DE2419324A1 - Verfahren und vorrichtung zum laminieren einer materialbahn mit kunststoffbelag - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum laminieren einer materialbahn mit kunststoffbelag

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DE2419324A1 DE2419324A DE2419324A DE2419324A1 DE 2419324 A1 DE2419324 A1 DE 2419324A1 DE 2419324 A DE2419324 A DE 2419324A DE 2419324 A DE2419324 A DE 2419324A DE 2419324 A1 DE2419324 A1 DE 2419324A1
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Description

PATENTANWÄLTE DiPu-ΐΝΘ. R. SPLANEMANN dipu-chem. dr. B. REITZNER - dipl-inq. J. RICHTER
MÜNCHEN HAMBURO
Yhtyneet Paperitehtaat Oy Paperituote
37601 Valkeakoski/Finnland
Patentanmeldung
eooo München 2 22. April 1974 Tal 13
' Telefon (089) 226207/226209 Telegramme: Inventius München
unser. Akt.= 5305-1-8659
Ihr Zeichen:
Verfahren und Vorrichtung zum Larainieren einer Materialbahn mit Kunststoffbelag
Diese Erfindung "bezieht eich auf ein Verfuhren zum Verfertigen und Laminieren einer porößen, durchlöcherten Kunststoffschicht auf eine Mattrialbahn, z.B. Papier, derart dass die Matcriulbahn mit der Kunststoffschicht nach Erhalten der ächicht auf die Matex'iulbahn einem rollenden Zylinder so zugeleitet v/i cd, dass die Künstetotffschicht gegen üen zylinder läuft, ^ie Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens,
Vorbekannt ist das Laminieren von Kunststoff auf Papier-durch da3 Extruderverfahren, d.h. dass eine heisse Kunststoffhaut mit Hilfe eines Mundstücks auf eine bewegliche Papierbahn gebracht wird. Das so erhaltene laminierte Papier iüt jedoch besonders dicht, Wasserdampf durchdringt e3 nur ca 2-3(g/ia . 2A^h), Ein solches Papier eignet sich ala solches nicht zur Verwendung z.B in der Bauindustrie als Verkleidungs- oder Isolierpapier zur ,Väriaeiaolierung auf der Aussenf lache, weil der auf der Innenseite der Gebäuae entwickelte Wasserdampf auf der Papierfläche kondensiert.
Diesen Nachteil hat man durch den Gebrauch von kunststofflami-
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aiertea Bitumenx-apier als SpannpapLer für Stein- und G-laswolleplatten zu verbessern versucht. Beim Heisszusammenfflgen derartigen Bitumenpapiers zu lsolierraaterialplatten dient Bitumen als sogenannter "Kraftstoff" mit Hilfe des sich bildenden Gases zum Durchlöchern der Kunststoffhaut.
Htm hat auch sogenannten Streifenkunststoff entwickelt, wobei das Paj^ier nur von schmalen Kunststoffutrei£en bedeckt ist, mit deren Hilfe das Papier beim Heissftlgen auf der Isolierplatte aus z.B. Mineralwolle haftet. Die industrielle Herstellung eines solchen Streifenkunststofis ist jedoch schwierig.
das erfindungsgemäsae Verfahren ist hauptsächlich kennzeichnend, dass die Fläche des Zylinders uneben ist, wodurch sich in der Kunststoffhaut- Löcher und/oder VertieiuuafSLngen. bilden, und dass das laminierte Bogenmaterial danach möglicherweise wärmebehandelt werden kann, wobei sich darin befindliche Vertiefungen öffnen und die Löcher vergrcüsern.
Beim Heissfttgen eines solchen laminierten Papiers mit Hilfe einer heissen Walze,z.B. zu Isolierstoff platten, werden in der Kunststoffhaut befindliche Vertiefungen zu Löchern geöffnet, und die in der Haut befindlichen Löcher vergrössern sich durch Einfluss der Oberflächenspannungskraft, die in der in geschmolzenem oder halbgeschmolzenem Zustand befindlichen Haut wirkt. Das Heissftlgen oder die ,Yärmebehandlung ist jedoch zum Erzielen, der Porösität keine unbedingte Voraussetzung, sondern nach dem erfindungügemässen Verfahren kann man die Kunststoffhaut durch eine zweckentsprechende Anpassung des Verfahrens ohne später geschehende ',yännebehrndlung porös machen. Dabei kann man das Produkt als solches als atmendes V«--rkleidungs- und Isolierpapier in der Bauindustrie verwenden, Uit Hilfe des Verfahrens kann man auch kontrolliert
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Wasserdampf durchlässige Produkte fur lebensmitte!verpackungen herstellen.·
Eine solche poröse Oberfläche ist trotz ihrer Atmungüfähigkeit ein effektiver Schutz gegen Sjjritzwasser, weil die Löcher in der Kunststoffhaut so klein sind, dass das Wasser die Haut nur in gasförmigen Zustand durchdringen kann. Die Durchdringungsfahißkeit des Wasserdampfes kann nach der Erfindung auch in weiten Grenzen reguliert werden.
Beim Vergleich mit dem nach dem erfindungsgemässen Verfahren kunststofflaminierten Papier und gewöhnlichem kunststofflaminierten Bitumenpapier kann man feststellen, dass man dadurch mehrere wichtige Vorteile erhält. Bitue&n ist an sich feuergefährlich, sein 'feglassen vom Spannpapier deT Mineralwolle verringert die Feuergefahr des Produktes. Das ^'ajjier kann ausserdem zum Iliehtbrennen gesättigt werden, was ein "bemerkenswerter Faktor "bei der Brandklassifizierung "bedeutet. Anstatt des gewöhnlichen braungrauen Bitumenpapiers kann man das Papier in jeder beliebigen Farbe herstellen und gev/isse Farben können z.B. als Erkennungsfarben dienen. Die mechanischen Haltbaikeitseigenschaiten werden nicht geschwächt und die Herstellungskosten kann man niedrig halten.
Das erfindungügemäsae Verfahren und die Vorrichtung zu seiner Ausführung wird im Folgenden näher erklärt unter Hinweis auf die anliegenden Zeichnungen, in denen
Fig. 1 schematisch die erfindungsgemässe Vorrichtung von der Seite zeigt,
Fig. 2 zeigt die Vorrichtung von oben gesehen,
aus l''ig. 1/
Fig. 3 zeigt einen Schnitt A-A/derselben Vorrichtung vom Ausgangspunkt der lias chine,
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I1Ig. 4 zeigt einen Querschnitt durch ein nach dem erfindungsgeniässen Verfahren laminiertes Papier, und Pig. 5 zeigt graphisch das Wasserdampfdurchdringungsver-nfcgen de β nr.\ch den erfindungsgemässen Verfahren laminierten Papiers,
Aus |üg. 1 ersieht man die Konstruktion der Vorrichtung schematisch.. Die Papierbahn 1 läuft ueber die Dor onavorr i chtung 2. Fliesüende Kunststoff haut 4- wird mit Hilfe eines Mundstücks 3 auf die Papierbahn geführt. Danach läuft die Papierbahn mit der Kunststoffhaut ueber den Zylinder 7, dessen Fläche z.B. durch Metallspritzen oder Sangebläse uneben gemacht ist. Durch eine Presswalze 6, deren Fläche mit einem elastischen Material, z.B. Gummi, ueberzogen sein kann, wird die Papierbahn gegen den rauhflächigen Zylinder 7 gepresst beim Presstreifen 10. Die Fläche der Kühlwalze 5 berührt die Fläche der Presswalze 6. Im Endpunkt der Haschine ist der ürabrecher 8.
In Fig. 2 ist die Vorrichtung von oben gezeigt und dort bezeichnet· die Ziffer 7 den rauhflächigen Zylinder, die Presswalze ist ITr, 6 und die Kühlwalze 5, die Speisestellen des Kühlwassers tragen die Hinweisziffern 10, 11 und 12, und die Abflussstellen die Hummern 13, U und 15*'
Fig. 3 zeigt einen Schnitt A-A aus Fig. 1, d.h. diK Vorrichtung ohne den öoronaapparat und die Press- und Kühlwalzen, die Papier·.-bahn als abgebrochen beim Presstreifen 10. In Fig. 3 sieht man ausserdem den Spritzteil 9, mit dessen Hilfe die geschmolzene Kunststoffmasse zum Mundstück' 3 geführt wird.
Beim Laminieren des Papiers mit Kunststoff muss man mit der Schwierigkeit rechnen, dass der Kunststoff nicht gen_ttgend fest am Papier haftet. Dieses Problem kann man dadurch vermindern, dass
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man die an sich vorbekannte elektrische sogenannte Coronavor*· richtung 2 benutzt, mit deren Hilfe der Kunststoff besser am Papier haftet.Aufiäie so behandelte Papierbahn wird dann die in geschmolzenem Zustand befindliche Kunststoffhaut K mit Hilfe des Mundstücks 3 extrudiert. Der Kunststoff wird mit Hilfe des Spritzteils 9 zum Mundstück j gespeist^. Als Kunststoff kann man geeignete Polyolefinkunststoffe gebrtiuchen, z.B. Polyäthenkunststoffe. Die Temperatur des Kunststoffs muss so hoch sein, dass er in geschmolzenem Zustand ist, beim Gebrauch von Polyäthenkunststoff „steigt die Temperatur zweckmassig auf ca 3000C. Wenn die Kunststoffhaut auf die Papierbahn aufgetragen ist, wird die Papierbahn mit der Kunststoffhaut gegen den rauhflächigen Zylinder gepresst, dass die Kunstart off haut auf der ^ylinderfläche ist. Das Pressen geschieht mit Hilf er z.B. der gummi-bedeckten Press« walze. Die rauhe Fläche des ZyMnders 7 erzielt dabei auf der Kunststoffhaut Löcher und Vertiefungen. Danach kann die Kunststoff haut durch geeignetes Senken ihrer Temperatur abgekühlt werden. Dies, erreicht man durch Kühlen sowohl des rauhflächigen Zylinders 7 als auch der Presswalze 6, indem in beiden z.B. mit Hilfe von Wasser Abktthlungsstoffe zirkulieren. Die Fläche der Presswalze 6 kühlt dann noch weiter ab durch die mit ihr in Berührung befindliche Kühlwalze 5» deren Abkühlung gleicherweise durch den darin zirkulierenden Kühlstoff erfolgt. In Fig. 2 sind die Speisungsstellen des Kühlwassers 10, 11 und 12 gezeigt wowie deren Abgangsstellen 13,;. 14- und 15«in den erwähnten Walzen und dem grobflächigen Zylinder. Bei Gebrauch von Polyäthen ist die Temperatur des rauhflächigen Zylinders am beaten ca 2O0O und die Temperatur der Press- und der Kühlwalze ca 100C. Zweckmassig steuert man die Papierbahn ueber den rauhflächigen Zylinder^mit Hilfe der Umbrecherwalze 8.
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In Pig. 4 ist ein Querschnitt; durch das nach dem Verfuhren laminierte Papier gezeigt. Auf dem Papier 1 liegt die poröse Kunststoffschicht 16, in der löcher und Vertiefungen sind, die durch den raubflächigen Zylinder erzielt' worden sind. Laminiertes Papier ist schon an sich porös und passt zum Gebrauch als solches
mun/ - _
für gewisse Zwecke. Gebraucht/solches laminiertes Papier z.B. zusammen mit Mineralwolle, auf die das Papier durch Hei saftige η ■ befestigt ist, kann die Porösität noch weiter wachsen. Beim Heisszusammenftlgen gerät die Kunststoff haut wieder in einen halbgeschmolzenen Zustand, wobei die Böden der sich darin befindlichen Vertiefungen und die dünneren Stellen der Haut sich zu löchern öffnen durch Einfluss der Oberflächenspannungskraft. Zugleich vergrössern sich die in der Haut HChon befindlichen löcher. Auf diese Art erhält man eine besonders vorteilhafte atmende Schicht,
Die Porösität der !aminierung ist in Pig. 5 erläutert, in der äas Durchdringungsvermögen ftlr Wasserdampf der !aminierung durch verschiedene Pol'yäthendicken gezeigt ist, nachdem die erfindungsgemäss hergestellte !aminierung auf die Unterlage heissgeftlgt ist.
Die Durchdringung von Wasserdampf wird so gemessen, dass man auf
den Boden eines Gefässes !Calciumchlorid legt und mit dem Versuchsstttok bedeckt. Das Gefäss wird in regelmässigen Zwischenzeiten gewogen und man stellte das Gewicht der Waaserdampfmenge fest, die zusätzlich durch das Versuchssttlck eingedrungen und vom !Calciumchlorid absorbiert würde. Die Probeverhältnisse sind im SVAlT-test-Verfahren SCAN-P22:68 genauer erklärt (Paperi Ja Puu 1968 ITr. 1) · Wie aus der Pig. zu ersehen ist, erhält man durch dtlnne Polyäthenschichten besonders gute Durchdringungswerte fär Wasserdampf*
Die Porösität der !aminierung kann nach der Erfindung leicht bestimmt werden,. Man katin Zylinder benutzen, deren Rauheit verschieden ist, und so verschiedene Flächen auf der Kunststoffhaut
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erhalten, Ausserdein kann man die Dicke der Kunststofihaut bestimmen, z.B. zwischen 10/l - 100A, wodurch löcher und Vertiefungen verschiedener Art durch den rauhflächigen Zylinder erzielt werden. Von der Dicke der Eun^tstolfhaut hängt auch das öffnen der Vertiefungen zu löchern beim Heisszus&mmenfi'gen ab,-
Die Erfindung ist nicht auf die oben erklärten Ausftlhrua^sbeispiele beschränkt, sondern kann innerhalb des Rahmens der Patentansprüche bemerkenswert geändert werden. Als zu laminierendes Ausgangsmaterial kann ausser Papier jedes beliebige poröse, dünne Material benutzt werden, z.B. Stoff oder nichtgewebtes Textilmaterial. Zugleich kann das Verfahren ausser für Polyathenkunütstoff für jede andere beliebige, geeignete Kunststoff laminierung angepasst werden. Die Wärmebehandlung oder das Heisszusammenfügen ist auch nicht unumgänglich nötig, wenn die. Haut die notwendige Porösität schon in der laminierungsphase erhalten kann.
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Claims (6)

  1. Patentanaprttche i
    ( 1Δ Verfuhren zum Verfertigen und laminieren einer porösen, durchlöcherten Kunststoffschicht auf eine Materialbahn,z.B, Papier, so dass die Materialbahn mit der Kunststoffschicht nach Erhalten der !aminierung auf die Materialbahn so einem rollenden Zylinder zugeleitet wird, dass die Kunststofflaminierung gegen den Zylinder läuft dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des erwähnten Zylinders uneben ist, wodurch die Kunststoffhaut Löcher und/oder Vertiefungen bildet, und dass das laminierte Bogenmaterial danach möglicherweise eine Wärmebehandlung erhält, wobei sich die darin befindlichen Vertiefungen öffnenund die Löcher sich vergrössern.
  2. 2. Verfahren nach Patentsinspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofflaminierung aus Polyolefin, z.B. Polyäthen,
  3. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch g e k e η η ~ zeichnet, dass die Temperatur der rinnenden Kunststoffhaut genügend hoch ist, um den Kunststoff in geschmolzenen Zustand zu erhalten, für Polyäthen geeignetermassen ca 3000O,
  4. 4-, Verfahren nach den Patentanansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die unebene Fläche des Zylinders so abkühlt, dass ihre Temperatur geeigneterweise ca 20 C beträgt und die Fläche der Presswalze wird zweckmässig so abgekühlt, dass ihre Temperatur ca 10 C ist.
  5. 5. Vorrichtung zum Ausführen des Verführens nach den Patentansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Zylinders (7) z.B. mit Hilfe von Metallspritzen oder Sandgebläse uneben gemacht ist.
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  6. 6. Vorriclitung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzei ohn e t, dass die Presswalze (6) von einem elastischen Material, z.B. Gummi, ueberzogen ist.
    7» Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzei chn e t, dass die Fläche der Presswalze (6) in Berührung mit der Kühlwalze (5) ist und dass die Temperatur sowohl des rauhflächigen Zylinders (7) sowie die der Press- und Kühlwalzen (6, 5) durch diese zirkulierende: Kühlflüssigkeit, zweckmässig Wasser, gesenkt wird.
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