DE2136815A1

DE2136815A1 - Molten plastic coating - of continuous sheet material

Info

Publication number: DE2136815A1
Application number: DE2136815A
Authority: DE
Inventors: Rolf Knigge; Erich Pagendarm; Johann Wick
Original assignee: PAGENDARM KG MASCHINENFABRIK
Current assignee: PAGENDARM KG MASCHINENFABRIK
Priority date: 1971-07-23
Filing date: 1971-07-23
Publication date: 1973-02-08
Also published as: JPS48100465A

Abstract

Thermoplastic film, either formed on a set of pick up rollers from an original melt or by extrusion, is applied to the base material between pressure rollers and the side in contact with that base material is hotter than that remote from it, the cooling of the latter being via e.g. an intermediate cooled roller and/or localised surface heating being applied to the film immediately before it comes into contact. with the base material. Thus process gives improved stability of product and the base material not damaged.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzbeßchichten einer Bahn Die. Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzbeschichten einer Bahn mit einem thermoplastischen Film. Method and apparatus for hot melt coating a web Die. The invention relates to a method and an apparatus for melt coating a sheet with a thermoplastic film.

Die Haftung des Films an der beschichteten Bahn ist allgemein umso besser, je höher die Temperatur des Films und gegebenenfalls auch der Bahn beim Besahichten ist. Je hoher die Temperatur ist, umso mehr Wärme muß nach dem Beschichten abgeführt werden. Da aber die KWhlleistung außer durch die Wärmeleitfähigkeit des erzeugten Laminats auch durch die Konstruktion der Ktihleinrichtung begrenzt ist, wird die Maschinengeschwindigkeit durch die abzuftihrende Wärme und somit durch die Temperatur des aufgetragenen Films begrenzt.The adhesion of the film to the coated web is generally even higher better, the higher the temperature of the film and possibly also of the web at Sightseeing is. The higher the temperature, the more heat it needs can be discharged after coating. But since the KWhl power except through the Thermal conductivity of the laminate produced also through the construction of the cooling device is limited, the machine speed is determined by the heat to be dissipated and thus limited by the temperature of the applied film.

Beim Beschichten wärmeempfindlicher Bahnen darf die Temperatur der Bahn während und nach dem Beschichten nicht so hoch werden, daß wesentliche Eigenschaften der Bahn dadurch gefährdet werden. Beispielsweise darf die Temperatur von zu beschichtenden Folien aus thermoplastischem Werkstoff wie Polyvinvlchlorid, Polyäthylen oder Polypropilän nicht oder höchstens in einem geringen Bereich ihrer Dicke tiber die Temperaturgrenze ansteigen, oberhalb welcher die Formbeständigkeit der Folie verloren geht. Die Beschichtung solcher Bahnen mit hochschmelzenden Filmen, beispielsweise mit sogenannten hot melts, stößt daher bislang auf Schwierigkeiten. Beispielsweise geht die Formbeständigkeit der genannten Werkstoffe im Temperaturbereich von 60 - 1000 verloren, während iibliche hot melts zwischen 120 und 1600 C verarbeitet werden.When coating heat-sensitive webs, the temperature of the Web during and after coating does not become so high that essential properties the railway will be endangered as a result. For example, the temperature of the to be coated Films made of thermoplastic material such as polyvinyl chloride, polyethylene or polypropylene not or at most in a small area of their thickness beyond the temperature limit increase, above which the dimensional stability of the film is lost. The coating such webs with high-melting films, for example with so-called hot melts, therefore has so far encountered difficulties. For example, the dimensional stability goes of the mentioned materials in the temperature range of 60 - 1000 lost, while usual hot melts between 120 and 1600 C can be processed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestatten, ohne Erhöhung der KiJhlleistung nach dem Beschichten mit höherer Geschwindigkeit zu fahren beziehungsweise bei gleicher Maschinengeschwindigkeit mit geringeren Kiihlleistungen auszukommen. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die auch das Beschichten temperaturempfindlicher Bahnen gestatten.The invention is based on the object of a method and a device that allow, without increasing the cooling capacity after coating to drive at a higher speed or at the same machine speed get by with lower cooling capacities. Another object of the invention based on the creation of a method and an apparatus that also do the coating allow temperature-sensitive tracks.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Film vor dem Erreichen der zu beschichtenden Bahn auf der der Bahn abgewandten Seite auf eine niedrigere Temperatur als auf der der Bahn zugewendeten Seite geracht wird.The solution according to the invention is that the film before reaching of the web to be coated on the side facing away from the web to a lower one Temperature than on the side facing the web.

Während der Film auf der der Bahn zugewendeten, mit ihr zu verklebenden Seite auf einer so hohen Temperatur gehalten oder auf eine so hohe Temperatur aufgeheizt wird, daß er die gew*nschte Klebfähigkeit besitzt, hat er auf der anderen Seite eine wesentlich geringere Temperatur.While the film is facing the web to be glued to it Page held or heated to such a high temperature on the other hand, that he has the desired adhesive strength a much lower temperature.

Der gesamte Wärmeinhalt wird dadurch gegenüber den bekannten Verfahren, bei denen der gesamte Film im wesentlichen gleiche Temperatur über den gesamten Querschnitt besitzt, geringer. Entsprechend geringer ist auch die Wärmemenge, die nach dem Beschichtungsvorgang abzuführen ist. Ferner wird auch die Temperatur geringer, auf die die beschichtete Bahn aufgeheizt wird, da nur eine geringere Wärmemenge von dem Film auf diese Bahn übergeht. So wird beispielsweise bei der Beschichtung von thermoplastischen Folien lediglich die äußerste, dem aufgebrachten Film anliegende Folienschicht auf eine Temperatur aufgeheizt, die der Temperatur des Films auf der Beschichtungsseite nahekommt, während der übrige Polienquerschnitt auf geringerer Temperatur bleibt und dadurch seine Formbeständigkeit wahren kann.The entire heat content is thereby compared to the known methods, at which the entire film is essentially the same temperature throughout Has a lower cross-section. The amount of heat that is to be discharged after the coating process. Furthermore, the temperature is also lower, on the the coated web is heated, since only a minor one The amount of heat transferred from the film to this path. For example, the Coating of thermoplastic films only the outermost, the applied Film adjacent film layer is heated to a temperature that corresponds to the temperature of the film on the coating side comes close, while the rest of the pile cross-section remains at a lower temperature and can thus maintain its dimensional stability.

Wenn der Film durch die Andruckwalze eines Walzenauftragswerks oder eine ähnliche Trägerfläche - beispielsweise ein umlaufends Band - aus dem Schmelzzustand auf die Bahn aufgetragen wird, kann die Wärme von dem Film durch die Andruckwalze beziehungsweise die Drägerfläche abgeführt werden. Zu diesem Zweck kann die Walze beziehungsweise Trägerfläche gekühlt sein. Umgekehrt kann die von der Walze abgewendete, der zu beschichtenden Bahn zugewendete Oberfläche des Films beheizt werden.When the film is pushed through the pressure roller of a roller applicator or a similar support surface - for example a circumferential band - from the melted state is applied to the web, the heat from the film through the pressure roller or the Dräger surface can be dissipated. For this purpose, the roller or support surface be cooled. Conversely, the turned away from the roller, the surface of the film facing the web to be coated is heated.

Ort und Stärke der Kühlung beziehungsweise Heizung richten sich dabei selbstverständlich nach dem Ziel, daß der aufzutregende Film in dem Augenblick, in welchem er die zu beschichtende Bahn erreicht und an diese angedockt wird, die gewünschte Temperaturverteilung besitzt; in diesem Punkt soll bei Einhaltung der gewünschten Mindesttemperatur auf der der Bahn zugewendeten Seite die Temperaturdifferenz zwischen der einen und der anderen Filmseite maximal sein.The location and strength of the cooling or heating are based on this of course, with the aim of making the film to be exciting at the moment in which it reaches the web to be coated and is docked to it, the has desired temperature distribution; at this point, if the desired minimum temperature on the side facing the web the temperature difference between one and the other side of the film must be a maximum.

Wenn der Film in-festem Zustand zugeführt wird, kann er kurz vor dem Auftragen auf die zu beschichtende Bahn lediglich auf der der Bahn zugewendeten Seite auf die gewünschte Temperatur erwärmt werden. Nötigenfalls kann er vorher oder von der anderen Seite her gleichzeitig oder später gekühlt werden.If the film is fed in the solid state, it may be just before the Application to the web to be coated only on the one facing the web Side to be heated to the desired temperature. If necessary, he can beforehand or be cooled from the other side at the same time or later.

Wenn hingegen von einem Beschichtungenverfahren außgegangen wird, bei dem der Film aus einem Extruder oder dergleichen austritt, wird der Film zweckmäßigerweise vor dem Beschichten auf der der Bahn abgewendeten Seite gekühlt und auf der anderen in klebfähigem Zustand gehalten.If, on the other hand, a coating process is assumed, where the film exits from an extruder or the like, the film becomes convenient cooled before coating on the side facing away from the web and on the other kept in sticky condition.

Wenn der Film über eine Walze oder eine ähnliche, endlos umlaufende Trägerfläche an die zu beschichtende Bahn herangeführt und gegebenenfalls an sie angedrückt wird, trägt diese Walze beziehungsweise Trägerfläche vorteilhafterweise einen Belag geringer Adhäsion. Sie kann beispielsweise einen Bezug auS Polytetrafluoräthylen oder einem ähnlichen Folyfluorkohlenstoff oder einen Bezug oder eine Beschichtung aus einem Silikon tragen. Desgleichen ist das Aufs¢hen eines Trennöls oder dergleichen im Rahmen der Erfindung denkbar.When the film is on a roller or similar, endlessly revolving Carrier surface brought up to the web to be coated and, if necessary, to it is pressed, this roller or support surface advantageously carries a low-adhesion coating. For example, it can have a cover made of polytetrafluoroethylene or a similar polyfluorocarbon or a cover or coating the end wear a silicone. The same applies to the absorption of a release oil or the like conceivable within the scope of the invention.

Als Einrichtung zu-m Beheizen der der Bahn zugewendeten Folienseite eignen sich vornehmlich solche Wärmequellen, die die Wärme durch Wärmeleitung übertragen, also beispielsweise Heißluft- oder Flammdüsen, beispielsweise in der Form sogenannter Heißluft- oder Flammbürsten. Ee kann aber auch Infrarot-Bestrahlung verwendet werden.As a device for heating the side of the film facing the web those heat sources that transfer heat by conduction are primarily suitable, So for example hot air or flame nozzles, for example in the form of so-called Hot air or flame brushes. However, infrared radiation can also be used.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die in schematischer Darstellung drei erfindungsgemäße Vorrichtungen weranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 eine Vorrichtung mit Walzenauftragswerk Fig. 2 eine Vorrichtung, bei der der aufzutragende Film in feater Form als Folienbahn zugeführt wird, und Fig. 3 eine Vorrichtung, bei der der aufzutragende Film von einem Extruder erzeugt wird.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing explains the three devices according to the invention in a schematic representation which illustrates. 1 shows a device with a roller applicator in FIG. 2 a device in which the film to be applied is fed in feater form as a sheet of film is, and Fig. 3 shows a device in which the film to be applied by an extruder is produced.

Dasuftragswerk besteht bei i der Vorrichtung gemäß Fig.1 aus der in das Schmelzbad 1 eintauchenden Walze 2, einer weiteren Walse 3, die einen Teil der von der Walze 1 emporgetragenen Schmelze an eine dritte Walze, die Andruckwalze 4 abgibt. Während die Walzen 2 und 3 vorzugsweise beheizt sind, kann Walze 4 gekühlt werden. Damit die auf ihrer Oberfläche mindestens teilweise erstarrende Schmelze nicht an ihr haften bleibt, ist sie mit einem Mantel aus Polytetrafluoräthylen versehen. Walze 4 überträgt die auf ihr haftende Schicht 5 in dem Walzenspalt 6 zwischen ihr und der KU1ilwalze 7 auf die Bahn 8, die über die Walze 7 zugeführt wird. Damit die Schicht 5 troz der Kühlung durch die Walze 4 auf der der Bahn 8 zugewendeten Seite ausreichende Klebkraft behält, wird vor dem Erreichen des Walzenspalts 6 eine Heizeinrichtung 9 vorgesehen, die in dem dargestellten Beispiel als Luftbürste schematisch veranschaulicht ist. Von der Kühlwalze 7 braucht daher nur soviel Wärme aus der Bahn 8 und ihrer Beschichtung abgeführt zu werden, daß die der Bahn 8 zugewendete, noch schmelzflüssige Schicht erstarrt, während der übrige Bereich des Filmquerschnitts bereits von der Walze 4 heruntergekühlt wurde. Die Vorrichtung kann daHER MIT HOHæRBR Geschwindigkeit betrieben werden als vergleichbare Vorrichtungen, bei denen der von derzu berchichtenden Bahn 8 abgewandte Teil des Films nicht vor dem Erreichen des Walzenspalts 6 gekühlt wird.In the case of the device according to FIG. 1, the application unit consists of the in the molten bath 1 immersed roller 2, another whale 3, the part of the melt carried up by the roller 1 to a third roller, the pressure roller 4 releases. While rollers 2 and 3 are preferably heated, roller 4 can be cooled. So that at least partially on their surface If the solidified melt does not adhere to it, it is covered with a jacket made of polytetrafluoroethylene Mistake. Roller 4 transfers the layer 5 adhering to it in the roller gap 6 between it and the KU1ilwalze 7 on the web 8, which is fed over the roller 7 will. So that the layer 5 in spite of the cooling by the roller 4 on the web 8 facing side retains sufficient adhesive strength before reaching the nip 6 a heating device 9 is provided, which in the example shown as an air brush is illustrated schematically. Therefore, only so much heat is required from the cooling roller 7 to be removed from the web 8 and its coating that the web 8 facing, still molten layer solidifies, while the remaining area of the film cross-section has already been cooled down by the roller 4. The device can therefore WITH HOHæRBR Speed can be operated than comparable devices in which the the part of the film facing away from the web 8 to be coated is not before it is reached of the nip 6 is cooled.

Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß eine Zwangskühlung der Walze 4 nicht unbedingt erforderlich ist.It should be noted in this connection that a forced cooling of the Roller 4 is not absolutely necessary.

Die von dieser Walse infolge ihrer natürlichen Wärmeabgabe an die Umgebung aus der Schicht 5 abgezogene Wärme reicht häufig aus, um den erfindungsgemäßen Effekt zu erzielen. Bekannte Andruckwalzen, welche keine besondere Heizung aufweisen und daher ebenfalls Wärme aus dem an ihrer Oberfläche haftenden Beschichtungsmaterial abziehen, unterscheiden sich von der erfindungsgemäßen Walse dadurch, daß sie keinen Belag geringer Adhäsion tragen und daher diejenigen Teile der Schmelze, die gegebenenfalls infolge von Wärmeabgabe sich verfestigt haben oder eine allzu geringe Viskosität angenommen haben, nicht an die zu beschichtende Bahn abgeben, sondern infolge der stärkeren Haftung dieser Teile an der Walzenoberfläche weiter mitnehmen. Bei bekannten Walzenauftragswerken beobachtet man, daß die Andruckwalze auch hinter dem Walzenspalt stets eine gewisse Schicht des Beschichtungsmaterials trägt, woraus hervorgeht, daß nur solche Teile des Beschichtungsmaterials an der zu beschichtenden Bahn verblieben sind, die sich im Walzenspalt noch in ausreichend schmelzfltssigen Zustand befanden und somit in einem Zustand, der dem Zustand des Films auf dessen der zu beschichtenden Bahn zugewendeten Seite vergleichbar ist.The from this whale as a result of their natural heat transfer to the Environment from the layer 5 extracted heat is often sufficient to the invention To achieve effect. Known pressure rollers which do not have any special heating and therefore also heat from the coating material adhering to its surface subtract, differ from the whale according to the invention in that they do not Wear coating with low adhesion and therefore those parts of the melt that may have solidified due to the release of heat or have an excessively low viscosity have assumed, do not give up to the web to be coated, but as a result of the the stronger adhesion of these parts to the roller surface. At acquaintances Roller applicators can be observed that the pressure roller is also behind the nip always carries a certain layer of the coating material, from which it can be seen that only such parts of the coating material remained on the web to be coated that were still in a sufficiently molten state in the nip and thus in a state similar to the state of the film on that to be coated Web facing side is comparable.

Im Gegensatz dazu werden im erfindungagemäßen Fall auch diejenigen an der Oberfläche der Walze 4 haftenden Teile der Beschichtungsmasse an die zu beschichtende Bahn übertragen, die infolge ihrer unmittelbaren Nach barschaft zur Oberfläche der Walze 4 eine vollständige oder erhebliche Verfestigung beziehungsweise Vikositätsverringerung durch Temperaturabsenkung erfahren haben.In contrast, in the case according to the invention those parts of the coating material adhering to the surface of the roller 4 to the coating material to be coated Train transferred, which as a result of their immediate neighborhood to the surface of the Roll 4 a complete or substantial solidification or viscosity reduction have experienced due to a drop in temperature.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 besteht aus zwei Walzen 10 und 11, die einen Walzenspalt 12 bilden, durch welchen die Bahn 13 gemeinsam mit dem Beschichtungsfilm 14 geführt wird, der Aber eine Walze 15 im kalten, d.h. festen Zustand zugeführt wird. Wenigstens eine der Walzen 10 und 11 ist gekühlt. In dem Winkel zwischen dem zugeführten Film 14 und der Walze 10, über welche die Bahn 13 zugeführt wird, ist eine Heizeinrichtung 16 angeordnet, die als Heißluftbürste angedeutet ist. Sie ist so nahe vor dem Walzenspalt angeordnet, daß lediglich die der zu beschichtenden Bahn 13 zugewendete Seite des Films 14 bis zum schmelzflüssigen beziehungsweise klebfähigen Zustand erhitzt wird. Die übrigen Querschnittsbereiche der Folie bleiben vergleichsweise kühl, so daß nur eine geringe Wärmemenge durch die Walze 10 oder 11 abgeführt werden muß und daher eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht wird beziehungsweise nur eine geringe und schonende Erwärmung der zu beschichtenden Bahn 13 stattfindet.The device according to FIG. 2 consists of two rollers 10 and 11, which form a nip 12 through which the web 13 together with the coating film 14, to which a roller 15 is fed in the cold, i.e. solid state will. At least one of the rollers 10 and 11 is cooled. In the angle between the fed film 14 and the roller 10 over which the web 13 is fed is a heating device 16 is arranged, which is indicated as a hot air brush. she is so close in front of the nip that only those to be coated Web 13 facing side of the film 14 to the molten or respectively adhesive state is heated. The remaining cross-sectional areas of the film remain comparatively cool, so that only a small amount of heat through the roller 10 or 11 must be discharged and therefore a high working speed is made possible or only a slight and gentle heating of the web to be coated 13 takes place.

Im Falle der Ausführung gemäß Fig. 3 bilden wieder zwei Walzen 10 und 11 einen Walzenspalt 12, dem die zu beschichtende Bahn 13 über die Walze 10 zugeführt wird. Ferner wird dem Spalt von einem Extruder 17 ein thermoplastischer Film 18 zur Beschichtung der Bahn 19 zugeführt. Dieser im sehmelsflussigen, klebfähigen Zustand befindliche Film wird durch eine Kühleinrichtung 19, die als Luftbürste dargestellt ist, auf der der Bahn 13 und der Walze 10 abgewendeten Seite nahe dem Walzenspalt 12 gekühlt, wodurch dem Film erhebliche Wärmemengen entzogen werden, ohne daß die der zu beschichtenden Bahn 13 zugewendete Filmseite die erforderliche Klebfähigkeit verliert. Gegebenenfalls kann diese Seite durch Heizeinrichtungen 20, die als Infrarotstrahler dargestellt sind, auf der erforderlichen Temperatur gehalten werden.In the case of the embodiment according to FIG. 3, two rollers 10 again form and 11, a nip 12, to which the web 13 to be coated passes over the roller 10 is fed. Further, the gap from an extruder 17 becomes thermoplastic Film 18 is fed to the web 19 for coating. This in the sehmelsfluigen, adhesive The state of the film is cooled by a cooling device 19, which acts as an air brush is shown, on the side facing away from the web 13 and the roller 10 near the The nip 12 is cooled, as a result of which considerable amounts of heat are extracted from the film, without the film side facing the web 13 to be coated the required Loses adhesiveness. If necessary, this side can be replaced by heating devices 20, which are shown as infrared radiators, at the required temperature being held.

Claims

A method of melt coating a web with a thermoplastic Film, characterized in that the film before reaching the to be coated Temperature on the side facing away from the web to a lower temperature than on the web the side facing the web is brought.

2. The method according to claim 1, characterized in that by a circumferential support surface that applies the film from the melted state to the web Heat is removed from the film.

3. The method according to claim 2, characterized in that the of The surface of the film facing away from the roller is heated.

4. The method according to claim 1, characterized in that the solid State of the fed film just before application to the web to be coated only is heated on the side facing the web.

5. The method according to Anapruch 1, characterized in that the from a film escaping from an egg rudder or the like before being applied to the The side turned away from the web is cooled and the other side is kept in a sticky state will.

6. Device for performing the method according to claim 2 or 3, characterized in that an endlessly rotating, the film (5) to the to be coated Web (7) leading support surface (4) can be cooled.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the carrier surface (4) has a low-adhesion coating.

8. Device for performing the method according to claim 2 or 3 and in particular according to claim 6, characterized in that a device 9 for heating the side of the film facing the web (7) to be coated is.