DE3622559C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausrüsten der Oberfläche einer Folie aus schweißbarem Polymerwerkstoff mit rauhigkeitsbildenden Vorsprüngen sowie auf eine nach diesem Verfahren ausgerüstete Folie.

Unter schweißbarem Polymerwerkstoff ist solcher zu verstehen, der sich mit Teilen aus demselben oder aus einem anderen Werkstoff durch Schweißung oder schweißähnlich verbinden läßt, wenn sich zumindest einer der beiden Teile auf angehobener Temperatur befindet. In der Regel handelt es sich um thermoplastischen Werkstoff.

Der Begriff Folie umfaßt außer dünnen Membranen auch dickere, plattenartige Gegenstände bis zu einer Dicke von mehreren Millimetern.

Folien werden vielfach zur Trennung von Feststoffbereichen eingesetzt, insbesondere im Erd-, Wasser- und Tiefbau. Dabei kann von Nachteil sein, daß die Folie die Reibungsverbindung zwischen diesen Bereichen unterbricht. Es ist bekannt, diesem Nachteil dadurch zu begegnen, daß eine oder beide Oberflächen der Folie mit einer Vielzahl von Vorsprüngen oder Vertiefungen versehen werden, die durch prägende Verformung der Folie oder Verschweißung der Folie mit den die Vorsprünge bildenden Körpern hergestellt werden. Dies hat den Nachteil, daß die Folienstruktur geschädigt wird. Außerdem ist das bekannte Verfahren aufwendig. Ferner hat die bekannte Folie den Nachteil, daß bei punktweiser Krafteinwirkung auf einen oder wenige Vorsprünge die Folie an dieser Stelle einreißen kann oder beschädigt wird, weil zum einen ihre Festigkeit durch die Verbindung mit dem Vorsprung beeinträchtigt ist und andererseits ihre Verbindungsfestigkeit mit dem Vorsprung größer ist als ihre Eigenfestigkeit.

Aus der DE-OS 17 29 117 ist ein Verfahren zum Aufrauhen von thermoplastischen Kunststoffolien bekannt, die beispielsweise zur Herstellung von Säcken bestimmt sind. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß auf die plastifizierte Kunststoffolie ein fein verteiltes Aufrauhmaterial derart aufgebracht wird, daß es an der Kunststoffolie haftet. Das Aufrauhmaterial kann auch dasselbe Material wie das Folienmaterial sein und also mit diesem verschweißbar sein. Dabei werden beispielsweise erwärmte Polyäthylenteilchen auf die Folie aufgespritzt, die sich bei einer Temperatur befindet, bei der der Kunststoff der Folie weich wird oder nach dem Austreten aus dem Kopf des Extruders noch weich ist. Als Vorteil wird hervorgehoben, daß sich dadurch eine sehr gute Haftung, also eine Verschweißung mit hohem Schweißfaktor, ergibt. Dies läuft auf dieselben Nachteile wie bei dem zuvor erläuterten Stand der Technik hinaus.

Die US-PS 29 09 443 schlägt zur Verbesserung der Bedruckbarkeit von Kunststoffolien vor, in deren Oberflächen Teilchen einzubetten, die nicht größer als 50 Mikron sind, um die ursprüngliche Transparenz der Folie nicht zu beeinträchtigen und keine fühlbare Rauhigkeit auf der Oberfläche zu bilden. Damit die Einbettung zustandekommt, soll die Folientemperatur beim Aufbringen der Partikeln oberhalb des Kristallitschmelzpunkts, d. h. bei Polyäthylen oberhalb 90°C, liegen.

Ausgehend von dem im Gattungsbegriff des Anspruchs genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Schädigung des Folienmaterials bei Herstellung und Gebrauch zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Oberflächentemperatur der Folie beim Auftreffen der Partikeln geringer als diejenige der Partikeln ist, die sich im schmelzflüssigen Zustand befinden, derart, daß die Vorsprünge mit einem Schweißfaktor von max. 0,9 mit der Folienoberfläche verschweißt werden und durch eine parallel zur Folienoberfläche gerichtete Kraft ohne wesentliche Beschädigung der Folienoberfläche von dieser ablösbar sind. Die Temperatur der Folie, bei der dieses Ergebnis erreicht wird, ist durch Versuch leicht zu ermitteln.

Unter dem Schnellen der Partikeln gegen die Folienoberfläche ist ein freier Flug oder Fall mit solcher Geschwindigkeit zu verstehen, daß die kinetische Energie der Partikeln ausreicht, um sie beim Auftreffen auf die Folienoberfläche hinreichend an diese anzudrücken und sie dabei zur Bildung ausreichenden Flächenkontakts zu verformen. Zweckmäßigerweise wird die schmelzflüssige, zur Bildung der Partikeln dienende Masse gegen die Folie gesprüht.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung soll die Oberflächentemperatur der Folie beim Auftreffen der Partikeln geringer als etwa 70° sein. Diese Angabe gilt für Polyäthylen. Bei Werkstoffen entsprechend höheren oder niedrigeren Schmelzpunkts liegt die Grenze entsprechend höher oder niedriger. Vorzugsweise ist sie sogar noch geringer als 50°. Einerseits wird dadurch bewirkt, daß die thermische Beanspruchung der Folie durch die Verschweißung gering ist, weil die Partikeln es sind, die aufgrund höherer Eigentemperatur für die Bereitstellung der erforderlichen Schmelzwärme sorgen. Andererseits wird dadurch bewirkt, daß die Verschweißung der Folie mit den Partikeln nur unvollkommen stattfindet, d. h. mit einem Schweißfaktor beträchtlich unter 1. Während man im allgemeinen bei Schweißungen einen Schweißfaktor möglichst nahe 1 anstrebt, d. h. eine Festigkeit der Schweißzone, die der Festigkeit des Grundmaterials nahekommt, wird im Falle der Erfindung eine begrenzte, niedrigere Schweißqualität angestrebt, damit bei einer seitlichen Schubbeanspruchung der mit der Folie verschweißten Partikeln nur eine begrenzte Kraft auf die Folie ausgeübt werden kann. Wird diese Kraftschwelle erreicht, so lösen sich die Partikeln von der Folienoberfläche, ohne daß die Folie selbst Schaden erleiden kann.

Entsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Folie dadurch aus, daß die auf ihrer Oberfläche angeordneten Vorsprünge mit einem beträchtlich unter 1 liegenden Schweißfaktor mit der Folienoberfläche verschweißt sind und durch eine parallel zur Folienoberfläche gerichtete Kraft ohne wesentliche Beschädigung der Folienoberfläche von dieser ablösbar sind. Der Schweißfaktor liegt vorteilhafterweise unter 90%, weiter zweckmäßigerweise unter 70%, weiter zweckmäßigerweise unter 50%, weiter zweckmäßigerweise um 30%.

Die Vorsprünge haben zweckmäßigerweise unregelmäßige Form und Anordnung, wie sie sich beim zufälligen Formen beim Austritt einer Sprühdüse ergeben. Insbesondere sind sie länglich geformt mit einem Länge/Dickenverhältnis, das im Mittel über 4 liegt. Die Vorsprünge können aber auch ein kleineres Längen/Dicken-Verhältnis haben, dieses sollte aber mindestens 1 betragen. Insbesondere können die Vorsprünge rund sein. Die Höhe der Vorsprünge wird zweckmäßigerweise der Struktur des Feststoffs angepaßt, mit dem sie zusammenwirken sollen. Wenn es sich bei diesem Feststoff um eine sehr grobkörnige Schüt­ tung handelt, werden zweckmäßigerweise auch die Vorsprünge grober gestaltet. Wenn es sich hingegen um Feinstoff, bei­ spielsweise sandiges oder lehmiges Erdreich, handelt, genügen kleine Vorsprünge. Als sehr zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn sie eine kleinere, mittlere Höhe als etwa 2 mm aufweisen.

Es gibt Anwendungsfälle, in denen es ausreicht, nur eine der beiden Folienoberflächen mit Rauhigkeitsvorsprüngen zu ver­ sehen. Vorzuziehen ist im allgemeinen eine solche Ausrüstung beider Folienoberflächen.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die in

Fig. 1 eine im Maßstab von etwa 5 : 1 vergrößerte Darstellung eines Folienstücks und in

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Folie (1), wie sie im Stand der Technik für Erdabdichtungen, beispielsweise zur Deponie-Abdichtung oder Deich-Abdichtung bekannt ist. Sie kann beispielsweise aus Polyäthylen oder vergleichbaren Werkstoffen bestehen. Ihre Dicke liegt beispielsweise in der Größenordnung von 2 mm, obgleich die Erfindung auch bei Folien wesentlich geringerer oder größerer Dicke anwendbar ist.

Auf ihrer Oberseite erkennt man die mit ihrer Oberfläche verschweißten Partikeln (2), von denen im dargestellten Fall angenommen ist, daß sie durch ein Sprühverfahren aufgebracht sind und dabei eine längliche, unregelmäßige Gestalt erhalten haben. Sie sind vorzugsweise langgestreckt, wobei sie in ihrer Längsrichtung auf der Folienoberfläche aufliegen und ihre Höhe über der Oberfläche, die gleich ihrer Dicke ist, vorzugsweise zwischen dem 0,1- und 1-fachen der Foliendicke liegt. Sie können im Rahmen der Erfindung aber auch andere Gestalt haben, beispielsweise eine Gestalt mit näher bei 1 liegendem Längen/Dickenverhältnis.

In Fig. 2 ist der Herstellungsgang in einer schematischen Seitenansicht einer Herstellungsvorrichtung angedeutet. Die Folie wird hergestellt, indem der Folienwerkstoff aus der Extruderdüse (3) auf die Oberfläche der Kühltrommel (4) extrudiert wird. Nach hinreichender Abkühlung und Verfestigung wird die Folie bei (5) von der Trommel abgenommen und einer nicht dargestellten Aufroll- oder Weiterverarbeitungsein­ richtung zugeführt. In geringem Abstand von der Trommel (4) befinden sich oberseitig und unterseitig Sprühdüsen (6), aus denen das die Vorsprünge (2) bildende Material auf die Folienoberfläche gesprüht wird. Die Düsen können nach den im einschlägigen Stand der Technik hinsichtlich ihrer Form, des zu verwendenden Werkstoffdrucks unter Beachtung der Viskosität des Werkstoffs sowie im Hinblick auf die mögliche Verwendung von Zusatzdruckgas so bemessen werden, daß die aus der Sprühdüse austretenden Partikeln die gewünschte Form und Geschwindigkeit haben. Die Stellung der Düsen (6) wird so gewählt, daß an der Sprühstelle die Oberfläche der Folie (1) die zur Erreichung des gewünschten Schweißfaktors geeignete Temperatur aufweist. Zur Regelung können entweder die Düsen verschiebbar gestaltet sein, so daß sie nach Wunsch näher bei der Trommel (höhere Temperatur) oder weiter von ihr entfernt (niedrigere Temperatur) eingesetzt werden können. Es können auch zusätzliche Erwärmungs- oder Kühlmittel für die Folienoberfläche vorgesehen sein.

Claims (11)

1. Verfahren zum Ausrüsten der Oberfläche einer Folie aus schweißbarem Polymerwerkstoff mit rauhigkeitsbildenden Vorsprüngen, bei dem Partikeln aus mit dem Folienwerkstoff verschweißbarem Werkstoff gegen die Folienoberfläche geschnellt und mit dieser verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächentemperatur der Folie beim Auftreffen der Partikeln geringer als diejenige der Partikeln ist, die sich im schmelzflüssigen Zustand befinden, derart, daß die Vorsprünge mit einem Schweißfaktor von max. 0,9 mit der Folienoberfläche verschweißt werden und durch eine parallel zur Folienoberfläche gerichtete Kraft ohne wesentliche Beschädigung der Folienoberfläche von dieser ablösbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikeln aus schmelzflüssiger Masse gegen die Folie gesprüht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächentemperatur der Folie beim Auftreffen der Partikeln geringer als 70° ist.

4. Folie mit auf wenigstens einer ihrer Oberflächen angeordneten, rauhigkeitsbildenden Vorsprüngen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (2) mit einem beträchtlich unter 1 liegenden Schweißfaktor mit der Folienoberfläche verschweißt sind und durch eine parallel zur Folienoberfläche gerichtete Kraft ohne wesentliche Beschädigung der Folienoberfläche von dieser ablösbar sind.

5. Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (2) unregelmäßige Form und Verteilung aufweisen.

6. Folie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (2) eine kleinere mittlere Höhe als etwa 2 mm aufweisen.

7. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Folienoberflächen Vorsprünge tragen.

8. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge länglich sind und liegend mit der Folienoberfläche verbunden sind.

9. Folie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Längen/Dicken-Verhältnis der Vorsprünge (2) mindestens 1 beträgt.

10. Folie nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge rund sind.

11. Folie nach Anspruch 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Längen/Dicken-Verhältnis der Vorsprünge (2) mindestens 1 beträgt.