DE2811151B2 - Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Verbundkörpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Verbundkörpers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Unter dem Ausdruck »Verbundkörper« wird im vorliegenden Zusammenhang eine mehrschichtige Verbundfolie oder Verbundplatte verstanden.

Ein Verfahren der beschriebenen Art sowie danach hergestellte Verbundkörper sind aus der deutschen Offenlegungsschrift 26 09 452 bekannt. Bei diesem Verfahren wird die matte Seite einer bis zu ca. 12 μπι dicken transparenten Polyesterfolie mit einem Metallbelag versehen, dieser mit einem Naturlack überzogen und auf diesem ein Haftvermittler oder Klebstoff auf z. B. Elastomerbasis aufgebracht. Die so vorbereite Polyesterfolie mit dem Naturlack-Überzug wird auf das aus einer Breitschlitzdüse kommende plastische^ als Trägerschicht dienende Extrudat mittels eines Glättkalanders aufkaschiert. Das entstehende Produkt ist ein spiegelndes, thermoplastisch verformbares Kunststoffhalbzeug, welches eine transparente Polyesterfolie, die auf ihrer Mattseite einen mit Naturlack überzogenen Metallbelag aufweist und die mit der Lackschicht mittels eines Haftvermittlers auf ein extrudierfähiges thermoplastisches Trägermaterial aufkaschiert ist Aus der Beschreibung der deutschen Offenlegungsschriit 26 09 452 Seite 6, Absatz 2 geht hervor, daß es zweckmäßig ist für das Bedampfen eine möglichst

ίο weiche Polyesterfolie zu benutzen, da diese Folie durch die Wärme des Glättkalanders und im Zuge der späteren Verformung des Kunststoffhalbzeuges ohnehin noch weiter aushärtet Aus der österreichischen Patentschrift 1 95 629 ist ein Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Verbundkörpern bekannt bei dem zur Vereinigung der Schichten ein Zweikomponentenkleber verwendet wird. Die beiden Komponenten dieses Klebers werden nacheinander auf die gleiche Seite oder die bei der Vereinigung einander zugewandten Seiten zweier Schichten aufgetragen. Beim Zusammenwalzen der Schichten mittels Quetschwalzen, was gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur geschehen kann, reagieren die beiden Komponenten miteinander und stellen die gewünschte Schichtenverbindung her. Bei dem in der österreichischen Patentschrift beschriebenen Verfahren werden Mehrschichtenkörper ohne eingelagerte Metallschicht beschrieben, deren eine Schicht zum Zwecke der mechanischen Verstärkung aus Gewebestreifen, beispielsweise aus Baumwolle, Seide, Glas, Draht oder einem anderen webfähigen Stoff besteht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art in der Weise auszugestalten, daß bei Einsatz von Folien oder Platten als Schichten die Verbindung zwischen den Schichten verbessert wird, ohne daß der Aufwand für die Herstellung erhöht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1.

Das vorgeschlagene Verfahren führt zu hochwertigen mehrschichtigen Verbundkörpern mit eingebetteten Spiegelschichten, die ihre reflektierenden Eigenschaften auch unter ungünstigen Temperatur- und Witterungsbedingungen für lange Zeit beibehalten. Die verbesserte Schichthaftung rührt daher, daß die beiden Komponenten des Zweikomponentenklebers beim Warmwalzen durch die dazwischen liegende Metallschicht diffundieren und sich dabei innig miteinander und mit dieser verbinden. Das Verfahren hat den Vorteil, daß es trotz der erzeugten besseren Schichthaftung nicht aufwendiger ist als das Verfahren, von dem ausgegangen ist da die aufzubringenden Komponentenschichten jeweils nur einen einzigen Stoff enthalten. Das Verfahren läßt sich insbesondere dann wirtschaftlich vorteilhaft durch führen, wenn die Komponenten des zu verwendenden Zweikomponentenklebers so ausgesucht werden, daß sie bei Raumtemperatur feste thermoplastische Stoffe sind. Es ergibt sich in diesem Fall die Möglichkeit, die zu vereinigenden, mit den Klebstoffkomponenten versehe nen Schichten zu Rollen aufzuwickeln. Da die Komponenten feste Stoffe ohne klebende Eigenschaften sind und zusätzlich die eine Klebstoffkomponentenschicht von dem aufgedampften Metallfilm abgedeckt ist, ergeben sich Wickel, die kaum von anderen bekannten Wickeln zu unterscheiden sind und die sich nach beliebiger Zwischenlagerungszeit problemlos wieder abwickeln, miteinander vereinigen und zum erstrebten mehrschichtigen Verbundkörper weiterver-

arbeiten lassen.

Das vorgeschlagene Verfahren umfaßt zwei Möglichkeiten. Die eine Möglichkeit besteht darin, daß die zwei miteinander zu vereinigenden Schichten jeweils mit einer Komponente eines Zweikomponentenklebers bedeckt und auf eine der Komponentenschichten die Metallschicht aufgedampft wird. Darauf werden die Schichtengebilde — gegebenenfalls nach Zwischenaufwickeln und Zwischenlagern — derart zusammengeführt, daß sich die bedeckten Seiten berühren und nunmehr warm miteinander verwalzt werden. Beim Erwärmen taid unter dem Einfluß des Walzdruckes werden die Klebstoffkomponenten aktiviert und veranlaßt, durch die sie trennende Metallschicht in beiden Richtungen hinda-chzudiffundieren. Dieser Vorgang tritt im Hinblick auf die geringe Dicke der aufgedampften Metallschicht augenblicklich beim Walzen ein, so daß die kurze übliche Walzbehandlung genügt, um sogleich einen fest haftenden Verbundkörper zu erhalten.

Die andere Möglichkeit ist die, daß eine von den zwei miteinander zu vereinigenden Schichten mit der einen Komponente des Zweikomponentenklebers bedeckt, sodann die bedeckte Seite mit der dünnen Metallschicht bedampft und diese danach mit der zweiten Komponente bedeckt wird, worauf der so gebildete Mehrschichten-Körper mit der anderen Schicht zusammengeführt und warm mit dieser verwalzt wird. Auch in diesem Fall ist es möglich, dem Mehrschicht-Körper, der die .oeiden durch eine Metallschicht voneinander getrennten Komponenten des Klebers enthält, aufzurollen und nach beliebiger Zwischenlagerung weiter zu verarbeiten.

Insbesondere die zuletzt genannte Variante gestattet es, in wirtschaftlich besonders günstiger Weise durchgeführt zu werden, indem die andere Schicht in an sich bekannter Weise aus einer Breitschlitzdüse heiß stranggepreßt und unter Ausnutzung der Strangpreßwärme unmittelbar mit dem vorbereiteten Mehrschicht-Körper verwalzt wird. Bei diesem zuletzt genannten Verfahren erübrigt es sich also, die auf einer Breitschlitzdüsenmaschine hergestellte Schicht zunächst völlig abzukühlen und aufzuwickeln, sondern die frisch erzeugte Schicht wird in einem Arbeitsgang mit dem metallisierten und mit den Komponenten des Klebers ausgerüsteten Mehrschicht-Körper zusammengeführt und kaschiert Die erzeugten Produkte zeichnen sich durch besondere Gleichmäßigkeit sowie durch beachtliche Haftfestigkeit ihrer Schichten aus.

Die zu verwendenden Zweikomponentenkieber sind bekannt. Als günstig hat sich für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens z. B. ein Kleber mit einem thermoplastischen Polyester und einem Copolymerisat auf Vinylchloridbasis als Komponente erwiesen.

Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Es stellt dar

F i g. 1 ein schematisches Blockdiagramm für den allgemeinen Ablauf des Verfahrens;

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Variante für die Durchführung des Verfahrens;

F i g. 3 eine schematische Darstellung für die Durchführung einer zweiten Variante des Verfahrens;

F i g. 4 eine schematische Darstellung des Ablaufes einer besonders wirtschaftlichen Variante des Verfahrens, bei der eine vorbereitete Schicht, vorzugsweise eine Deckfolie, die bereits mit den Komponenten eines Zweikomponentenklebers beschichtet ist und die außerdem eine die Komponenten voneinander trennende metallische Zwischenschicht trägt auf eine soeben mit Hilfe einer Breitschlitzdüse erzeugte Trägerschicht aufkaschiert wird.

Fig. 1 zeigt zunächst den allgemeinen Ablauf des Verfahrens. Auszugehen ist von den beiden Schichten 1 und 2, die durch die beiden Kästen I und II dargestellt werden. Als Klebstoff wird ein Zweikomponentenkleber 3 verwendet, dessen Komponenten mit 3-1 und 3-2 bezeichnet sind. Diese Komponenten werden derart auf

ίο die beiden zu vereinigenden Schichten 1 und 2 aufgebracht, daß die Komponentenschichten nach dem Zusammenführen der zuerst genannten Schichten durch die Metallschicht 4 getrennt sind. Es ergibt sich das in F i g. 1 rechts dargestellte Gebilde, welches aus der oberen Ausgangsschicht 1, der darunter angeordneten Kleberschicht 3, der aufgedampften Metallschicht 4, der daruater angeordneten Kleberschicht 3 sowie schließlich der zweiten Ausgangsschicht 2 besteht Die Kleberschichten sind nun nicht mehr als Kleberschicht- Komponenten dargestellt da infolge des inzwischen erfolgten Warmverwalzens eine Diffusion durch die Metallschicht 4 und damit eine Aushärtung zum Kleber stattgefunden hat Die Verbindung 5 zwischen den Kästen 3 und 4 soll andeuten, daß die Komponenten entweder auf die beiden Schichten 1 und 2 aufgebracht werden können oder — alternativ — eine Komponente 3-2 auf die Metallschicht 4, nachdem diese auf die Schicht der ersten Komponente 3-1 aufgetragen worden ist

F i g. 2 zeigt eine praktische Möglichkeit zur Verwirklichung des Verfahrens. Die beiden Schichten 1 und 2 werden von den Vorratsrollen 6 und 6' abgezogen. Die Schicht 1 wird durch ein Druckwerk 7 geführt, mit dessen Hilfe die erste Kleberkomponente 3-1 auf die Unterseite der Schicht 1 aufgetragen wird. Das Druckwerk besteht aus der Druckwalze 8 und der Gegenwalze 9. In Oberflächenkontakt mit der Druckwalze 8 befindet sich die Befeuchtungswalze 10, die ihrerseits in die aufgeschmolzene Komponente 3-1

-to eintaucht, welche sich in einem Vorratsbehälter U befindet.

Die Bahn der Ausgangsschicht 2 wird im dargestellten Beispiel durch ein Druckwerk 12 geführt, welches aus der Rakelwalze 13 und der Gegenwalze 14 besteht. Der Rakelwalze 13 wird die leicht aufgeschmolzene teigartige Komponente 3-2 aus einem Vorratsbehäher 15 zugeführt und auf deren Oberfläche mit Hilfe der Rakel 16 gleichmäßig verteilt. Nachdem die Komponente 3-2 gleichmäßig auf die Schicht 2 aufgetragen ist,

so durchläuft diese die Bedampfungseinrichtung 17 und wird auf der Komponentenschicht mit Metall, vorzugsweise Aluminium in dünner Schichtstärke bedampft. Die Schichtstärke beträgt vorzugsweise 50 bis 150 A entsprechend 5 bis 15 μηι. Bei größerer Schichtstärke findet keine befriedigende Diffusion mehr statt. Die auf diese Weise vorbehandelten Ausgangsschichten werden über Umlenkrollen 18,19, 20 und 21 im Walzenspalt 22 eines Vierwalzen-Walzwerkes 23 zusammengeführt. Das Walzwerk ist beheizt und unterwirft das Schichten paket einer dreimaligen Druckbehandlung, nämlich in den Walzenspalten 22, 24 und 25. Das resultierende Produkt ist in Fig.2 rechts bei 26 schematisch dargestellt. Es zeigt den gleichen Schichtenaufbau wie im Zusammenhang mit F i g. 1 bereits erläutert.

b5 Eine andere Möglichkeit der Verfahrensausführur.g ist in F i g. 3 dargestellt. Die Bahnen der Ausgangsschichten 1 und 2 werden wiederum von Vorratsrollen 6 und 6' abgezogen und über Umlenkwalzen 27 und 28

den Verarbeitungseinheiten zugeführt. Die Bahn der Schicht 1 passiert dabei ein erstes Druckwerk 29, danach eine Bedampfungseinrichtung30und im Anschluß daran ein zweites Druckwerk 31.

Die Druckwerke 29 und 30 sind gleich aufgebaut; sie bestehen jeweils aus den Druckwalzen 32; 32', den Gegenwalzen 33;33' sowie den Befeuchtungswalzen 34; 34'.

Die Befeuchtungswalze 34 taucht in einen gegebenenfalls beheizten Vorratsbehälter 35, in dem sich die Kleberkomponente 3-1 befindet. In entsprechender Weise taucht die Befeuchtungswalze 34' in den Behälter 36, in dem sich die Kleberkomponente 3-2 befindet. Beim Durchgang durch eine derartige Apparatur wird folglich die Bahr, der Schicht ! nacheinander mit der ersten Kleberkomponente beschichtet, danach mit Metall bedampft und daraufhin mit der zweiten Kleberkomponente beschichtet. Die so behandelte und vorbereitete Schichtenbahn tritt nunmehr in den ersten Walzenspalt 37 des Vierwalzen-Walzwerkes 38 ein. Dort trifft sie sich mit der unbehandelten Bahn der Schicht 2 und wird mit dieser durch Warmwalzen kaschiert. Das Schichtengebilde durchläuft dann noch den Walzenspalt 39 und tritt schließlich aus dem Walzenspalt 40 fertig verarbeitet aus. Das resultierende Gebilde ist bei 41 schematisch dargestellt. Es weist die gleiche Schichtenfolge auf, wie bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 erläutert

Eine besonders vorteilhafte und wirtschaftliche Art der Fertigung ist in F i g. 4 schematisch angedeutet. Auf der Vorratsrolle 42 befindet sich eine mehrfach beschichtete Bahn mit gleichem Aufbau wie sie in F i g. 3 das zweite Druckwerk 31 verläßt und dort in den Walzenspalt 37 eintritt Eine derartige Bahn ist ohne weiteres zur Rolle aufwickelbar, da die Kleberkomponenten bei Raumtemperatur fest sind und im übrigen durch die zwischengeschaltete Metallschicht nicht miteinander reagieren können.

Die Anordnung gemäß Fig.4 weist ferner einen Extruder 43 auf, dessen Schnecke 44 von einem Elektromotor 45 angetrieben wird. Der Extruder wird aus einem Vorratsbehälter 46 mit Kunststoffgranulat gespeist, wobei dieses Granulat unter langsamei Erwärmung von der Schnecke 44 durch den Extrudei getrieben wird. Das völlig durchgeschmolzene unc homogenisierte Extrudat tritt alsdann in die Breitschlitz düse 47 ein und es tritt aus dieser in Form einer Bahn 4i aus. Die Bahn wird über eine Folge von Rollen 4i geführt und schließlich bei der Rolle 50 mit dei vorbehandelten Bahn, welche von der Vorratsrolle 4: abgezogen wird, zusammengeführt. Die Bahn 48 ist ar

ίο dieser Stelle noch nicht vollends abgekühlt, sonderr verfügt noch über einen beträchtlichen Wärmeinhalt Dieser Wärmeinhalt teilt sich der aufgelegten und vor der Vorratsrolle 42 abgezogenen Bahn mit, so daß die ir dieser Bahn enthaltenen beiden Schmelzkleberkompo nenten nunmehr aufgeschmolzen und dadurch aktivier werden. Das gesamte Schichtenpaket tritt in der Walzenspalt 51 eines Walzwerkes ein, welches in dargestellten Beispiel aus der Oberwalze 52 und dei Unterwalze 53 besteht. Hier wird das Schichtengebildi einem hinreichenden Walzendruck ausgesetzt, wodurcl der Kaschierungsvorgang durchgeführt und abgeschlos sen wird.

Bei einem Ausführungsbeispie! finden eine Polyester folie und eine Trägerplatte aus hochschlagfesten Polystyrol Verwendung. In einem solchen Fall wird al: Kleber ein solcher verwendet, dessen eine Komponenti ein thermoplastischer Polyester ist der eine guti Affinität zu der verwendeten Polyesterfolie aufweisi Bei der anderen Komponente handelt es sich um eil Copolymerisat auf Vinylchlorid-Basis mit guter Affinitä zur verwendeten Trägerplatte aus hochschlagfestei Polystyrol. Beide Kleberkomponenten diffundieret durch die aufgedampfte Aluminiumschicht hindurch um reagieren dann miteinander. Die Schichtdicke de Polyesterfolie beträgt bis zu 25 μπι, vorzugsweise etwi 12 μίτι. Die Temperatur innerhalb des Druckwerke beträgt dabei etwa 160⁰C. Sie ist abhängig von Schmelzpunkt der Polyesterfolie. Der Anpreßdruck in Druckwerk beträgt maximal 200, vorzugsweisi 100 N/cm Walzenbreite bei einem Walzendurchmesse von 250 mm.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Verbundkörpers mit einer Trägerschicht und einer Kunststoffschicht sowie einer dazwischen angeordneten, durch Metallisieren aufgebrachten Metallschicht, bei dem die Metallschicht auf eine der zuvor genannten Schichten aufgetragen und der so gebildete Mehrschicht-Körper mit der anderen Schicht unter Einsatz eines Klebstoffes zusammengeführt und warmverwalzt wird, dadurch gekennzeichnet,

daß als Klebstoff ein Zweikomponentenkleber (3) verwendet wird, daß dessen eine Komponente als Schicht (3-1) zwischen der Metallschicht (4) und der dazugehörenden Schicht (1 oder 2) angeordnet wird, daß die zweite Komponente (3-2) des Klebers vor dem Zusammenführen der Schichten entweder auf die freie Seite der Metallschicht (4) oder auf die beim Zusammenführen der Schichten (1—2) der Metallschicht zugewandten Seite der anderen Schicht aufgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Raumtemperatur feste thermoplastische Klebstoffkomponenten verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallisierte Mehrschicht-Körper mitsamt der oder den Komponenten-Schichten) vor dem Zusammenführen und Warmwalzen sämtlicher Schichten aufgerollt und zwischengelagert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die zweite Komponente des Klebers als Schicht auf die freie Seite der Metallschicht aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Schicht in an sich bekannter Weise aus einer Breitschlitzdüse (47) heiß stranggepreßt wird.

5. Verfahren nach wenigstens einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der aufgedampften Metallschicht (4) maximal 150 Ä beträgt

6. Verfahren nach wenigstens einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Schicht (1 oder 2), auf die die Metallschicht aufgetragen wird, eine Platte aus Glas oder schlagfestem Polystyrol verwendet wird.