NO772741L - T¦rrlaminering. - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte ved tørrlaminering av plastfolie

Description

Oppfinnelsen angår en to-trinns metode for laminering

av minst to plastfolier av samme eller forskjellig type, og består i å føre i kontakt nevnte folier ved en temperatur mellom romtemperatur og smeltetemperaturen for den folie som har lavest smeltepunkt under dannelse av et laminat med lav opprivingsstyrke og derpå behandle forlaminatet ved forhøyet temperatur innenfor samme område under dannelse av et laminat med høy opprivingsfast-he t.

Biritsk patent 1 055 803 fremhever at når polypropylen orienteres vil evnen til å hefte eller klebe til seg selv ved på-setning av varme og trykk, dvs. varmeforseglingsevnen, være utilstrekkelig og utilfredsstillende for mange formål, og patentet angir en fremgangsmåte for fremstilling av biaksialt orienterte polypropylenfilmer med et sjikt av varmforseglbar termoplastisk polymer sammenføyd med førstnevnte. For å unngå forbehandling av polypropylenfilmen eller kompliserte fremgangsmåter for påføring av varmforseglbar termoplastisk polymer fra oppløsning, beskriver patentet en fremgangsmåte som består i å føre en polypropylenfilm i nær kontakt med, men lett løsbar kontakt, en varmforseglbar, ikke orientert termoplastisk folie, og strekke dette laminat ved forhøyet temperatur for a oppnå flate-adhesjon som sammenføyer foliene. Polypropylenfilmen som brukes er fortrinnsvis monoak-, sialt orientert og laminatet strekker fortrinnsvis i en retning forskjellig fra orienteringsretningen for polypropylenfilmen slik at i sluttproduktet vil polypropylenfolien være biaksialt orientert .

Ved fremgangsmåten i henhold til dette patent kan foliene føres sammen gjennom et par trykkvalser. Forlaminatet føres deretter gjennom et eller flere oppvarmingssoner hvor laminatet oppvarmes og strekkes i det minste i tverrgående retning og hol-

des under tvefrgående og langsgående strekk.

Britisk patent 1 145 199 beskriver en forbedring av fremgangsmåten i henhold til patent 1 055 803 hvor forbedringen består i som varmforseglbar termoplastisk film å bruke en ethylen/ propylen-copolymerfolie fremstilt av en monomerblanding innehol-dende 2 til 6 vekt% ethylen hvor resten er polypropylen.

US patent 3 360 412 beskriver en fremgangsmåte for tørr-laminering av forskjellige termoplastfolier uten klebestoff, ifølge denne fremgangsmåte blir de motliggende folieflater før laminering forbehandlet ved elektriske utladninger.

US patent 4 008 352 beskriver en fremgangsmåte med varmelaminering av termoplastfolier ved å føre folieflåtene,. som på forhånd var behandlet med coronautladning, gjennom et nyp-valse-sett hvor minst én valse har høyere temperatur enn nødven-dig for å oppnå "forlaminat-styrken", men lavere temperatur enn den temperatur hvor laminatet hefter til den oppvarmede valse.

I et senere trinn føres laminatet gjennom en oppvarmet sone hvis temperatur er minst så høy som den oppvarmede valses temperatur og derpå avkjøles laminatet som nå er et laminat med "høy opprivningsfasthet".

Ved begge disse fremgangsmåter ble altså foliene utsatt for en nødvendig forbehandling før de ble tørrlaminert.

Andre kjente fremgangsmåter for lamineri-ng uten klebestoff er forbundet med en eller flere ulemper, f.eks. at man opp-når utilstrekkelig sammenføyningsstyrke eller at det kreves svært høye valsetrykk som gir uønsket deformering av foliene, eller tap av orientering i preorienterte folier når det brukes høye temperaturer .

Man fant nå i henhold til oppfinnelsen at laminater med en god opprivingsfasthet kan fremstilles ved å føre minst to over-flate-ubehandlede plastfolier av samme eller forskjellig type i' intim kontakt ved en temperatur mellom romtemperatur og smeltetemperaturen for defn folie som har laveste smeltepunkt for de to folier, under dannelse av et forlaminat med relativt lav oppriv-ningsf asthet, og deretter utsetter forlaminatet for behandling ved betingelser fri for strekk eller trykk ved for høye temperatur innen samme temperaturområde, under dannelse av et laminat med høy opprivningsfasthet. Fortrinnsvis er temperaturen som benyttes til det nevnte andre trinn umiddelbart lavere enn myknings-eller smeltetemperaturen for den folie som har laveste mykne-eller sme1tetemperatur.

Fortrinnsvis er minst én av forlaminatets folier monoaksialt orientert og helst er minst to av foliene monoaksialt orientert. I forlaminatet bør orienteringsretningen for en av foliene være i vinkel, fortrinnsvis 90°. til orienteringsretningen for den eller de andre folier.

"Siden forlaminatet bare utsettes for temperaturer under smelte- eller mykningstemperaturen for bestanddelene vil orienteringen i foliene som danner laminatet ikke påvirkes. For pakkings-formål er tykkelsen på laminatet fortrinnsvis 10 til 300 ym,, fortrinnsvis 2 0 til 100 ym. For andre bruksområder kan laminatene med samme eller forskjellig tykkelse benyttes.

Den første kontaktføring av foliene skjer med fordel ved å føre dem gjennom et par klemvalser, men andre fremgangsmåter kan også brukes. Når det benyttes klemvalser er trykket mellom val-sene ikke avgjørende men bør være så stort at det oppnås intim kontakt mellom foliene uten unødig deformasjon. Dette betyr at linjetrykket kan være helt ned til 0,1 N/cm, men opp til 1000 N/cm. Temperaturen på dette trinn er fortrinnsvis 80 til 120° C, men lavere temperaturer kan også brukes, selv romtemperatur kan gi gode resultater.

Det fremstilte forlaminat kan vanligvis lett løsnes ved manuelt å trekke lagene fra hverandre idet adhesjonsgraden mellom lagene vil avhenge av foliematerialet og lamineringsbetingelsene.

Ettervarmingstrinnet utføres f.eks. ved å føre forlaminatet gjennom en ovn eller over en eller flere oppvarmede sylindre eller valser.. Temperaturen som brukes under dette trinn er fortrinnsvis 60 til 180° C avhengig av det anvendte foliemateriale. Den tid som brukes for ettervarmingen er ikke avgjørende sålenge forlaminatet oppvarmes tilstrekkelig lenge til at den ønskede tmperatur nås gjennom hele tykkelsen, dvs. en temperatur umiddelbart under mykne- eller smeltetemperaturen for den bestanddel i forlaminatet som har laveste smelte- eller myknetemperatur.

Det ferdige laminat viser sterkt forbedret sjiktadhesjon sammen-lignet med forlaminatet.

Det er foretrukket at minst én av foliene i laminatet

er en termoplast, slike folier kan produseres på forskjellige måter, f.eks. ved rørblåsing eller flateekstrudering, f-låtene 1-ling eller kalandrering. Egnede folier er f.eks. homo- elier copolymerer av ethylen, polyprypylen, polystyren, polyvinylklo-rid, polyvinylidenklorid, polyvinylalkohol og ethylen/vinylacetat-copolymerer. Metallfolier kan også brukes. Foretrukne foliema-terialer er monoaksialt orientert polypropylen og'monoaksialt orientert HD-polyethylen.

De følgende eksempler vil illustrere oppfinnelsen:

Eksempel 1

Det ble laget et tverrlaminat ved å føre to monoaksialt orienterte polyethylenfolier med orienteringsvinkel i 90° til hverandre gjennom et par pressvalser ved et linjetrykk på 200N/cm. Polyetyhylenet var av typen "Unifos 2900", en høy HD-polyethylen med et smeltepunkt på 133° C. Folietykkelsen var 50 ym. Folien ble. ikke gitt noen form for forbehandling før lamineringsprosessen.

Det dannede formalminat hadde en tykkelse på 100 ym og kunne lett trekkes fra hverandre, og ble derpå ettervarmet ved en temperatur på. 130° C i ca. 5 minutter i en ovn uten' påsetting av noe trykk og hvor prelaminatet var i spenningsfri tilstand.

Opprivingsfastheten f'or forlaminatet etter gjennomføring mellom klemvalsene var 4 N/m og for laminatet etter ettervarming var fastheten 150 N/m, samtidig som orienteringen i det ferdige presslaminat ikke var lavere enn orienteringen i de monoaksialt orienterte folier før lamineringen.

Opprivning.sf astheten ble prøvet som følger:

En prøve med bredde 20 mm ble "skrellet" i et tensio-meter av typen "Instron", med krysshodet innstilt på hastighet 500 mm/min hvilket ga en lineær tellehastighet på 250 mm/min.

Den nødvendige kraft for skrelling av prøven ble oppført. Prø-vens stilling var slik at de to frie ender lå på samme linje og den avtrukne (avskrellede) del ble understøttet svakt slik at den sto loddrett på de frie ender.

Forsøket ble utført ved 20° C og relativ fuktighet 65 %.

Eksempel 2

Det ble laget tre laminater av HD-polyethylenfilm ("Unifos 2900") ved først å føre to overlagte-filmer gjennom stål-valser ved et trykk på 1000 N/cm ved romtemperatur. Det ble ikke gitt forbehandling til folieoverflaten før laminering.

Det dannede forlaminat hadde en opprivingsfasthet på under 2 N/m.

Laminatet ble deretter ettervarmet ved 125° C ved å føres over en oppvarmet valse hvor kontakttiden var under 10 sek.

De tre laminater som ble fremstilt ved denne fremgangsmåte hadde følgende opprivingsfastheter:

Eksempel 3- 16

Det ble laget krysslaminater ved å føre to eller tre filmer gjennom et par klemvalser ved et linjetrykk på 200 N/cm.

De anvendte polypropylenfilmer var GPE 102 fra ICI. HD-polyethy-lenf ilmen var "Vestolen 6042" fra Huls, og nylonfilmen var "Rilsan" fra Aquitaine.

Folietykkelsen var 50 y. Det ble ikke gitt noen forbehandling til folieoverflåtene før lamineringen. De dannede for-laminater hvor foliene lett kunne trekkes fra hverandre hadde en tykkelse på 100 ym og gjennomgikk etterbehandling ved temperaturer som det fremgår av nedenstående tabell ved føring over en oppvarmet valse under en kontaktperiode på 10 - 15 sek.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for to-trinns laminering av minst to plastfolier av samme eller forskjellig type, bestående i et man fører foliene i intim kontakt ved en temperatur mellom romtemperatur og smeltetemperaturen for en folie som har lavest smeltepunkt, under dannelse av det forlaminat med lav opprivingsfasthet, fulgt av varmebehandling av forlaminatet ved forhøyet temperatur innenfor samme område under dannelse av et laminat med høy opp-rivingsf asthet , karakterisert ved at det bare benyttes folier som ikke er ovérflatebehandlet og at forlaminatet fra første trinn behandles i andre trinn uten strekk og trykk.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at kohesjonskontakten oppnås ved klemvalser.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at foliene føres i kontakt ved en temperatur mellom romtemperatur og en temperatur umiddelbart under smeltepunkt-ne for materialene i laminatet.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 3, karakterisert ved at ettervarmings-tiden er under 60 sekunder.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at minst én av foliene i laminatet er en termo-plastfolie.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at minst én av foliene i forlaminatet er monoaksialt orientert.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at minst én av foliene i forlaminatet er monoaksialt orientert polyptopylen.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-7, karakterisert ved at minst én av foliene i forlaminatet er monoaksialt orientert HD-polyethylen.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-8, karakterisert ved at en av filmene som brukes i forlaminatet er en metallfolie.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-9, karakte- r i s e r t ved at det brukes minst to monoaksialt orienterte termoplastfolier med krysslagt orienteringsretning.

11. Laminat som angitt i krav 1-10.