DE2219265A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von mehrschichtigen folienbahnen - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von mehrschichtigen folienbahnen

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Description

mein Zeichen: 0338 Pt 99T97RR
1. Cartiere Ambrogio Binda S.p.A., Mailand/Italien
2. Hermann Berstorff Maschinenbau GmbH, Hannover-Kleefeld, An der Breiten Wiese 3-5
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von mehrschichtigen Folienbahnen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von mehrschichtigen Folienbahnen. Zweck der Erfindung ist es, in kontinuierlicher Weise mehrschichtige Folienbahnen geringer Dicke bei hoher Produktionsgeschwindigkeit zu erhalten, wobei sich diese Folienbahnen durch große Abriebfestigkeit und gute Oberflächeneigenschaften auszeichnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil der Schichten nach entsprechender Vorbehandlung zusammen mit den unbehandelten Schichten in einer kontinuierlich arbeitenden Presse unter Wärmeeinwirkung zu einer mehrschichtigen Folienbahn verschweißt wird, welche nach dem Preßvorgang erwärmt und gegebenenfalls abgekühlt wird.
Bei einer dreischichtigen Folienbahn wird nach einem
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weiteren Merkmal der Erfindung die erste Schicht durch Imprägnierung und nachfolgende Trocknung vorbehandelt.
Dabei wird bei einer einfachen Imprägnierung die erste Schicht nach der Imprägnierung und Trocknung mit Kunstharzmischungen bestrichen.
Vorteilhaft wird als Imprägnierungsmittel eine Polyesterharzlösung verwendet. Man kann aber auch als Imprägnierungsmittel eine Allylharzlösung verwenden.
Demgegenüber besteht die zweite Schicht aus einem saugfähigen Material, z.B. Papier, Faservlies, Gewebe, z.B. Leinwand und Glasfasern. Zv/eckmäßig ist diese zweite Schicht mit Polyesterharz imprägniert.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, diese zweite Schicht durch eine aus Holzfasern oder Holzspänen bestehende Schicht zu ersetzen.
Demgegenüber besteht die dritte Schicht beispielsvreise aus unbehandeltem Papier oder Faservlies und dergleichen.
E(1alls mehrschichtige Folien größerer Dicke hergestellt werden sollen, ist es zweckmäßig, die Schichten vor dem Preß- und SchweißVorgang zur Einleitung der Polymerisationsreaktion zu erhitzen.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Methode kann die mehrschichtige Folie vor dem Aufwickeln einer Kühlung unterworfen werden. Diese Kühlung hat den Zweck, eine größere Ebenheit der mehrschichtigen Folie zu erzielen, wobei zu diesem Zwecke auch profilierte Oberflächen vorgesehen werden, mit welchen die mehrschichtige Folie in Berührung gelangt. Eine Erhitzung kann sich als notwendig erweisen, wenn die Polymerisation nicht bis zum Ende geführt wird, weil die Folie mit einer Prägung versehen werden soll. In diesem Fälle ermöglicht die unvollkommene Polymer!sierung die Herstellung eines kontinuierli-
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chen, nachgebenden Laminats, welches geprägt und somit der Hitze ausgesetzt wird. Diese Wärmebehandlung vollendet die Polymerisierung. .
Um, der mehrschichtigen Folie eine besondere Oberflächenbeschaffenheit zu verleihen, wird in die Presse eine weitere Schicht eingeführt, welche vorzugsweise aus Silikonpapier besteht und mit der ersten Schicht verschweißt.
Die erfindungsgemäße Methode ist nachstehend anhand der Zeichnungboch etwas näher veranschaulicht. Die Zeichnung zeigt eine Ansicht der beheizten Presse sowie der vorgesehenen Heiz- und Kühlvorrichtungen.
Hit 1 ist die erste Schicht bezeichnet, welche von einem Wickel abgewickelt und aus nachstehendem, behandelten Material besteht: . .
Beispiel 1
Bedrucktes Dekorationspapier mit. hohem Gehalt an oC-Zellulose, 15 % Asche, Saugfähigkeit Klemm 40 mm, Gewicht 80 g/m , wird mit einer 60 ?o-igen Polyesterharzlösung behandelt, wobei als Lösungsmittel Aceton verwendet wird.
Das Polyesterharz, welchesjin 30 % Styrol mit 1 % Benzoylperoxyd gelöst ist, hat folgende Eigenschaften:
Gel-Zeit (82° C): Ilärtungszeit (82° C): exothermische Maximaltemperatur: Säurezahl: Ilydr oxylzahl:
Die Polyesterharzlösung für die Imprägnierung der Schicht 1 hat folgende Zusammensetzung:
C _ 9 min
η _ 9 min
240 - 260° C
unter 25
40
Polyesterharz: 90 Gewichtsanteile
.at-I-ionomer:
3 0 9 8 3 1/0827
iJiallylphtalat-I'Ionomer: 10 Gewichtsanteile
Kieselgel: 10 %
Ablösemittel: 0,5 % (Alkylphosphat)
Benzoylperoxyd:' 1 % Trockensubstanz
auf Trockensubstanz
Das Dekorationspapier wird in diese Polyesterharzlösung getaucht und anschließend daran zum Trocknen in einen Ofen eingebracht, wo die Temperatur auf 80 - 85° C gehalten wird.
Nach der Trocknung ist das Papier mit etwa 60 % Harz imprägniert.
Beispiel 2
Dekorationspapier entsprechend dem Beispiel 1 wird in einer Allylharz-Aceton-Lösung (Allylharz 60 % Trockensubstanz) imprägniert.
Die Zusammensetzung des Harzes ist folgende:
DAPON-Harz 35 (Jodzahl 55 - 63, Säurezahl< 3, Viskosität der 50 %igen Lösung bei 30° C, 70 bis 100 cps). Erweichungsstufe (80 bis 110° C):85 Gewichtsanteile Diallylphtalat-Monomer: 15 Gewichtsanteile Kieselgel: 10 %
Ablösemittel (Alkylphosphat): 0,5 % Benzoylperoxyd: 1,5 % Trockensubstanz
auf Trockensubstanz Tertiär-Buthyl-Perbenzoat: 1 %
Das Papier wird dann im Ofen bei 90° C getrocknet. Es ergibt sich eine Imprägnierung von 60 %.
Beispiel 3
Ein bedrucktes Dekorationspapier von 70 g/m mit einem Aschegehalt von 12 % mit Titandioxyd und Eisenoxyd und mit einem Ansaugvermögen von 20 mm Klemm wird mit einer Lösung von Polyesterharz mit einer Trockensubstanz von 55 % in Aceton imprägniert. Die Zusammensetzung des Harzes ist die folgende:
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Polyesterharz: 85 Gewichtsanteile
Dallylphtalat-Monomer: 15 Gewichtsanteile
Kieselgel: 5 %
Ablösemittel (Alky!phosphat): 0,5 %
Benzoylperoxyd: 1,5 % Trockensubstanz
auf Trockensubstanz
Nach der Trocknung im Ofen bei 85° C ist das Papier
mit 58 % Harz imprägniert.
Beispiel 4
Einfarbiges, rotes Dekorationspapier mit einem Aschegehalt von 10 % mit Titandioxyd, einem Gewicht von 90 g/m und
mit einem Ansaugvermögen von 38 mm Klemm wird in zwei Phasen mit zwei Polyesterharzlösungen imprägniert.
Die erste Polyesterharzlösung mit 50 % Trockensubstanz" in Aceton hat folgende Zusammensetzung:
Polyesterharz: 85 Gewichtsanteile J
Diallylphtalat-Monomer: 15 Gewichtsanteile ;
Kieselgel: 5 % :
Ablösemittel (Alkylphosphat): 0,5 %
Benzoylperoxyd: 1 %
Nach der Trocknung im Ofen bei 85° C erhält man eine ; Imprägnierung von 43 %» Das imprägnierte Papier wird anschlie- : ßend daran mit einer 60 ?oigen Acetonlösung bestrichen, die folgende Zusammensetzung hat: ;
Polyesterharz: 90 Gewichtsanteile ;
Diallylphtalat-Monomer: 10 Gewichtsanteile i
Kieselgel: 10 % \
Ablösemittel (Alkylphosphat): 0,5 % j
Benzoylperoxyd: Λ % i
Das Papier wird dann in den Ofen eingebracht. Man er- \ hält auf diese Weise eine Imprägnierung von etwa 58 %, ',
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Beispiel 5
Bedrucktes Dekorationspapier von 100 g/m mit einem Aschegehalt von 14 % und. einem Absorptionsvermögen von 35 mm Klemm wird in zwei Phasen mit zwei Allylharzlösungen imprägniert. Die erste Lösung in Aceton mit 50 % Trockensubstanz hat folgende Zusammensetzung:
DAPON-Harz 35: SO Gewichtsanteile
Diallylphtalat-Honomer: 20 Gewichtsanteile
Kieselgel: 5 %
Ablösemittel (Alkylphosphat): 0,5 %
Benzoylperoxyd: 1 %
Tertiär-Buthyl-Perbenzoat: 1 %
Nach der Trocknung im Ofen bei 90° C erhält man eine Imprägnierung von etwa 42 %. Das Papier wird anschließend daran mit einer zweiten Allylharzlösung in Aceton bei 60 ^.Trockensubstanz bestrichen. Diese Lösung hat folgende Zusammensetzung:
DAPON-Harz 35: 85 Gewichtsanteile
Diallylphtalat-Honomer: 15 Gewichtsanteile
Kieselgel: 10 %
Ablösemittel (Alkylphosphat): o, 5 %
Benzoylperoxyd: 1, 5 %
Tertiär-Buthyl-Perbenzoat: 1 %
Anschließend daran erfolgt ein nochmaliges Trocknen s im Ofen bei etwa
eine Imprägnierung von 59 %·
des Papiers im Ofen bei etwa 90° C. Man erhält auf diese Weise
Beispiel 6
Bedrucktes Dekorationspapier von 80 g/m wird in zwei Phasen imprägniert.
In der ersten Phase wird mit einer Polyesterharzlösung in Aceton mit 50 % Trockensubstanz gearbeitet: Diese Lösung hat folgende Zusammensetzung:
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Polyesterharz: 85 Gewichtsanteile
Diallylphtalat-Monomer: 15 Gewichtsanteile
Ablösemittel (Alkylphosphat): 0,5 %
Kieselgel: 15 %
Benzoylperoxyd: 1 %
Das Papier wird dann in den Ofen bei 85° C eingebracht und daraufhin mit einer zweiten Polyesterharzlösung in Aceton mit einer Trockensubstanz von 60 % bestrichen. Diese Lösung hat folgende Zusammensetzung:
Polyesterharz: 90 Gewichtsanteile
Diallylphtalat-Monomer: 10 Gewichtsanteile
Ablösemittel (Alkylphosphat): 0,5 %
Kieselgel: 20 %
BaEoylperoxyd: 1 %
Das auf diese Weise behandelte Papier wird dann in einemjzweiten Ofen bei etwa 85° C eingebracht.
In der ersten Stufe ist das Papier zu etwa 42 % im- : prägniert, während es nach der zweiten Stufe eine Imprägnierung von 59 % besitzt. ;
Beispiel 7
Bedrucktes Dekorationspapier von 80 g/m wie in Bei- : spiel 1 wird mit einer 50 %igen Polyesterharzlösung imprägniert.; Nach der Trocknung
nierung etwa 45 %·
Nach der Trocknung bei etwa 80 - 85° C beträgt die Harzimpräg-
Anschließend daran wird das Papier mit einer Allylharzlösung wie nach Beispiel 2 behandelt. !
Wach der Trocknung bei 85 - 90° C beträgt die Harzfüllung dieses Papiers insgesamt 60 %.
Beispiel 8
Papier wird wie im Beispiel 1 mit einer 60 ?6igen Al-
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lylpolyesterharzlösung in Aceton imprägniert. Die Zusammensetzung dieser Harzlösung ist die folgende:
Polyesterharz (wie in Beispiel 1):40 % Gewicht
DAPON-Harz 35: 45 % Gewicht
Diallylphtalat-Monomer: 15 %
Ablösemittel (Alkylphosphat): 0,5 %
Kieselgel: 10 %
Benzoylperoxyd: 1,5 %
Nach der Trocknung bei 85 - 90° C ist das Papier bis etwa 50 % imprägniert.
Mit 2 ist eine Schicht bezeichnet, welche aus einem saugfähigen Material, z.B. Papier, Faservlies, Gewebe, beispielsweise Leinwand oder Glasfasern besteht. Diese Schicht 2 wird ebenfalls, von einem Wickel abgewickelt. Diese zweite Schicht 2 wird ebenso wie die Schicht 1 mit Polyesterharz imprägniert. Vorzugsweise erfolgt aber lediglich eine einstufige Imprägnierung.
Die Schicht 2 aus diesen Materialien kann aber auch durch eine aus Holzfasern oder HoIzspänen bestehende Schicht ersetzt werden. Die Holzspäne oder Holzfasern werden dabei in bekannter Weise mit Bindemitteln auf der Basis von Harnstoff-, Phenol- oder Melaminharzen behandelt und bis zur teilweisen Verfestigung in der erforderlichen Weise vorgepreßt.
Die dritte Schicht 3 besteht aus einem unbehandelten Papier, Faservlies und dergleichen. Diese Schicht 3 ist also nicht imprägniert. Vorzugsweise werden die drei Schichten 1 bis 3 in der nachstehend beschriebenen Weise miteinander verbunden. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, lediglich die Schicht 1 mit der Schicht 2 bzw. mit der Schicht 3 zu verbinden.
Die drei Schichten 1 bis 3 werden über eine Reihe von Walzen 4 geführt. Vor diesen Walzen 4 kann auch eine Heizvorrichtung 5 angeordnet werden, in welcher die nachfolgende Polymerisationsreaktion eingeleitet wird.
-9-309831/082 7
Die drei Schichten 1 bis 3 werden dann um eine beheizte Trommel 6 herumgeführt, gegen welche sich ein endloses Spannband 7 andrückt, das über die Umlenkwalzen 8 bis 10 geführt ist. Das endlose Spannband 7 und die Heiztrommel 6 bilden zusammen eine Presse, in welcher die drei Schichten 1 bis 3 zu einer unlösbaren Einheit miteinander verbunden werden.
Die Umlenkwalze 9 ist zweckmäßig in waagerechter Richtung verstellbar und arretierbar. Hierdurch kann die Spannung des Spannbandes 7 und somit der auf den Umfang der Heiztrommel 6 ausgeübte Druck stufenlos verändert werden. Durch die Beheizung der drei Schichten 1 bis 3 auf der Heiztrommel 6 und durch den Druck des Spannbandes 7 erfolgt eine Polymerisationsreaktion des Harzes in diesen Schichten 1 bis 3, durch welche diese drei Schichten 1 bis 3 unlösbar verbunden werden.
Die dreischichtige Folienbahn wird in Höhe der Umlenk-: walze 10 ausgetragen und anschließend daran einer Heizvorrichtung 11 zugeführt. Anschließend daran wird die mehrschichtige Folie zwischen zwei gewölbte Flächen 12 geführt, wo sie mit einer Kühlvorrichtung 13 gekühlt wird. Schließlich wird die mehrschichtige Folie auf den Wickel 14 aufgewickelt.
Wie mit einem gestrichelten Linienzug angedeutet, kann, die mehrschichtige Folie in Höhe der Umlenkwalze 10 auch über eijne beheizte oder gekühlte Walze 15 geführt werden. ;
Um einen besonderen Oberflächeneffekt zu erreichen, ist eine weitere Schicht 16 vorgesehen, die von einem Wickel abgewickelt und zwischen die Heiztrommel 6 und die Schicht 1 eingeführt wird. Die Schicht 16 besteht vorzugsweise aus Silikonpapier, welches eine unmittelbare Berührung der Schicht 1 mit der Heiztrommel 6 verhindert.
In einem praktischen Beispiel, bei welchem die Schichten 1 und 2 nach dem Ausführungsbeispiel 1 behandelt wurden, beträgt der vom Spannband 7 ausgeübte Druck 4,5 kg/cm bei einer Temperatur der Heiztrommel 6 von 145° C und bei einer Linearge-
309831/082 7 ~10"
schwindigkeit dieser Heiztrommel 6 von 12 m/min.
Bei diesem Beispiel ist auf die Schicht 3, die Heizvorrichtung 5, die Prägewalzen 17, die Heizvorrichtung 11, die gewölbten Flächen 12 und die Kühlvorrichtung 13 verzichtet worden.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, bei welchem lediglich die beiden Schichten 1 und 2 miteinander verbunden werden, beträgt die Lineargeschwindigkeit der Heiztrommel 6 16 m/min bei einer Temperatur von 180° C und einem Druck von 5 kg/cm .
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel werden lediglich die Schichten 1 und 3 verwendet. Das Material der Schicht
1 wurde dabei entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2 behandelt, während die Schicht 3 aus nicht gewebtem Stoff von 40 g/m besteht, der nicht mit Harz behandelt wurde. Der Druck, die Temperatur und die Geschwindigkeit entsprechen etwa den vorerwähnten Werten.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wurde die Schicht 1 entsprechend dem Beispiel 4 behandelt, wo als Schicht
2 eine Schicht aus Holzspänen oder Holzfasern verwendet wird. Dabei beträgt die Lineargeschwindigkeit der Heiztrommel 6 .12 m/ min bei einem Druck von 5 kg/cm und einer Temperatur von 160° C. Man erhält auf ,diese Weise ein einseitig dekoriertes Holzspanband von etwa 5 mm Dicke, die einer Verminderung der Dicke von 8 bis 18 % gegenüber dem eintretenden Band entspricht.
Die für dieses Verfahren verwendeten Harze sind Polyesterharze, vorzugsweise isophtalische, ungesättigte und allylische Polyester. Gute Ergebnisse erhält man besonders mit isophtalischen Polyesterharzen, die aus drei Molekülen Propylenglykol, zwei Molekülen Malenanhydrid und einem Molekül Isophtalsäure bestehen. Dabei handelt es sich um sehr reaktionsfreudige Harze mit hohem Schmelz- und Verformungspunkt und hoher isothermische Maximaltemperatur. Diese Harze werden von schwach flüchtigen Monomeren vernetzt, z.B. Diallylphtalat, Methylmetakrylat,
309831/082 7 ~11"
Diacetondiakylaminol, Vinyltoluol, Alpha-Methylstyrol, Divinylbenzol und Triallylcianurat.
Als Katalysatoren werden im allgemeinen Tertiärbuthylbenzoat und Benzoylperoxyd verwendet. Es können aber auch andere Katalysatoren verwendet werden, z.B. Methylaethylketon-Peroxyd, Tertiärbuthylperoctoat, Diamylperoxyd,.Laurylperoxyd und 2-4 Dichlorbenzoylperoxyd.
Man verwendet außerdem einen thixotropen Stoff auf der Grundlage von Kieselgel und eine Substanz für innere Ablösung, z.B. Alkylphosphate.
Die verwendeten Allylharze können von Typ DAPON sein. Sie bestehen aus einem Diallylphtalat-Polymer und werden mit Diallylphtalat-Monomer vernetzt und mit einer Mischung aus Tertiärbuthylperbenzoat und Benzoylperoxyd katalysiert. Auch für diese Harze können vorstehende Katalysatoren benutzt werden.
- Patentansprüche -
3 0 9831 /0827

Claims (12)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von mehrschichtigen Folienbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Schichten (z.B. 1 und 2) nach entsprechender Vorbehandlung zusammen mit den unbehandelten Schichten (z.B. 3) in einer kontinuierlich arbeitenden Presse (6, 7) unter Wärmeeinwirkung zu einer mehrschichtigen Folienbahn verschweißt wird, welche nach dem Preßvorgang erwärmt und gegebenenfalls abgekühlt wird.
  2. 2. Verfahren zur Herstellung einer dreischichtigen Fpli-enbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht durch Imprägnierung und nachfolgende Trocknung vorbehandelt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, mit einfacher Imprägnierung, dadurch gekenn ze ichnet, daß diese Schicht (1) nach der Imprägnierung und Trocknung mit Kunstharzmischungen bestrichen wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge- : kennzeichnet , daß als Imprägnierungsmittel eine Polyesterharzlösung verwendet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß als Imprägnierungsmittel eine Allylharzlösung verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 2 bis 5» dadurch g e kennzeichnet , daß die zweite Schicht (2) aus einem saugfähigen Material, z.B. Papier, Faservlies, Gewebe, beispielsweise Leinwand und Glasfasern besteht.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß diese zweite Schicht (2) beispielsweise mit Polyesterharz imprägniert ist.
    - A 2 30983 1/082 7
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese zweite Schicht (2) durch eine ; aus Holzfasern oder Holzspänen bestehende Schicht ersetzt
    ist.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 2 Ms 8, dadurch gekennzeichnet , daß die dritte Schicht (3) bei- : spielsweise aus unbehandeltem Papier oder Faservlies und
    dergleichen besteht.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Schichten (1 bis 3) vor
    dem Preßvorgang und Schweißvorgang zur Einleitung der Ely- ■■ merisationsreaktion erhitzt werden»
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch ge- ; kennnzeichnet , daß die ,mehrschichtige Folien- : bahn vor der Erwärmung einem Prägevorgang unterzogen wird. I
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch ge- i kennzeichnet , daß in die Presse eine weitere : Schicht (16) eingeführt wird, welche vorzugsweise aus SiIi- ! konpapier besteht und mit der ersten Schicht (1) verschweißt;»
    Leerseite
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