amorphes Rohr aus Polyäthylenterephthalat aufzubringen, das anschließend biaxial gestreckt wurde, um einen orientierten Schlauchfilm zu erhalten. i
Das Rohr, das einen Durchmesser von 10,7 mm hatte, wurde durch die Vorrichtung mit 9,1 m/min, geführt. Ein Latex aus Polyvinylidenchlorid/Acrylnitril-Copolymeres (93:7)9 das 45 % Feitteile enthielt, wurde aus einem Speicher mit einem Niveau
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von 127 mm Wassersäure, dem Applikator zugeführt., Die untere Dichtung des Applikators bestand aus Silikonkautschuk mit einer Die ke von 1,587 mm und Teilchen aus Carborundpulver mit einer Größe von IUO Mikron, die in die Oberfläche des Silikonkautschuks eingebettet waren. Auf das sich bewegende Rohr wurde eine dünne Latexbeschichtung mit einer Dicke von 0,00254 mm im nassen Zustand aufgebracht. Diese wurde bei einer Temperatur von 1000C getrocknet. Die getrocknete Beschichtung war gleichförmig über die gesamte Oberfläche des Rohrs.
Die Erfindung liefert somit ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Beschichten von Kunststoffilmen, wobei die Dicke der Beschichtung dadurch gesteuert wird, daß man den beschichteten Film unter gleichmäßigem Druck an einem federnd nachgiebigen Schabelement vorbeibewegt, in dessen Oberfläche feste Teilchen eingebettet sind, die den Film in einem Abstand von der Oberfläche des federnd nachgiebigen Elements halten.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    rLj Verfahren für das Beschichten von Kunststoffilmen mit einem fließfähigen Material, dadurch gekennzeichnet, daß man das fließfähige Material auf die Filmoberfiäche aufbringt und die Dicke des aufgebrachten Materials dadurch reguliert, daß man den Film mit der darauf befindlichen Beschichtung an einem federnd nachgiebigen Schabelement vorbeibewegt, dessen eine Oberfläche in Richtung auf die Filmoberfläche unter einem im wesentlichen konstanten Druck vorgespannt ist, wobei in diese Oberfläche des Schabelements teilchenförmiges Material eingebettet und gleichförmig verteilt ist, so daß ein feiner Abstand zwischen dieser Oberfläche und der Oberfläche des Kunststoff ilms erhalten wird.
    2, Verfahren nach Anspruch 1 für das Beschichten von schlauchförmigen Kunststoffilmen, dadurch gekennzeichnet, daß man einen schlauchförmigen Kunststoffilm mit im wesentlichen zylindrischer Gestalt durch ein ringförmiges Schabelement geeigneten Umfange oder Durchmessers hindurchführt.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ' daß man den schlauchförmigen Kunststoffilm durch einen Kessel führt, der das Beschichtungsmaterial enthält, sowie durch ein ringförmiges Schabelement, das in dem Kessel eine Dichtung bildet.
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    t. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Kessel einen gleichmäßigen Beschichtungsmaterialdruck aufrechterhält.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial als ein Latex oder eine Lösung aufgebracht wird.
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete Film für das Trocknen der Beschichtung erhitzt wird.
    7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete Film anschliessend durch Strecken orientiert wird.
    8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Beschichtung einer Oberfläche eines Kunststoffilms, gekennzeichnet durch ein federnd nachgiebiges Schabelement (6), eine Einrichtung für das Ziehen eines Kunststoffilms an dem Schabelement vorbei und in Berührung mit diesem unter einem im wesentlichen konstanter Druck und durch eine Einrichtung (3,4,5) für das Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials auf die Filmoberfläche noch vor dem Schabelement (6), wobei in der den Film beschichtenden Oberfläche des federnd nachgiebigen Schabelemente (6) teilchenförmiges Material (7) gleichmäßig verteilt eingebettet iet.
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    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein ringförmiges Schabelement (6) geeigneten Durchmessers für das Beschichten eines hindurchgehenden schlauchförmigen FilmeUK
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Element (6) eine Dichtung in einem Kessel (3) bildet, der das Besdichtungsmaterial enthält.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (4, 5) für die Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen oder gleichen Drucks des Beschichtungsmaterials im Kessel.
    12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schabelement (6) aus Silikonkautschuk gebildet ist.
    13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Material (7) ein Schlei fmaterial ist.
    14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifmaterial Carborundpulver ist.
    15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Teilchengröße des teilchenförmigen Materials 110 Mikron beträgt.
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