DE2166968B2

DE2166968B2 - Verfahren zum Herstellen einer Verbundbahn

Info

Publication number: DE2166968B2
Application number: DE2166968A
Authority: DE
Inventors: Andre Leonard Henri Ieper Depuydt; Rudiger Frans Paul De Rillaar Keyser
Original assignee: UCB SA
Current assignee: UCB SA
Priority date: 1970-12-21
Filing date: 1971-12-18
Publication date: 1979-02-22
Also published as: AU3708571A; US3840419A; JPS5549988B1; DE2166968A1; LU64482A1; DE2163013A1; GB1331627A; CH565034A5; NL7117194A; NL154153B; DE2163013B2; FR2118934B1; FR2118934A1; IT945492B; MY7400272A; BE776938A; ES398122A1; CH575827A5

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Verbundbahn, bei dem ein lösungsmittelfreier härtbarer Klebstoff aus wenigstens zwei Komponenten gemischt sowie auf eine mindestens 30 cm breite, insbesondere aus Kunststoff bestehende Folienbahn über eine Übertragungswalze als Schicht aufgetragen wird und bei dem danach die Folienbahn mit einer Substratbahn zusammengeführt und verklebt wird.

Solche Verbundbahnen werden z. B. als Verpackungsmaterial gebraucht. Sie bestehen aus zwei oder mehreren Folien jus Kunststoff, Metall, Papier oder Textil, die miteinander verklebt sin<<

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erstmalig eine Verbundbahn von mmdes-'^ns 30cm Breite mittels eines lösungsmittelfreien härtbaren Klebstoffes aus wenigstens zwei Komponenten hergestellt.

Es ist bekannt Verbundbahnen von einer Breite von mindestens 30 cm unter Verwendung von konvertionellen Klebstoffen herzustellen, die aus einer Mischung aus mindestens einem haftenden Polymer mit mindestens einem Lösungsmittel bestehen, wobei das Lösungsmittel dazu dient, die Viskosität des Klebstoffes zu regeln, damit dieser auf eine Folienbahn der Verbundbahn in einer geringen Schichtdicke von Bruchteilen eines μπι bis zu wenigen μιτι aufgetragen werden kann, worauf die so mit Klebstoff beschichtete Folienbahn mit einer anderen Folienbahn zur Bildung der Verbundbahn verklebt werden kann. Das Arbeiten mit Lösungsmitteln hat schwerwiegende Nachteile. Zunächst sind aus gesundheitlichen Gründen kostspielige Einrichtungen nötig, um eine Gesundheitsschädigung des Personals durch die Lösungsmitteldämpfe und jegliche Feuergefahr zu verhindern. Außerdem erfordert die Benutzung eines Lösungsmittels für die Klebstoffherstellung mehrere Arbeitsstufen, wie die Auflösung des Klebstoffs in dem Lösungsmittel, die innige Vermischung der Bestandteile und schließlich die Beseitigung des Lösungsmittels, vorzugsweise in einem Ofen, bevor sich die Bindung der Verbundbahn ergibt. Bei diesen Maßnahmen geht das Lösungsmittel entweder verloren, oder es muß so weit wie möglich wiedergewonnen werden, was ebenfalls kostspielige Einrichtungen voraussetzt. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß die aktive Lebensdauer des Klebstoffs in seiner einsatzfertigen Form beschränkt ist, wobei diese Dauer umgekehrt proportional der Reaktionsfähigkeit seiner Bestandteile ist. Beim Anhalten der Maschine zur Herstellung der Verbundbahn ist der Klebstoff, welcher sich noch in den Überzugswannen befindet, verloren, weil seine Reaktivitätsdauer beschränkt sind.

Es gibt Klebstoff ohne inerte Lösungsmittel, die einfach aus bei erhöhter Temperatur geschmolzenen thermoplastischen Kunststoffen bestehen und so in flüssiger Form aufgetragen werden können. Die Viskosität solcher Kunststoffe im geschmolzenen Zustand ist aber so hoch, daß es nicht möglich ist, sie in der für die Verbundbahnherstellung erforderlichen geringen Schichtdicke aufzutragen.

Aus der GB-PS 11 58 740 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein lösungsmittelfreier härtbarer Klebstoff mittels einer Übertragungswalze auf eine Folienbahn iius Kunststoff aufgetragen wird, dieses Verfahren ermöglicht jedoch nicht die Herstellung von breiten Verbundbahnen. Die Auftragswalze und die Gegenwalze der Vorrichtung gemäß der GB-PS 11 58 740 müssen aus Metall bestehen, weil jede von ihnen eine innere Heizung besitzt und daher gute Wärmeleitfähigkeit besitzen muß. Da die Übertragungswalze eine andere ümiauigeschwindigkeil haben soll als die Auftragswalze und diese eine andere Umlaufgeschwindigkeit als die Gegenwalze, um durch Scherkräfte alten Kunststoff von den Walzen abzunehmen, wären bei einer Dimensionsvergrößerung der Vorrichtung gemäß GB-PS 11 58 740 zur Herstellung breiter Verbundbahnen und Annäherung der Auftragswalze an die Gegenwalze zur Erzielung eines dünnen Klebstoffilms erhebliche Reibungen zu befürchten. Außerdem hat der Umstand, daß die Übertragungswalze gemäß der GB-PS als Druckwalze ausgebildet ist, zur Folge, daß es dort immer eine Mischung aus frischem und altem Klebstoff geben wird, weil allmählich die Vertiefungen in der Druckwalze sich mit erhöhtem Klebstoff füllen werden, was nach Ablauf einer gewissen Betriebszeit das Ankleben der Folienbahn an der Druckwalze hervorrufen wird.

Im Gegensatz hierzu gelingt es gemäß der Erfindjng, im wesentlichen den auf das Klebstoffauftragssystem gespeisten Klebstoff zu entfernen jrd ihn in seiner Gesamtheit auf die zu überziehende Folienbahn in dünner Schicht zu übertragen.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, lösungsmittelfreie Reaktivklebstoffe einzusetzen und die mit ihrem Einsatz verbundenen Probleme zu überwinden, wobei auch Laminate von mindestens 30 cm Breite herstellbar sein sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Verfahrensweise gemäß der eingangs genannten Art das Auftragen des Klebstoffs während Ausziehen der auf der Übertragungswalze zugeführten, eine Dicke von 5 bis 50 μηι, vorzugsweise 10 bis 25 μΐη, aufweisenden Schicht des Klebstoffes auf eine Dicke von 0,5 bis 5 μιτι, vorzugsweise 1 bis 2,5 μπι, erfolgt.

Das Auftragen eines Werkstoffes in dünner Schicht während Ausziehen der Schicht ist beispielsweise aus der DE-AS 15 04 708 an sich bekannt und für eine derartige Maßnahme für sich allein wird kein Schutz beansprucht, sondern nur im Zusammenhang mit den anderen Merkmalen des Verfahrens.

Gleichfalls sind die Merkmale des Oberbegriffs des, Patentanspruches nur an sich und nicht in ihrer Gesamtkombination bekannt.

Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden lösungsmittclfreicn Klebstoffe schließen besondere die wäßrigen Leime in Dispersion, Lösung oder F.mulsion aus, ebenso wie die Leime, welche von i^%inem natürlichen oder synthetischen Harz in Dispension. Lösung oder Emulsion in mindestens einem

flüchtigen organischen Lösungsmittel gebildet werden. Ein typischer Vertreter eines Klebstoffs ohne Lösungsmittel, welchen man vorzugsweise benutzt, besteht aus zwei oder mehreren reagierenden Bestandteilen, wobei die Bestandteile untereinander in situ unter Bildung s eines vernetzten polymeren Klebstoffs reagieren. Beispiele dieser Klebstoffart sind ein hydroxylierter Polyester oder Polyäther, welchen man mit einem Dioder Polyisocyanat umsetzen läßt, und ein Epoxyharz, welches man mit einer Verbindung umsetzen läßt, welche mindestens zwei aktive Wasserstoffatome enthält.

Die kontinuierliche innige Mischung aus den Bestandteilen des Klebstoffs ohne Lösungsmittel wird in einem Verteilerkopf erzeugt, der den Klebstoff auf die Auftragungsvorrichtung zwischen einem Vordosierelement und der Übertragungswalze mit elastischer Oberfläche liefert. Gemäß der Breite der zu überziehenden Folienbahn kann man einen oder mehrere Verteilerköpfe, verteilt über die ganze Breite des Vordosicrclemeiils, anordnen, oder aber auch einen einzigen schwingenden Verteilerkopf, welclitr periodisch den Klebstoff über die ganze Breite des Vordosierelements ablagert.

Das Vordosierelement besieht aus starrem Material, vorzugsweise aus Metall. Es kann fest oder drehbar sein. Wenn fest, kann es aus einem Rakel oder einem fest angeordneten Zylinder bestehen. Wenn drehbar, besteht es aus einer Walze, deren Rotationsgeschwindigkeit verschieden von der Rotationsgeschwindigkeit der Übertragungswalze mit elastischer Oberfläche ist. Ob fest oder rotierend, das Vordosierelement stützt sich auf die Übertragungswalze derart ab, daß eine Klebstoffschicht von 5 bis 50μπι, vorzugsweise 10 bis 25 μπι Dicke auf der Oberfläche der letzteren gebildet wird.

Die Übertragungswalze wird von einem metallischen Zylinder gebildet, dessen Oberfläche mit einem Überzug aus Kautschuk versehen ist, welcher der gegebenenfalls korrodierenden Einwirkung des verwendeten Klebstoffs widersteht. Die Dicke der elastisehen Schicht soll ausreichend sein, um eine weiche Berührung mit dem Vordosierelement sicherzustellen.

Die Schicht aus Klebstoff, welche sich auf der Übertragungswalze befindet, kann indirekt oder direkt auf die Folie übertragen werden.

Wenn die Schicht aus Klebstoff, welche sich auf der Übertragungswalze befindet, direkt auf die zu überziehende Folienbahn übertragen wird, kann diese let/tere einfach auf die Übertragungswalze in der Art eines Treibriemens gespannt sein, oder sie kann auch gegen die Übertragungswalze mittels einer Gcgenwalze gedrückt werden, welche vorzugsweise eine elastische Oberfläche besitzt.

Im Falle einer indirekten Übertragung des Klebstoffs werden die Gegenwalze eine Umlaufgeschwindigke't gleich oder vorzugsweise ein wenig höher als diejenige der rotierenden Zwischenwalze besi'.zen.

Bei einer direkten Übertragung des Klebstoffs werden dagegen die Umlaufgeschwindigkeit der Gegenwalze und diejenige der Übertragungswalze mit so elastischer Oberfläche in einem Verhältnis von mindestens 10/1 bis 50/1, vorzugsweise von 10/1 bis 15/1 sein.

Die Folienbahn, welche erfindungsgemäß mit dem Klebstoff überzogen wurde, geht dann in einen zweiten Teil der Vorrich'.tinp, worin sie mit einer zweiten Yj Folienbahn zu einer Verbundbahn verklebt wird, beispielsweise indem die meiden Folien zwischen einer Walze mit elastischer Oberfläche und einer starren Walze, z, B. aus Metall, hindurchgehen. Die starre Walze kann mit einer Heizeinrichtung ausgestattet sein.

Wenn eine Verbundbahn aus mehr als zwei Folienbahnen erzeugt werden soll, kann man dies bewirken entweder auf mehreren Durchgängen, indem man jedesmal eine zusätzliche Folienbahn hinzufügt, oder durch Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer Systeme hintereinander. Auch kann man diese Herstellung von Verbundbahnen aus mehr als zwei Folienbahnen bewirken, indem man entweder ein Laminat anstelle einer Einzelfolie durch den ersten Abschnitt der Apparatur hindurchgehen läßt, oder indem man ein Laminat anstelle einer Folienbahn in den Verleimungsabschnitt hineingehen läßt, oder auch indem man gleichzeitig diese beiden Arbeitsweisen anwendet.

Wesentlich für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß das Verhältnis zwischen der Umlaufgeschwindigkeit der Übertragungswalze mit elastischer Oberfläche und der linearen Verschiebegeschwindigkeit der zu überziehende ·. Folienbahn mindesiens 1 : 10 (bei direkter Übertragung* is;, oder dieses gleiche Verhältnis von mindestens 1:10 muß zwischen der Umlaufgeschwindigkeit der Übertragungswalze mit elastischer Oberfläche und der Geschwindigkeit der rotiererden Zwischenwalze bestehen, welche den Klebstoff auf die zu überziehende Folienbahn überträgt, wenn die Folienbahn eine Verschiebegeschwindigkeit gleich oder etwas höher als diejenige der rotierenden Zwischenwalze (bei indirekter Übertragung) besitzt.

In der Zeichnung sind Vorrichtungen zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Es zeigt

Fig. I in schematischer Weise eine perspektivische Ansicht einer eine Auftragseinrichtung für Klebstoff aufweisenden Vorrichtung zum Herstellen einer Verbundbahn,

F i g. 2 einen schematischen Querschnitt der Auftragseinrichtung nach Fig. I in einer zweiten Ausfür-rungsform mit einem fest angeordneten Vordosierer.

F i g. 3 einen schematischen Querschnitt der Auftragseinrichtung nach Fig. 1 in einer dritten Ausführungsform mit einem rotierenden Vordosierer.

F i g. 4 einen schematischen Querschnitt der Auftragseinrichtung nach F i g. 1 in einer vierten, eine Gegenwalze aufweisenden Ausführungsform.

F i g. 5 einen schematischen Querschnitt der Aufiragseinrichtung nach F i g. 1 in einer fünften Ausführungsform, worin eine Zwischenwalzc mit glatter Oberfläche zwischen einer Übertragungswalze mit elastischer Oberfläche und der zu überziehenden Folienbahn angeordnet ist,

Fig. 6 in perspektivischer Ansicht der Auflragseinrichtung nach F i g. 1 in einer sechsten Ausführungsform, welche eine Gegenwalze und seitlich verstellbare Seilenränder umfaC':.

In Fig. 1 ist ein sich auf den Überzugssektor beziehende Abschnitt mit I und der sich auf den Verleimungssektor beziehenden Abschnitt mit Il bezeichnet. In Abschnitt I wird eine Folienbahn 1 aus Kunststoff mittels einer Walze 2 und einer Walze 3 derart geführt, um sich auf einer rotierenden Übertragungswalze 4 mit elastischer Oberfläche abzustützen. Lösungsmittelsfrcicr härtbarer Klebstoff wird über eine Leitung 5 eingespeist, welche über die ganze Breite eines Vordosicrers ΰ' eirmr Auftragseinrichtung 14 mündet, wobei der Abstand des Vordosierers 6 von der Übertragungswalze 4 so groß ist, daß sich auf der letzteren eine Klebstoffschichl von einer Dicke von

3 um ablagert. Die Verschiebcgeschw iridigkeit der Folienhahn I und die Umlaufgeschwindigkeit der

I 'herinigungswal/e 4 stehen in einem Verhältnis von 10; I. Die I olienbahn I. welche auf diese Weise mit einer Klebsioffschicht von 0.5 (ungefähr 0.3 g/m-') "> überzogen w ird. geht nach der Walze 3 in den Abschnitt

II Im die Verlcimung. worin die Folienbahn I an eine Bahn 7 auf dem Durchgang zwischen zwei Walzen 8 und 4 verklebt wird.

In ! ig 2 weist die Auftragseinrichtung 14 eine fest ι ο angeordnete Walze 6 auf. Die Speisung mit Klebstoff erfolgt an der mit einem !'feil 10 markierten Stelle, welche den Kopf eines nicht dargestellten Verteilers bezeichnen soll, welcher den Klebstoff über die ganze Breite der I !hertragungswal/e 4 verteilt. ι ·>

In I-ι g. 3 weist die Auftragseinrichtiing 14 eine rotierende Walze 6 mit glatter Oberfläche auf. \ - ■r/iijrV« L [VL ,in·, iviei.in. ueten ΐ j'mfaugsgescrivviHuigkeii verschieden von clencnigen der Übertragungswalze 4 ist. 2'i

I ι g. 4 ist ähnlich f'ig. 2 mit dem Unterschied, dall emc Gegenwalze Il vorgesehen ist. welche die I-Olienbahn I gegen die Übertragungswalze 4 mit elastischer Oberfläche drückt. Die Pfeile zeigen an. daß die rollenbahn 1 sich in gleichem Sinn oder in umgekehrtem Sinn zur Übertragungswalze 4 verschieben kann, wobei das Verhältnis zwischen den Geschwindigkeiten der I olienbahn 1 und der I Ibcrtragungswal/e 4 mindestens 10:1 ist.

Die Auftragseinrichlung 14 nach F i g. 5 weist eine rotierende /.wischenwalze 12 zwischen der Übertragungswalze 4 mit elastischer Oberfläche und der I Olienbahn I auf. Das Verhältnis zwischen der I 'mfangsgeschwindigkeit der I Ibertraguiigswalze 4 und der Umfangsgeschwindigkeit der /.wischenwalze 12 ist wenigstens I : K). während die Verschiebegeschw indigkeil der Folienhahn I in Bezug auf die Geschwindigkeit der /w isehenwal/e 12 gleich oder etwas höher ist.

Fig.h sind SeiteiirandcT 13 vorgesehen, um das i Ii)Cf inerten des Kicbsious übet den Voiiiosieiei n' und die Übertragungswalze 4 mit elastischer Oberfläche zu verhindern. Überdies ist eine Gegenwal/c 11 wie in F ι g. 4 vorhanden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen einer Verbundbahn, bei dem ein iösungsmittelfreier härtbarer Klebstoff aus wenigstens zwei Komponenten gemischt sowie auf eine mindestens 30 cm breite, insbesondere aus Kunststoff bestehende Folienbahn über eine Übertragungswalze als Schicht aufgetragen wird und bei dem danach die Folienbahn mit einer Substratbahn zusammengeführt und verklebt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragen des Klebstoffes während Ausziehen derauf der Übertragungswalze zugeführten, eine Dicke von 5 bis 50 μπη, vorzugsweise 10 bis 25μηι, aufweisenden Schicht des Klebstoffes auf eine Dicke von 0,5 bis 5μσι, vorzugsweise 1 bis 2,5 μπι, erfolgt.