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Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Folien aus thermo-
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plastischen Kunststoffen mittels Kalanderwalzen Der Gegenstand der
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Folien
aus thermoplastischen Kunststoffen durch Verbinden in zumindest teilweise plastifiziertem
Zustand durch Druck mittels Kalanderwalzen, wobei eine zu beschichtende Folie mit
einer Fütterwalze und Oifl Beschie,htungsmaterial in plastifiziertem Zustand dem
Fütterwalzenspalt zugeführt werden.
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Beim Italandrieren einer ein- oder mehrschichtigen rolle in einem
von einem Walzenpaar gebildeten Walzenspalt wird stets nur ein örtlich beschränkter
linienförmiger Druck auf die verbindenden oder zu kalandrierenden Materialien ausgeübt.
Beim Verbinden zweier Materialien durch Verschweißen in zumindest den Verbindungsbereichen
plastifiziertem Zustand ist dieser ausgeiibte Verbi.ndvgsdruck oft nicht ausreichend,
insbesondere bei schwer verschweißbaren Materialien oder dicken Schichten, so daß
eine unzureichende Verbindung entsteht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mehrschichtige Folien aus
thermoplastiscben Kunststoffen durch Verschweißen an ihren Verbindungsflächen mittels
Kalandern herzustellen, die eine
möglichst homogene Verbindung miteinander
aufweisen sollen.
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Darüberhinaus wird anrestrebt, die Erfindung auch auf däs Herstellen
dicker mehrschichtiger lunker- und blasenfreier Folien auszudehnen.
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Erfindungsgernäß wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dein sich dem
durch den Fütterwalzenspalt ausgeübten lini.enförmigen Verbindungsdruck ein Flächendruck
anschließt. Dieses Übergang vom Liniendruck zum Flächendruck, wobei also der erforderliche
Verschweißdruck für die unterschiedlichen Materialien über einen längeren bestimmbaren
Zeitraum erhalten bleibt, ermöglicht, auch schwer verschweißbare Materialien bzw.
auch dickere Naterialschichten einwandfrei miteinander zu verschweißen.
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Zum Durchführen dieser erfindungsgemäßen Verfahrensweise benutzt die
Erfindung ein bekanntes Verfahren zum Herstellen dicker Folien aus thermoplastischen
Kunststoffen, wie es aus der DT-OS 1.504.135 bekannt ist, lunkerfreie Folien mit
Starken über 0,8 mm durch Kalandrieren mittels Kalanderwalzen herzustellen. Dabei
wurde festgestellt, daß zum Herstellen von blasen- und lunkerfreien Folien nicht
der absolute Druckim Walzenspalt der Kalanderwalzen, sondern der Druckgradient maßgebend
ist. Da der Druckabbau im Walzenspalt bereits vor der Walzenspaltmitte beginnt,
um kurz hinter dem Walzenspalt auf den Druck 0 abzusinken, wurde vorgesehen, daß
der Druckabbau vor, im und hinter dem ersten Walzenspalt verhindert wird, so daß
auch bei dickeren Folien eine Entlüftung bzw. Entgasung des plastifizierten Materials
erreicht wird. Eine Ausführung
sieht dabei vor, durch dichtes Beisetzen
einer dritten Walze zu den Fütterwalzen des Kalanders eine Druckkammer zu bilden,
die eine Entspannung bzw. einen Druckabbau des aus dem Fütterwalzenspalt austretenden
Materials verhindert. Die Kalibrierung der Folie und der Druckabbau erfolgt dann
erst beim Austritt des Materials aus der Druckkammer durch den zwischen einer Fütterwalze
und der dritten Kalanderwalze gebildeten Spalt.
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Die Erfindung benutzt das bekannte Verfahren in der Weise, daß das
zwischen den Futterwalzen eingespeiste plastifizierte Beschichtungsmaterial und
die Folie in eine durch dichtes Beisetzen einer dritten Walze zu den Fütterwalzen
gebildete Druckkammer gelangt, die eine Entspannung bzw. einen Druckabbau des aus
den Fütterwalzenspalt austretenden zweischichtigen Materials verhindert. Auf diese
Weise wird der Verschweißdruck längs eines größeren Umschlingungswinkels der zu
beschichtenden Folie auf der Fütterwalze erzeugt. Erst beim Verlassen der Druckkammer
wird dann das zweischichtige Material zwischen einer Fütterwalze und einer dritten
Kalanderwalze kalibriert. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht damit das Herstellen
dicker zweischichtiger lunkerfreier Folien aus thermoplastischen Kunststoffen, auch
aus schwer wrschweißbaren thermoplastischen Kunststoffen, wie beispielsweise PVC,
durch kalandrieren, wobei die beiden Schichten auf unterschiedlichem Material oder
aus gleichen Materialien homogen durch Verschweißung verbunden sind.
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Eine Variante des Verfahrens sieht vor, daß eine vorgefertigte Folie
verwendet wird, die beim Umlaufen mit der Fütterwalze erwärmt wird. Eine andere
Möglichkeit besteht darin, die Folie auf die Fütterwalze mittels einer weiteren
Kalander-walze zu Kalandrieren, so daß sie in noch erwärmtem Zustand direkt in die
Druckkammer eingeführt wird und hier eine innige Verschweißung mit dem in der Druckkammer
plastifizierten Material stattfinden kann. Erst beim Verlassen der Druckkammer durch
den zwischen einer Fütterwalze und der dritten Kalanderwalze gebildeten Spalt erfolgt
die Kalibrierung der zweischichtigen Folie.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Zeichnung an zwei Ausführungabeispielen
dargestellt und wird anhand dieser nachfolger;e erläutert. Es zeigen Figur 1 eine
Schemaskizze einer Vorrichtung zum Herstellen zweischichtiger Folien durch Beschichten
einer vorgefertigten Folie und Figur 2 eine Vorrichtung zum Herstellen zweischichtiger
Folien durch aufeinanderfolgendes Kalandrieren beider Schichten.
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In der Figur 1 ist schematisch ein Drei-Walzenkalander zum Herstellen
mehrschichtiger Folien oder Bahnen aus thermoplastischen Kunststoffen, wie beispielsweise
PVO, dargestellt. Die beiden
vorzugsweise gleich großen Fütterwalzen
3, 5 bilden den Fütterwalzenspalt 14, in den das vorplastifizierte Material 2 für
die Beschichtung, d.h. die zweite Folienschicht einer zweischichtigen Folie eingespeist
wird. Die dritte Kalanderwalze 4 ist den Fütterwalzen 3, 5 so dicht beigesetzt,
daß zwischen den drei Walzen die Druc.kkammer 9 entsteht. Die Druckkammer 9 ist
zwischen den Walzen 3,4 in dem Spalt 16 abgedichtet. Eine einwandfreie Abdichtung
zwischen den Walzen 3, 4 k<nn beispielsweise dadurch erreicht werden, daß zwischen
den Walzen 3 und 4 in dem Spalt 16 ein Abdichtelement angeordnet ist, wobei dieses
Abdichtelement zur Druckkammer 9 hin so ausgebildet ist, daß es die Materialumlenkung
und -förderung begünstigt. Die Druckkammer 9 bildet praktisch eine Förder- und Knetkainmer
für das Material 2, wobei die Dehnung der Walzen zur Förderung und zur Druckerhaltung
bzw. zum weiteren Druckaufbau beitragen. Die Druckkammer 9 wird seitlich der Kalanderwalzen
z.B. durch an sich bekannte Backen oder Platten abgedichtet, die hier nicht dargestellt
sinc.
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Der Austrittsspalt bzw. Kalibrierspalt 14 des Materials aus der Druckkammer
9 wird zwischen der Kalanderwalze 4 und der Fütterwalze 5 gebildet. Vorzugsweise
ist der Spalt des Fütterwalzenpaares gleich oder größer als der Kalibrierspalt 14.
Uber die Umlenkwalze 6 wird die vorgefertigte Folienbahn 1 der FUtterwalze 5 zugeführt.
Beim Umlaufen mit der Fütterwalze 5 wird die Folie 1 durch die temperierte Fütterwalze
5 erwärmt. Im Bereich der von den Kalanderwalzen 3, 4, 5 gebildeten Druckkammer
9 kommt die Folie 1 mit dem plastifizierten Material 2 in innige Berührung und es
erfolgt eine homogene Verschweißung des Materials 2 auf der Folienoberfläche 1.
Durch das Vorhandensein der Druckkammer wird die Kaschierung huber den Einspeisespalt
13 hinaus um ein mehrfaches verlängert, so daß auch bei schwere
verschweißbaren
Materialien bzw. bei dickeren Beschichtungen eine einwandfreie Kaschierung zu der
zweischichtigen Folie erfolgt. Bei einer Kaschierung nur im Walzenspalt wird ausschließlich
ein Liniendruck ausgeübt, während nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Flächendruck
längs eines Umschlingungswinkels ausgeübt wird. Beim Verlassen des Druck raumes
9 wird die mit dem Material 2 beschichtete Folie 1 in dem Kalibrierspalt 14 kalibriert
und verläßt den Kalander als zweischichtige Folie 8, wobei sie über die Umlenkwalze
7 von der Fütterwalze 5 abgezogen wird. Mit dem beschriebenen Verfahren ist das
Herstellen zweischichtiger Folien aus zwei Schichten von thermoplastischem Kunststoff
größerer Dicken lunkerfrei durch Kalandrieren möglich.
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In der Figur 2 ist eine Variante des Verfahrens dargestellt, bei dem
die Kalanderwalzen 3, 5 und 4 in gleicher Weise wie in Figur 1 angeordnet sind.
Im Gegensatz zu dem als Folienbahn 1 einlaufenden Material nach Figur 1, das mit
der Kalanderwalze 5 umläuft und beschichtet wird, wird bei dem Verfahren nach Figur
2 ein vorplastifiziertes Material, beispielsweise als Granulat einer Schneckenpresse
dem zwischen der Fütterwalze 5 und einer zusätzlichen Kalanderwalze 11 gebildeten
Walzenspalt 15 zugeführt. In dem Walzenspalt 15 wird aus dem Material 10 die Folie
12 direkt auf die Fütterwalze 5 kalandriert und in noch warmem Zustand in die Druckkammer
9 eingeführt. Hier verbindet sie sich mit dem in den Fütterwalzenspalt 13 eingespeisten
plastifizierten Material 2, das durch Verschweißung eine homogene Verbindung mit
der Folie 12 eingeht und die Beschichtung der Folie 12 bildet. Beim Austritt aus
dem Kalibrierspalt 14
zwischen den Walzen 4 und 5 wird die beschichtete
Folie 8 kalibriert und nachfolgend über die Umlenkwalze 7 von der Walze 5 abgezogen.
Für eine gleichmäßige Kalibrierung ist es erforderlich, daß die Walzen 4 und 5 mit
gleicher Geschwindigkeit laufen, während die Walze 3 demgegenüber gleich oder etwas
schneller laufen kann, wodurch eine Druckerhöhung in der Kammer bewirkt wird.
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L e e r s e i t e