DE8430718U1

DE8430718U1 - Thermoplastische Folie mit eingeprägtem, mattem Zufallsmuster

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Publication number: DE8430718U1
Application number: DE8430718U
Authority: DE
Original assignee: Clopay Corp
Current assignee: Clopay Corp
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-10-19
Publication date: 1988-07-21
Also published as: JPS613729A; FR2565890A1; CA1222103A; JPH0413136B2; AU580558B2; AU3119984A; GB8422210D0; SE467865B; GB2160472A; US4546029A; IT1180225B; SE8404451L; BE900640A; IT8422569A0; DE3438311A1; SE8404451D0; BR8404922A; GB2160472B; CH663632A5

Description

Die Erfindung betrifft eine thermoplastische Folie mit einem eingeprägten, matten Zufallsmuster.

Vor einigen Jahrzehnten begann eine umfangreiche Verwendung von Kunststoffolien bei der Herstellung vieler Gebrauchsgegenstände, oft als Ersatz für Textilgewebe. In der Entwicklung der Kunststoffolien als Ersatz für Textilgewebe wurden frühzeitig Muster geschaffen, die den Folien durch das Einprägen des Bildes eines Textilgewebe s während des Herstellungsprozesses ein gewebeartiges Aussehen gaben. Um Kunststoffolien mit den verschiedenartigsten Hustern herzustellen, wurden später Drahtgitter in Verbindung mit anderen mechanischen Geräten verwendet. Bei Fortschreiten der Technologie wurden Metallwalzen mit eingravierten Mustern zur Herstellung von geprägten Kunststoffolien verwendet, die die verschiedenartigsten Muster simulierten. Die Fachleute, die Gebrauchsartikel wie beispielsweise wegwerfbare Einwegwindeln, Decken, wasserabweisende Kleidung o. dgl.
herstellten, arbeiteten während dieser Zeit mit den
Folien an den Maschinen und beobachteten und untersuchten ihre charakteristischen Eigenschaften. Um aus solchen geprägten Kunststoffolien Gebrauchsgegenstände auf schnellaufenden Fertigungsmaschinen herstellen zu können, wurden Verbesserungen und Anpassungen sowohl de r
Maschinen als auch des Materials durchgeführt.

In der US-PS 3 484 835 wird eine Kunststoffolie mit einem eingeprägten Muster beschrieben, das gewebten Taft simuliert. Die Folie weist die besonders vorteilhafte
Eigenschaft der Beständigkeit gegen Randkräuseln wäh-

rend der maschinellen Verarbeitung zu Gebrauchsartikeln auf. Gegenüber den im Stand der Technik existierenden früheren Kunststoffolien mit Taftmuster ist diese Kunststoffolie erheblich verbessert. Sie weist eine Reihe von Vorsptüngen und kanalartigen Gebieten auf, die voneinander einen Abstand von ungefähr 250 pm (10 mil) besitzen. Die Vorsprünge ragen bis zu einer Höhe von etwa 75 bis 100 pm (3 - 4 mils) auf. Auf der entgegengesetzten Seite entstehen eine Reihe von Vertiefungen und Graten.

Dieses simulierte Taftmuster ist nur ein Beispiel für die vielen verschiedenen Muster, die von den Folienherstellern geschaffen und verwendet wurden, um Textilgewebe zu simulieren oder andere visuelle oder physikalische Eigenschaften zu erzielen, die aus der Sicht des Herstellers oder des Verbrauchers vorteilhaft waren. Ein anderes der vielen verschiedenen Muster betrifft «inen matten, glanzlosen Oberflächenzustand. Ein matter, glanzloser Oberflächenzustand wurde bisher durch einen sehr stumpfen Oberflächenzustand eines Kunststofffilms ohne visuell wahrnehmbares Muster gekennzeichnet. Matte Oberflächenbeschaffenheiten von Kunststoffolien wurden bisher unter Verwendung von sandgestrahlten Prägewalzen hergestellt. Mit fortschreitender Technologie und der Einführung neuer polymerer, insbesondere polyalkener oder polyolefiner Verbindungen, insbesondere von Polyethen, Polypropen und Polybutadien, wurde die Handhabung der verschiedenen Folien komplex. Trotz des umfangreichen Wissens der Fachleute werden die Eigenschaften und das Verhalten von Polymeren unter verschiedenen physikalischen Bedingungen, wie beispielsweise Maschinenspannungen o. dgl., noch nicht völlig

verstanden. Die Technologie der Kunststoffolien ist eher eine Technik als eine Wissenschaft; die Erfahrung hat gezeigt, daß die Probleme auf diesem Gebiet nicht so leicht verstanden oder gelöst werden, da unbekannte Faktoren bei der Behandlung solcher polymerer Verbindungen unter Maschinenspannung sowohl bei der Herstellung als auch bei der Verarbeitung solcher Polymere zu Gebrauchsgegenständen bestehen.

Eine Reihe Probleme traten insbesondere beim Steuern 4es Oberflächenglanzes und beim Erzielen zufriedenstellender Wickelcharakteristiken bei der Handhabung und Aufwicklung matter Folien mit hoher Geschwindigkeit auf Maschinen auf. Diese Probleme werden weiter dadurch kompliziert, daß andere ausgewogene Eigenschaften der matten Folien erzielt werden sollen, beispielsweise gute Bandhaftwerte (tape adhesion values), weiches oder tuchartiges Anfühlen, niedrige Reibungskoeffizienten usw. Xn der US-PS 4 376 147 wird eine geprägte thermoplastische Folie aus Polyalken (Polyolefin) beschrieben, die einen matten Oberflächenzustand simuliert und ausgezeichnete Wicklungseigenschaften ohne Randkräuseln zeigt, extrem niedrigen Glanz auf beiden Seiten und gute Bandhaftwerte sowie weitere Vorteile aufweist, die bisher in früheren matten Folien unerreicht blieben. Im Cegensatz zu den sandgestrahlten früheren matten Folien besitzt diese Folie gemäß der US-PS 4 376 147 ein geprägtes Muster aus geprägten Linien oder kanalartigen Gebieten, die parallel zu freien Längskanten des Films verlaufen. Die geprägten Linien schaffen ein im wesentlichen rechteckiges Muster mit parallelen und senkrechten Linien, deren Zahl etwa zwischen 60 und 120 Linien pro cm beträgt (150 - 300 pro Zoll). Beim Einsatz eines

solchen eingeprägten Musters erscheint dem unbewaffneten Auge die Oberfläche der Folie als sehr stumpfe Oberfläche. Bis zu diesem Punkt des Standes der Technik er* reichte die matte Folie der erwähnten Patentschrift ein Gleichgewicht der physikalischen Eigenschaften der Oberfläche, wie sie in zuvor bekannten matten Folien unerreicht war. Wie bei jeder fortschreitenden Technik, Insbesondere bei der Herstellung von Kunststoffolien, besteht ein andauernder Bedarf an weiteren Verbesserunfen der Wirtschaftlichkeit und vorteilhaften Eigenschaf- - ten der entstehenden Folien. Infolgedessen sind weitere

ii Verbesserungen wünschenswert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine geprägte, thermoplastische Folie aus Polyalken (Polyolefin) mit aufgeprägtem Zufallsmuster vorzuschlagen, die einen matten oder glanzlosen Oberflächenzustand simuliert und ausgezeichnete Aufroll- oder Wickeleigenschaften besitzt und ohne Itandkräuselung verarbeitet werden kann. Außerdem soll, tras bisher im Stand der Technik bei matten Kunststofffilmen für Windeln unerreicht war, eine ungefähr gleifche Bandklebekraft auf beiden Seiten der zufallsgeprägten Folie herrschen. Dieses wichtige neue Merkmal von folien für Windeln ermöglicht ein effektiveres >nd bequemeres Verwenden der Windeln, ohne die Folie zu zerreißen. Die matten, thermoplastischen Folien gemäß der trfindung sind verhältnismäßig dünn, beispielsweise in 4er Größenordnung zwischen 12 pm (0,5 mils) und 40 pm (1,5 mils). Die Folie, von der sich herausgestellt hat, daß sie die gewünschte glanzlose Oberfläche bzw. den matten Oberflächenzustand schafft, besitzt eine Prägetiefe in der Größenordnung von etwa 10 pm (0,4 mil) bis etwa 50 pm (2 mils), abhängig von der Foliendicke.

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Das Zufallsmuster weist eine asymmetrische Anordnung von asymmetrisch angehobenen Vorsprängen und zurückgesetzten Gebieten auf einer Seite der Folie auf. Entsprechend liegen darunter asymmetrisch zurückgesetzte Gebiete und erhabene VorSprünge auf der entgegengesetzten Seite der Folie. Die asymmetrischen Vorsprünge und Vertiefungen besitzen auf den Oberflächen beider Seiten der Folien eine solche Höhe und eine solche Ausdehnung, daß das unbewaffnete Auge des Betrachters auf der Folie kein Muster erkennen kann, obwohl es sich um ein geprägtes Zufallsmuster handelt. Das aufgeprägte Muster erscheint auf beiden Seiten der Folie als identische glanzlose Oberfläche. Es besteht immer noch ein sehr leichtes Glitzern auf der Folienoberfläche. Diese Eigenschaften werden kritisch erreicht durch die Vorteile der Erfindung, indem eine Kunststoffolie von ungefähr 12 um (0,5 mils) bis 40 pm (1,5 mils) Dicke mit einer Prägetiefe von etwa 10 pm bis 50 pm (0,4 - 2 mils) zufallsgeprägt wird. In der bevorzugten Ausführungsform bedecken die asymmetrischen Vorsprünge und Vertiefungen ungefähr gleichmäßig die Oberflächengebiete, und ihre Größe reicht von einer minimalen Breite oder Länge von mehreren Dutzend pm bis zu vielleicht 500 pm. Im Durchschnitt entstehen Vorsprünge oder Vertiefungen mit Flächen von etwa 250 pm bis 400 pm (10 - 15 mil), aber dies ist sehr zufallsverteilt und die Plächen hängen miteinander zusammen. Eine solche Kombination aus Form und Prägetiefe ist bei Kunststoffolien unbekannt, und überraschenderweise entstehen einzigartig ausgewogene physikalische Eigenschaften.

Zusätzlich zu den erwähnten Vorteilen besitzt die zufallsgeprägte matte oder glanzlose Folie gemäß der Er-

findung eine völlig unterschiedliche visuelle Erscheinung im Vergleich zu bekannten Folien für Windeln. Während die Folie dem unbewaffneten Auge als sehr stumpfe Oberfläche ohne visuell wahrnehmbares Prägemuster erscheint, neigt sie zu leichtem Glitzern und besitzt eine gefällige Erscheinung. Außerdem fühlt sich die Folie weicher oder tuchartig an. Unter ihren anderen Eigenschaften besitzt sie stark unterschiedliche Reibungskoeffizienten auf den beiden Seiten. Dadurch läßt sich die Folie gegebenenfalls leichter verarbeiten und differenziert behandeln.

Die matte Folie besteht aus einem geeigneten Kunststoffmaterial« vorzugsweise aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere aus Polyethen, Polyproper, Polybutadien, Polystyrol, Polyester, Copolymeren wie beispielweise Poly alkenen (Polyolefinen), beispielsweise Ethen-Vinylazetat-Copolymeren, oder modifizierten PoIyalkenen (Polyolefinpolymeren) wie Polyethen oder PoIypropen, die mit bekannten Streckmitteln, Stabilisatoren, Additiven u. dgl. verändert sind. Die Dicke der Folien liegt im Bereich zwischen 12 pm und 40 pm (0,5 und 1,5 mile). Es ist wichtig, daß eine Prägetiefe im Bereich zwischen 10 pm und 50 um (0,4 und 2 mils) in der Folie erreicht wird, abhängig von der Foliendicke, um die in den bekannten Folien unerreichten ausgewogenen Eigenschaften zu erhalten. Eine bevorzugte Folie aus Polyalken besteht aus Polyethen niedriger bis mittlerer Dichte. Diese Kunststoffolie kann mit einem beliebigen bekannten Verfahren mit dem erfindungsgemäßen Muster geprägt werden. In einem bevorzugten Verfahren wird das thermoplastische Material im plastischen Zustand zwischen eine Stahl-Prägewalze und eine weiche elastische

Walze oder Guinmiwalze eingeführt, die einen Walzenspalt zum Prägen der Folie bilden. Diese Verfahren sind bekannt und werden durch diese .Bezugnahme mit eingeschlossen.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt eine Reihe von vergrößerten fotografischen Ansichten einer erfindungsgemäßen matten Folie mit Zufallsprägung von der oberen (Metallprägewalzen-) Seite und der unteren (Gunaniwalzen-) Seite der Folie.

Auf der linken Seite der Zeichnung ist in ungefähr 35facher, 14Ofacher und 35Ofacher Vergrößerung eine fotografische Draufsicht auf die Metallwalzenseite einer Polyethen-Folie dargestellt. Auf der rechten Seite ist eine Reihe Fotografien mit Vergrößerungen derselben Größenordnung von der Unterseite oder Gummiwalzenseite der Folie dargestellt. Die Draufsicht der Kunststoffolie zeigt asymmetrische Höcker oder VorSprünge 5/ die durch asymmetrische zurückgesetzte Gebiete bzw. Vertiefungen 6 getrennt sind. Dieses geprägte Zufallsmuster bietet den visuellen Eindruck einer stumpfen Oberfläche, auch dann wenn das Muster ein geprägtes Muster ist, das bei Vergrößerung Vertiefungen zwischen den VorSprüngen zeigt. Auf der Unteroder Gummiwalzenseite der Kunststoffolie (rechte Seite der Zeichnung) liegen die Vorsprunge und Vertiefungen der Oberseite der Folie über einer Reihe von Vertiefungen 7 und Vorsprüngen 8 auf der entgegengesetzten Seite der eingeprägten Folie. Die foto-

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rafischen Darstellungen der Unter- oder Gummiwalzenseite der Folie entsprechen nicht exakt der fotografier ten Ober- oder Metallwalzenseite. Das Zufallsmuster aus asymmetrischen Vorsprängen und Vertiefungen auf der Oberseite entspricht aber den Vertiefungen und Vorsprängen auf der Unterseite der Folie. Das
Zufallsmuster wird durch eine Prägewalze mit unregelmäßiger Verteilung der Vertiefungen und Vorsprünge ausgebildet. Die Prägewalze wird ihrerseits durch ein Prägewerkzeug ausgebildet, daß das umgekehrte Abbild der Prä gewalze darstellt. Dieses Prägewerkzeug wird unter Einsatz eines Schlagwerkzeug, einer Punze oder eines
Dorns und eines Anspitzhammers hergestellt. Das angespitzte Schlagwerkzeug wird verwendet, um die Vertiefungen auf der Oberfläche des Prägewerkzeugs individuell
von Hand auszubilden und diese Vertiefungen in unregelmäßiger Verteilung über der Oberfläche des Prägewerkzeuges einzustanzen. Anschließend wird unter Verwendung
des Prägewerkzeuges durch einen Prägeprozeß die Prägewalze hergestellt. Diese Einzelheiten betreffen nicht
die Erfindung. In der Zeichnung ist zu erkennen, daß
die Metallwalzenseite der Prägewalze sich in der Kunststoffolie widerspiegelt. Die handgestoßenen Löcher in
der Walze schaffen unregelmäßige Vertiefungen, die sich in der Metallwalzenseite der Kunststoffolie widerspiegeln. Die unregelmäßige Größe der Vorsprünge 5 und der
Vertiefungen 6 ist dargestellt. Dieses eingeprägte,
Matte Zufallsmuster kann unter Verwendung einer Prägewalze hergestellt werden, die mit einem Mattierunc^owerkeeug durch Handstoßen und Prägen geschaffen wurde. Dieee Einzelheiten der Herstellung einer Prägewalze mit einem Mattierungewerkzeug sind bekannt. Die asymmetri-

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sehen Muster der Vorsprünge 5, 8 und der Vertiefungen 6» 7, die die stumpfen Oberflächen bilden, besitzen eine kritisch wichtige Tiefe zwischen etwa 10 &mgr;&pgr;&igr; und 50 pm (0,4 und 2 mils) in einer dünnen Folie mit einer Dicke zwischen etwa 12 pm und 40 pm (0,5 und 1,5 mils), um die Vorteile der Erfindung zu erreichen· Eine erfindungsgemäBe, zufallsgeprägte Folie besitzt beispielsweise eine Prägetiefe von etwa 25 pm in einer 25 pmdicken Folie (1 mil). Die Prägewalze muB auf eine Tiefe von etwa 40 pm bis 65 pm (1,5 - 2,5 mils) geprägt sein, um diese geprägte Folie zu erzeugen. Die asymmetrischen Vorsprünge und Vertiefungen der Folie besitzen eine durchschnittliche Breite oder Länge zwischen etwa 75 pm und 500 pm (3 und 20 mils), üblicherweise ist die Prägetiefe etwas gelinger als die in die Metallprägewalze eingravierte Tiefe.

Die "Prägetiefe" wird bestimmt durch (a) eine Messung der durchschnittlichen Gesamtdicke der Folie von der Oberseite der Vorsprünge bis zu den entgegenllegenden untersten Kämmen (oder Vorsprüngen) auf der Unterseite, (b) eine Messung oder Bestimmung der durchschnittlichen Foliendicke und (c) durch Subtraktion des Wertes (b) vom Wert (a). Die Messungen können auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise kann ein bekanntes Standard-Dickenmeßgerät zur Messung der Prägetiefe durch Bestimmen von (a) und (b) eingesetzt werden. Die Foliendicke kann aufgrund der Foliendichte für die Zwecke dieser Erfindung errechnet werden. Die Prägetiefe ist der Unterschied zwischen der durch das Dickenmeßgerät bestimmten Dicke und der auf der Grundlage der Foliendichte berechneten Foliendicke. Die Dicke der geprägten Folie wurde durch ein TMI-Modell 549M-Niederlast-Mikrometer-Dickenmeßgerät mit einem Gegenzapfen von 2 Zoll-Durchmesser gemessen.

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Das geprägte Zufallsmuster, das in der Zeichnung auf vergrößerter Grundlage fotografisch abgebildet ist, besitzt eine Reihe von Vorteilen. Das Muster ermöglicht ein leichtes Aufwickeln der Folie und ausgezeichnete Aufrollschichtung. Ein sehr geringer Grad an Randkräuselung wird durch die zufallsgeprägte Folie erreicht» was bei der Verarbeitung zu Windeln sehr vorteilhaft ist. Unerwarteterweise entstehen auf beiden Seiten der Folie ausgeglichene Bandhaftwerte. Die Folie besitzt außerdem auf beiden Seiten einen sehr guten bzw. niedrigen Glanz, was vom praktischen Standpunkt aus vorteilhaft ist, da bei der Verarbeitung beide Seiten verwendet werden können. Hierzu trägt auch der verhältnismäßig gleiche Bandhaftwert auf beiden Seiten der Folie bei. Die Folie fühlt sich im Vergleich zu anderen Folien auch weicher an. Gleichzeitig besitzt die Folie sehr unterschiedliche Reibungskoeffizienten auf den beiden Seiten der Folie, was in bestimmten Situationen die Verarbeitung erleichtert.

Das geprägte, matte Zufallsmuster wird beispielsweise durch das Prägen einer Kunststoffolie mit einem System aus Prägewalzen erzeugt. Eine der Walzen ist eine Stahlwalze, in deren Oberfläche ein Muster an Vorsprüngen eingeprägt, eingeschnitten, eingeätzt oder eingeritzt ist und die im allgemeinen als Matrizenwalze bezeichnet wird. Andererseits kann ein Matrizenmuster in die Walzen durch eine leihe von Vertiefungen eingeprägt sein. Ein Matrizenmuster entsteht beispielsweise durch das Einprägen von Vertiefungen oder "Löchern" in die Stahlrolle mit einer Tiefe von ungefähr 25 pm bis 80 pm (0,001 bis 0,003 Zoll), abhängig von der Dicke der geprägten Folie. Das in das Stahlwerkzeug eingepräg-

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Li; Muster entspricht im wesentlichen der Metallseite der geprägten Folie, wobei eine vollständige Übereinstimmung im allgemeinen nicht erreicht werden kann. Die Vorsprünge und kanalartigen Gebiete werden in der Oberfläche der Folie derart ausgebildet, daß sanfte Übergänge zwischen den asymmetrischen Vorsprüngen 5 und den Vertiefungen 6 auf der Oberseite der Folie vorhanden sind. Dasselbe trifft auf die Vertiefungen 7 und Vorsprünge 8 auf der Unterseite zu. Um den matten Oberflächenzustand und die physikalischen Eigenschaften gemäß der Erfindung zu erreichen, muß die Tiefe der Vorsprünge kritisch zwischen 10 pm und etwa 50 pm (0,4 und 2 mils) liegen, bei einer Foliendicke im Bereich zwischen 12 &mgr;&pgr;&igr; und 40 pm (0,5 und 1,5 mils). Die Prägetiefe wird durch ein Prägesystem mit einer Gummiwalze geschaffen, in die das Muster der Stahlwalze während der Bildung der Folie gepreßt wird. Die Bildung der Folie erfolgt durch das bekannte Verfahren der Schlitzform-Strangpressung (slot-die extrusion). Die Geschwindigkeit der Gummi- und Stahlwalzen wird konstant gehalten, um ein kontinuierliches Prägen der Folie zum anschließenden Aufnehmen auf einer Aufrollwalze zu gestatten.

Vorzugsweise wird durch die Schlitzform-Strangpreßeinrichtung Polyethen niedriger bis mittlerer Dichte in eine matte Folie umgeformt. Das Polyethenmaterial niedriger bis mittlerer Dichte wird auf eine Temperatur von etwa 150 bis 260⁰C (300 bis 500⁰F) aufgeheizt und dann durch einen Schlitz in Bahnform in den Walzenspalt des Systems aus Stahl- und Gummiwalze eingeführt. Das Kunststoffmaterial ist nach dem Einführen in den Walzenspalt folienförmig und gleichzeitig mit der Struktur des geprägten Zufallsmu-

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sters der Stahlprägerolle strukturiert. Unter Frägedrucken von beispielsweise etwa 13000 N/m bis 21000 N/m (75 bis 120 Pfund pro Zoll) wird eine dünne Folie mit dem aufgeprägten Muster erzeugt. Um die bevorzugte Pol lendicke zwischen etwa 12 pm und 40 pm zusammen mit Her notwendigen Prägetiefe von etwa 10 pm bis 50 pm zu erzielen, werden die Arbeitsbedingungen auf bekannte Weise gesteuert. Die zu beachtenden Faktoren werden abhängig vom verwendeten Kunststoffmaterial und den angestrebten Eigenschaften der entstehenden Folie verändert. Die Temperatur, der im Spalt zwischen den Walzen ausgeübte Druck, die Tiefe des in die Stahlwalze eingeprägten Musters und die Härte der Gummiwalze müssen beachtet und entsprechend gewählt werden.

Im Vergleich mit dem geprägten symmetrischen Muster gemäß der US-PS 4 376 147, das einen matten Oberflächenzustand erzeugt, stellt sich das erfindungsgemäße Muster als zufällig und asymmetrisch heraus. Im Vergleich zu der durch eine sandgestrahlte Walze hergestellten Folie gemäß dem Stand der Technik besitzt die erfindungsgemäße zufallsgeprägte Folie eine wesentlich größere Prägetiefe von etwa 10 pm bis 50 pm. Solche Prägetiefen konnten in mittels sandgestrahlter Walzen hergestellten Folien nicht erreicht werden. Mit den sandgestrahlten Walzen lassen sich höchstens Prägetiefen bis zu etwa 5 pm (0,2 mils) erzielen. Wenn sich mittels der sandgestrahlten Walze auch ein Zufallsmuster erzeugen läßt, so kann doch keine zufallsgeprägte Folie

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mit der Prägetiefe der erfindungsgemäßen Folie geschaffen werden. Wie sich herausstellte, können auch mit ei- 1

nein matten Huster mit der Zufallsform ähnlich der Erfin- §

dung, aber mit einer Prägetiefe von etwa 15 pm (0,6 I

mil} in einer Folie von 25 pm Dicke, die Vorteile der |

vorliegenden Erfindung nicht erreicht werden. Die kriti- |

sehe Beziehung zwischen der Prägetiefe und der Folien- |

dicke muß vorhanden sein, um die Wickeleigenschaften, &idiagr;

die Aufrollform, den Glanz und die Bandhaftwerte und :

die weiteren Vorteile der Erfindung zu erhalten. Ein |

Vergleich der erfindungsgemäßen zufallsgeprägten matten %

Folie mit der FuIie gemäß der üS-PS 4 376 147 und der ; bekannten, durch eine sandgestrahlte Walze hergestellten Folie wird in Verbindung mit der folgenden Tabelle angestellt.

In Verbindung mit jeder Folienprobe wurden die Werte der Bandhaftung, des Reibungskoeffizienten und des Glanzes mit dem folgenden Verfahren bestimmt:

BanahaftWertt Der Bandhaftwert ist ein Naß für die Kraft, die zum Ablösen eines 2,5 cm (1 Zoll) breiten Standardklebebands von der Probe erforderlich ist. Sie wurde durch Anhängen eines statischen Gewichts an das Standardklebeband gemessen, das seinerseits an der Windelfolienprobe des Tests befestigt ist. Das Gewicht wurde it. regelmäßigen Abständen erhöht, bis das Band sich von der Folienprobe löste. Der in Gramm ausgedrückte Bandhaftwert wurde aus der aufgezeichneten Zeit und dem Gewicht berechnet und erscheint in der Tabelle.

Reibungskoeffizient: Der Reibungskoeffizient ist ein Mae für die Kraft, die zum Bewegen eines kleinen,

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200 g wiegenden, 6,35 cm² (2,5 Zoll²) großen Schlittens über eine ebene Oberfläche erforderlich ist. Schlitten und ebene Oberfläche waren mit dem Testmaterial der zu prüfenden Folie bezogen, so daß die gemessene Kraft in Wirklichkeit die Reibungskraft zwischen zwei Schichten der Folie gemäß der Formel

Reibungskoeffizient = Reibungskraft/Gewicht des Schiit

tens (2 N entsprechend 2OQ g)

ist. Die Werte sind für jede Windelfolie in der Tabelle aufgeführt.

Glanz: Der Wert des Glanzes einer jeden Folie ist ein MaB für das blanke Erscheinen der Oberfläche der Folie und wird durch beschichtete Lagen einer jeden Folienprobe gewonnen, die unter eine weißes Licht ausstrahlende Lichtquelle gelegt wird. Die Achse des einfallenden Lichtstrahles steht 45" auf der Senkrechten zu der Folienoberfläche und der Wert für den Glanz einer jeden Windelfolie wird durch Ablesen eines Glanzmessers gewonnen.

Folien gemäß TABELLE Erfindung Stand der Technik

(Abbildung) US 4376147 sandgestrahlte Walze

	Bandhaftwert (g)	360	330	530
GUMMI-	Reibungskoeffi zient	0.6-0.8	0.6	0.7
WALZEN	Glanz (45^e)	7	5-6	14-22
SEITE	Bandhaftwert ig)	250	100	365
METALL-	Reibungskoef f i- zient	1.5-2	1.0	1.2
WALZEN	Glanz (45°)	7	5-6	8-10
SEITE

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Die Tabelle zeigt die vorteilhaften Eigenschaften dar erfindungsgemäßen zufallsgeprägten Folie. Die Eigenschaften werden im folgenden am Beispiel der Anwendung für eine Windelrückenlage erläutert. Als Gesamterkenntnis stellt sich heraus, daß die erfindungsgemäße, zufallsgeprägte Folie die einzige Folie ist, die

\ eine matte oder glanzlose Oberfläche schafft und auf

> beiden Seiten der Folie gleich große und akzeptierbare

■ Bandhaftwerte und Werte für den Glanz zur Verfügung

j stellt. Der geprägte Film gemäß der US-PS 4 376 147

&idigr; besitzt zwar auf der Gummiwalzenseite der

* C Folie einen akzeptierbaren Bandhaftwert von 330 g,

;, während der Bandhaftwert von 100 g auf der Metall-

walzenseite der Folie für diesen Verwendungszweck nicht akzeptierbar ist. Im Gegensatz dazu besitzt die erfindungsgemäße zufallsgeprägte Folie auf der Gummiwal-

&iacgr; zenseite einen Bandhaftwert von 360 g und auf der Me-

tallwalzenseite einen Bandhaftwert von 250 g. Für prak

tische Anwendung sind diese Bandhaftwerte im wesentlichen gleich und akzeptierbar. Im Vergleich dazu besitzt die bekannte, mit einer sandgestrahlten Walze erzeugte matte Folie auf der Gummiwalzenseite ei&en unannehmbar hohen Bandhaftwert von 530 g, während der Bandhaftwert von 365 g auf der Metallwalzenseite annehmbar ist. Für praktische Anwendungen sei die Wichtigkeit des Bandhaftwertes näher erläutert. Der Banohaftwert ist beispielsweise ein Maß, inwieweit die Rückseite der Windel an sich selbst mit einem Klebeband befestigt werden und die Windel an dem Kind durch die Mutter befestigt werden kann. Ein Bandhaftwert von 530 g ist st» groß, daß ein Entfernen der Folie aufgrund eines fehlerhaften Anlegens oder Nichtpa^sens der Windel an dem Kind durch die Mutter nicht möglich ist, ohne daß die

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Folie zerreißt und die windel zerstört wird. Bei einem Bandhaftwert von etwa 300 g,' z. B. zwischen 250 g und 360 g, wie er durch das erfindungsgemäße, zufallsgeprägte Muster geschaffen wird, kann die Folie geklebt werden und das Klebeband kann ohne Zerreißen der Folie wie* der entfernt werden. Andererseits ist bei einem Bandhaftwert von 100 g, wie bei einer Folie gemäß der US-PS 4 376 147, die Befestigung der Windelrückseite an sich selbst ungenügend. Daher stellt nur die erfindungsgemäße Folie auf beiden Seiten der Folie verhältnismäßig gleiche Bandhaftwerte zur Verfügung und macht sie zur Verwendung in Windeln allein anwendbar.

Die erfindungsgemäße, zufallsgeprägte Folie ist auch die einzige, die auf beiden Seiten neben dem wünschenswerten Bandhaftwert einen matten Oberflächenzustand mit im wesentlichen gleichem Glanz schafft* Z. B. besitzt die bekannte, matte Folie einen unbefriedigenden Glanz von 14 bis 22 auf der Gummiwalzenseite und einen ziemlich unbefriedigenden Glanz auf der Metallwalzenseite. Glanz ist ein Maß für die Annehmbarkeit für den Verbraucher und für weiches oder tuchähnliches Anfühlen. Demgegenüber besitzt die erfindungsgemäße, zufallsgeprägte Folie im wesentlichen gleichmäßigen Glanz und ist für den Verbraucher sehr annehmbar. Darüber hinaus besitzt die erfindungsgemäße Folie aufgrund ihrer Struktur eine völlig anders geartete Erscheinung. Z. B. neigt die erfindungsgemäße, zufallsgeprägte Folie zu einem weichen, leichten glitzernden Effekt, auch wenn sie im wesentlichen auf beiden Seiten der Folie stumpf ist. Sie fühlt sich außerdem weicher an.

Höhere Reibungskoeffizienten bevorteilen die Verwendung der zufallsgeprägten Folie bei Verpackungsvorgängen.

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Der Reibungskoeffizient der erfindungsgemäßen zufallsgeprägten Folie ist mit 1,5 bis 2 erheblich höher als die Werte von 1 bis 1,2 der bekannten Folien. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn ein Erzeugnis in der Folie verpackt werden soll. Beim Verpacken beispielsweise von Hygienetüchern, Binden oder Windeln mit einer Oberfläche aus einer Polyethenfolie werden die Hygienetücher auf einer erfindungsgemäßen, sich bewegenden Folie plaziert. Sie halten dort sehr fest, während sie befördert und in der Folie eingehüllt werden. Dies ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung. Außerdem besitzt die zufallsgeprägte Folie auf den beiden Seiten sehr unterschiedliche Reibungskoeffizienten, nämlich 0,6 bis Of8 im Gegensatz zu 1,5 bis 2. Diese Unterschiede können beim Verpacken sehr nützlich sein, wenn eine Seite der Folie einen sehr hohen Reibungskoeffizienten und die andere Seite einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten erfordert. Die bekannten Folien besitzen keine derart unterschiedlichen Reibungskoeffizienten.

Wie folglich aus der Tabelle hervorgeht, besitzen bekannte matte und geprägte Folien nicht die einzigartige Kombination aus Bandhaftwert, Reibungskoeffizient und Glanz, die mit der erfindungsgemäßen zufallsgeprägten Folie erreicht wird. Es bestehen weitere einzigartige Aspekte und Unterschiede zwischen der erfindungsgemäßen zufallsgeprägten und bekannten Folien.

Z. B. ist Randkräuselung ein wichtiger Faktor und zeigt die Flachheit der Folienbahn unter Spannung. Bei etwa gleichen Bedingungen besitzt beispielsweise das erfindungsgemäße zufallsgeprägte Muster einen sehr niedrigen Grad an Randkräuselung, nämlich etwa 30 bis

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35* im Vergleich zu einer Randkräuseiung von ungefähr 45 bis 60* bei einer Folie gemäß der US-PS 4 376 147. Das bedeutet eine Verbesserung von etwa 50 bis 100 % der Randkräuselung und ermöglicht eine genügend schnelle Handhabung der zufallsgeprägten Folie bei hohen Maschinengeschwindigkeiten. Solche Randkräuselungstests können simuliert werden, indem eine Probe der Folie in vertikaler Stellung festgehalten, gleichförmig Spannung quer zu ihrer Breite zugeführt und das Ausmaß der Randkräuselung zwischen 0 und 360* bestimmt wird, wenn der Rand der Folie sich um das Ende der Probe kräuselt. Eine solche Verbesserung der Randkräuselung ist ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemäßen geprägten Folie.

Weitere Ergebnisse der Erfindung sind unvorhersehbar und für den Fachmann überraschend. Es ist beispielsweise kritisch wichtig, daß die erfindungsgemäße Folie tief geprägt wird. Für eine Foliendicke zwischen 12 pm und 40 pm muß die Gesamtprägetiefe kritisch zwischen 10 pm und 50 um liegen. Dies erfordert eine zusätzliche Erläuterung. Derzeit ist die meist bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eine Polyethenfolie niedriger Dichte mit einer Foliendicke zwischen etwa 25 pm und 30 pm und einer Gesamtprägetiefe zwischen etwa 20 pm und 40 pm. Eine solche Folie ist flach, zeigt im wesentlichen bei der Verarbeitung keine Randkräuselung, besitzt verhältnismäßig gleiche Bandhaftwerte auf beiden Seiten, ausgezeichnete Wickel- und gleichmäßige Aufrolleigenschaften, und sie ist einzigartig stumpf auf beiden Folienseiten, wobei sie ein leichtes Glitzern zeigt. Es ist außerordentlich überraschend, daß eine solche Folie so tief geprägt ist, ohne daß sie die

bevorzugten Bandhaftwerte verliert. Stattdessen hat sich herausgestellt, daß die Bandhaftwerte auf beiden Seiten der Folie im wesentlichen die gleichen sind, von der wirtschaftlichen Anwendbarkeit her Detrachtet. Lies ist in der Tat überraschend. Wird eine dünne Folie mit einer Größenordnung von etwa 12 pm hergestellt, so liegt die Gesamttiefe des Endproduktes dichter bei 10 pm und die vorteilhaften Ergebnisse der Erfindung werden erreicht. Die Gesamttiefe einer solch dünnen Folie

&igr; muß offensichtlich nicht so groß sein wie die Gesamttie

fe einer dickeren Folie, um beispielsweise die vorteilhaften Glanzeigenschaften zur Verfügung zu stellen. Der Glanz und die Gesamtprägetiefe hängen nicht linear zusammen. Der Glanz hängt außerdem von der Foliendicke ab. Unter diesen Umständen ist die Prägetiefe der Folie bei einer bevorzugten Foliendicke von etwa 25 pm bis 30 pm etwa 20 pm bis 40 pm. Bei einer Filmdicke von etwa 12 pm würde die Prägetiefe, wie sie durch das TMI-Modell 549N gemessen wird, etwa 10 pm betragen.

Bei den Experimenten über die Anwendbarkeit des zufallsgeprägten, erfindungsgemäßsn Musters und über die Prägetiefe hat sich herausgestellt, daß selbst für eine 25 pm-Folie eine Prägetiefe von etwa 7 pm bis 15 pm (0,3 bis 0,6 mil) ungenügend ist, da der Glanz auf einer oder beiden Seiten der Folie ungenügend ist. Außerdem ist auch bei solch geringen Prägetiefen der Bandhaftwert auf mindestens einer Folienseite ungenügend oder nur knapp genügend. Überraschenderweise und kritischerweise werden bei einer 25 pm-Folie mit einer Prägetiefe von etwa 25 pm die Vorteile der Erfindung am besten erreicht, einschließlich eines ausgezeichneten Glanzes bzw. tuchartigen Anfühlens und verhältnismäßig gleicher Bandhaftwerte auf beiden Seiten der Folie.

Claims

CLOPAY CORPORATION, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Maryland, The Clopay Building, 101 East Fourth Street, Cincinnati, Ohio 45202 (V. St. A.) Thermoplastische Folie mit eingeprägtem, mattem Zufallsmuster Ansprüche

1. Thermoplastische Folie mit einem e ing ep rüg ten,
matten Muster,

dadurch gekennzeichnet, daß das Muster ein für das unbewaffnete Auge unsichtbares Zufallsmuster ist und beiden Seiten der Folie eine visuell stumpfe Oberfläche gibt, daß die Folie eine Dicke zwischen etwa 12 um (0,5 mils) und 40 pm (1,5 mils) und abhängig von der Dicke der Folie eine Prägetiefe zwischen etwa 10 pm (0,4 mils) und 50 pm (2 mils) aufweist,

daß das Zufallsmuster eine Reihe asymmetrischer Vorsprünge (5) und asynunetrischer Vertiefungen (6) auf-

DKS/ME/lz/dw

MartlniitraBe 24 Telefon Jele.copjerer , .,Telex D*tex-P

D-2800 Bremen I 0421-128(137 .O421M2683» \. 244020 feptt d 44421040311

weist, die auf einer Seite der Folie ein unregelmäßiges Netz bilden,

und daß das Zufallsmuster aus asymmetrischen Vorsprüngen (5) und Vertiefungen (6) über entsprechenden asymmetrischen Vertiefungen (7) und Vorsprüngen (8) auf der entgegengesetzten Seite der Folie liegt.

2. Folie nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Polyethen, PoIypropen, Polyester, Polystyrol oder aus deren Copolymeren besteht.

3. Folie nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Folie etwa gleiche Bandhaftwerte und ein niedriger Glanz vorliegen, die der Anwendung der Folie bei Windeln angepaßt sind.

4. Folie nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dicke zwischen etwa 25 pm (1 mil) und 30 um (1,2 mils) und eine Prägetiefe zwischen etwa 20 pm (0,8 mils) und 40 pm (1,5 mils) aufweist.

5. Folie nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Polyethen niedriger bis mittlerer Dichte besteht.

6. Folie nach mindestens einerc der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß dir Vorsprünge (5, 8) und

Vertiefungen (6, 7) eine durchschnittliche Breite oder

Länge zwischen etwa 75 pm (3 mils) und 5OC pm (20 mils) besitzen.