DE2234008B2 - Verfahren zur Herstellung von Schichtstoffen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Schichtstoffen

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Description

Die Erfindung, betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtstoffcs durch thermische Vcrbitv dung einer nicht gewebten Malte aus Polyolcfinfascm mit einem Polyolcfinfilm, wobei die thermische Verbindung der nicht gewebten Matte mit dem Film entweder während der Herstellung der nicht gewebten Matte oder der Herstellung des Polyolefinen ms erfolgt. Der so hergestellte Stickstoff weist eine Kombination von Eigenschaften auf, die ihn für eine breite Anwendung auf dem Gebiet der Filme brauchbar macht.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Schichtstoffc kann auf verschiedene Weise erfolgen. Vorzugsweise wird sie dadurch bewirkt, daß man eine nicht gewebte Matte aas Polyolcfinfasem gegen einen erhitzten Polyolcfinfilm preßt, so daß die Matte und der Film thermisch miteinander verbunden werden. Das Anpressen der Matte wird vorzugsweise während der Herstellung des Polyolcfinfifms vorgenommen. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden aus einer Schmelze eines Polyolcfinharzcs, vorzugsweise Polypropylen, Polyolcfinfasem direkt auf den Film geblasen, der entweder Raumtemperatur oder eine Temperatur in der Nähe des Erweichungspunkte·- des F'ilmcs hat. Nach einer weiteren Atisfiihrungsform der Erfindung wird ein Schichtstoff hergestellt, der aus mehr als einer nicht gewebten Matte
.«ι
oder mehr als einem Polyolefin besteht.
Fig, 1 zeigt schematisch ein modifiziertes Verfahren zur Herstellung eines Polyolefinfilmcs, bei dem eine vorgeformte nicht gewebte Matte unter Bildung eines Schichtstoffes aus nicht gewebter Matte und Polyolcfinfilm gegen den heißen Film gepreßt wird.
Fig, 2 zeigt schematisch ein Verfahren, bei dem die nicht gewebte Matte aus einer Schmelze geblasen und unter Bildung des erfindungsgemäßen Schichtstoffes auf einem Polyolefinftlm gesammelt wird.
Fig. 3 schließlich zeigt schematisch ein Verfahren, bei dem die nicht gewebte Matte aus einer Schmelze direkt auf einen Polyolcfinfilm geblasen wird, während dieser unter Aufblasen einer weiteren Matte auf der entgegengesetzten Seite des Rims hergestellt wird.
Nach Fig. I werden Körnchen eines Polyolefinharzes (10) in einen Trichter (11) eines Extruders (12) eingeführt, wo das Polyolefinhar/. durch den Formkopf (13) zu einem Film ausgezogen wird. Der Polyolcfinfilm (14) wird von der Kühlwalze (15) aufgenommen, wo der Mim teilweise gekühlt wird. Etwa an der Stelle, an welcher der Film (14) von der Kühlwalze (15) aufgenommen wird, ist eine Luftbürste (16) angebracht, um den Film (14) gleichmäßig auf die Kühlwalze (15) zu pressen. Eine vorgeformte nicht gewebte Matte (17) wird über die Führungswalzen (18) und (19) geführt und auf den Film (14) gepreßt, während dieser mich heiß ist. Der Schichtstoff (20) wird dann über eine zweite Kühlwalze (21) geführt, wo er abgekühlt wird. P/jvor der Schichtstoff ; in einer Rolle (23) aufgerollt wird, kann zu seiner Verdichtung eine Druckwalze (22) angewandt werden.
Nach Fig. 2 werden Körnchen eines Polyolefinharzes, vorzugsweise von Polypropylen, in einen Trichter (31) eines Extruders (32) eingeführt, wo das Polyolefin erhitzt und durch den Extruder (32) in den Formkopf (33) gepreßt wird. Wenn das Polyolef inharz Polypropylen ist. wird es im Extruder (32) auf Temperaturen von über 315° C W auf etwa 4SI)" C und vorzugsweise auf etwa 315° C bis 425° C erhitzt. Diese thermische Behandlung des Polypropylenharzes kann ganz im Extruder (32) oder teilweise im Fonnkopf (33) durchgeführt werden, der Heizplatten (34) enthalten kann. Das erhitzte Harz wird durch die Antriebsvorrichtung(35) durch den Extruder (32) in den Formkopf (33) gepreßt, der eine Reihe von öffnungen (36) enthält, und von diesen öffnungen (36) in einen Gasstrom. Der Gasstrom, der das polymere Harz zu Fasern auszieht, tritt durch die Gasdüsen (37) und (38) aus, die unmittelbar über und unter der Reihe der öffnungen (36) im Formkopf (33) angebracht sind. Das heiße Gas, vorzugsweise Luft, zieht das geschmolzene Polyolefin im wesentlichen in einer Ebene als Fasern (39) von den öffnungen (36) des Formkopfs weg. Die Fasern (39) werden auf einem Polyolcfinfilm (40)gesammelt, der kontinuierlich auf dem Wege der Fasern (39) vorwärtsbewegt wird. Der Polyolcfinfilm (40), der aus einem Homopolymcrcn oder Copolymcrcn beliebiger C2 bis C11 Monoolefine hergestellt sein kann, aber vorzugsweise aus Polyäthylen oder Polypropylen besteht, wird unter Verwendung der führungswalze (42) von der Walze (41) abgespult, falls notwendig zur Aufnahmetrommel (43), die auf dem Wege der Fasern (39) angeordnet ist. Die Trommel (43) kann 2,S bis ft I cm von den Offnungen (36) im Formkopf (33) entfernt sein. Wenn d.e Entfernung zwischen den öffnungen (36) und tier Auf-
nahmetrommel (43) wemgpr «Is 15 cm beträgt, vorzugsweise etw» H) cm, sind die Fasern noch heiß genug, daß eine thermische Verbindung zwischen der nicht gewebten Matte (44) und dem Polyqlefinfilm (40) ohne weitere Zufuhr von Wärme zustande kommt. Wenn zur Erzielung der thermischen Verbindung zwischen der nicht gewebten Matte (44) und dem Film (40) die Zufuhr von Warme notwendig ist, kann eine Heizvorrichtung (45), z. B, ein Heizstrahler oder eine andere Heizvorrichtung angeordnet werden, um den Film (40) zu erhitzen und seine Oberfläche klebrig zu machen. Die nicht gewebte Matte (44) vereinigt sich durch thermische Verbindung der Fasern (39) mit dem klebrigen Film (40). Der Schichtstoff (46) wird von der Aufnahmetrommel (43) über die Führungswalze (47) zur Auf nahmetrommcl (48) geführt. Wenn die Entfernung zwischen den öffnungen (36) und der Aufnahmetrommel (43) auf über 15 cm erhöht wird, muß mehr Wärme zugeführt werden, um die Oberfläche des Films ausreichend klebrig zu machen, so daß eine thermische Verbindung der nicht gewebten Matte mit dem Film (40) zustande kommt.
Die Fig. 3 erläutert eine Modifizierung uer beiden Verfahren, d. h. des Blasens einer nicht gewebten Matte aus einer Schmelze und der Bildung eines Polyolefinfilmes zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schichtsloffes. Die Bezugszeichen in der Fig. 3 haben, wenn sie sich auf die gleichen Teile bezichen, die gleiche Bedeutung wie in den Fig. I und 2. Ein Polyolefinfilm (14) wird durch Ausziehen des, Harzes aus dem Formkopf (13) auf die Kühlwalze (15) hergestellt. Zum Aufpressen des Films auf die Kühlwalze (15) kann eine Luftbürste (16) verwendet werden. Ein Polyolefinharz wird in Form von Fasern (39) im Formkopf (33) aus einer Schmelze auf den Film (14) geblasen, so daß eine nicht gewebte Matte (44) entsteht, die mit dem Film (14) thermisch verbunden ist. Dieser Schichtstoff wird über die Kühlwalze (15) zu einer/weiten Walze (49) geführt. Ein anderer Formkopf (33) zum Blasen von Fasern aus einer Polyolefinschmelze kann angeordnet werden, um diese Fasern in Form einer zweiten nicht gewebten Matte (44') auf der entgegengesetzten Seite des Films (14) anzubringen. Dieser Schichtstoff (50) wird dann, falls notwendig unter Verwendung von Führungswalzen (51), zur Aufnahmcwalze (52) entfernt.
Die erfindiingsgemäßen Schichtstoff können mit einer Vielzahl von Eigenschaften hergestellt werden. Ein für Flüssigkeiten undurchlässiger Schichtstoff kann hergestellt werden, wenn man Polyolcfinfilmc verwendet, die für Flüssigkeiten undurchlässig sind. Wenn jedoch der erfindungsgemäße Schichtstoff als ßandagemnatcrial od. dgl. verwendet werden soil, können öffnungen im Film vorhanden sein, die gleichmäßig oder ungleichmäßig über diesen verteilt sein können. Ferner können die erfindungsgemäßen Schichtstoffc mit unterschiedlicher Kompressionsfähigkeit hergestellt werden. Die aus einer Schmelze gehlascncn nicht gewebten Matten der Polyolcfinfascni können in so unterschiedlicher Weise hergestellt werden, daß eine gut zusammengepreßte bis flaumige Matte entsteht und dementsprechend die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schichtstoffc außerordentlich variabel sind. Je nach den beim Blasen angewandten Bedingungen haben die nicht gewebten Strukturen Fasern mit einem Durchmesser zwischen etwa 1 und 30 Mikron. Matten aus feinen Fasern können eine größere Zugfcs igkcit, aber eine sehr geringe Abriebfestigkeit besitzen, während Matten aus Fasern mit größerem Durchmesser dem Schichtstoff eine größere Abriebfestigkeit verleihen.
Die vielfältigen Eigenschaften der crfindungsgemäßen Schichtstoffe machen sie als Kabclumhüllungsmaterial, Auskleidungsmaterial, Verpackungsmaterial, Bandagen, Auskleidungen für Flaschenverschluss^ Isolierungen, Abdeckungen für chirurgische Zwecke u. dgl. geeignet. Wenn der erfindungsgemäße
in Schichtstoff z, B. als Auskleidung für Flaschenverschlüsse verwendet wird, ist Undurchlässigkeit für Flüssigkeit sowie gute Kompressionsfähigkeit notwendig, damit ein dichter Verschluß erreicht wird, wenn die Verschlußkappe auf der Flasche angebracht
is wird.
Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren.
Beispiel 1
2(i Polypropylen wurde unter Bildung eines Films mit einer Dicke von weniger als 0,125 ryn bei einer Temperatur von etwa 230 bis 290s C aus dem Formkopf eines Filmextruders auf eine Kühlwalze gezogen. Von der Kühlwalze, die einen Durchmesser von 30.5 cm hatte, war die übliche Luftbürste entfernt worden und eine R( -Ue einer aus der Schmelze geblasenen nicht gewebten Matte aus Polypropylenfasern wurde in einer Entfernung von etwa 7,5 bis 15 cm von der Kontaktstelle des Films mit der Hand gegen den Polypro-
3(1 pylenfilm gepreßt. Die Rolle aus /licht gewebter Polypropylenmatte wurde durch die angetriebene Kühlwalze abgespult. Die aus der Schmelze geblasene nicht gewebte Polypropylenmatte verband sich mit dem gerade ausgezogenen Polypropylenfilm. Die
Λ5 Bindung war wegen des unterschiedlichen Druckes beim Anpressen der Matte gegen den Film und der Kontaktstelle /.wischen dem Film und der Matte nicht gleichmäßig. Es wurde ein für Flüssigkeiten undurchlässiger zusammendrückbarer Schichtstoff erhalten.
Beispiel 2
EjII 0,050 mm gegossener Polypropylenfilm wurde straff über einem 15 X 15 cm großen Mctallnetz gehalten. Der Polypropylenfilm wurde dann iangsam am
■45 Formkopf eines Extruders vorbeigeführt. Polypropylen wurde aus der Schmelze auf den Film geblasen, der den Formkopf in einer Entfernung von etwa 10 bis 15 cm passierte. Aus dem Film wurde eine nicht gewebte Matte aus Polypropylenfasern gesammelt,
so und es wurde festgestellt, daß zwischen den Fasern der Matte und dem Polypropylenfilm eine thermische Verbindung eingetreten war. Es wurde ein zusammendrückbarer Schichtstoff erhalten.
Es 'Ut zu bemerken, daß das crfindungsgemäßc
Verfahren in wirksamer Weise zur Bildung extrem feiner Faserübcrzi%e auf den Oberflächen von Filmen angewandt werden kann. Diese Faserüberzüge sind so dünn, daß ihre Dicken nicht in der herkömmlichen Weise gemessen werden kann und als Fasergewicht
mi je Flächeneinheit ausgedrückt werden muß, d. h. als g/m2. Diese Überzüge können ein Gewicht von 0,01 bis 25, vorzugsweise von 0,1 bis 15 und insbesondere von 0,1 bis 10 g/m2 haben, wenn sie zum Zweck der Flüssigkeitsaufnahme aufgetragen werden.
(.s So ist es in einigen Fällen erwünscht, die Oberfläche eines Films /.. B. mil einem öl zu benetzen. Ein mit deiTi erfindungsgemäßen Verfahren aufgebrachter sehr dünner Faserüberzug kann eine solche Benetzung
ermöglichen, ohne daß die Filmeigenschaften merklich beeinträchtigt werden. Filme mil sehr dünnen Faserüberzügen sind insbesondere als nicht leitende Materialien für Kondensatoren geeignet. Die Fasern liefern eine maximale Oberfläche für die gute Aufnahme der isolierenden dielektrischen öle, ohne den Nachteil, daß die Dicke des Kondensatorfilms in unerwünschter Weise verstärkt wird. Übliche Faserschichten für Kondensalorzwecke wiegen etwa U, I bis 5 g/nr.
Obgleich die thermische Bindung eine Methode darstellt, um die Fasern aneinander und an einen Film zu binden, ist das allgemeine Konzept das der Selbst bindung, d. h. daß die Fasern aufgrund von Obcrfliichenanziehungskräftcn, wie elektrostatischen Kräften mit oder ohne thermische Bindung aneinander und am Film haften. Die Natur des Blasens aus der Schmelze verleiht den Fasern bei ihrer Bildung eine beträchtliche elektrostatische Ladung, und es werden bessere dünne Faserüberzüge erhalten mit geringer oder gar keiner thermischen Bindung.
Im allgemeinen überwiegt die thermische Bindung nahe dem Formkopf und die Obcrflächenanzichung bei einer größeren Entfernung vom Formkopf, d. h.
in einer Hntfcrming von etwa I X cm oder mehr. Die thermische Bindung zerstört die Orientierung in einem Film und kann, wenn dies eine Rolle spielt, überhaupt nicht angewandt werden.
< Die crfindungsgcmäß verwendbaren faserhildcnden thermoplastischen Harze umfassen nicht nur Polyolefine, sondern auch Polyamide, Polyester. Polyvinylchlorid, Polycarbonal u. dgl. Zur Herstellung des Films und der Fasern können die gleichen thermopla-
!Ii stischen Flarze verwendet werden, und der Film kann orientiert oder nicht orientiert sein. Eis ist auch möglieh und in einigen Fällen sogar erwünscht, daß der Film und die Fasern aus verschiedenen thermoplastischen Materialien bestehen, z. B. aus Nylonfasern auf
is einem Polypropylenfilm.
Gegenüber der Vorbildung der Fasern und dem nachfolgenden Aufpressen der Fasern auf einen Film wird die Aufbringung des Fascrübcr/ugs durch Blasen der Fasern aus einer Schmelze direkt auf den Film
:n bevorzugt.
Die Fasern haben im allgemeinen einen Durchmesser zwischen etwa 0.5 und 50. vorzugsweise zwischen I und M) und insbesondere zwischen 0.5 und 10 Mikron.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

  1. Patentansprüche;
    I , Verfahren zur Herstellung eines Schichtstoffes aus einem Faserüberzug auf einen Film, dadurch gekennzeichnet, daß man
    a) ein faserbüdendes thermoplastisches Harz mit verhältnismäßig geringer Viskosität durch eine Reihe von öffnungen in einem Formkopf zieht,
    b) durch Schlitze, die sich unmittelbar angrenzend an beiden Seiten der Reihe von öffnungen im Formkopf befinden, einen Strom heißen Gases führt, der das Harz als Fasern mit einer Dicke von 0,5 bis 30 Mikron in im wesentlichen einer Ebene aus den öffnungen des Formkopfcs zieht und die Fasern
    c) unter Bildung eines sclbstbildcnden Fascrübcrzugcs auf dem Film oder
    d) unter Bildung einer nicht gewehten Fasermanc-, die thermisch an den Film gebunden ist,
    auf dem Film sammelt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Fasern 0,1 bis 25 g/m2 entspricht.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Fasern 0,1 bis 10 g/m2 entspricht.
  4. 4. Verfahren nach Aaspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Film und die Fasern aus Polypropylc ι bestehen.
  5. 5. Die Verwendung der S«-hichtstoffe nach Anspruch I bis 4 aLs Einsät/ zwischen zwei Kondensatorclekt roden.
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