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Verfahren zum Herstellen von Folien durch übereinandergießen von Celluloselösungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von aus Celluloseestern bestehenden
Folien durch Übereinandergießen mehrerer Schichten.
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Es ist schon bekannt, Folien auf dem sogenannten Trockengießwege durch
Verdunstung der leichtflüchtigen Lösungsmittel durch Übereinandergießen mehrerer
Schichten herzustellen. Hierbei war es jedoch erforderlich, daß man für die einzelnen
Schichten entweder verschiedenartige Celluloseester oder verschiedene Lösungsmittel
verwendete.
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Die Erfindung ist insbesondere insofern von wesentlicher Bedeutung,
als es bisher nicht möglich sein soll, auf dem Naßgießwege in einem Arbeitsgang
dickere Filme herzustellen. Dies scheiterte hauptsächlich daran, daß die Ausfällung
dicker Schichten sehr langsam und vor allem sehr ungleichmäßig vonstatten geht.
Man war daher, falls man nach dem Naßgießverfahren hergestellte Filme verwenden
wollte, gezwungen, zunächst sehr dünne Filme herzustellen und daraus, z. B. durch
Aufeinanderkleben mit bekannten Vorrichtungen, die gewünschten Filme zu erzeugen.
Diese Art der Herstellung hat, abgesehen davon, daß sie das Endprodukt wesentlich
verteuert, den großen Nachteil, daß Filme von absoluter mechanischer und optischer
Gleichmäßigkeit praktisch nicht zu erhalten sind. Es ist nie zu vermeiden, daß solche
Filme Luftbläschen oder sonstige Fehlerscheinungen aufweisen, und dies um so mehr,
je mehr Schichten zur Erzeugung des Filmes benötigt werden.
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Gemäß der Erfindung werden dagegen auf dem Naßgießwege Filme erhalten,
die selbst bei großer Dicke noch vollkommen homogen sind und eine absolute innere
Haftfestigkeit haben. Selbst bei Herstellung von Folien gewöhnlicher Dicke, z. B.
o,o-- bis 0,04 mm, gestattet das Verfahren gemäß der Erfindung ein wesentlich schnelleres
Arbeiten, da ein Teil des Ausfällungsvorganges der aufgegossenen Schichten sehr
gut in das Waschbad verlegt werden kann. Man kann also bei gleicher Länge der Maschine
eine größere Gießgeschwindigkeit erzielen im Vergleich zu Größe und Leistung der
Anlage bei der Herstellung gleich dicker Filme. Als Gießlösungen können durchweg
Celluloseesterlösungen mit 8 bis 25 °/o Estergehalt verwendet werden.
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Man kann homogen verbundene Folien aus mehreren Schichten des gleichen
Werkstoffes erhalten, wenn man gemäß der Erfindung Cellulosetriacetat als Gießlösung
auf einen ausgefällten Film desselben Stoffes aufgießt und den Film in der bei \
aßgießverfahren bekannten Weise einer Waschung und Trocknung unterwirft.
Es
hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Aufgießen der Gießlösung in einem
Zeitpunkt vorzunehmen, wo die Unterlage infolge der Ausfällungswirkung des , Fallbades
gerade den Zustand beginnen4r Formbeständigkeit erreicht hat, d. h. unter dem Einfluß
geringer äußerer Kräfte sich:" nicht mehr verändern läßt. Es ist anzunehmen, daß
die durch diese Arbeitsweise erreichbare besonders günstige Haftfestigkeit auf dem
kolloidchemischen Zustand der Unterlage beruht, der einerseits der neuen Gießlösung
eine günstige Verbindung mit dem Gerüst der Unterlage gestattet, andererseits aber
auch ein zu tiefes Eindringen und damit Auflösen der Unterlage infolge des hohen
Gehaltes an Fällungsmitteln verhindert.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist auf verschiedene Weise durchführbar.
Es ist möglich, die Cellulosetriacetatlösung auf ein endloses Band auszugießen und
auf diesem zunächst durch das Fallbad zu führen und dann auf diese erste auf der
Gießunterlage noch befindliche ausgefällte Schicht die Gießlösung zum zweiten Male
aufzutragen. Diese Doppelschicht verbleibt auf dem endlosen Band im Fallbad, bis
ihre Oberfläche eine genügende Formbeständigkeit erreicht hat, und wird dann nach
dem Ablösen von dem endlosen Band der üblichen Wasch- und Trockenvorrichtung zugeführt.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß man
zunächst die erste Schicht des Cellulosetriacetatei auf eine Gießunterlag ausgießt,
dann diese Schicht im Zustand gerade beginnender Formbeständigkeit von der Unterlage
ablöst und sie so als selbständige Trägerschicht für weitere auf einer oder beiden
Seiten aufzutragende Schichten verwendet. Dieses Verfahren hat den Vorzug, daß die
ersten Schichten einer Eindringung des Fällungsmittels von beiden Seiten aus ausgesetzt
sind und so gerade die Grenzschicht zwischen je zwei Schichten besonders homogen
mit den übrigen Schichten ausgefällt wird.
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Die als Trägerschicht dienende Unterlage kann auch in der Weise hergestellt
werden, daß man die Cellulosetriacetatlösung in das Fallbad direkt einlaufen läßt.
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Zur Durchführung des Verfahrens dient vorteilhaft folgende Vorrichtung.
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In dem Fällba.d F (Abt. i) sind z. B. drei drehbare Gießwalzen aus
säurebeständigem Material gelagert. Mit der Gießvorrichtung q. wird eine gleichmäßig
dicke Schicht der Gießlösung (Cellulosetriacetat) aufgetragen. Der durch die Wirkung
der Fallflüssigkeit erzeugte Film wird von der Gießwalze i innerhalb des Fallbades
abgelöst und auf die Gießwalze :2 übergeführt und dort durch den Gießer 5 mit einer
zweiten Schicht versehen. Dieser Vorgang kann dann auf der Walze 3 .n durch- den
Gießer 6 in gleicher Weise wieder-'liQltwerden. Durch die Führungsrollen 8, 9 üüd
io wird der so erzeugte Film aus dem , Vollbad in die sich anschließenden üblichen
:Waschbäder übergeführt. Die Gießwalzen sind in ihrer Geschwindigkeit gegeneinander
abstimmbar angeordnet, so daß das erfindungsgemäße Verfahren den jeweiligen Verhältnissen
angepaßt werden kann. Die Gießwalzen sind weiter, z. B. bezüglich ihres gegenseitigen
Abstandes, so angeordnet, daß die auf der vorhergehenden Gießwalze erzeugte Folie
jeweils in dem Zustand der erforderlichen Formbeständigkeit auf die folgende Gießwalze
gelangen kann.
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Diese Vorrichtung kann in der Hinsicht vorteilhaft erweitert werden,
daß auf der jeweiligen Gießwalze vor der Gießvorrichtung und oberhalb der Badflüssigkeit
eine bekannt drehbare Walze W angedrückt wird, die sich in dem der Drehvorrichtung
des Gießers entgegengesetzten Sinne dreht. Auf diese einfache Weise wird erreicht,
daß einerseits die Gießwalze oder -die als Unterlage dienende Folie von der anhaftenden
Fällbadflüssigkeit befreit und andererseits die herangeführte Folie glatt und faltenfrei
dem Gießer zugeführt wird. Die Walze kann zugleich auch als Antriebsvorrichtung
für die Gießwalze dienen.
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Man kann natürlich die Herstellung der ersten Filmschicht in ein anderes
Fallbad verlegen, wodurch die Vorrichtung für das Mehrfachgießen als solche entsprechend
vereinfacht wird. In gleicher Weise ist es natürlich auch möglich, die Vorrichtung
zu unterteilen, so daß jeder Gießprozeß gegebenenfalls in einem getrennten Fällbadvorgenommen
werden kann.
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Wie Versuche ergeben haben, ist es nicht erforderlich, alle Gießwalzen
mit einer hochglanzpolierten Oberfläche zu versehen. Es genügt, daß diejenige Gießwalze,
auf welche die Gießlösung unmittelbar aufgegossen wird, eine übliche hochglanzpolierte
Oberfläche hat.
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Andererseits ist es natürlich auch möglich, dein Enderzeugnis durch
die an sich bekannte Anwendung entsprechend beschaffener Gießwalzen gewisse Oberflächeneffekte
zu verleihen.
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Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen folgende
Beispiele. Beispiel i Eine primäre Cellulosetriacetatlösung mit etwa 1¢'/o Estergehalt
wird durch den Gießer d. (Abt. i) in einer Schichtdicke von o,08 mm auf die Gießtrommel
i aufgetragen. Als Fallflüssigkeit dient eine wäßrige Lösung von
Essigsäure.
Der Film wird gleich nach der beginnenden Koagulation von der Walze I abgelöst und
der Trommel 2 zugeführt. Durch den Abstreifgießer 5 mit o,28 mm Spaltbreite wird
zunächst auf eine Seite des dünnen Films eine dickere Schicht der ursprünglichen
Lösung und nach Überführen um die Umlenkwalze ; auf die Trommel 3 mit Hilfe des
Gießers 6 von 0,45 mm Spaltbreite auch auf die andere Seite eine Schicht aufgegossen.
Die Walzen 8, 9 und io führen den Film dann der Weiterbehandlung zu. Die trockene
Folie hat etwa eine Dicke von o,o8 mm. Das Herstellen eines so dünnen Primärfilms
gestattet es, mit relativ hohen Gießgeschwindigkeiten zu arbeiten.
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Beispiel 2 Ein in einem getrennten Fällbad hergestellter Triacetatfilm
wird feucht mit Hilfe der Umlenkwalzen I I und 12 der Trommel 13
(Abb.2) zugeführt,
die ebenso wie die Trommel 14 in eine Fällflüssigkeit aus I5°/oiger Essigsäure taucht.
Durch den Abstreifgießer 15 wird auf diesem feuchten Film von o,I min Stärke eine
Schicht von o,22 min Dicke einer I2°/oigen Cellulosetriacetatlösung aufgetragen.
Nach beginnender Koagulation wird der Film dann der Trommel I q. zugeführt und hier
auf der anderen Seite des Films durch den Gießer 16 bei einer Gießeröffnung von
o,32 mm eine Schicht der gleichen Lösung aufgegossen. Vber die Umlenlcwalzen I j
und 18 wird der Film dann den üblichen Waschbädern und der Trockenvorrichtung zugeführt,
wonach sich schließlich eine Folie von o,o6 mm Stärke im trockenen Zustande ergibt.
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Beispiel 3 Eine primäre Cellulosetriacetatlösung von etwa 14
% Estergehalt und einem Zusatz von 5 % Kupferbronze wird durch den
Schlitzgießer 22 (Abb. 3) auf das Metallgießband 21, das zwischen den Trommeln I9
und 2o ausgespannt ist, aufgetragen. Das Band taucht in eine Fällflüssigkeit von
25°/oiger Essigsäure. Beim Passieren der Trommel 20 wird durch den Schlitzgießer
23 eine Triacetatlösung ohne Farbzusatz auf den ersten Film aufgegossen und der
Film nach Passieren des Fällbades hinter der Umlenkwalze 24 von der Gießunterlage
abgelöst und durch die Walze 25 den Waschbädern usw. zugeführt. Man erhält so einen
metallisch aussehenden Film, der auf der einen Seite Hochglanz, auf der anderen
Seite Mattglanz zeigt.