DE19548173C2 - Verfahren zur Herstellung eines papier- oder kartonähnlichen Schichtstoffes und nach dem Verfahren hergestellter Schichtstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines papier- oder kartonähnlichen Schichtstoffes.

Aus dem Artikel "Schichtenverbunde aus verstreckten Folien teilkristalliner Thermoplaste" der Herren W. Knappe und H. Schobermayr in Kunststoffe 76 (1986), 8, Seiten 682 bis 688 ist es bekannt, verstreckte Polypropylenfolien mit durch Co­ extrusion beidseits aufgebrachter heiß siegelfähiger Beschich­ tung auf Basis eines Propylen-Ethylen-Copolymers im Stapel unter Erwärmung zu einem Schichtverbund zu verpressen.

Aus der WO 92/03 287 A1 ist es bekannt, Kaschiermittel zwischen zwei Lagen verstreckter Polyolefinfolie zu extrudieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines papier- oder kartonähnlichen Schichtstoffes zu schaffen, bei dem sich stark verstreckte Polyolefinfolien mit sehr dünnen Kaschiermittelschichten zusammenkaschieren lassen, so daß man mit geringem Mengeneinsatz vergleichsweise unaufwendiger Materialien einen dünnen steifen Schichtstoff erhält, der einem umweltfreundlichen Recycling zugeführt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren, bei dem man wenigstens zwei materialgleiche Lagen im Verhältnis 1 : 10 bis 1 : 20 verstreckte thermoplastische Polyolefinfolie mit einem Kaschiermittel zusammenkaschiert, das unter Bildung einer mittigen Trägerschicht und beidseitiger haftvermittelnder Schichten an einem Laminator mit einem Kühlzylinder zwischen die Lagen coextrudiert wird, wobei die Trägerschicht mit dem Polyolefin der Folien materialgleich und die haftvermittelnden Schichten ein Copolymer davon sind und das Coextrudat eine Dicke von 10 bis 20 µm hat.

Der nach diesem Verfahren hergestellte Schichtstoff ist ein papier- oder kartonähnliches Material, dessen Dicke und Steifigkeit den Erfordernissen entsprechend eingestellt werden kann, indem man die Art und Anzahl der Polyolefinfolienlagen variiert. Der Schichtstoff hat eine exzellente Spaltfestigkeit und eine hohe Stabilität.

Als Kaschiermedium werden nicht etwa artfremde Kaschierkleber eingesetzt, sondern thermoplastisches Polyolefin, das mit dem der Folienlagen teils materialgleich, teils ein Copolymer davon ist. Gegenüber einer auch denkbaren Lack- oder Kleber­ kaschierung z. B. auf der Basis Polyurethan-Isocyanat oder Polyacrylat bringt das erhebliche Vorteile. Die thermo­ plastischen Eigenschaften bleiben im gesamten Kaschierverbund erhalten. Es treten keine Störungen durch vernetzte Duroplaste beim Warmverformen auf. Man hat angeglichene Ausdehnungsko­ effizienten und eine angeglichene Wärmeleitfähigkeit der ein­ zelnen Schichten. Die Materialeinheitlichkeit des Schichtstoffs ermöglicht es, ihn einem Wertstoffrecycling zuzuführen. Störende Fremdsubstanzen sind nicht vorhanden.

Es erfolgt eine Coextrusion des Kaschiermittels unter Bildung einer mittigen Trägerschicht, die auf beiden Seiten haftvermit­ telndes Kaschiermittel trägt. Die Coextrusion ist apparativ und betriebstechnisch aufwendiger, als eine Monoextrusion, erlaubt es aber, dünnere Haftvermittlerschichten zu verwenden, als durch Monoextrusion hergestellt werden könnten, da die Haftvermittlerschichten von der Trägerschicht gestützt werden. Bei Kaschiermittel in Form eines Copolymers - Bipolymers oder Terpolymers - des im übrigen materialeinheitlichen Polyolefins geht damit ein Kostenvorteil einher, da das Copolymer erheblich teurer ist, als das Polyolefin. Auch kann eine aus dem Poly­ olefin bestehende Trägerschicht dem Coextrudat bessere me­ chanische Eigenschaften verleihen.

Bei der Coextrusion des Kaschiermittels kann dank der guten Adhäsionseigenschaften der Copolymere die gewünschte Lagen­ haftung schon bei niedrigen Extrusionstemperaturen erreicht werden. Die stark verstreckten und deshalb besonders temperatur­ empfindlichen Polyolefinfolien erfahren so beim Kaschieren eine in Hinblick auf Maßhaltigkeit besonders schonende Behand­ lung. Einer Schrumpfung oder Ausdehnung der Folien und damit Rollneigung und Welligwerden des Laminats wird entgegengewirkt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Polyolefin­ folie des nach dem Verfahren hergestellten Schichtstoffs aus Polyethylen, insbesondere HD-Polyethylen (High density Poly­ ethylene; Polyethylen hoher Dichte; Hart-Polyethylen) oder LD-Polyethylen (Low density Polyethylene; Polyethylen niedriger Dichte; Weich-Polyethylen), oder Polypropylen, oder Copolymeren davon, insbesondere Bipolymeren oder Terpolymeren.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Polyolefinfolie gefüllt, und zwar vorzugsweise mit Talkum oder Calciumcarbonat (Kreide). Durch den Füllstoff werden die technischen Eigen­ schaften der Folie in gewünschter Weise beeinflußt. Talkum macht Polypropylen steifer, wärmeformbeständiger und di­ mensionsstabiler. Calciumcarbonat erhöht überdies die Schlag­ zähigkeit. Beide Füllstoffe machen die Folie opak. Die Füll­ stoffe sind kostengünstig und können in relativ großer Menge zugemischt werden. Das hat einen die Rohstoffkosten senkenden Einfluß.

Die Folienlagen des erfindungsgemäßen Schichtstoffs können gleichermaßen aus monaxial und biaxial verstreckter Polyolefin­ folie bestehen. Der Schichtstoff kann allein monaxial ver­ streckte Polyolefinfolie oder allein biaxial verstreckte Poly­ olefinfolie oder eine Kombination von monaxial und biaxial verstreckter Polyolefinfolie enthalten.

Bestimmte optische Effekte können durch Einfärben einer oder mehrerer Kaschiermittelschicht(en) erzielt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Anlagenschema einer Anlage zur Herstellung eines zwei Folienlagen aufweisenden Schichtstoffs mit Co­ extrusion des Kaschiermittels;

Fig. 2 das Anlagenschema einer Anlage zur Herstellung eines drei Folienlagen aufweisenden Schichtstoffs mit Co­ extrusion des Kaschiermittels; und

Fig. 3 einen schematischen, nicht maßstabsgetreuen Schnitt durch einen Schichtstoff mit zwei Folienlagen und einer coextrudierten Kaschiermittelschicht.

An der in Fig. 1 gezeigten Anlage werden zwei OPP-Folien 10, 12 zusammenkaschiert. Es sind dies Folien 10, 12 aus orientier­ tem, d. h. einseitig (längs) verstrecktem bzw. gerecktem Poly­ propylen.

Die Folien 10, 12 werden von je einem Coil 14, 16 abgewickelt und über Führungswalzen 18-24 in einem Laminator mit einem Kühlzylinder 26 und einer Anpreßwalze 32 zusammengeführt. Dort wird durch eine Düse 28 Kaschiermittel 30 zwischen die Folien 10, 12 coextrudiert und dabei ein dreischichtiger Ex­ trusionsfilm gebildet, der aus einer inneren Trägerschicht und äußeren Haftvermittlerschichten besteht. Für die Träger­ schicht ist Polypropylen und für die Haftvermittlerschichten ein Copolymer - Bipolymer oder Terpolymer - von Polypropylen vorgesehen.

Folien 10, 12 und Kaschiermittel 30 werden mit der Anpreßwalze 32 an den Kühlzylinder 26 angedrückt. Die Anpreßwalze 32 wirkt gegen die äußere Folienlage 10. Nach Umlaufen etwa des halben Kühlzylinderumfangs wird das Laminat 34 über Walzen 36, 38 von dem Kühlzylinder 26 weggeführt und zu einem Coil 40 ge­ wickelt.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Tandemanlage werden drei OPP-Folien 42, 44, 46 zusammenkaschiert. Eine die mittlere Schicht des Laminats 48 bildende erste Folie 42 wird in einem ersten La­ minator von links über dessen Anpreßwalze 54 kommend mit einer zweiten Folie 44 zusammengeführt, die von rechts kommend über den Kühlzylinder 50 des Laminator geführt ist. Zwischen die Folien 42, 44 wird Kaschiermittel 52 in der zuvor beschriebenen Weise coextrudiert.

Die Folien 42, 44 und das Coextrudat 52 werden mit der Anpreß­ walze 54 an den Kühlzylinder 50 angedrückt. Die Anpreßwalze 54 wirkt gegen die außen laufende erste Folie 42. Nach Umlaufen etwa eines Viertels des Kühlzylinderumfangs wird das aus zwei Folienlagen bestehende Laminat 56 von dem ersten Laminator weg und über eine Walze 58 in einem zweiten Laminator von rechts kommend über dessen Anpreßwalze 98 mit einer dritten Folie 46 zusammengeführt, die von links kommend über den Kühl­ zylinder 60 des Laminators geführt ist. Laminat 56 und dritte Folie 46 werden in der zuvor beschriebenen Weise mit coextru­ diertem Kaschiermittel 62 zusammenkaschiert. Aus der spiegel­ symmetrischen Folienführung an den beiden Extrusionsstufen resultiert ein beidseitiges Kaschieren der ersten Folie 42 mit der zweiten und dritten Folie 44, 46.

Die Folien 42-46 kommen von Coils 64-68. Das dreilagige Laminat wird zu einem Coil 70 aufgewickelt.

Bei dem Laminat gemäß Fig. 3 sind zwei 60 µ dicke OPP-Folien 88, 90 mit einer coextrudierten Kaschiermittelschicht zusammen­ kaschiert. Die Kaschiermittelschicht besteht aus einem mittleren Kaschiermittelträgerfilm 92 aus Polypropylen und beidseitigen Haftvermittlerschichten 94, 96 aus einem Poly­ propylen-Copolymer.

Claims (6)

1. Verfahren, zur Herstellung eines papier- oder kartonähn­ lichen Schichtstoffes, bei dem man wenigstens zwei materialgleiche Lagen im Verhältnis 1 : 10 bis 1 : 20 verstreckte thermoplastische Polyolefinfolie mit einem Kaschiermittel zusammenkaschiert, das unter Bildung einer mittigen Trägerschicht und beidseitiger haftvermittelnder Schichten an einem Laminator mit einem Kühlzylinder zwischen die Lagen coextrudiert wird, wobei die Träger­ schicht mit dem Polyolefin der Folien materialgleich und die haftvermittelnden Schichten ein Copolymer davon sind und das Coextrudat eine Dicke von 10 bis 20 µm hat.

2. Papier- oder kartonähnlicher Schichtstoff hergestellt nach dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Polyolefinfolie aus Polyethylen, insbe­ sondere HD-Polyethylen oder LD-Polyethylen, oder Poly­ propylen, oder Copolymeren davon, insbesondere Bipolymeren oder Terpolymeren, besteht.

3. Schichtstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolefinfolie gefüllt ist, und zwar vorzugsweise mit Talkum oder Calciumcarbonat (Kreide).

4. Schichtstoff nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Polyolefinfolie monoaxial verstreckt ist.

5. Schichtstoff nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Polyolefinfolie biaxial verstreckt ist.

6. Schichtstoff nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Kaschiermittelschicht eingefärbt ist.