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Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Formkörper Es ist bekannt,
Folien, Platten u. dgl. unter Einwirkung von Wärme und gegebenenfalls Druck festhaftend
miteinander zu verbinden bzw. zu verschweißen. Das Vereinigen unter Preßdruck kann
in vielen Fällen keine praktische Anwendung finden, da bei den erforderlichen hohen
Temperaturen die Folien, Platten u. dgl. an den Walzen, Pressen od. dgl. kleben
oder bei der erforderlichen Dauer der Erwärmung eine Zersetzung erleiden. Außerdem
ist diese Arbeitsweise in den seltensten Fällen in wirtschaftlicher Weise fortlaufend,
z. B. zwischen einem Walzenpaar, durchführbar, da in der Regel zur Erzielung einer
glatten Oberfläche der Formkörper noch unter Druck eine Abkühlung der Preßwerkzeuge
und Formkörper erforderlich ist, was zwischen einem Walzenpaar nur schlecht möglich
ist. Das Vereinigen ohne Anwendung von Preßdruck spielt bei dem Verschweißen von
Kunststoffformteilen eine Rolle. Die einwandfreie Vereinigung der gesamten Fläche
von Folien, Platten u. dgl. ohne Anwendung von Druck gelingt jedoch in den seltensten
Fällen oder überhaupt nicht, auch bei sehr hohen Temperaturen nicht, da die Folien,
Platten u. dgl. beim Erwärmen Falten und Blasen bilden und so an vielen Stellen
sich gegenseitig nicht berühren und nicht vereinigen können.
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Es wurde nun gefunden, daß es unter Vermeidung der geschilderten Schwierigkeiten
in einfacher Weise und sogar in förtlaufendem Arbeitsgang gelingt, mehrschichtige
Formkörper aus Folien, Platten u. dgl. aus Vinylchloridpolymerisaten herzustellen,
wenn man die Folien, Plattem, u. dgl.
durch Anwendung von Klebemitteln
und b,zw. oder geringer Erwärmung und Druck leicht verklebt und dann; durch Erhitzen:
ohne Anwendung von Druck fest miteinander verbindet. Für- das Verfahren geeigneter
Folien, Platten u. dgl. sind solche aus reinem Polyvinylchlorid und Mischpolymerisaaten
aus Vinylchlorid und: anderen polymerisierbaren: Verbindungen, wie Vinylestern,
Vinyläthern; Acrylestern, Maleinestern u. dgl. Sie können in bekannter Weise durch
Gießen, Walzen od. dgl. hergestellt sein; auch können sie Zusätze, wie Weichmacher,
Farbstoffe, Füllstoffe usw., enthalten.
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Die Folien, Platten u.- dgl. müssen zur Erzielung einer fehlerfreien
Verbindung an- allen Stellen, wenn auch zunächst noch nicht sehr fest, so doch lückenlos
miteinander verbunden sein, so daß während der Wärmebehandlung zu ihrer endgültigenfesten
Verbindung miteinander keine Fehlstellen durch Schrumpfen, Blasenbildung u. dgl.
auftreten können. Man kann sie z. B. gleichmäßig an den zu verbindenden Oberflächen
mit einem Lösungsmittel oder Quellmttel oder auch mit einem besonderen Klebemittel
versehen. Unter kurzzeitiger Benetzung mit Lösungs-, Quell- oder Klebemitteln kann
man die zu verbindenden Folien durch einen Schlitz oder vorteilhaft durch ein Walzenpaar
laufen lassen. Auch kann man die vorläufige Verklebung der Folien, Platten u. dgl.
zwischen einem Walzenpaar untermäßigem Erwärmen erzielen, wobei durch den Walzendruck
noch keine merkliche Verformung oder ein Ankleben an den Walzenoberflächen eintritt.
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Die endgültige innige Vereinigung der so vorgebildeten Schichtkörper
gelingt durch starke Wärmeeinwirkung ohne Anwendung von Preßdruck in verschiedener
Weise. So können die Schichtkörper frei tragend durch einen erwärmten Raum oder
auch an wärmestrahlenden erhitzten Flächen vorbei, vorteilhaft unter leichter Spannung,
geführt werden. In. technisch besonders einfacher Weise . gelingt diese endgültige
feste Verbindung; wenn man die Folien über einen heißen drehenden Zylinder unter
schwachem Zug führt. Die bei dieser Wärmebehandlung erforderlichen Temperaturen
sind weitgehend von der Dicke, Zahl und Art der zu vereinigenden Folien, Platten
u. dgl. und dem Erweichungspunkt der dazu verwendeten Vinylchloridpolymerisate abhängig.
Schwer verschweißbare Vinylchloridpolymerisate, beispielsweise reines Polyvinylchlorid,
erfordern eine Temperatur, bei der die Folien, Platten u. dgl. praktisch keine mechanische
Festigkeit mehr besitzen, beispielsweise Temperaturen .von über 2oo°, zweckmäßig
zwischen 22o und 27o°-; leichter verschweißbare Vinylchloridpolymerisate, insbesondere
Mischpolymerisate, erfordern etwas niedrigere Temperaturen. Die Einwirkungsdauer
dieser hohen Temperaturen kann bei dünnen Folien sehr kurz; bis zu etwa i Sekunde,
sein, bei dickeren Folien ist eine längere Dauer notwendig.
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Es ist wohl bekannt, Folien aus Polymerisaten zwecks Vergütung ohne
Anwendung von Druck zu erhitzen. Dies kann aber keinen Hinweis geben, daß man eine
feste Verbindung an Schichtkörpern aus Folien, Platten u. dgl., deren Schichten
zunächst nur leicht verklebt sind, in entsprechender Weise erzielen- kann. Es war
vielmehr damit zu rechnen, daß bei einer solchen drucklosen Hitzebehandlung- die
zunächst nur leichte Verklebung infolge Blasenbildung zwischen den Schichten teilweise
wieder gelöst würde und inhomogene Gebilde entstehen würden.
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Nach dem Verfahren können völlig glatte und glänzende Formkörper ohne
hochpolierte Preßpiatten u. dgl. erzielt werden. Obwohl für die innige Vereinigung
der Folien verhältnismäßig hohe Temperaturen angewendet `=erden, treten auch keine
Störungen durch Festkleben der Folien auf den Unterlagen ein. Die Einwirkungsdauer
der hohen Temperaturen kann auch so kurz bemessen werden, daß noch keine Zersetzung
der Polymerisate stattfindet. Stellt man Schichtkörper, beispielsweise stärkere
Folien, aus dünnen Walzfolien aus den Pölymerisaten nach dem Verfahren her, so tritt
bei der Wärmebehandlung zur innigen Verbindung der Schichtkörper gleichzeitig eine
Vergütung ein, die sich in einer erhöhten Streck- oder Dehnbarkeit, Reißfestigkeit,
Biegefestigkeit und Stoßfestigkeit bemerkbar macht.
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Es lassen sich nach dem Verfahren Folien und Platten von sehr geringer
Stärke, beispielsweise bis zu weniger als 25 y, und so -großer Stärke erzielen,
wie sie durch Gießen oder Walzen nur schwer oder überhaupt nicht herstellbar sind.
Man kann auch Folien, Platten u. dgl. aus verschiedenen Ausgangsstoffen oder verschiedener
Färbung miteinander vereinigen und so besondere Wirkungen erzielen. So kann man
beispielsweise dicke farblose transparente Folien mit dünnen gefärbten Folien öder
weiche und geschmeidige Folien mit härteren Folien miteinander vereinigen. Außerdem
gelingt es auf diese Weise, auch aus nicht völlig porenfreien Folien, insbesondere
Walzfolien, völlig porenfreie Verbundfolien herzustellen.
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Beispiel Mindestens zwei - aus hochpolymerem Vinylchlorid durch Walzen
bei etwa 1700 hergestellte Folien von etwa 40,u Dicke, die nur eine geringe Knitterfestigkeit
besitzen und Poren enthalten, werden zwischen einem Walzenpaar, dessen eine Walze
elastisch gelagert und mit einer nachgiebigen Oberfläche versehen ist, unter sehr
kurzer und vollständiger Benetzung mit Cyclohexanon auf den miteinander zu verbindenden
Flächen bei mäßigem Druck und Temperaturen zwischen 2o bis 5o0 oder etwas höher
hindurchgeführt. Dabei werden sie gleichmäßig, insbesondere ohne Blasen- und Faltenbildung,
lose miteinander verklebt. Die so erhaltene Mehrschichtfolie wird dann zur Verbesserung
ihrer mechanischen Eigenschäften und zur gleichzeitigen endgültigen Vereinigung
ohne Anwendung von Druck über einen sich annähernd mit der Zuführungsgeschwindigkeit
der Folie drehenden, auf 22o bis 2q.o°' heißen Aluminiumzylinder bei etwa 3 Sekunden
Berührungsdauer und unter etwa 15 1/o
Reckung geführt. Anschließend
kann die Folie zur völligen Glättung über einen stehenden Aluminiumzylinder bei
ioo bis 13o° um das i,afache in die Länge und bzw. oder Breite nachgereckt werden.
Die einzelnen Schichten der so erhaltenen praktisch porenfreien Folie sind so innig
miteinander vereinigt, daß sie weder durch mechanische noch physikalische Einwirkungen
voneinander getrennt werden können. Die Folie besitzt eine glatte und glänzende
Oberfläche und eine hohe Dehnung und Knitterfestigkeit.
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Zur Erzielung besonders hoher Reißfestigkeit in der Länge oder Breite
kann die Folie bei iio bis 13o° auch bis etwa auf das g,5fache der ursprünglichen
Länge bzw. Breite oder auch hintereinander oder gleichzeitig in die Länge und Breite
um etwa das ,5fache verstreckt werden. Dadurch wird in der Richtung der erfolgten
Streckung eine wesentliche Erhöhung der Reißfestigkeit, bis um mehr als das Doppelte
der ungestreckten Folie, erzielt.