CH383621A - Schichtmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

  Schichtmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein  Schichtmaterial mit Schichten von verschiedener  stofflicher Zusammensetzung, das dadurch gekenn  zeichnet ist, dass mindestens eine der Schichten eine  Kunststoffschicht ist, welche ein hochkristallines  lineares Hochpolymer aus einem Kohlenwasserstoff  der Formel     CH..,=CH-C"H""+1,    in der n eine ganze  Zahl grösser als     null    bedeutet, vorzugsweise     Poly-          propylen,        Poly-a-buten    oder ein Gemisch davon, ent  hält.  



  Es können alle Schichten aus hochkristallinen  linearen Hochpolymeren der genannten Art gebildet  sein, wobei aber nicht alle Schichten die gleiche stoff  liche Zusammensetzung haben. Es können aber auch  Schichten vorhanden sein, die kein     hochkristallines     lineares Hochpolymer der genannten Art enthalten.  



  Die ausserordentlichen physikalischen und mecha  nischen Eigenschaften von Filmen aus linearen     Poly-          propylenen    und     Poly-a-butenen    und Gemischen  davon mit hohem     Polymerisationsgrad    und hoher       Kristallinität    wurden in einem anderen Patent bereits  beschrieben.  



  Die Schichtmaterialien, welche Gegenstand der  vorliegenden     Erfindung    bilden, besitzen Eigenschaf  ten, welche von denjenigen der     einzelnen    Schichten  abhängen, und es ist möglich, Kombinationen von  Eigenschaften zu erzielen, welche für besondere An  wendungszwecke gegenüber den bisher bekannten  Schichtmaterialien eine beträchtliche Verbesserung  bedeuten. Beispielsweise kann man beträchtlich  bessere Durchlässigkeitswerte für Gase, Dämpfe und  Geruchsstoffe, bessere mechanische Eigenschaften,  höhere Beständigkeit gegenüber Chemikalien, Feuch  tigkeit oder Lösungsmitteln oder auch     Verbesserungen     mit Bezug auf gewisse     dielektrische    Eigenschaften  erzielen.

   Es lassen sich Materialien in einem ausser-    ordentlich weiten Bereich von Eigenschaften her  stellen, wie sich ergibt,     wenn    man die Anzahl der  verschiedenen hochkristallinen linearen Kohlenwasser  stoffhochpolymere und Gemische von solchen, welche  verwendet werden können, und die Anzahl verschie  denartiger Materialien, welche in Verbindung damit  benutzt werden können, wozu Folien aus     andern     thermoplastischen Materialien als den oben genannten       Polymermaterialien,        Celluloseester,    Metalle und fa  serige Materialien, wie Gewebe und Papier, gehören,  in Betracht zieht.  



  Die neuen Schichtmaterialien sind ausserdem im  Vergleich zu bekannten     Laminaten    meist billig und  lassen sich leicht verarbeiten.  



  Bevorzugte Formen der neuen Schichtmaterialien  sind Folien und Röhren. Beide Formen sind, wenn  alle Schichten     thermoplastische    Materialien sind, nach  einem     Blasverfahren    oder einer andern Technik,  beispielsweise durch Verschweissen oder Verkleben  mit Hilfe von Klebstoffen, leicht     erhältlich.    Zu den       Blasverfahren    soll hier auch das Vakuumverfahren  gerechnet werden, bei welchem das Blasen unter der  Einwirkung des Umgebungsdrucks erfolgt.  



  Zur Herstellung der     Schichtmaterialien        in        Form     von Folien können die Schichten mit oder ohne Kleb  stoff zwischen Druckwalzen, welche bei passender  Temperatur gehalten werden, miteinander verbunden  werden. Ein zweckmässiges Verfahren besteht darin,  eine Folie des     Kohlenwasserstoffpolymers    durch       Strangpressen    zu erzeugen und diese sogleich mit einer  Folie eines andersartigen Materials oder     mit    einer  Mehrzahl von Folien, von welchen mindestens eine aus  einem andersartigen Material besteht, zu kaschieren,  vorzugsweise ohne Anwendung von Klebstoffen durch  blosses Zusammenpressen der Folien zwischen erhitz  ten Walzen.

        In einem Verfahren zur Herstellung von Schicht  material in Form einer Röhre stülpt man vorgeformte  röhrenförmige Schichten aus dem Materialien eine  über die andere ineinander und setzt das Gebilde von  innen her mit Hilfe eines gasförmigen oder     flüssigen     Mediums unter Druck, wobei gleichzeitig auf eine  Temperatur erwärmt wird, welche nahe, aber unter  halb (z. B. etwa 5  C unterhalb) dem     Erweichungs-          punkt    des Materials mit dem niedrigsten     Erweichungs-          punkt.    Dadurch wird die innere Schicht dicht gegen  die umgebende Schicht oder Schichten gepresst und mit  dieser fest verbunden.

   Das Medium kann, je nach  Erfordernis, kalt oder warm sein, und die Haftung der  verschiedenen Schichten aneinander kann unterstützt  werden, indem man vorher einen Klebstoff aufbringt.  Dieses Verfahren ist jedoch im allgemeinen etwas  kompliziert und eignet sich nicht für eine kontinuier  liche Produktion.  



  Gemäss einem andern und bevorzugten Verfahren  werden die Schichten gleichzeitig in Form von     inein-          andergeschobenen    Röhren     stranggepresst    und bei einer  Temperatur, welche nahe dem     Erweichungspunkt,     jedoch ein wenig unterhalb (d. h. etwa 5  C unterhalb)  des     Erweichungspunktes    des Materials mit dem nied  rigsten     Erweichungspunkt    liegt, mit Hilfe eines ge  eigneten Mediums von innen her unter Druck gesetzt.  



  Zu diesem Zweck kann man einen Apparat ver  wenden, welcher einen     Spritzkopf    mit mehreren kon  zentrisch angeordneten Spritzöffnungen aufweist,  durch welche gleichzeitig zwei oder mehrere verschie  dene Materialien, welche von zwei oder mehreren  verschiedenen     Strangpressen        zugeführt    werden, ver  spritzt werden. In diesem Falle erfolgt die Haftung  einzig auf Grund der Einwirkung von Hitze und  Druck, da es unmöglich ist, Zwischenschichten von  Klebstoff einzuführen.  



  Bei jedem dieser Verfahren ordnet man, voraus  gesetzt, dass dies im Hinblick auf die erforderlichen  Eigenschaften des Produkts möglich ist, vorzugsweise  das steifere Material aussen und das weichere Material  innen an, um einen möglichst grossen     Blähdruck    an  wenden zu können.  



  Unter den vielen Verwendungsmöglichkeiten der  neuen Schichtmaterialien seien erwähnt die Verwen  dung     als    Packmaterial, als Schutzüberzug für Behälter  und andere Hohlkörper sowie Anwendungen in der elek  trotechnischen Industrie, insbesondere für die Her  stellung von Kondensatoren, zu welchem Zwecke sich       Laminate    besonders eignen, bei welchen eine oder  mehrere Schichten aus Metallfolie bestehen.  



  <I>Beispiel 1</I>  Mit einem Apparat, welcher aus zwei Strang  pressen mit geraden,     schlitzförmigen        Spritzköpfen,     weiche einander gegenüberliegen, besteht, stellt man       gleichzeitig    eine Folie aus     Celluloseacetobutyrat    und  eine Folie aus hochkristallinem linearem     Polypropylen     mit einem     Molekulargewicht    von 90000 her. Un  mittelbar nach dem Austritt aus den Spritzköpfen  werden die beiden Folien zwischen zwei Walzen mit-    einander vereinigt.

   Diejenige Walze, welche sich mit  dem     Celluloseacetobutyrat    in Berührung befindet,  wird mit Wasser auf 20  C gekühlt, während die mit  dem     Polypropylen    in Berührung befindliche Walze  bei 130 C gehalten wird. Das zwischen den Vereini  gungswalzen hervortretende     Laminat    gelangt auf eine       Aufwickelwalze    3, deren Geschwindigkeit so ver  ändert werden kann, dass eine Streckung in verschie  denen Verhältnissen erfolgen kann, beispielsweise       eine        solche        um        50%.     



  Man erhält in dieser Weise ein     Filmlaminat,    wel  ches als ungiftiges Verpackungsmaterial Verwendung  finden kann, welches resistent, gegenüber Dämpfen  undurchlässig, für Sauerstoff und Kohlendioxyd  relativ durchlässig und bei Temperaturen von über  100" C beständig ist und verschweisst werden kann.  <I>Beispiel 2</I>  Mit einem     Apparat    von der in Beispiel 1 beschrie  benen Art stellt man zwei 0,5 mm dicke Filme her,  den einen aus     Polybuten    mit einem     Molekulargewicht     von 120 000 und den andern aus hochkristallinem  linearem     Polypropylen    mit einem     Molekulargewicht     von 100000.

   Die Vereinigungswalzen werden auf  etwa 130 C erhitzt, und es wird ein dritter, vorher  hergestellter Film aus     Polyvinylchlorid    von einer  Rolle, welche sich über den beiden Vereinigungs  walzen befindet, abgewickelt und zwischen die beiden  Filme eingeführt. Das fertige     Laminat    wird ab  geschreckt durch Durchleiten durch ein Wasserbad  von 20 C und dann auf eine Vorratswalze auf  gewickelt. Der so erhaltene laminierte Film besitzt  ausserordentliche Eigenschaften hinsichtlich Undurch  lässigkeit gegenüber Gasen, Dämpfen und Geruchs  stoffen sowie auch hinsichtlich Resistenz gegenüber che  mischen Substanzen aller Art und gegenüber hohen  Temperaturen. Er stellt deshalb ein sehr gutes Ver  packungsmaterial, beispielsweise für chemische Pro  dukte oder Nahrungsmittel, dar.  



  <I>Beispiel 3</I>  Unter Verwendung eines     Strangpressapparates,    der  mit einem einen geraden Schlitz aufweisenden     Spritz-          kopf    versehen ist, stellt man eine Folie her aus einem  Gemisch von 80 Gewichtsteilen hochkristallinem  linearem     Poly-a-buten    mit einem     Molekulargewicht     von 150 000 und 20 Gewichtsteilen ebenfalls hoch  kristallinem linearem     Polypropylen    mit einem Mole  kulargewicht von 100000. Unmittelbar nach dem  Austritt aus dem Schlitz wird der Film mit einer  Papierbahn in Berührung gebracht, welche über eine  auf 20" C gekühlte Walze läuft, welcher eine auf  100  C erhitzte Walze gegenüber liegt.

   Die     Polybuten-          Polypropylen-Folie    kommt mit dieser letztgenannten  Walze in Berührung. Das so erhaltene     Laminat    gelangt  über eine Kühltrommel mit einer Temperatur von  20" C und wird schliesslich auf eine Vorratsrolle auf  gewunden.  



  Das so erhaltene     Laminat    besitzt eine sehr gute  mechanische Festigkeit und ist auf der Seite des           Polybuten-Polypropylen-Films    äusserst beständig ge  genüber chemischen Stoffen (auch in der Wärme) und  ziemlich undurchlässig für Flüssigkeiten und Dämpfe.  Es kann auch verschweisst werden. Das     Laminat    stellt  deshalb ein gutes Verpackungsmaterial dar. Es kann  beispielsweise verwendet werden zur Herstellung von  Säcken zum Verpacken von chemischen Produkten,  für abwaschbare und chemisch beständige Tapeten  und für zahlreiche andere Zwecke.  



  Wenn man in gleicher Weise vorgeht, jedoch das  Papierblatt durch eine sehr dünne Aluminiumfolie  ersetzt, so erhält man ein     Laminat,    welches sich eben  falls für verschiedene Verwendungen eignet, insbeson  dere auf dem Verpackungsgebiet.    <I>Beispiel 4</I>  Mit einem Apparat, welcher aus zwei Strang  pressen mit einem System geeignet konstruierter  Spritzköpfe besteht, werden zwei zueinander koaxiale  röhrenförmige Filme     stranggepresst,    von denen der  innere aus     Polyvinylchlorid    und der äussere aus einem  hochkristallinen linearen     Polypropylen    mit einem       Molekulargewicht    von 90000 besteht.

   In die innere  Röhre wird Luft eingeblasen, bis eine Querschnitts  vergrösserung erreicht ist, welche dem vierfachen  ursprünglichen Durchmesser des äusseren röhrenför  migen Films entspricht. Das röhrenförmige     Laminat     wird flachgelegt und auf Vorratswalzen aufgewickelt.  Es zeigt gute mechanische und chemische Festigkeit,  eine gute Undurchlässigkeit gegenüber Gasen und  Dämpfen und eine gute Beständigkeit gegenüber  hohen Temperaturen. Es kann verschweisst werden  und lässt sich mit Erfolg     verwenden    zur Herstellung  von kleinen Säcken und andern Behältern.  



  Eine röhrenförmige laminierte Folie mit ähnlichen  Eigenschaften kann auch erzielt werden durch Strang  pressen von hochkristallinem linearem     Polypropylen     und von     Polyvinylalkohol.     



  <I>Beispiel 5</I>  Unter Verwendung eines Apparates gemäss Bei  spiel 4 in Verbindung mit einer Vorrichtung zum  Blasen von Hohlkörpern werden die folgenden Mate  rialpaare     stranggepresst,    laminiert und zu Flaschen  und andern Behältern geformt:  hochkristallines, lineares     Polypropylen    + Poly  amid     ( Rilsan ),     hochkristallines, lineares     Polypropylen    + Gemisch  aus     Polyvinylchlorid    (85 Teile) und     Copolymer    von       Butadien        (60 /a)    und     Acrylnitril        (40 /n)    (15 Teile),  hochkristallines,

   lineares     Poly-a-buten    +     Copoly-          mer    aus     Methylmethacrylat    (90 Teile) und     Butyl-          acrylat    (10 Teile).  



  Die Angaben von Teilen und Prozenten sind ge  wichtsmässig zu verstehen.  



  In dieser Weise erhält man Behälter, welche in  folge ihrer Undurchlässigkeit für Gase, Dämpfe und  Geruchsstoffe, ihrer chemischen und mechanischen  Festigkeit und ihrer     Sterilisierbarkeit    bei 100-120  C    im Vergleich mit bisher bekannten Kunststoffbehältern  sehr grosse Vorteile bieten.  



  Aus erfindungsgemässen Schichtmaterialien her  gestellte Behälter lassen sich     metallisieren,    indem man  sie     in    einem     Hochvakuumapparat        Dämpfen    von Alu  minium oder andern Metallen aussetzt, wodurch ihr  Aussehen verbessert wird.    <I>Beispiel 6</I>  Eine Folie aus     Niederdruckpolyäthylen    mit einem       Molekulargewicht    von 80 000 wird hergestellt durch       Strangpressen    bei 190  C durch einen Spritzkopf mit  einem geraden Schlitz von 1100     mm    Länge und  2,3 mm Breite.

   Die entstehende Folie gelangt nach  dem Austritt aus dem Schlitz auf eine Trommel     mit     chromplattierter Oberfläche, welche bei 40 C gehal  ten wird und eine solche Rotationsgeschwindigkeit  aufweist, dass die Folie in der Entstehungsrichtung  um etwa 15      /o    gestreckt wird. Über der     Kühltrommel     befindet sich eine Walze, auf welche eine Folie aus  hochkristallinem linearem     Polypropylen    von 0,02 mm  Dicke und 1050 mm Breite aufgewickelt ist.

   Diese  Folie wird mit der     stranggepressten        Polyäthylenfolie     auf einer     Presswalze    vereinigt und gegen die     Poly-          äthylenfolie    gepresst.  



  Man erhält eine     Polyäthylenfolie    mit sehr glänzen  der Oberfläche, welche kratzunempfindlich und be  ständig gegenüber chemischen Substanzen und Be  rührung mit warmen Gegenständen bis zu 100  C ist.  Diese Art     laminierter    Folie     lässt    sich für verschiedene  Zwecke verwenden, inbegriffen die weitere Verfor  mung nach dem Vakuumverfahren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Schichtmaterial mit Schichten von verschiedener stofflicher Zusammensetzung, dadurch gekennzeich net, dass mindestens eine der Schichten eine Kunst stoffschicht ist, welche ein hochkristallines lineares Hochpolymer aus einem Kohlenwasserstoff der For mel CH2=CH-C"H2n+1, in der n eine ganze Zahl grösser als null bedeutet, enthält. UNTERANSPRÜCHE 1. Schichtmaterial nach Patentanspruch 1, gekenn zeichnet durch eine Schicht aus hochkristallinem linea rem Polypropylen. 2. Schichtmaterial nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch eine Schicht aus hochkristallinem linea rem Poly-a-buten. 3.

   Schichtmaterial nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch -eine Schicht aus einem Gemisch aus hochkristallinem linearem Polypropylen und hoch kristallinem linearem Poly-a-buten. 4. Schichtmaterial nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch eine Schicht aus thermoplastischem Material, die kein hochkristallines lineares Hoch polymer aus einem Kohlenwasserstoff der Formel CH2=CH-C.H",@1, in der n eine ganze Zahl grösser als null bedeutet, enthält. 5. Schichtmaterial nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch eine Schicht aus Polyvinylehlorid. 6. Schichtmaterial nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch eine Schicht aus Polyäthylen. s 7.

   Schichtmaterial nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch eine Schicht aus Celluloseacetobutyrat. B. Schichtmaterial nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch eine Schicht aus amorphem Polybuten. 9. Schichtmaterial nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch eine Schicht aus Papier. 10. Schichtmaterial nach Patentanspruch I, ge kennzeichnet durch eine aus einer Metallfolie be stehende Schicht. 11. Schichtmaterial nach Patentanspruch I, da 1s durch gekennzeichnet, dass es die Form einer Röhre aufweist.

   PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung eines Schichtmaterials gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass 2o man Schichten von verschiedener stofflicher Zusam mensetzung, von denen mindestens eine eine Kunst stoffschicht ist, welche ein hochkristallines lineares Hochpolymer aus einem Kohlenwasserstoff der For mel CHz=CH-C-H2"+,1 in der n eine ganze Zahl 2s grösser als null bedeutet, enthält, übereinander anord net und miteinander verbindet. UNTERANSPRÜCHE 12.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der Schichten ohne Anwendung eines Klebstoffes durch Zusammen pressen der Schichten zwischen erhitzten Walzen erfolgt. 13. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man das Schichtmaterial in Form von Röhren herstellt, wobei man die zu Röhren ge formten Schichten ineinanderstülpt und bei einer Temperatur nahe der Erweichungstemperatur des Materials mit dem niedrigsten Erweichungspunkt, jedoch etwa 5 C unterhalb derselben, mit Hilfe eines Mediums von innen her unter Druck setzt. 14.

   Verfahren nach Patentanspruch II zur Her stellung eines röhrenförmigen Schichtmaterials, da durch gekennzeichnet, dass man die einzelnen Schich ten gleichzeitig in Form von ineinandergeschobenen Röhren durch Strangpressen erzeugt und das ganze röhrenförmige Gebilde bei einer Temperatur nahe der Erweichungstemperatur des Materials mit dem nied rigsten Erweichungspunkt, jedoch etwa 5 C tiefer, mit Hilfe eines unter Druck stehenden Mediums auf bläht.