SE446703B - Sett att framstella ett for djupdragning eller streckning lempat laminatmaterial, genom settet framstellt laminat samt av laminatet tillverkad artikel - Google Patents

Description

a 446 705' tillgår så att plastmaterialets yta uttänjes under samtidig tjockleksminskning hos materialet. Formningen av en mängd för- packningar tillgår just så att ett plastmaterial formningsbearbetas genom sträckning, djupdragning eller blåsning till bildande av ett hålrum i vilket fyllgodset kan införas. Om sådan formning skulle utföras på ett laminat innefattande ett aluminiumfolieskikt kommer aluminíumfolieskiktet nästan genast att brista, varvid gastäthetsegenskaperna givetvis går förlorade. 7 Eftersom aluminiumfolien besitter många i' förpackningssammanhang eftersträvade egenskaper har det gjorts försök att utveckla djupdragbara aluminiumlaminat. I och för sig är det känt att aluminium i tjockare skikt lätt kan formas genom djupdragning, men problemet är att valsade folier av tjockleken 5-10 pm brister vid relativt ringa töjning. Det har emellertid lyckats att tillverka relativt grunda tråg, tallrikar och liknande från laminatmaterial innefattande en aluminiumfolie och en redogörelse för dessa försök var införd i tidskriften Verpackungsrundschau nr 4 av år 1977 (N. Buchner, D. Liede, W. Brose - Aluform - Eine neue Paokung aus Aluminiumkunststoff verbunden ). I denna artikel redogöres för bl a hur aluminiummaterialets uppbyggnadssstruktur inverkar på materialets djupdraghetsförmåga och man redovisar även en kurva över brottöjningen hos aluminiumfolie som funktion av aluminiumfoliens tjocklek. Av denna kurva framgår att brottöjningen vid aluminiumfolie av tjockleken 5-10/um ligger så lågt som 2-3 %, medan.brottöjningen hos aluminíumfolie med en tjocklek av IHO/um är så hög som 32 %, varefter I 'brottöjningen i princip inte stiger med stigande tjocklek hos aluminiumfolien. I artikeln beskrives också hur man kunnat_öka djupdragbarheten hos ett laminat innehållande alumíniumfolíe genom att i laminatet fästa aluminiumfolien vid en ' polypropenfilm, som ger en mycket god och jämn dragkraftsöverföring till aluminiumfolien vid vidare formningsbearbetning. I . ' De problem som här redogjorts för har funnit sin lösning genom den föreliggande uppfinningen, som har de i patentkraven lämnade kännetecknen. ' 446 705 Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas med hänvisning till bifogade schematiska ritning, i vilken Fig. l a) och b) visar ett starkt förstorat tvärsnitt av ett plastlaminat före och efter en orienteringssträckning, Fig. 2 a) och b) visar hur det orienterade laminatet i enlighet med Fig. l b) sammanfogas med en aluminiumfolie samt en med aluminiumfolien förenad plastbeläggning, Fig. 3 visar laminatet enligt uppfinningen sedan den tidigare sträckta plastfolien åter bringats att krympa samt Fig. 4 slutligen visar ett exempel på hur laminatet i enlighet med uppfinningen kan djupdragas. _ Vid framställningen av laminatet i enlighet med upp- finningen förutsättes i det föreliggande fallet att plastdelen utgöres av en polyesterfilm l som har en beläggning 2 av s k glykolmodifierad polyester (PETG). Man kan tillverka laminatet 'i enlighet med uppfinningen med andra plastmaterial, t ex polypropen, polyeten, polyvinylklorid etc, men eftersom polyestermaterialet har vissa, i många fall önskade egenskaper, har vi valt att beskriva uppfinningen utgående från polyester (PET) som ingående plastdel i laminatet. p Det är känt att polyester erhåller mycket god draghållfasthet om materialet molekylorienteras genom sträckning. Tyvärr får då materialet en i huvudsak kristallinsk molekylstruktur, vilket innebär att materialet inte går att värmeförsegla. Under senare tid har emellertid framkommit s k glykolmodifierat polyestermaterial (PETG) som i huvudsak bibehåller sin amorfa struktur även efter orienteringssträckning. Detta material är således förseglingsbart efter orienteríngssträckning såvida sträckningen inte drives alltför långt, men erhåller inte samma draghållfasthet som det orienterade, kristallinska polyestermaterialet. De båda materialen PET och PETG är emellertid så likartade att de mycket lätt kan förenas genom ytsammansmältning och det är även möjligt att i en och samma extruderingsprocess (co-extrudering) extrudera eller strängspruta en film bestående av ett skikt PET och ett eller flera skikt PETG och en sådan materialkombination visas i Fig. l a). Laminatet i enlighet med Fig. 1 a) kan utsättas för en ,44e 703 monoaxiell eller biaxiell sträckning vid en temperatur understigande 90°C. Resultatet av denna sträckningsoperation blir givetvis att materialet som visas i Fig. 1 b) blir tunnare samtidigt som ytan av det sträckte materialet förstoras. _Dessutom molekylorienteras skiktet I till bildande av det orienterade skiktet l' som har en betydligt bättre draghållfasthet än det oorienterade_skiktet 1 i Fig. l a).

' Om laminatet i enlighet med Fig. 1 b) uppvärmes till 9000 eller mer kommer inbyggda spänningar som uppkommit vid molekylorienteringen att utlösas och materialet kommer att krympa tills att det i princip återtagit sin ursprungliga form.

Detta betyder att en aluminiumfolie som skall lamineras till materialet måste förenas med laminatet i enlighet med Fig. 1 b) utan att detta uppvärmes så mycket att orienteringsspänningarna utlöses och materialet bringas att krympa. I enlighet med Fig. 2 a) skall laminatet enligt Fig. l b) förenas med aiuminiumfoiien u, vilken i allmänhet är så tunn (5-10 pm) att den för att kunna hanteras först måste beläggas med en plastbe- läggning 3. Plastbeläggningen 3 kan utgöras av polyeten och den kan vara mycket tunn, men kan också utgöras av PETG-material.

Om de slutgiltiga laminatens ytskikt skall kunna förseglas mot varandra, t ex vid formning av ett rör, är det lämpligt att i stället belägga aluminiumfolieskiktet Ä med ett'skikt 3 av PETG. PETG-skiktet kan antingen utgöras av en mycket tunn beläggning, som utan svårighet kan bringas att krympa tillsammans med skiktet l', men kan också utgöras av en i förväg orienteringssträckt PETG-film, som lamineras till aluminiumfolien N med hjälp av ett mellanliggande klistrande skikt. Som tidigare nämnts kan inte "primärlaminatet" av PET och PETG uppvärmas i samband med lamineringen med aluminiumfolien, eftersom det orienterade laminatet då skulle bringas att krympa. I stället är det lämpligt att sammanfoga aluminiumfolieskiktet H med det orienterade PET-skiktet l' med _ hjälp av en mellanliggande klistrande beläggning, t ex lim (EVA-lim) eller en lack, vid en temperatur som understiger krympningstemperaturen för laminatet. Det är emellertid av vikt att man erhåller en mycket god vidhäftning mellan 446 703 aluminiumfolieskiktet 4 och det orienteringssträckta PET-skiktet l', eftersom i annat fall delamineringar kan uppstå i samband med krympningen av laminatet.

Då laminatet i enlighet med Fig. 2 b) är framställt uppvärmes hela laminatet likformigt för att bringas att krympa till ursprungliga dimensioner. Denna uppvärmning kan tillgå så att laminatet doppas ner i en vätska som upphettats till en temperatur överstigande laminatets krympningstemperatur eller också kan laminatet föras genom en varm ugn med motsvarande temperatur. Hur mycket laminatet krymper är givetvis beroende av den ursprungliga sträckningen av "primärlaminatet" och för polyester är det utan vidare möjligt att sträcka materialet 4-5 gånger sin ursprungliga längd i både längs- och tvärríktning, vilket kan innebära en ytförstoring hos materialet under sträckningsoperationen på upp till 25 gånger, vilket ger en motsvarande ytförminskning då laminatet krympes.

Då laminatet i enlighet med Fig. 2 b) uppvärmes inträffar som tidigare nämnts en krympning som i princip motsvarar den tidigare sträckningen och det krympta laminatet visas i Fig. 3. Denna krympningsoperation innebär givetvis att laminatets tjocklek ökar samtidigt som dess yta minskar och vad som sker med alumlniumfolieskiktet H är att det veckas eller sammandrages i en mängd veck eller sammandragningspunkter, som är så små att de inte kan uppfattas med ögat. Rent optiskt yttrar sig sammandragningen på sådant sätt att den tidigare spegelblanka aluminiumfolien blir mattare och mister sin glans.

Om vidhäftningen mellan aluminiumskiktet och de övriga_ materialskikten är god bibehålles emellertid bindningen mellan plastskikten och aluminiumfolien utmed hela aluminiumfolíens yta. 'I Laminatet i enlighet med Fig. 3 kan nu användas för att tillverka djupdragna föremål och i Fig. 4 visas exempel på en sådan djupdragníng. Vid djupdragningsoperationen upphettas på känt sätt laminatet.så mycket att plastmaterialet bringas att mjukna, varefter laminatet med hjälp av en formstämpel eller med hjälp av tryckluft eller vakuum formas till noggrann anslutning till en form 8. I det föreliggande fallet måste man 446 '705 _tillse att inte sträckningen av laminatet i enlighet med Fig. 3 vid formningen i enlighet med Fig. U i någon punkt överskrider den krympning av materialet som tidigare skett. Praktiska försök har visat att man kan sträcka laminatet i enlighet med Fig. 3 i nästan samma utsträckning som laminatet tidigare blivit krympt, dvs så att aluminiumfoliens veck eller sammandragningar "rätas ut". Däremot går det inte att överskrida denna sträckningsgräns eftersom då aluminiumfolien omedelbart brister. , Det har visat sig att man genom tillämpningen av upp- finningen och användningen av laminat i enlighet med Fig. 3 kan uppnå en djupdragningseffekt som är mer än 10 gånger större än vad man tidigare kunde uppnå och som redovisats i den tidigare nämnda tidskriften Verpackungsrundschau. En sådan ökning av djupdragbarhet hos ett aluminiumlaminat är givetvis av stort kommersiellt och praktiskt värde och med hjälp av uppfinningen är det möjligt att tillverka t ex konservburkar med en aluminiumfolietjocklek på 5,um eller 5/1000 mm, medan väggtjockleken hos en normal konservburk av aluminium i allmänhet inte understiger l/10 mm, dvs en tjugofaldig minskning av behållartjockleken.

Den här beskrivna utföringsformen av uppfinningen avser ett laminat mellan polyester och aluminiumfolie, men som tidigare nämnts är det utan vidare möjligt att tillämpa upp- finningen även på andra laminatkombinationer. Således kan man utgå från ett samextruderat treskiktsmaterial med ett centralt skikt av PET som på båda sidor uppvisar beläggningsskikt av PETG samt efter sträckningsoperationen laminera ett aluminium- folieskikt till ett av de nämnda PETG-skikten med hjälp av en lack, varefter ett ytterligare skikt PETG kan extruderas på aluminiumfolieskiktet. " Q _

Claims (6)

(446 705 PATENTKRAV

1. Sätt att framställa ett för djupdragning eller sträckning lämpat laminatmaterial, innefattande ett metallfolieskikt (4) samt ett eller flera skikt (1,2,3) av plastfolie, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att ett eller flera plastfolieskikt (1,2) i en första operation utsättes för en molekylorienterande sträckning, att metallfolieskiktet (4) i en andra operation lamineras till det eller de orienterings- sträckta plastskikten (1,2) samt att slutligen de förenade skikten i en tredje operation uppvärmes så mycket att det eller de orienterade plastskikten (1,2) bringas att krympa, varvid plastskikten under krympningsoperationen samtidigt drar samman metallfolieskiktet (4) till bildande av ett mycket tätt vecknings- eller sammandragningsmönster.

2. Sätt i enlighet med patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a t d ä r a v att metallfolieskiktet (4) lamineras till ett i förväg orienteringssträckt plastskikt (1'), varvid lamineringen utföres vid så låg temperatur att det orien- terade plastskiktet (1') inte bringas att krympa, samt att metallfolieskiktet (4) dessutom belägges med ett plastskikt eller lamineras till en plastfolie (3) för att på båda sidor omgivas av plastmaterial.

3. , Sätt i enlighet med patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a t d ä r a v att den orienteringssträckta plastfolien (1') utgöres av i huvudsak kristallin polyester samt att laminatets ytterskikt (2') utgöres av i huvudsak amorf, s k glykolmodifierad polyester (PETG). .

4. Sätt i enlighet med patentkravet 2, k ä n n e t e c k- n a t d ä r a v att lamineringen utföres med hjälp av en adhesionslack eller ett lim.

5. För djupdragnings- och sträckningsbearbetning avsett laminat, framställt i enlighet med något av tidigare patent- krav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att det består av åtminstone en plastfilm (1), som är plastiskt deformer- bar genom sträckning samt ett till nämnda plastskikt bun- det skikt av likformigt, genom komprimering och vecknings- 446 705 deformation, sammandragen aluminiumfolie (4).

6. Djupdragen eller sträckt artikel, t ex hâlkropp, till- verkad av ett laminat, innefattande åtminstone ett första skikt av termoplastmaterial (1), ett andra skikt (4) av ett icke plastiskt deformerbart material, t ex aluminium- folie, samt ett tredje skikt (3) av termoplastmaterial, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att nämnda andra skikt (4) över hela sin yta uppvisar helt eller delvis uträtade eller återgângna veck, medan nämnda första och tredje skikt (1,3) av termoplast material,vilka är anordnade på ömse sidor om och fast förenade med nämnda andra skikt (4), uppvisar genom sträckning plastiskt deformerade partier utan veckbildning.