DE2062568A1

DE2062568A1 - Verfahren zur Herstellung einer durch lassigen thermoplastischen Folie

Info

Publication number: DE2062568A1
Application number: DE19702062568
Authority: DE
Inventors: William Joseph Fairport NY Clayton (V St A )
Original assignee: Mobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1969-12-18
Filing date: 1970-12-18
Publication date: 1971-06-24
Also published as: US3718059A

Description

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DR. E. WIEGAND DlPL-ING. W. NIEMANN ο η R ? R R R

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT ZUDZOOO

MÖNCHEN HAMBURG TELEFON: 55 54 76 8000 MÖNCHEN 15, TELEGRAMME: KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

18. Dezember 1970 W. 4o 181/70 7/HS

Mobil Oil Corporation New York, IT.Y. (V.St.A.)

Verfahren zur Herstellung einer durchlässigen thermoplastischen Folie

Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zur Anwendung bei der Herstellung von neuen thermoplastischen Film- oder Folienprodukten, die geregelte Gasoder Dampfdurchlaßverhältnisse oder -eigenschaften haben und die gleichfalls undurchlässig oder wenigstens beständig gegenüber dem Durohlaß von Flüssigkeiten oder festen Stoffen dadurch sind.

Derartige Film- oder Folienmaterialien haben zahlreiche Anwendung gefunden, z.B. bei der Herstellung von Beuteln oder Film- oder Folienmaterial, das zum Verpacken von Feuchtigkeit abgebenden frischen Produkten oder Fleischprodukten dient. Andere Anwendungθzwecke für solche durch-

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lässigen Filme umfassen Kleidungsstücke, wie Regenmantel, Einsätze und Putter, Babyhosenmaterialien sowie Filter, Folien für Bauzwecke, Folien für Polsterungen, Wundverbandmaterialien und viele andere Zwecke.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Behandlung von thermoplastischen Bahnen oder Platten in solcher Weise, daß deren Durchlässigkeit erhöht wird. Dies kann gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung dadurch verwirklicht werden, daß man Löcher oder Perforationen in ausgewählten Bereichen der Gesamtoberfläche herstellt, die der,Druckanwendung einer mit Schleifmittel überzogenen Oberfläche entweder mit oder ohne Anwendung von erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird. Ein derartiges Verfahren ergibt die Bildung von durchlässigen Filmen oder Folien von hoher mechanischer Festigkeit und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine verhältnismäßig gleichförmige Verteilung von Hikroporen erzielt wird, die einen geregelten oder begrenzten Durchgang von Gas und Feuchtigkeitsdampf gestattet, bei denen jedoch der Durchgang von Flüssigkeiten verhindert wird. Die Perforationen oder Mikroporen, die gemäß einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung gebildet werden, sind dadurch gekennzeichnet, daß sie eine wulstartige Umfangszone haben, die unmittelbar die Perforation umgibt, z.B. wenn Wärme während des Perforationsvorgangs angewendet wird.

Es sind zahlreiche Verfahren zur Herstellung von Folien, wie thermoplastischen Folien, die zur Erhöhung der Durchlässigkeit für Gase und/oder Dämpfe, wobei der Durchtritt von Flüssigkeiten verhindert wird, perforiert \tfurden, bekannt.

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Ein solches Verfahren zum Perforieren thermoplastischer Folien ist in der US-Patentschrift 2 689 379 beschrieben, "bei dem ein heißes metallisches Gitter oder eine harte Oberfläche, in die ein Gitterrostmuster eingeritzt ist, verwendet wird. Es wurde jedoch gefunden, daß, wenn ein Film unter Verwendung dieses Verfahrens perforiert wird, das sich ergebende Folienprodukt, obwohl es gegen den Durchtritt von Flüssigkeiten, wie z.B. Wasser, etwas widerstandsfähig ist, den Durchtritt solcher Flüssigkeiten unter Anwendung eines sehr geringen Druckes gestattet. Weiterhin bekommen, wenn V/asser durch solch ein Folienmaterial gepreßt wurde, die löcher der Folie leicht Risse, wobei sie ziemlich vergrößert werden, und danach läuft Wasser durch ein solches Produkt buchstäblich wie durch ein Gitter. Bei der Verwendung eines solchen Gitterrostes zur Perforation von thermoplastischen Folien sind die entstehenden Perforationen außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die Folie um den Umfang des Loches extrem dünn ist, das an dem Punkt gebildet wird, wo sich die Drähte, aus denen der Gitterrost besteht, schneiden. Wenn thermoplastische Folien zur Erhöhung der Dehnbarkeit Weichmacher enthalten, ist ein solcher extrem dünner Bereich der Folie recht unerwünscht. Die Weichmacher in solchen dünnen Folienbereichen haben die Neigung, sehr schnell bei wiederholtem periodischem Waschen solcher Folienprodukte herausgewaschen zu werden. was dazu führt, daß diese verdünnten Gebiete, die direkt die Löcher umgeben, so spröde werden, daß sie während eines normalen Gebrauchs solcher Produkte brechen. Außerdem wurde gefunden, daß die meisten thermoplastischen Folien* wie z.B. Polyäthylen, wenn sie unter Verwendung eines Drahtgitterrostes in einer kontinuierlichen Reihen-Perforationsarbeitsweise perforiert werden, die Neigung

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haben, an der Metalloberfläche eines solchen Gitterrostes zu haften, was dann eine glatte kontinuierliche Perforationsarbeitsweise beeinträchtigt und oft verhindert .

Die US-Patentschrift 3 o73 3o4 beschreibt ein Verfahren sum Perforieren dünner thermoplastischer Folien, indem man solche Folien durch einen Spalt, der durch ein Paar Walzen gebildet wird, führt. Eine dieser Walzen ist eine erwärmte, harte Walze mit glatter Oberfläche und die andere eine kordierte oder geätzte Walze mit einer Vielzahl Erhebungen auf der Oberfläche zur Perforation der Folien Zusätzlich zur offensichtlichen wirtschaftlichen Nachteiligkeit, die mit der Verwendung einer gravierten metallischen Walze in einem solchen Verfahren verbunden ist, bestehen Regelprobleme, wie die Neigung der metallischen Erhebungen zum Überhitzen und Anhaften auf der Oberfläche der Folie aufgrund der natürlichen hohen Wärmeleitfähigkeit solcher Metalloberflächen. Außerdem werden diese Erhebungen durch den dauernden Druckkontakt gegen die Walze mit glatter Oberfläche schnell stumpf, wodurch ein oftmaliger Austausch der Lochwalze notwendig wird.

Außerdem haben, wie in der US-Patentschrift 3 o73 3o4 beschrieben, thermoplastische Folien, wie z.B. Polyvinyle, bei Abwesenheit geeigneter Stützbahnen oder -platten oder Schutzschichten die Neigung, sich zu deformieren und zusammenzuziehen, wenn sie auf Temperaturen erwärmt werden, die für die Perforation solcher Folien notwendig sind. Wenn Versuche gemacht werden, solche gravierten metallischen Walzen innerlich au kühlen, um Wärme von den Oberflächenerhöhungen derselben abzuleiten,

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wurde gefunden, daß auch eine schnelle Wärmeableitung von der erwärmten V/alze mit glatter Oberfläche stattfindet, was gewöhnlich zu keiner oder nicht zufriedenstellender Perforation der Folie führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer durchlässigen thermoplastischen Folie zu schaffen, bei dem diese gegen eine Lochwalze gedrückt

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man eine Lochwalze verwendet, deren Oberfläche ganz oder teilweise mit Schleifkörnern überzogen ist, die Folie zwischen der Lochwalze und einer nachgiebigen Druckwalze durchführt und die Lochwalze oder die Druckwalze oder beide erhitzt werden können.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Erhöhung der Durchlässigkeit von thermoplastischen Folien geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einzelne oder mehrfache Schichten von Folien oder Filmen in den Spalt, der durch ein Paar gegenläufiger Walzen gebildet wird, führt. Eine der Walzen, nachstehend als Lochwalze bezeichnet, hat auf ihrer Oberfläche eine gleichmäßig verteilte Schleifmittelschicht, wie z.B. ein Schleifmittel aus komplexen Eisen- und Aluminiumsilikaten, oder ein Schleifmittel der Aluminiumoxydart. Die andere V/alze, im folgenden als Druckwalze bezeichnet, drückt die thermoplastische Folie auf die mit Schleifmittel überzogene Oberfläche der Lochwalze. Die Folie wird anschließend von der Lochwalze unter Verwendung einer geeigneten Abnahmewalze abgezogen und schließlich zu einem Aufwickel-Arbeitsgang geführt.

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ORlGWAL INSPECTED

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schaubild einer Vorrichtung, die gemäß dem Verfahren der Erfindung verwendet v/erden kann.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Wiedergabe einer Mikrophotographie einer thermoplastischen Folie, die gemäß dem Verfahren der Erfindung perforiert wurde.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Wiedergabe einer Mikrophotographie, die einen Querschnitt durch eine einzelne Perforation in einem Schnitt durch eine thermoplastische Folie zeigt, die gemäß dem Verfahren der Erfindung perforiert wurde.

Figuren 4a bis 4d zeigen vergrößerte bildliche Darstellungen einer einzelnen Folienschicht, die gemäß einer Ausführungsfprm des Verfahrens gemäß der Erfindung perforiert wird.

Fig. 5 ist eine bildliche Ansicht einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung, die gemäß dem Verfahren der Erfindung verwendet werden kann.

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf Walze 13'» die in Fig. 5 gezeigt wird.

Fig. 7 ist eine Teilansicht eines Querschnitts· der Walze 13·ι der entlang der Schnittlinie 7-7 der Fig. 6 ausgeführt wurde.

Fig. 8 ist eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der lochwalze, die in der in Fig. 5 gezeigten

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Vorrichtung verwendet werden kann.

In Fig. 9 ist eine Tragschüssel, die frische Früchte enthält, abgebildet, die mit einem Folienerzeugnis, welches nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wurde, umhüllt ist.

Es wurde gefunden, daß semipermeable Folien, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, sich besonders zum Einpacken von frischen Erzeugnissen, Früchten und dgl. eignen. Als semipermeabel wird eine Folie bezeichnet, wenn sie gegenüber dem Durchtritt von Flüssigkeiten, wie Wasser, ziemlich undurchlässig ist, die jedoch den Durchtritt von Gasen, wie Sauerstoff, in einem größeren Ausmaß gestattet als z.B. nichtperforierte thermoplastische Folien oder Folien, die nicht nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt wurden.

Früchte und Gemüse werden im allgemeinen kurz vor oder während der Reifezeit geerntet. Sie leben dann eine Zeitlang weiter, und zwar einige Tage bis zu einigen Monaten, und danach setzt der Beginn des Alterns ein. Bei den meisten Früchten und Gemüsen verlangsamt eine Erniedrigung der Temperatur den Lebensprozeß und ist deshalb ein Faktor, der die Zeitspanne zwischen dem Ernten und dem Einsetzen des Alterns verlängert. Bei einigen Früchten jedoch, wie z.B. Bananen, sind die Begleiterscheinungen, die durch die Erniedrigung der Temperatur bei dem Versuch, sie zu konservieren, auftreten, für die Früchte schädlicher alß eine ungekühlte Lagerung. Es ist bekannt, daß die ideale relative Feuchtigkeit für die Lagerung von Früchten und Gemüsen für die einzelnen Produktarten unterschiedlich ist, aber im allgemeinen in den Bereich zwischen etwa 85 bis 95$ fällt. Es wurde ge-

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funden, daß, wenn thermoplastische Folien, welche zur Erhöhung der Durchlässigkeit gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt wurden, zum Verpacken von frischen Erzeugnissen verwendet werden, die Lagerfähigkeit solcher Waren aufgrund des Einpackmaterials, das eine relativ konstante und optimale relative Feuchtigkeit in der Packung aufrechthält, wirkungsvoll verlängert wird. Das Einpackmaterial regelt die Menge an Kohlendioxyd, die von den frischen Erzeugnissen aufgrund ihres Atmungszyklusses abgegeben wird, und beschränkt die Sauerstoffmenge, die aus der äußeren Atmosphäre in die Packung eindringen kann.

Im allgemeinen umfaßt das Verfahren die Anwendung von Druck mit oder ohne Anwendung von Wärme auf die thermoplastische Folie, die sich zwischen zwei Oberflächen befindet, von denen eine mit Schleifmittel überzogen ist und die bei einer Temperatur von ca 1o°C (5o°F) bis etwa 49⁰O (12o°F) und vorzugsweise bei etwa 21⁰G (7o°F) gehalten wird und die andere aus einer glatten oder sandgeblasenen Oberfläche besteht, die bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur gehalten wird, d.h. bei einer Temperatur über dem Erweichungspunkt des thermoplastischen Materials, das perforiert wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch eine Änderung der Temperatur der Walze mit glatter Oberfläche eine Änderung der Struktur der durchlässigen Folie erreicht.

Ist es bei der Anwendung erwünscht, einzelne oder mehrfache Schichten, wie z.B. einen plattgedrückten Schlauch oder Strang einer solchen Folie zu perforieren, kann die Walze mit glatter Oberfläche bei Raumtem-

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.peratur, d.h. etwa 21⁰O (7o°F) gehalten'werden. Unter solchen Bedingungen findet ein mechanisches Durchlochen oder Perforieren der thermoplastischen Folie statt, da die einzelnen Schleifkörner, die sich auf der mit Schleifmittel überzogenen Walze "befinden, durch die Folie dringen und darin Mikroporen bilden. Der Umfang der perforierten Teile einer solchen Folie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen, die die Löcher unmittelbar umgeben, etwas dünner sind.

Es wurde auch gefunden, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einzelne Schichten der thermoplastischen Folie perforiert werden können, indem man bei einer Temperatur der Walze mit glatter Oberfläche oberhalb Baumtemperatur und vorzugsweise oberhalb des Erweichungspunktes des thermoplastischen Materials, das perforiert werden soll, arbeitet. Wie in Figuren 4a bis 4d klarer gezeigt wird, befindet sich bei Anwendung erhöhter Temperaturen der Walze mit glatter Oberfläche, d.h. Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes der thermoplastischen Folie, die Oberfläche der Folie, die nahe und in Berührung mit der heißen glatten Oberfläche steht, nahe oder oberhalb ihres Schmelzpunktes, während die entgegengesetzte Oberfläche der Folie, d.h, die Oberfläche der Folie, die zuerst mit der mit Schleifmittel überzogenen »/alze in Berührung kommt," verhältnismäßig kalt ist. Wenn auf die thermoplastische Folie Druck durch Zusammenbringen der mit Schleifmittel überzogenen Oberfläche und der heißen glatten Oberfläche angewendet wird, werden die Schleifkörner durch die Plastikfolienschicht bis zu einem gewissen Grad auf die gegenüberliegende Seite der Folie, die sich nahe der heißen glatten Oberfläche befindet, durchgepreßt. Die relativ hohe Tem-.

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peratur der Oberseite der Folie bewirkt ein Erweichen des Kunststoffes und deshalb ein verhältnismäßig leichtes Durchdringen der Körner. Sofort, nachdem die Spitze der Körner mit der erwärmten glatten Oberfläche in Berührung kommt, wird der Druck durch die kontinuierliche Rotation der mit Schleifmittel überzogenen Walze aufgehoben und der untere Teil der Folie aufgrund der Kontraktion der Unterseite der Folie von den Körnern abgehoben. Die Folie wird durch dieses Zusammenziehen genügend gehoben, um jede Spannung, die auf den Film wirken kann, aufzuheben; z.B. im Falle einer 4 mm-Folie etwas über 2 mm. In dem Augenblick, wenn das Korn die Folie durchdringt, wird die Oberseite der Folie geschmolzen und haftet leicht auf der Spitze des Kornes. Folglich wird, wenn die Unterseite der Folie veranlaßt wird, sich zu heben, die Spitze hinunter gezogen, wobei eine kleine, etwas konische Öffnung gebildet wird.

Es wurde gefunden, daß Folien, die unter Anwendung der vorstehenden Arbeitsweise wärmeperforiert wurden, dadurch gekennzeichnet sind, daß sie einen ringförmigen Wulst, der jede winzige Öffnung, die durch die Schleifkörner, welche durch den Film dringen, gebildet wurden, aufweisen. Die Wülste (oder Ringe) werden aufgrund der viskoelastischen Natur des plastischen Materials gebildet, das dazu neigt, von jedem Schleifkorn, wenn es den erwärmten Film durchdringt, zurückzuweichen. Diese ringförmigen Wülste oder Ringe führen dazu, daß das perforierte Folienerzeugnis eine verbesserte Einreißfestigkeit, verglichen mit einem kaltperforierten Folienmaterial, aufweist, da,wenn einmal ein Riß in der perforierten Folie entsteht, die dicken ringförmigen Wülste oder Ringe im Weg eines solchen Risses dazu neigen,

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das Weiterlaufen des Risses zu verzögern oder vollständig aufzuhalten.

Wie vorstehend angegeben, kann eine Vielzahl von Schleifmitteln für die Lochwalze die im erfindungsgemäßen Verfahren Anwendung findet, verwendet werden. Obwohl die Lochwalze direkt mit Schleifmittel überzogen werden kann, das darauf durch Bindemittel gehalten werden kann, werden bevorzugt aufgebrachte Schleifmittel im allgemeinen als Sandpapier bezeichnet, aufgrund des leichten Aufbringens auf die Walzenoberfläche verwendet. Z.B. kann mit Schleifmittel überzogenes Papier oder Tuch einfach durch Kleben auf die Oberfläche der Lochwalze befestigt werden.

Zum Zwecke der Erfindung ist es nicht notwendig, daß die gesamte Oberfläche der Lochwalze mit Schleifmittel überzogen ist. Außerdem ist es in Abhängigkeit von der gewünschten Art des durchlässigen Folienerzeugnisses manchmal wünschenswert, kleine oder getrennte, nichtkontinuierliche Flächen von aufgebrachtem Schleifmittel auf der Lochwalze, die durch Flächen ohne Schleifmittel getrennt sind, zu verwenden. Folienerzeugnisse, die mit einer solchen Lochwalze hergestellt sind, haben gemusterte Flächen von erhöhter durchlässigkeit, wobei dieses Muster dem Muster des Schleifmittels, das sich auf der Oberfläche der Lochwalze befindet, entspricht.

Durchlässige Folienstrukturen können erfindungsgemäß mit Lochgrößen, die zwischen weniger als etwa o,5 mm Durchmesser bis zu etwa 8 bis 1o mm Durohmesser und größer in Abhängigkeit von dem gewünschten Verwendungszweck des hergestellten Folienerzeugnisses hergestellt werden.

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Die Größe der einzelnen Löcher, die die Porosität des Endfolienerzeugnisses bestimmt, ist direkt von der Größe der einzelnen Schleifkörner abhängig, die bei der mit Schleifmittel überzogenen Walze verwendet werden. Der Druck, der auf den Walzenspalt der gegenläufigen Lochwalze und der Walze mit glatter Oberfläche angewendet wird; und bei Perforationsarbeitsweisen, bei denen Wärme auf die Walze mit glatter Oberfläche angewendet wird, die angewendete Wärmemenge, beeinflussen die Lochgröße der durchlässigen Folie. Liegt die Temperatur der Walze mit glatter Oberfläche unter dem Erweichungspunkt der thermoplastischen Folie, die perforiert wird, findet eine mechanische Perforation der Folie statt und die entstehenden Löcher werden ziemlich klein, während, wenn die Temperatur der Walze mit glatter Oberfläche oberhalb des Erweichungspunktes der thermoplastischen Folie gehalten wird, die einzelnen Löcher größer werden und zwar, je höher die Temperatur, desto größer die entstehenden Löcher.

In der Darstellung des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung, die in Fig. 1 gezeigt ist, wird eine einfache kontinuierliche Schicht der thermoplastischen Folie 11 von der Zuführwalze 12 auf die Oberfläche der rotierenden Lochwalze 13 geführt. Die Oberfläche der Lochwalze 13 ist mit einer kontinuierlichen (oder nicht kontinuierlichen) Schleifmittelschicht überzogen, vorzugsweise aufgebrachte Schleifmittel, wie z.B, ein Sandpapier mit Schleifmittel aus komplexen Eisen- und Aluminiumsilikaten, die durch Bindemittel an der Oberfläche der V/a1ze 13 befestigt sind. Das aufgebrachte Schleifmittel kann oder kann nicht den Umfang der Walze 13 bedecken, je nach Art des gewünschten durchlässigen Folienerzeugnisses, und wie im vorstehenden

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beschrieben wurde. Nachdem die Folie 11 auf die Oberfläche der mit Schleifmittel bedeckten Walze 13 geführt wurde, wird die Folie 11 durch die Drehung der Lochwalze 13 zuerste in den Walzenspalt, der durch die Lochwalze 13 und die Nlederdruckwalze 14 (wahlweise) gebildet wird und danach in den Walzenspalt der Hochdruckwalze 16 und der Lochwalze 13 geführt. Die Oberflächen der Nlderdruckwalze 14 und der Hochdruckwalze 16 können erwärmt werden, z.B. unter Verwendung von Infrarot-Wärmequellen 15, die nahe diesen aufgestellt sind. Die Walzen mit glatter Oberfläche, 14 und 16, werden vorzugsweise bei einer Temperatur über den Erweichungspunkt der bestimmten Folie, die perforiert werden soll, gehalten. Es wird vorgezogen, die Temperatur der Folie in Berührung mit der niit Schleifmittel überzogenen Oberfläche der Walze 13 bei einer Temperatur unterhalb etwa 49⁰C (i2o°F) zu halten und insbesondere so tief wie 21⁰C (7o°F) und tiefer. Nachdem die Folie den Walzenspalt, der durch die Lochwalze 13 und die Hochdruckwalze 16 gebildet wird, durchlaufen hat, wird die perforierte Folie von der Walze 13 abgezogen, z.B. durch Verwendung einer rotierenden Abnahmewalze 17 und anschließend wird die Folie zu einer Aufwickelwalze 18 oder zur weiteren Verarbeitung, z.B. einem Arbeitsgang zum Herstellen von Beuteln, geführt. Es wurde gefunden, daß die Arbeitsweise mit aufgebrachtem Schleifmittel und Wärmeperforation, wie vorstehend beschrieben, sich besonders für die Anwendung auf einzelne Folienschichten eignet. Dies beruht in erster Linie auf der Tatsache, daß durch die verhältnismäßig harten metallischen Oberflächen der Hochdruckwalze 16 und der Lochwalze 13 mehrfache Folienüchichten dazu neigen, in jenen Bereichen, in denen sie mit den aufgebrachten Schleifkörnern wärmeperforiert v/erden, zu verschmelzen oder sich zu verbinden, worin ooLche ii'.i\iri.:\:-nun

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Folienschichten perforiert werdsn, indem sie in den Walzenspalt, der von der rotierenden erwärmten Druckwalze und der'kalten Lochwalze 13 gebildet wird, geführt werden.

Wenn es erwünscht ist, mehrfache Folienschichten kalt zu perforieren, wie im vorstehenden "beschrieben, können bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung die Wärmeelemente 15 einfach entfernt werden und die Druckwalzen 14 und 16 kühl oder bei Raumtemperatur laufen, wobei eine mechanische Perforation der einzelnen Schichten stattfindet und nicht die wulstigen Umfassungen der einzelnen Perforationen, wie im vorstehenden beschrieben, gebildet werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Foüenbehandlungsverfahrens gemäß der Erfindung ist die Hochdruckwalze 16 mit einem elastischen, nachgiebigen Material bedeckt oder aus einem solchen hergestellt. S.B. sind solche Materialien wie ein Siliconschwammüberzug als geeignet gefunden worden. Wärme wird entweder von außen durch eine äußere Wärmequelle 15, wie in Fig. 2 . gezeigt, angewendet oder von innen, z.B. durch Zirku-. : lation eines heißen Hediums im Innern der Walze 16«

Es wurde gefunden, daß, wenn die Hochdruckwalze aus einem nachgiebigen Material, wie z.B. Siliconschwamm hergestellt ist oder mit diesem übersogen ist, das erzeugte Folienprodukt eine erhöhte Durchlässigkeit aufweist, die Lochwalze jedoch nicht in der VJeise auf.. die Folie wirl:t, um. ein Folienor^eugnis ^u liefern,. bei dem die Löcher vollständig durch die Folie gebilvlo.t, werden. Das sich orfX-bor.de lür:;ou_c;nis hat hin^e^en eine sehr dünne membranartige Folie an jeder Stelle, die dor

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Spitze eines jeden Schleifkorns entspricht, welches während des Durchgangs der Folie durch den Walzenspalt, der aus der nachgiebigen Druckwalze 16 und der Lochwalze 13 gebildet wird, die Folie durchdringt. Ein sol-,ches Folienerzeugnis ist für die Herstellung von Produktbeuteln brauchbar, da es ein vergrößertes Feuchtigkeitsdampf-Durchlaßverhältnis aufweist und gleichzeitig aufgrund der Tatsache, daß die Filmoberfläche von den Schleifkörnern nicht vollständig durchdrungen wurde, ein solches Folienprodukt den Durchtritt von Flüssigkeiten wie Wasser und äußeren festen Verseuchungsstoffen verhindert. Zusätzlich wurde gefunden, daß eine solche nachgiebige Oberfläche der Hochdruckwalze 16 auch für eine betriebsmäßige Arbeitsweise bei hoher Temperatur wünschenswert ist. Die Elastizität (Nachgiebigkeit) der Oberfläche der Druckwalze 16 hilft das Zerreißen und Beschädigen der Folie zu verhindern, wenn die Folie durch den Walzenspalt läuft, wobei z.B. eine Beschädigung aufgrund von Unebenheiten oder Ungleichförmigkeiten der Krümmung der Walzen 13 und 16 eintreten kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1 Erwärmte, unnachgiebige Druckwalze

Eine kontinuierliche Folie aus Polyvinylchlorid von 3,75 mm Dicke wurde kontinuierlich von der Zuführwalze 12 bei einer Geschwindigkeit von etwa 6 m/min (2o ft./nin) der Oberfläche der Lochwalze 13 zugeführt. Die Lochwalze 13

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war vollständig mit einem Schmirgelpapier eines Schleifmittels aus komplexen Eisen- und Aluminiumsilikaten der Körnung 80 (80 grain) "bedeckt, das darauf mit Bindemittel "befestigt war. Die Viny!folie wurde um die Oberfläche der rotierenden Lochwalze 13 geführt, durch den Walzenspalt, der durch die Niederdruckv/alze 14 gebildet wird, und anschließend in den Walzenspalt, der durch die Hochdruckwalze 16 gebildet wird, geführt, wobei sie gegen die Lochwalze 13 gedrückt wird. Der Druck am Walzenspalt zwischen den Walzen 13 und 16 betrug ungefähr 2,8 kg/cm (4o Ib. per square inch). Die Hochdruckwalze 16 hatte eine glatte Aluminiumoberfläche, welche unter Verwendung einer Infrarot-Wärmequelle "15 auf eine Temperatur von 138⁰C (28o°F) erwärmt wurde» Nach dem Heraustreten aus dem Walzenspalt, der von der Druckwalze 16 und der Lochwalze 13 gebildet wird, wurde die Folie von der Walze 13 unter Verwendung einer rotierenden Abnahmewalze 17 abgezogen und anschließend zum Aufwickeln zur Aufwickelwalze 18 geführt.

Die Polyvinylchloridfolie, die gemäß der Arbeitsweise des Beispiels 1 hergestllt wurde«, hatte im Vergleich zu einer unperforierten Folie der gleichen Dicke und Zusammensetzung ein wenigstens 1 ο mal höheres Feuchtigkeitsdampf-Durchlaßverhältnis. Es wurde auch gefunden, daß die perforierte Folie als wirkungsvolle· Sperre gegenüber dem Druchtritt von Flüssigkeiten wie Wasser diente. Das gemäß Beispiel 1 hergestellte Material ist erfolgreich zur Herstellung von Babyhosen verwendet worden.

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Beispiel 2 Erwärmte, unnachgiebige Druckwalze

Eine kontinuierliche Polyäthylenfolie von 1 mm Dikke wurde kontinuierlich von der Zuführwalze 12 "bei einer Geschwindigkeit von etwa 6 m/min (2o ft./min) der Oberfläche der Lochwalze 13 zugeführt. Die Lochwalze 13 war mit einem Schmirgelpapier aus Schleifmittel aus komplexen Eisen- und Aluminiumsilikaten der Körnung 12o (12o grain) bedeckt, das darauf durch Bindemittel befestigt war. Die einzelnen Schleifmittelscheiben hatten einen Durchmesser von o,6 cm (1/4 inch) und waren in einem willkürlichen Muster angeordnet, wobei die Mittelpunkte etwa 2,5 cm (1 inch) entfernt waren. Die Polyäthylenfolie wurde zur Oberfläche der rotierenden Lochwalze 13, durch den Walzenspalt, der von der Niederdruckwalze 14 gebildet wird, und"anschließend in den Walzenspalt der durch die Hochdruckwalze 16 gebildet wird, geführt, wobei die Folie gegen die Lochwalze 13 gepreßt wird. Der Druck am Walzenspalt zwischen den WaI-zen 13 und 16 betrug etwa 2,8 kg/cm (4o Ib. per square inch). Die Hochdruckwalze 16 hatte eine Aluminiumoberfläche, die auf eine Temperatur von 138⁰G (28o°F) unter Verwendung einer Infrarot-Wärmequelle 15 erwärmt wurde. Nach dem Austreten aus dem Walzenspalt, der von der Druckwaise 16 und der Lochwalse 13 gebildet wird, ;;urue die Folie von der ',falze 13 unter Verwendung einer rotierenden Abnahmewalze 17 entfernt und danach zum Aufwickeln auf die Aufwickelwalze 18 geführt.

Die gemäß Beispiel 2 hergestellte Polyäthylenfolie zeigte im Vergleich zu einer unperforierten Folie

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gleicher Dicke und Zusammensetzung eine wenigstens zehnfache Erhöhung des Feuchtigkeitsdampf-Durchlaßverhältnis. Es wurde auch gefunden, daß die perforierte Folie als wirksame Sperre gegenüber dem Durchtritt von Flüssigkeiten, wie Wasser, diente. Ein solches Material eignet sich für die Herstellung von Produktbeuteln.

Beispiel 3 Nicht erwärmte, unnachgiebige Druckwalze

Eine kontinuierliche Polyäthylenfolie von 1 mm Dicke wurde kontinuierlich von einer Zuführwalze 12 bei einer Geschwindigkeit von etwa 6 m/min (2o ft./min) auf die Oberfläche der Lochwalze 13 geführt. Die Lochwalze 13 war mit einem Schmirgelpapier aus Schmirgelmittel aus komplexen Eisen- und Aluminiumsilikaten einer Körnung 12o (12o grain) bedeckt, das darauf durch Bindemittel "befestigt war. Die Polyäthylenfolie wurde um die Oberfläche der Lochwalze 13 durch den Spalt, der durch die Miederdruckwalze 14 gebildet wird, und anschließend in den Walzenspalt, der durch die Hochdruckwalze 16 gebildet wird, geführt, wobei die Folie gegen die Lochwalze 13 gepreßt wird. Der Druck am Walzenspalt zwischen Walzen 13 und 16 betrug etwa 1,4 kg/cm^ (2o Ib. per square inch). Die Hochdruckwalze 16 hatte eine glatte Aluminiumoberfläche, die bei Raumtemperatur oder etwa 21 C (Yo⁰F) gehalten wurde. Nach dem Austreten aus dem Walzenspalt, der von der Druckwalze 16 und der Lochwalze 13 gebildet wird, wurde die Folie unter Verwendung einer rotierenden Abnahmewalze 17 von der Walze 13 abgezogen und anschließend zum Aufwickeln zur Aufwickelwalze 18 geführt.

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Es wurde gefunden, daß die gemäß Beispiel 3 hergestellte Polyäthylenfolie im Vergleich zu einer unperforierten Folie gleicher Dicke und Zusammensetzung eine wenigstens zehnfache Erhöhung des Feuchtigkeitsdampf-Durchlaßverhältnisses hatte. Die perforierte Folie war da • durch gekennzeichnet, daß sie Hikroporen aufwies, deren Ränder im Vergleich zur umgehenden Foliendicke relativ dünn waren. Außerdem war der Umfang der Mikroporen nicht von den Wülsten aus verhältnismäßig dickem geschmolzenem thermoplastischem Material, umgeben, wie es "bei den Hikroporen, die in den gemäß Beispielen 1 und 2 hergestellten Folien vorlagen, der Fall war.

Beispiel 4 Erwärmte, nachgiebige Druckwalze

Eine kontinuierliche Polyäthylenfolie von 1 mm Dikke wurde kontinuierlich von einer Zuführwalze 12 bei einer Geschwindigkeit von etwa 6 m/min (2o ft./min) auf die Oberfläche der Lochwalze 13 geführt. Die Lochwalze 13 war mit Schmirgelpapier aus Schleifmittel aus komplexen Eisen- und Aluminiumsilikaten der Körnung 12o (12o grain) bedeckt, das darauf mittels Bindemittel befestigt \irar. Die Polyäthylenfolie wurde um die Oberfläche der rotierenden Lochwalze 13 durch den Spalt, der von der Niederdruckwalze 14 gebildet wird, und ansehlie~ bend in den V/alzenspalt, der von der Hoehdruckwalze 16 gebildet wird, geführt, wobei die Folie gegen die Lochwalze 13 gedrückt wird. Der Druck am Walzenspalt zwisehen Walzen 13 und 16 betrug et\^a 1,4 kg/cm (2o Ib. per square inch). Die Hochdruckwalze 16 hatte eine nachgiebige Oberfläche, die aus einem Siliconschwanm-I'aterial bestand, welches mittels Bindemittel auf der Oberfläche der Walze 16 befestigt war. Die nachgiebige Ober-

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fläche der Malze 16 wurde unter Verwendung einer Infrarot-Wärmequelle 15 auf eine Temperatur von 6o°C (Ho⁰F) erwärmt. Nach dem Austreten aus dem Spalt,.der von der Druckwalze 16 und der Lochwalze 13 gebildet wird, wurde die Folie unter Verwendung einer rotierenden Abnahmewalze 17 von der Walze 13 abgezogen und anschließend zum Aufwickeln auf eine Aufwickelwalze 18 geführt.

Es wurde gefunden, daß die gemäß Beispiel 4 hergestellte Polyäthylenfolie im Vergleich zu einer unbehandelten Folie von gleicher Dicke und Zusammensetzung eine wenigstens zehnfache Steigerung des Feuchtigkeitsdampf-Durchlaßverhältnisses aufwies. Die Folie, die gemäß Beispiel 4 hergestellt wurde, war weiterhin dadurch charakterisiert, daß die Perforationen, die durch die Spitzen der Schleifköner gebildet \^urden, sich nicht ■völlig durch die Foliendicke erstreckten. Es wurde gefunden, daß in jedem Perforationsgebiet extrem dünne Membranen aus Folienmaterial bestehen, die dem Durchdringungszustand der einzelnen Schleifmittelkörner entsprechen. Das Feuchtigkeitsdampf-Durchlaßverhältnis der gemäß Beispiel 4 hergestellten Folien war im Vergleich zu dem der Folien, die gemäß Beispielen 1 bis 3 hergestellt waren, verhältnismäßig kleiner» Bei einer anderen bestimmten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß Folien mit einem hohen Durchlaßwert (Permeabilitätswert), d.h. Permeabilitäten in der Größenordnung von wenigstens 1oo cm /cn /min unter Verwendung einer mit Schleifmittel überzogenen Oberfläche hergestellt werden können, die daruch gekennseichnet ist, daß das Schleifmittel enthaltende Ilaterial in Streifen um den Umfang der V/alze angeordnet ist, wobei die mit Schmirgelmittel überzogenen Streifen im Abstand zueinander angeordnet sind.

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Beispiel 5

Nicht erAvärmte, nachgiebige Druckwalze -ungleichmäßig mit Schleifmittel überzogene Oberfläche

Eine kontinuierliche Polyäthylenfolie 11' von 1 min Dicke wurde kontinuierlich von einer Zuführrolle 12' (vgl. Fig. 5) bei einer Geschwindigkeit von etwa 6 m/min (2o ft./min) unter einer Leitwalze 19 zur Oberfläche der Lochwalze 13' geführt. Die Walze 13' war eine Stahlwalze mit etwa 15 cm (6 inch) Durchmesser und mit einer Reihe von parallelen, etwa o,3 cm (1/8 inch) breiten Streifen 13" von aufgebrachtem Schmirgelmittel (Aluminiumoxyd, Korngröße 36) bedeckt, die in einem Abstand von o,3 cm (1/8 inch) angeordnet waren und parallel zur Richtung der Folienführung lagen. Die Folie 11' wurde in den Walzenspalt der durch die Walze 13' und die gegenläufige Walze 16' gebildet wird, geführt. Walze 16' hatte einen Durchmesser von etwa 5 cm (2 inch) und war mit Siliconschwamm überzogen. Im Walzenspalt verankerte der Druck des Siliconschwammes die Polyäthylenfolie auf den Spitzen der Schleifkörner, die sich auf der Oberfläche der o,3 cm (1/8 inch) breiten Streifen befanden. Gleichzeitig wurde die Folie in den Raum zwischen den Streifen 13" gedehnt und die dabei auftretende Streckung riß große Löcher in die Folie. Die perforierte Folie wurde kontinuierlich vom Walzenspalt der von den Walzen 13' und 16' gebildet wird, abgezogen und von der Aufwickelwalze 18' aufgenommen.

Es ist ersichtlich, daß gemäß dem vorstehenden Bei-. spiel 5 die thermoplastische Folie unter Verwendung ei-

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nes Verfahrens perforiert wurde, wobei die Perforation ausgeführt wird, indem die Folie über die Schleifmittelkörner gezogen wird, was andererseits zum Eindringen <ier Schleifmittelkörner in die Folie führt, indem der Schwamm, der die Walze 16' "bedeckt, die Folie in den Baum zwischen die mit Schleifmittel bedeckten Streifen 13" drückt.

Bs wurde gefunden, daß gemäß dem vorstehenden Beispiel 5 eine brauchbare Perforation der Folie bei Verwendung von parallelen Streifen aus mit Schleifmittel überzogenem Material und etwa o,3 cm (1/8 inch) Breite bewirkt wird. Schmalere Schleifmittelstreifen können gleichfalls verwendet werden. Es wurde jedoch gefunden, daß, wewi die Breite der mit Schleifmittel überzogenen Streifen etwa o,6 cm (1/4 inch) überschreitet, das Druchdringen der Folie durch die Schleifmittelkörner nicht zufriedenstellend war.

Wie in Fig. 8 gezeigt, kann die Anordnung der abgesetzten, mit Schleifmittel überzogenen Streifen auf der Oberfläche der Lochwalze 13' senkrecht zur Richtung der EOlienführung über die Walze 13' sein. Es wurde gefunden, daß eine solche Anordnung, wie die Anordnung der Streifen 13", die in Fig. 6 gezeigt ist, gleichermaßen wirkungsvoll ist, um eine befriedigende Perforation der Folie zu erreichen. Die Folie, die gemäß dem Verfahren, daß in Beispiel 5 beschrieben ist, hergestellt wurde, ist zusätzlich zu ihrer Verwendbarkeit als Einpackmaterial für Frischprodukte auch besonders brauchbar für die Verwendung als Bananen-Einwickelmaterial. Hüllen für Bananen werden zum Schutz von Bananenstauden, wenn diese wachsen, verwendet. Im allgemeinen müssen, wenn

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thermoplastische Hüllen für diesen Zweck verwendet werden, relativ große Ventilationslöcher zur Erzielung eines Kanin-Effekts in die Folie gestochen werden, um eine geeignete Sauerstoffzufuhr zur wachsenden Fruchtstaude sichersustellen. Es wurde jetzt gefunden, daß solche schützenden Hüllen unter Verwendung des durchlässigen Folienmaterials, das gemäß dem vorstehenden Beispiel hergestellt wurde, gebildet werden können, wobei die Stauden vollständig in eine solche Folie eingeschlossen werden können. Aufgrund der verhältnismäßig hohen Durchlässigkeit der Folie behindern solche vollständigen Umhüllungen nicht das normale Y/aehstum der Frucht. Eine vollständige Umhüllung führt außerdem dazu, daß Insekten die Früchte nicht anfallen können, sowie auch dazu, daß Sporen am Ansiedeln auf der Frucht während des Wachstumsprozesses gehindert werden. Solche Vorteile waren bei den belüfteten Hüllen gemäß dem Stand der Technik, die aus nicht perforiertem thermoplastischem Folienmaterial hergestellt waren, nicht gegeben.

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Claims

Patentansprüche

ί 1, j Verfahren zur Herstellung einer durchlässigen thermoplastischen Folie, bei dem diese gegen eine Lochwalze gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Lochwalze verwendet, deren Oberfläche ganz oder teilweise mit Schleifkörnern überzogen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folie zwischen der Lochwalze und einer nachgiebigen Druckwalze durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochwalze oder die Druckwalze oder beide erhitzt werden.

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