DE2811151A1

DE2811151A1 - Verfahren zum herstellen von mehrschichtigen verbundfolien

Info

Publication number: DE2811151A1
Application number: DE19782811151
Authority: DE
Inventors: Richard Mueller; Wilhelm Schwiermann
Original assignee: Flachglas Wernberg GmbH
Current assignee: Mitras Kunststoffe 8480 Weiden De GmbH
Priority date: 1978-03-15
Filing date: 1978-03-15
Publication date: 1979-09-20
Also published as: DE2811151B2; DE2811151C3

Description

Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Verbund-
folien Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Verbundfolien aus Kunststoff mit einer dünnen Metallschicht, bei dem die miteinander zu vereinigenden Kunststoff-Folien mit wenigstens einer Klebstoffschicht bedeckt, die Klebstoffschicht metallisiert und sodann die Folien zusammengeführt und miteinander verwalzt werden.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1 804 095 bekannt. Ziel des dort beschriebenen Verfahrens ist die Herstellung eines wärmereflektierenden Materials, welches beispielsweise zur Herstellung von Schutzanzügen u.dgl. geeignet ist. Das Besondere des vorbekannten Verfahrens besteht darin, daß die Kunststoff-Folie aus einem Polyamid, beispielsweise Polypyromelitimid besteht und nur auf der dem Trägerstoff abgewandten Oberfläche einen aufgedampften Metallfilm, insbesondere Aluminiumfilm trägt und daß zwischen der Kunststoff-Folie und dem Metallfilm eine dünne zweite Klebeschicht aus einem heißbindenden Kleber vorhanden ist.
Metallisierte Kunststoff-Folien, insbesondere solche, die mit Aluminium bedampft sind, lassen sich jedoch nicht nur als wärmereflektierendes Material zur Herstellung von Schutzanzügen u. dgl. verwenden, sondern auch als Lichtspiegel. Es rührt dies daher, dlß die dünne reflektierende Metallschicht so gleichmäßig auf eine glatte Kunststoff-Folie aufgetragen, insbesondere aufgedampft werden kann, daß diese die Oberflächenglätte der Kunststoff-Folie selbst zeigt und dadurch ein ebenso gutes Spiegelvermögen aufweist, wie eine auf die Rückseite einer Glasscheibe auf gebrachte Silberschicht. Derartige Kunststoff-Folien mit spiegelnden Eigenschaften lassen sich für die Herstellung von Spielzeugspiegeln, Werbeartikeln und insbesondere für Verkehrsspiegel verwenden. Voraussetzung bei diesen Verwendungen, insbesondere bei der zuletztgenannten, ist jedoch, daß die Metallschicht fest auf der Kunststoff-Folie haftet und falten- sowie blasenfrei auf dieser angebracht ist. Eine weitere Voraussetzung ist, daß die sehr kratzempfindliche aufgedampfte Metallschicht mit einer weiteren Kunststoffschicht als Schutzschicht abgedeckt ist und daß auch diese Schicht fest auf der Unterlage haftet und sich insbesondere unter wetterbedingten Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen nicht von dieser los löst. Die in der deutschen Auslegeschrift 1 804 095 beschriebenen Folien erfüllen diese Anforderungen nicht, zumal der reflektierende Metallfilm völlig ungeschützt an der Oberfläche liegt.
Bei diesem Stande der Technik besteht die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Verbundfolien aus Kunststoff mit einer dünnen Metallschicht anzugeben. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Klebstoff ein Zweikomponentenkleber verwendet wird, dessen Komponenten bei der Herstellung der Verbundfolie derart auf eine oder beide der miteinander zu vereinigenden Kunststoff-Folien aufgebracht wird, daß die Komponentenschichten nach dem Zusammenführen der Folien durch die Metallschicht getrennt sind, worauf die Folien zusammengeführt und warm miteinander verwalzt werden. Uberraschenderweise hat sich gezeigt, daß die dünne aufgedampfte Metallschicht zwar in der Lage ist, die Komponenten solange voneinander zu trennen und deren Reaktion zu verhindern, wie sich der Verbund auf Raumtemperatur befindet.
Wird der Verbund jedoch erwärmt, insbesondere warmgewalzt, so tritt eine hinreichende Diffusion der Komponenten durch die Metallschicht ein, so daß auf beiden Seiten der Metallschicht ein reaktiv abgebundener Kleber entsteht. Dieser Kleber stellt einen völlig sicheren und hinreichenden Haftverbund mit den Nachbarschichten her, ohne daß es zu Eintrübungen, Falten- oder Blasenbildung kommt.
Das vorgeschlagene Verfahren führt demnach zu hochwertigen Spiegelschichten auf Kunststoff-Folien, die ihre reflektierenden Eigenschaften auch unter ungünstigen Temperatur-und Witterungsbedingungen für lange Zeit beibehalten. Das Verfahren hat aber noch weitere Vorteile, die insbesondere eine wirtschaftliche Herstellung gestatten. Diese Vorteile können in besonderer Weise ausgenutzt werden, wenn die Komponenten des zu verwendenden Zweikomponentenklebers so ausgesucht werden, daß sie bei Raumtemperatur feste, aber bei Walztemperatur flüssige thermoplastische Stoffe sind. Es ergibt sich in diesem Fall die Möglichkeit, die Klebstoffkomponenten auf eine oder beide der miteinander zu vereinigenden Bahnen aufzutragen und die so vorbehandelten Bahnen - gegebenenfalls nach vorheriger Metallisierung - wieder zu Rollen aufzuwickeln. Da die Komponenten einerseits feste Stoffe ohne klebende Eigenschaften und andererseits auch von dem aufgedampften Metallfilm abgedeckt sind, ergeben sich Folienwickel, die kaum von anderen bekannten Wickeln zu unterscheiden sind und die sich nach beliebig langer Zwischenlagerungszeit problemlos wieder abwickeln, miteinander vereinigen und zur erstrebten Verbundfolie weiterverarbeiten lassen.
Für die technische Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens ergeben sich grundsätzlich zwei Möglichkeiten.
Die eine Möglichkeit besteht darin, daß zwei miteinander zu vereinigende Kunststoff-Folien jeweils mit einer Komponente eines Zweikomponentenklebers bedeckt und auf eine der Komponentenschichten eine Metallschicht aufgedampft wird. Darauf werden die Folien - gegebenenfalls nach Zwischenaufwickeln und Zwischenlagern - derart zusammengeführt, daß sich die bedeckten Seiten berühren und nunmehr warm miteinander verwalzt werden können. Beim Erwärmen und unter dem Einfluß des Walzdruckes werden die Klebstoff komponenten reaktiviert und veranlaßt durch die sie trennende Metallschicht in beiden Richtungen hindurch zu diffundieren. Dieser Vorgang tritt im Hinblick auf die geringe Dicke der aufgedampften Metallschicht augenblicklich beim Walzen ein, so daß die kurze übliche Walzbehandlung genügt, um sogleich einen fest haftenden Filmverbund zu erhalten.
Eine weitere Möglichkeit zur Durchführung des Verfahrens ist die, daß eine von zwei miteinander zu vereinigenden Kunststoff-Folien mit einer Komponente eines Zweikomponentenklebers bedeckt, sodann die bedeckte Seite mit einer dünnen Metallschicht bedampft und danach mit der zweiten Komponente bedeckt wird, worauf die so vorbehandelte Folie mit ihren aufgebrachten Schichten mit einer weiteren Folie zusammengeführt und warm mit dieser verwalzt wird. Auch in diesem Fall ist es möglich, diejenige Folie, die die beiden durch eine Metallschicht voneinander getrennten Komponenten des Klebers enthält, aufzurollen und nach beliebiger Zwischenlagerung weiterzuverarbeiten.
Insbesondere die zuletztgenannte Variante gestattet es, in wirtschaftlich besonders günstiger Weise durchgeführt zu werden. Hierzu wird die unbedeckte Folie in an sich bekannter Weise aus einer Breitschlitzdüse heiß stranggepreßt, worauf die gesondert vorbereitete und gegebenenfalls von einer Vorratsrolle abzuziehende mit einer ersten Komponentenschicht, einer darauf angeordneten Metallschicht und einer auf dieser befindlichen zweiten Komponentenschicht bedeckten Folie zugeführt und mit der soeben hergestellten unter Ausnutzung der Strangpreßwärme unmittelbar verwalzt wird. Bei diesem zuletztgenannten Verfahren erübrigt es sich also, die auf einer Breitschlitzdüsenmaschine hergestellte Folie zunächst völlig abzukühlen und aufzuwickeln, sondern die frisch erzeugte Folie wird in einem Arbeitsgang mit der metallisierten und mit den Komponenten des Klebers ausgerüsteten Folie zusammengeführt und kaschiert. Die erzeugten Produkte zeichnen sich durch besondere Gleichmäßigkeit aus sowie durch beachtliche Haftfestigkeit ihrer Schichten.
Die zu verwendenden Zweikomponentenkleber sind grundsätzlich bekannt. Als günstig hat sich für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens z.B. ein Kleber mit den Komponenten: thermoplastischer Polyester, Copolymerisat auf Vinylchlorid-Basis erwiesen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm für den grundsätzlichen Ablauf des Verfahrens; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Variante für die Durchführung des Verfahrens; Fig. 3 eine schematische Darstellung für die grundsätzliche Durchführung einer zweiten Variante des Verfahrens; Fig. 4 eine schematische Darstellung des grundsätzlichen Ablaufes einer besonders wirtschaftlichen Variante des Verfahrens, bei der eine vorbereitete Folie, vorzugsweise Deckfolie, die bereits mit den Komponenten eines Zweikomponentenklebers beschichtet ist und die außerdem eine die Komponenten voneinander trennende metallische Zwischensicht trägt auf eine soeben mit Hilfe einer Breitschlitzdüse erzeugte Trägerfolie aufkaschiert wird0 Fig. 1 zeigt zunächst den allgemeinen Ablauf des Verfahrens.
Auszugehen ist von den beiden Folien 1 und 2, die durch die beiden Kästen I und II symbolisiert werden. Erfindungsgemäß soll als Klebstoff ein Zweikomponentenkleber 3 verwendet werden, dessen Komponenten mit 3-1 und 3-2 bezeichnet sind. Diese Komponenten werden derart auf die beiden miteinander zu vereinigenden Kunststoff-Folien 1 und 2 aufgebracht, daß die Komponentenschichten nach dem Zusammenführen der Folien durch die Metallschicht getrennt sind. Es ergibt sich das in Fig. 1 rechts dargestellte Gebilde, welches aus der oberen Ausgangsfolie 1, der darunter angeordneten ersten Komponente 3-1 der aufgedampften Metallschicht 4, der darunter angeordneten zweiten Komponente 3-2 sowie schließlich der zweiten Folie 2 besteht. Die Verbindungsleitung 5 zwischen den Kästen 3 und 4 soll andeuten, daß die Komponenten entweder auf die beiden Folien 1 und 2 aufgebracht werden können oder - alternativ - auch auf die Metallschicht 4, nachdem diese auf die Schicht der ersten Komponente 3-1 aufgetragen worden ist.
Fig. 2 zeigt eine praktische Möglichkeit zur Verwirklichung des Verfahrens. Die beiden Folien 1 und 2 werden von den Vorratsrollen 5 und 6 abgezogen. Die Folie 1 wird durch ein Druckwerk 7 geführt, mit dessen Hilfe die erste Kleberkomponente 3-1 auf die Unterseite der Folie aufgetragen wird. Das Druckwerk besteht aus der Druckwalze 8 und der Gegenwalze 9. In Oberflächenkontakt mit der Druckwalze 8 befindet sich die Befeuchtungswalze 10, die ihrerseits in die aufgeschmolzene Komponente 3-1 eintaucht, welche sich in einem geeigneten Vorratsbehälter 11 befindet.
Die Ausgangs folie 2 wird im dargestellten Beispiel durch ein Druckwerk 12 geführt, welches aus der Rakelwalze 13 und der Gegenwalze 14 besteht. Der Rakelwalze 13 wird die leicht aufgeschmolzene teigartige Komponente 3-2 aus einem Vorratsbehälter 15 zugeführt und auf deren Oberfläche mit Hilfe der Rakel 16 gleichmäßig verteilt. Nachdem die Komponente 3-2 gleichmäßig auf den Film 2 aufgetragen ist, durchläuft dieser die Bedampfungseinrichtung 17 und wird auf der Komponentenschicht mit Metall, vorzugsweise Aluminium in dünner Schicht-0 stärke bedampft. Die Schichtstärke beträgt vorzugsweise 50-150 A entsprechend 5-15 p. Bei größeren Schichtstärken findet keine befriedigende Diffusion mehr statt. Die beiden auf diese Weise vorbehandelten Ausgangsfolien werden über Umlenkrollen 18,19, 20 und 21 dem Walzenspalt 22 eines Vierwalzen-Walzwerkes 23 zugeführt. Das Walzwerk ist beheizt und unterwirft das Folienpaket einer dreimaligen Druckbehandlung, nämlich in den Walzenspalten 22,24 und 25. Das resultierende Produkt ist in Fig. 2 rechts bei 26 wiederum schematisch dargestellt. Es zeigt den gleichen Schichtenaufbau wie im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits erläutert.
Eine andere Möglichkeit der Verfahrens ausführung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Ausgangsfolien 1 und 2 werden wiederum von Vorratsrollen 5 und 6 abgezogen und über Umlenkwalzen 27 und 28 den Verarbeitungseinheiten zugeführt. Die Folie 1 passiert dabei ein erstes Druckwerk 29, danach eine Bedampfungseinrichtung 30 und im Anschluß daran ein zweites Druckwerk 31.
Die Druckwerke 29 und 30 sind untereinander gleich aufgebaut; sie bestehen jeweils aus den Druckwalzen 32;32', den Gegenwalzen 33;33' sowie den Befeuchtungswalzen 34;34'.
Die Befeuchtungswalze 34 taucht in einen gegebenenfalls beheizten Vorratsbehälter 35, in dem sich die Kleberkomponente 3-1 befindet. In entsprechender Weise taucht die Befeuchtungswalze 34' in den Behälter 36, in dem sich die Kleberkomponente 3-2 befindet. Beim Durchgang durch eine derartige Apparatur wird folglich die Folie 1 nacheinander mit der ersten Kleberkomponente beschichtet, danach mit Metall bedampft und daraufhin mit der zweiten Kleberkomponente beschichtet. Die so behandelte und vorbereitete Folie tritt bei 37 in den ersten Walzenspalt des Vierwalzen-Walzwerkes 38 ein. Dort trifft sie sich mit der unbehandelten Ausgangs folie 2 und wird mit dieser durch Warmwalzen kaschiert. Die Folie durchläuft dann noch den Walzenspalt 39 und tritt schließlich aus dem Walzenspalt 40 fertig verarbeitet aus. Das resultierende Gebilde ist bei 41 wiederum schematisch dargestellt; es weist die gleiche Schichtenfolge auf, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert.
Eine besonders vorteilhafte und wirtschaftliche Art der Fertigung ist in Fig. 4 schematisch angedeutet. Auf der Vorratsrolle 41 befindet sich eine mehrfach beschichtete Folie mit gleichem Aufbau wie sie in Fig. 3 das zweite Druckwerk 31 verläßt und dort in den Walzenspalt 37 eintritt. Eine derartige Folie ist ohne weiteres zur Rolle aufwickelbar, da die Kleberkomponenten bei Raumtemperatur fest sind und im übrigen durch die zwischengeschaltete Aluminiumschicht nicht miteinander reagieren können.
Die Anordnung gemäß Fig. 4 weist ferner einen Extruder 42 auf, dessen Schnecke 43 von einem Elektromotor 44 angetrieben wird. Der Extruder wird aus einem Vorratsbehälter 45 mit Kunststoffgranulat gespeist, wobei dieses Granulat unter langsamer Erwärmung von der Förderschnecke 43 durch den Extruder getrieben wird. Das völlig durchgeschmolzene und homogenisierte Extrudat tritt alsdann in die Breitschlitzdüse 46 ein und es tritt aus dieser in Form einer Rohfolie 47 aus. Die Rohfolie wird über eine Folge von Rollen 48 geführt und schließlich bei der Rolle 49 mit der vorbehandelten Folie, welche von der Vorratsrolle 41 abgezogen wird zusammengeführt. Die Rohfolie 47 ist an dieser Stelle noch nicht vollends abgekühlt sondern verfügt noch über einen beträchtlichen Wärmeinhalt. Dieser Wärmeinhalt teilt sich der aufgelegten und von der Rolle 41 abgezogenen Folie mit, so daß die in dieser Folie enthaltenen beiden Schmelzkleberkomponenten nunmehr aufgeschmolzen und dadurch aktiviert werden0 Das gesamte Paket tritt in den Walzenspalt 50 eines Walzwerkes ein, welches im dargestellten Beispiel aus der Oberwalze 51 und der Unterwalze 52 besteht. Hier wird das Lagengebilde einem hinreichenden Walzendruck ausgesetzt, wodurch der Kaschierungsvorgang durchgeführt und abgeschlossen wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel finden eine Polyesterfolie und eine Trägerplatte aus hochschlagfestem Polystyrol Verwendung. In einem solchen Fall wird als Kleber ein solcher verwendet, dessen eine Komponente ein thermoplastischer Polyester ist, der eine gute Affinität zu der verwendeten Polyesterfolie aufweist. Bei der anderen Komponente handelt es sich um ein Copolymerisat auf Vinylchlorid-Basis mit guter Affinität zur verwendeten Trägerplatte aus hochschlagfestem Polystyrol SB. Beide Kleberkomponenten reagieren durch die aufgedampfte Aluminiumschicht hindurch miteinander. Die obere Schichtdicke der PoLyesterfolie beträgt 25 . Vorzugsweise wird jedoch eine solche von etwa 12 lu verwendet.
Die Temperatur innerhalb des Druckwerkes beträgt zweckmäßig etwa 1600C; sie ist abhängig vom Schmelzpunkt der Polyesterfolie. Der Anpreßdruck im Druckwerk beträgt maximal 200, vorzugsweise 100 N/cm Walzenbreite bei einem Walzendurchmesser von 250 mm.

Claims

Patentanspruche 1. Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Verbundfolien aus Kunststoff mit einer dünnen Metallschicht, bei dem die miteinander zu vereinigenden Kunststoff-Folien mit wenigstens einer Klebstoffschicht bedeckt, die Klebstoffschicht metallisiert und sodann die Folien zusammengeführt und miteinander verwalzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Klebstoff ein Zweikomponentenkleber verwendet wird, dessen. Komponenten derart auf eine oder beide der miteinander zu~vereinigenden Kunststoff-Folien aufgetragen werden, daß die Komponentenschichten nach dem Zusammenführen der Folien durch die Metallschicht getrennt sind, worauf die Folien zusammengeführt und warm miteinander verwalzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Raumtemperatur feste und bei Walztemperatur flüssige thermoplastische Klebstoffkomponenten verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei miteinander zu vereinigende Kunststoff-Folien (lot2) jeweils mit einer Komponente eines Zweikomponentenklebers bedeckt und auf eine der Komponentenschichten eine Metallschicht aufgedampft wird, worauf die Folien derart zusammengeführt werden, daß sich die bedeckten Seiten berUhren und warm miteinander verwalzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine von zwei miteinander zu vereinigenden Kunststoff-Folien (1;2) mit einer Komponente (3-1) eines Zweikomponentenklebers (3) bedeckt, sodann die bedeckte Seite mit einer dUnnen Metallschicht (4) bedampft und danach mit der zweiten Komponente (3-2) bedeckt wird, worauf die so vorbehandelte Folie mit ihren aufgebrachten Schichten mit einer weiteren Folie (2) zusammengeführt und warm mit dieser verwalzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Komponenten eines Zweikomponentenklebers bedeckten Folien aufgerollt und nach beliebiger Zwischenlagerung weiterverarbeitet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unbedeckte Folie in an sich bekannter Weise aus einer Breitschlitzdüse (46) heiß stranggepreßt wird, worauf die gesondert vorbereitete und gegebenenfalls von einer Vorratsrolle (41) abzuziehende und mit einer ersten Komponentenschicht, einer darauf angeordneten Metallschicht und einer auf dieser befindlichen zweiten Komponentenschicht bedeckten Folie zugeführt und mit dieser unter Ausnutzung der Strangpreßwärme unmittelbar verwalzt wird0
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (4) aus Aluminium besteht.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der aufgedampften Metallschicht (4) maximal 150 t beträgt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie (1,2) eine Wandstärke von maximal 25 , als Trägerfolie für die Bedampfungsschicht von vorzugsweise 12 P aufweist.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaschiertemperatur maximal 1600C beträgt0
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ersetzung mindestens einer Kunststoff-Folie (1,2) durch eine Platte aus Glas oder schlagfestem Polystyrol.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte das Trägerteil für die bedampfte Metallschicht (4) ist.