DE1132324B

DE1132324B - Verfahren zur Herstellung einer Verbindung einer Auflageschicht aus Polyaethylen miteiner hydrophilen Materialschicht

Info

Publication number: DE1132324B
Application number: DEA28601A
Authority: DE
Inventors: Bo Erik Stenqvist
Original assignee: Akerlund and Rausing AB
Current assignee: Akerlund and Rausing AB
Priority date: 1957-01-04
Filing date: 1958-01-02
Publication date: 1962-06-28

Description

Verfahren zur Herstellung einer Verbindung einer Auflageschicht aus Polyäthylen mit einer hydrophilen Materialschicht Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung einer Auflageschicht aus Polyäthylen mit einer hydrophilen Materialschicht, z. B. Pappe, und betrifft ein Verfahren, bei dem diese Verbindung mit einer hervorragenden Abbindung der beiden Schichten unter Hitze- und Druckeinwirkung erfolgt.
Bei der Herstellung von Kartons, z. B. rohrförmigen Behältern, aus Pappe mit einem kontinuierlich durchlaufenden Polyäthylenüberzug treten Schwierigkeiten bei der Herstellung der überlappenden Verbindung der beiden axial zum rohrförmigen Karton verlaufenden Ränder auf, wenn übliche Hitze- und Druckeinwirkung verwendende Verfahren angewendet werden. Dies hat seinen Grund darin, daß die Haftung zwischen der einen hydrophoben Charakter aufweisenden Überzugsschicht aus Polyäthylen des einen Randes und der einen hydrophilen Charakter aufweisenden Pappfläche am anderen Rand ungenügend ist, da diese im wesentlichen eine mechanische Bindung des Kunststoffes mit der Pappe darstellt. Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, bei dem nicht nur eine rein mechanische, sondern auch eine physikalische Bindung zwischen der Polyäthylenabdeckschicht und dem hydrophilen Grundmaterial erreicht wird. Die üblichen Schweißverfahren zur Verbindung von Kunststoffschichten miteinander oder mit anderen Materialien, bei denen es ganz allgemein bekannt ist, die zu verbindenden Oberflächen der Kunststoffschichten durch z. B. Aufblasen von stark erhitzten Gasen od. dgl. zu erhitzen und unmittelbar darauf unter Druckeinwirkung zu verbinden, ergeben dabei infolge der Materialunterschiede zwischen Grundschicht und Deckschicht kein brauchbares Ergebnis, da nur eine rein mechanische Verbindung erfolgt.
Es ist weiterhin bekannt, die Haftfähigkeit von Polyäthylenoberflächen für Farben, Klebmittel oder andere flüssige Stoffe durch eine entsprechende Oxydationsbehandlung der Oberfläche zu erhöhen. Diese Behandlung erfolgt durch Erwärmen in einer oxydierenden Flamme und nachträgliches Abkühlen der Oberfläche. Diese einfache Erhöhung der Oberflächenhaftung von Polyäthylen für flüssige Stoffe durch Oxydation reicht jedoch nicht aus, um eine Erhöhung der Verschweißbarkeit von derartigem oberflächenbehandeltem Polyäthylen mit hydrophilen Charakter aufweisenden festen Stoffen herbeizuführen, wie es die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist. Bei der Erhöhung der Haftfähigkeit für flüssige Stoffe soll durch die Oxydationsoberfläche eine Erhöhung der Benetzbarkeit bei gleichzeitiger Erhö- hung der Härte erreicht werden. Diese Eigenschaften treten im wesentlichen erst auf, wenn die behandelte Oberfläche abgekühlt ist. Es ist jedoch kein Verfahren bekannt, bei dem der auf die Oberfläche aufzubindende Stoff auf die noch heiße Oxydationsfläche aufgebracht wird. Dieses Verfahren aber wendet die Erfindung an, indem die Verbindungsfläche der Polyäthylenschicht in an sich bekannter Weise mittels einer oxydierenden Flamme über den Schmelzpunkt des Polyäthylens erwärmt und an der Oberfläche oxydiert wird, worauf die unmittelbare Verbindung der beiden Schichten bei noch geschmolzenem Zustand der Verbindungsfläche der Polyäthylenschicht bis zum Erstarren des Polyäthylens erfolgt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zwar die an sich bekannte Behandlungsform der Oberflächenoxydation ebenfalls angewendet, sie dient jedoch hier zur Lösung einer völlig anderen Aufgabe.
Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird eine mechanische Adhäsion zwischen der Polyäthylenschicht und dem hydrophilen Material gewonnen, die qualitätsmäßig in keiner Weise geringer ist als eine mechanische Adhäsion bei ähnlichen Verbindungen, die auf herkömmliche Weise hergestellt wurden. Indessen wird außerdem noch eine physikalische Adhäsion erhalten, welche die Eigenschaften der Verbindung wesentlich verbessert. Diese physikalische Haftung beruht darauf, daß die oxydierende Flamme in an sich bekannter Weise eine Oxydation der entsprechenden Schichtoberfläche der Polyäthylenauflage bewirkt, wodurch eine Umwandlung der hydrophoben Beschaffenheit derselben in eine hydrophile hervorgerufen und erfindungsgemäß beibehalten wird, womit die Oberfläche auf diese Weise für eine physikalische Haftung auf dem hydrophilen Material geeignet gemacht wird.
Bei einem Beispiel der Erfindung wird unterstellt, daß röhrenförmige Kartons, die aus Pappe bestehen und auf einer ihrer Seiten einen kontinuierlichen Überzug von Polyäthylen aufweisen, aus ebenen Kartonstanzstücken hergestellt werden sollen. Der Polyäthylen-Oberzug soll dann die Innenfläche des fertigen Kartons bilden.
Zweckmäßigerweise werden die ebenen Stanzstücke über eine Fördereinrichtung in der Richtung zugeführt, die der Achse des röhrenförmigen Kartons entspricht, wobei sie durch eine Erhitzungsvorrichtung hindurchgehen müssen, in welcher eine oder mehrere oxydierende Flammen eine verhältnismäßig schmale Längsrandzone der Polyäthylenschicht bestreichen müssen. Die Flammen sind so angebracht, daß sie die Polyäthylenschicht der genannten Randzone bis oberhalb ihres Schmelzpunktes erhitzen und gleichzeitig durch Oxydation die hydrophobe Beschaffenheit derselben in eine hydrophile umwandeln.
In unmittelbarem Anschluß an das Erhitzen der Polyäthylenschicht der genannten Längsrandzone des Kartonstanzstückes wird diese Zone so gebogen, daß ihre Schicht auf der ihr zugeordneten Randzone der Pappe überlappend zum Aufliegen und diese mit ihrer in geschmolzenem Zustand erhitzten Polyäthylenschicht in Verbindung kommt.
Durch einen angemessenen Druck mittels Druckwalzen, die längs der Fördereinrichtung angeordnet sind, können die beiden Randzonen eine genügende Zeit lang zusammengepreßt werden, um für eine Erstarrung des geschmolzenen Polyäthylens und damit für eine Verfestigung der überlappenden Verbindung der Abdichtung als solcher zu sorgen.
Vorzugsweise werden die Kartonstanzstücke ununterbrochen während aller Arbeitsvorgänge des Verschmelzungsvorganges über die Fördereinrichtung zugeführt.
Neben der Erzeugung einer Oberflächenoxydation der Polyäthylenschicht der abdichtenden Verbindungszone, die einer Adhäsion dient, bewirken die oxydierenden Flammen ein sehr schnelles Erhitzen, welches sich im wesentlichen auf die Oberfläche der in Frage kommenden Schicht beschränkt. Auf diese Weise gewährleisten sie ein hinreichendes Erhitzen der Oberflächenteile der Polyäthylenschicht, so daß ein gleichzeitiges Erhitzen der anderen Zone überflüssig ist.
Durch die Verwendung von offenen Flammen werden beträchtlich höhere Hitzemengen pro Zeiteinheit der Oberfläche des Polyäthylens zugeführt als z. B. durch Heizelemente, die die Hitze durch Übertragung zuführen.
Auf diese Weise können die beiden abdichtenden Zonen, die miteinander verbunden werden sollen, während des Erhitzungsverfahrens getrennt gehalten und erst nachher zusammengefügt werden, während diese Verfahrensart in der Regel unmöglich ist, wenn übertragende Heizelemente verwendet werden.
Ein weiterer Vorteil von offenen Flammen als Erhitzungsorgane ist, daß durch an sich bekannte Abstandsänderung der Brenndüsen von der zu erhitzenden Oberfläche bzw. durch Anderung des Einfallwinkels der Flamme auf diese schmälere oder breitere abdichtende Zonen erhitzt werden können, wobei ein und dieselbe Hitzequelle auf Verbindungszonen verschiedener Breite angewendet werden kann.

Claims

Soweit die Maßnahmen des vorgenannten Beispiels über das im Anspruch zum Schutz begehrte Verfahren hinausgehen, stellen sie keinen Gegenstand der Erfindung dar.

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung einer Verbindung einer Auflageschicht aus Polyäthylen mit einer hydrophilen Materialschicht, z. B. Pappe, unter Hitze und Druckeinwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsiläche der Polyäthylenschicht in an sich bekannter Weise mittels einer oxydierenden Flamme über den Schmelzpunkt des Polyäthylens erwärmt und an der Oberfläche oxydiert wird, worauf die unmittelbare Verbindung der beiden Schichten bei noch geschmolzenem Zustand der Verbindungsfläche der Polyäthylenschicht bis zum Erstarren des Polyäthylens erfolgt. ~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 844348; schweizerische Patentschrift Nr. 161 620; USA.-Patentschriften Nr. 2 648 097, 2683 894, 2704382, 2 746 084, 2767103.