DE3049037C2

DE3049037C2 - Verfahren zum gleichzeitigen, kontinuierlichen Verfestigen und Beschichten eines Vliesstoffes

Info

Publication number: DE3049037C2
Application number: DE3049037A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 6948 Waldmichelbach Enders; Walter Dipl.-Chem. Dr. 6940 Weinheim Föttinger; Bohuslav Dipl.-Ing. 6940 Weinheim Tecl; Sepp Dipl.-Chem. Dr. 6941 Gorxheimertal Wagner
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1980-12-24
Filing date: 1980-12-24
Publication date: 1984-05-03
Also published as: JPS6317148B2; ES8301297A1; DE3164567D1; ES508331A0; EP0054610A1; ZA818889B; ATE8281T1; DE3049037A1; AR229251A1; EP0054610B1; CA1182067A; JPS57128248A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichzeitigen, kontinuierlichen Verfestigen und Beschichten eines Vliesstoffes mit einem Bindemittel und mit einer Haltmasse, bei dem das Bindemittel von der einen Seite synchron gegen die von der anderen Seite aufgedruckte Haftmasse In Form sich damit deckender Teilflächen gegengedruckt wird, wobei die Teilflächen untereinander jeweils einen Abstand haben.

Ein solches Verfahren Ist aus der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrlft 1667/1975 bekannt. Das Bindemittel und die Haltmassen werden dabei während des Hlndurchieltens des Vliesstoffes durch ein Paar Gravur- oder Siebrollen aufgebracht. Die beiderseits erhaltenen Druckbilder sind demzufolge Identisch, was nicht Im Sinne der Zweckbestimmung der beiden Substanzen Ist.

Bindemittel dienen primär dazu, die Fasern eines Vliesstoffes untereinander zu verkleben und Ihm dadurch Festigkeit zu verleihen. Die Festigkeit 1st um so größer, je mehr Fasern untereinander verklebt sind. Es Ist deshalb erwünscht, daß das Bindemittel In das Innere des behandelten Vliesstoffes eindringt und nach dessen Verfestigung möglichst gleichmäßig über den gesamten Querschnitt verteilt Ist. Als Bindemittel kommen Insbesondere vernetzbare polymere Substanzen zur praktischen Anwendung.

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b5 Die auf die Oberfläche von Fixiereinlagen aufgebrachten Haftmassen dienen demgegenüber dazu, eine Verklebung mit einem anderen Stoff zu ermöglichen. Gebräuchliche Haftmassen sind thermoplastische Substanzen, und die Aktivierung wird durch Anwendung von Druck und Warme, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Bügeleisens, bewirkt. Im Gegensatz zu dem Bindemittel Is! es deshalb erwünscht, daß die Haftmasse auch während des Verbügelns möglichst nicht In das Innere des verwendeten Vliesstoffes eindringt, sondern möglichst vollständig und konzentriert für die gegenseitige Verklebung der aufeinanderlegenden Oberflächen zur Verfügung steht.

Das eingangs angesprochene Verfahren ermöglicht es, das Bindemittel und die Haftmasse deckungsgleich auf die Ober- und auf die Unterseite des verwendeten Vliesstoffes aufzubringen. Bedingt durch das bei der Behandlung der Ober- und der Unterseite angewendete, identische Druckverfahren ergeben sich jedoch gleiche Einpreßkräfte, und es ist deshalb äußerst schwierig, die erwünschte unterschiedliche Einpressung von Bindemittel und Haftmasse praktisch zu realisieren. Eine gegenseitige Modifizierung der Größe der'aufgebratTTten TeIl-" flächen Ist nicht möglich und größere Druckgeschwindigkeiten können Insbesondere beim Behandeln nicht vorverfestigter Faservliese zu einem unsauberen Druckbild und damit zu Undefinierten Eigenschaften der erhaltenen Fixiereinlagen führen.

Aus der europäischen Patentanmeldung 12 776 Ist ein Verfahren bekannt, welches die Verfestigung eines Vliesstoffes durch Aufdrucken eines UV-härtbaren Bindemittels und anschließende Bestrahlung mit einer Quecksllber-Hochdrucklampe bei Arbeitsgeschwindigkeiten von mehr als 50 m/min ermöglicht. Das Aufbringen einer Haf'tmasse wird nicht angesprochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs angesprochene Verfahren derart welterzuentwlkkeln, daß beim gleichzeitigen, kontinuierlichen Aufdrukken eines Bindemittels und einer Haf'tmasse auf einen unverfestlgten Vliesstoff in Form von Tellflächen mit deckungsgleicher Mittellinie beiderseits ein präzises Druckbild erzielt wird, das es ermöglicht, die beiderseitige spezifische Auftragsmenge sowie die beiderseitige Einpressung bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten zu variieren und das eine Verminderung des benötigten, spezifischen Energieeinsatzes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen Ist in den Unteransprüchen Bezug genommen.

Bei dem erf'lndungsgemäßen Verfahren wird ein strahlungsvernetzbares Bindemittel von der Unterseite gegen eine nach dem Hotmelt-Prlnzlp auf die Oberseite des Vliesstoffes aufgedruckte, thermoplastische Haftmasse gedruckt und durch anschließende Bestrahlung vernetzt. Das Bindemittel wird unter Anwendung eines Hoch-, Flach- oder Tlefdruckzyllnders mit einem weichelastlschen Mantel aus Gummi aufgebracht. In allen drei Fällen wird eine gute Einpressung in das Innere des Vliesstoffes erreicht.

Sowohl die Blndemlttelpaste als auch die Haftmassenschmelze enthalten keinerlei Bestandteile, die durch aufwendige, nachträgliche Trocknungsvorgänge entfernt werden müssen, und die Vernetzung des Bindemittels läßt sich unter Anwendung energiereicher Strahlen nahezu schlagartig bewirken. Das vorgeschlagene Verfahren 1st aufgrund der einstufigen Arbeltswelse nicht nur außerordentlich unproblematisch In der Anwendung,

sondern es ermöglicht bei einem gesenkten spezifischen Energieverbrauch die Erzielung großer Arbeitsgeschwindigkeiten von beispielsweise SO bis ISO m/min. Dabei 1st es ein hervorzuhebender Vorteil, daß eine vorausgehende Verfestigung der eingesetzten Faservliese nicht erforderlieh ist. Es genügt vielmehr, wenn diese durch eine vorausgehende Verpressung In der Inneren Struktur soweit verdichtet sind, daß der Faserverband während des Druckvorganges nicht zerstört wird. Dieses Ziel läßt sich ohne Schwierigkeiten erreichen, wenn ein Vliesstoff aus Fasern mit einer Stapellänge von wenigstens 25 mm eingesetzt wird, dessen Fasern einander in einer wirren Verteilung zugeordnet sind.

Die verwendete Druckpaste oder Schmelze wird von beiden Seiten In Teilflächen aufgebracht, deren Mittelpunkte auf einer gemeinsamen Mittellinie angeordnet sind. Sie sind Insofern einander symmetrisch zugeordnet.

Die Größe der Teilflächen kann relativ zueinander variiert werden und läßt sich demzufolge ohne weiteres so festlegen, daß der jeweils erwünschte Zweck, nämlich die Verfestigung des Vliesstoffes In sich bzw. Thermoflxierung mit einem Oberstoff In optimaler Welse gelingt. Eine derartige Optimierung würde aber dazu führen, daß der Verarbeiter in Abhängigkeit von der Saugfähigkeit und von anderen Eigenschaften eines jeden speziellen Oberstoffes jeweils eine spezielle Fixiereinlage bevorraten müßte, was den offensichtlichen Vorteil schnell wieder beseitigen würde. Es hat sich deshalb bewährt, das Bindemittel in Teilflächen aufzudrucken, deren Durchmesser wenigstens so groß Ist, wie derjenige der Haftmasse. Eine besonders gute Durchschlagssicherheit gegen das Durchschlagen der Haftmasse während des Verbügelns durch die Fixlereinlage läßt sich erreichen, wenn die Tellflächen aus Bindemittel einen größeren Durchmesser haben als die Tellflächen aus Haftmasse. Der Unterschied soll 60% nicht überschreiten, um zu verhindern, daß sich eine unerwünschte Versteifung der Fixlereinlage ergibt.

Die Teilflachen sind auf der Fixlereinlage in einem Flächenraster verteilt, das gleichmäßig oder das ungleichmäßig geteilt sein kann. Neben der Stellkraft der Fixlereinlage läßt sich hierdurch der textile Fall beeinflussen.

Die für die Aufbringung der Haftmasse und des Bindemittels angewendeten Druckverfahren gehören grundsätzlich verschiedenen Gattungen an, wodurch erreicht ■ wird, daß die beiden Substanzen, die bestimmungsmäßig verschiedenartige Aufgaben zu erfüllen haben, In einer günstigen gegenseitigen Abstimmung aufgebracht werden können. Es Ist weiterhin von wesentlicher Bedeutung, daß von den beiden gegenelnanderlaufenden Druckzylindern zumindest einer weichelastische Eigenschaften aufweist, durch die Dicken- ode· Elastlzltätsunterschlede des bedruckten Vliesstoffes während des Druckvorganges soweit ausgeglichen werden, daß eine Störung des erzeugten Druckbildes vermieden wird.

Das Hochdruckverfahren vereinigt in sich den Vorteil einer besonders großen Elastizität der Oberfläche mit einer guten Verschmutzungssicherheit gegenüber sich von der Oberfläche des bedruckten Vliesstoffes ablösenden Faserbestandteilen.

Beim Hoch- und Flachdruck verfahren kann die spezifisch aufgetragene Bindemittelmenge durch Verstellen der verwendeten Druckeinrichtung kontinuierlich verändert werden. Sofern eine entsprechende Änderung bei Anwendung eines Tiefdruckverfahrens erforderlich Ist, ist der Einsatz einer entsprechend geänderten Druckwalze erforderlich. Geänderte Druckwalzen sind weiter

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^bü hin erforderlich, wenn die Größe der Tellflächen beim Hoch-, Flach- oder Tiefdruckverfahren modifiziert werden soll.

Die Verwendung eines durch UV-Strahlen vernetzbaren Bindemittels ermöglicht durch eine große Energiedichte beim Vernetzen eine nahezu spontan ablaufende Aushärtung des Bindemittels. Die unvermeidbar aufzuwendende Überschußenergie, die 50% der insgesamt eingesetzten Energie betragen kann, kann bei unzureichender Kühlung aber zu einem Auseinanderlaufen und damit zu einer schlechten Konturenschärle der auf die Oberseite aufgedruckten, thermoplastischen Haftmasse führen.

Dieser Nachteil läßt sich vermeiden, wenn ein Bindemittel eingesetzt wird, das durch Elektronenstrahlen vernetzbar 1st. Eine weitere Erwärmung der Haftmasse findet in diesem Falle während der Vernetzung des Bindemittels nicht statt, sondern die spontane Abkühlung der thermoplastisch erschmolzenen Haftmasse gegen das mit einer Temperatur von z. B. nur 60^c C aufgedruckte Bindemittel führt zu einer spontanen Erstarrung und damit zu einem Druckbild von größter Präzision.

Es lassen sich alle einschlägig verwendeten Haftmassen verarbeiten, beispielweise solche auf Polyolefinbasis, Copolyamide, Polyurethane oder Copolyester. Der Schmelzpunkt liegt im allgemeinen im Bereich zwischen 100 und 13O=C.

Die eingesetzte Haftmasse wird in erschmolzener Form aufgedruckt unter Zuhilfenahme einer beheizten Näpfchenwalze. Um Verschmutzungen der Oberfläche zu verhindern, Ist diese besonders ausgerüstet, beispielsweise durch eine Silicon- oder durch eine PTFE-Beschichtung.

Die obere und die untere Druckwalze sind durch eine Zahnradübersetzung verbunden, wodurch erreicht wird, daß die gegenseitige Zuordnung der aufgedruckten Teilflächen aus Bindemittel und Haftmasse einander stets in gleichbleibender Form zugeordnet sind. Die starre Kopplung ermöglicht eine gegenseitige Zuordnung von außerordentlich großer Präzision, bei der sich die Mittelpunkte der beiderseits aufgedruckten Teilflächen bei einer Arbeitsbreite von mehr als 1 m und einem Durchmesser der Tellflächen von weniger als 1 mm vollständig decken können.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die in der Anlage beigefügte Zeichnung und das nachfolgende Beispiel näher erläutert:

Mit Hilfe mehrerer in Längsrichtung stehender Krempelanlagen wird ein 25 g/m² schweres Faservlies aus 50% Polyesterfasern 1,7 dtex/38 mm und 50% Polyesterfasern, 3,3 dtex/60 mm mit einer Geschwindigkeit von 65 m/mln hergestellt. Das Vlies wird durch ein Paar mit einem Liniendruck von 13kp/cm gegeneinander angestellter Walzen geleitet, deren Oberflächentemperatur 165° C beträgt und darin verdichtet.

Unmittelbar anschließend wird die Vliesbahn durch eine Druckvorrichtung nach der beigefügten Zeichnung geführt.

Die untere Druckwalze 2 Ist als Gummi-Hochdruckwalze ausgebildet. Der Gummi ist beständig gegen organische Flüssigkelten und weist eine Shore-A-Härte von 65 auf. Die Teilung des Hochdruckmusters entspricht Im ersten Falle einem 17 mesh-Reihenpunkt, beim zweiten Falle einem sogenannten Computerpunkt, bei dem 52 statistisch verteilte Erhebungen pro cm² vorgesehen sind. Zu jeder dieser beiden Walzen gehört eine speziell angefertigte Hotmelt-Gravurwalze mit identischer Teilung.

Der Durchmesser der Druckflächen der Hochdruckwalze beträgt 0,8 mm, die Gravurtiefe 0,4 mm.

Von der auf eine Temperatur von '60° C vorgeheizten Wanne mit Präpolymer 5 wird die unten beschriebene Blndemlttelmlschung über die Tauchwalze 4 aus Gummi und die ebenfalls auf eine Temperatur von 60' C erwärmte, mit einer 60 mesh-Gruvlerung versehene, verchromte Übertragwalze 3 auf die Gummi-Hochwalze 2 übertragen. Die Geschwindigkeit der Tauchwalze 4 Ist so eingestellt, daß ein Druckauftrag von der Hochdruckwalze auf das Vlies von 2,5 g/m² resultiert.

Die beiden Druckwalzen 2 und 6 sind so eingestellt, daß die Mittelpunkte der beiderseits aufgedruckten TeIlllächen aus Bindemittel und Haltmasse absolut dekkungsglelch übereinanderllegen. Die Bindemittelmischung hat die folgende Zusammensetzung:

Epoxyacryiat	70 Teile
Oligotrlacrylat	30 Teile
Benzophenon	2 Teile
Benzyldimethylketal	1 Teil
N-Methyl-Dläthanolamln	3 Teile
opt. Aulheller	0,03 Teile

Als Schmelzkleber wird ein Copolyester verwendet, dessen Schmelzbereich 113 bis 116⁰C beträgt und der einen Schmelzlndex 12/140° C von 18 g/10 min aufweist. Er wird In einem Extruder bei einer Endtemperatur von 175³C aufgeschmolzen und über eine beheizte Breitschlitzdüse der ebenfalls beheizten Schmelzkleberwanne zugeführt. Die Gravurwalze weist eine Temperatur von 170° C au f.

Der Näpfchen-Durchmesser der Gravurwalze beträgt in beiden Fällen 0,55 mm, die Näpfchentiefe 0,2 mm.

Die Näpfchen der rotierenden Gravurwalze füllen sich In der Schmelzklebewanne mit geschmolzenem Polymer, welches auf die Vliesbahn übertragen wird. Synchron zu diesem Vorgang wird von der Unterseite über die Hochdruckwalze 2 Bindemittel mit einer Temperatur von 60° C In das Innere des Vliesstoffes eingepreßt, wodurch eine spontane Abkühlung und Erstarrung der auf die Oberseite aufgedruckten Haltmasse 7 bewirkt wird. Es werden pro m² 14 g Haftmasse aufgetragen. Eine weitere Behandlung des Schmelzklebers Ist nicht erforderlich.

Nach Verlassen des Druckwerkes wird das Vlies mit Hilfe eines Tragebandes aus Metall durch eine Lichtschleuse In einen Belichtungskasten transportiert, wo es durch zwei Reihen von Quecksilber-Hochdrucklampen mit einer Leistung von 200 Watt/cm -je eine Reihe von oben und von unten - geleitet wird. Die Härtung des Bindemittels erfolgt augenblicklich. Das Vlies verläßt durch eine zweite Lichtschleuse den Belichtungskasten und wird nach Passieren einer Kühlwalze In zwei Bahnen von je 90 cm Fertigbreite geschnitten und aufgerollt.

Der so hergestellte, thermoflxlerbare Einlagevliesstoff Ist extrem weich und drapierfähig sowie sehr gut chemlsch-relnlgungsbeständlg und ausgezeichnet •waschbeständig. Er ist auf den üblichen Flach- und Durchlaufpressen einwandfrei zu verarbeiten und zeigt selbst bei starker Dampfeinwirkung keinerlei Neigung zur Rückverklebung, d. h. zum Durchschlagen der Haltmasse durch die Verstärkungseinlage.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum gleichzeitigen, kontinuierlichen Verfestigen und Beschichten eines Vliesstoffes mit > einem Bindemittel und mit einer Haftmasse, bei dem das Bindemittel von der einen Seite synchron gegen die von der anderen Seite aufgedruckte Haftmasse in Form sich damit deckender Teilflächen gegengedruckt wird, wobei die Teilflächen untereinander jeweils κι einen Abstand haben, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung eines Hoch-, Tief- oder Flachdruckzylinders mit einem weichelastischen Mantel aus Gummi ein strahlungsvernetzbares Bindemittel von der Unterseite gegen eine nach dem Hotmelt-' π Prinzip auf die Oberseite des Vliesstoffes aufgedruckte, thermoplastische Haftmasse gedrucKt wird, und daß das Bindemittel durch anschließende Bestrahlung vernetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekenn- ·?« zeichnet, daß ein UV-härtbares Bindemittel aufgedruckt wird, und daß zur Vernetzung eine Quecksilber-Gasentladungslampe mit einer Leistung von mindestens 80 Watt/cm verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Elektronenstrahlen vernetzbares Bindemittel aufgedruckt wird, und daß zur Vernetzung eine Strahlenquelle mit einer Leistung von 50 bis 500 keV verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch J< > gekennzeichnet, daß das Bindemittel In Flächenbereichen aufgedruckt wird, die die von der Haftmasse bedeckten Flächen überdecken.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenbereiche in einem i^r> regelmäßigen Flächenraster aufgedruckt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenbereiche In einem statistischen Flächenraster aufgedruckt werden.

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