DE19803646A1 - Verfahren zum Beschichten von Flächengebilden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Flächengebilden, insbesondere Geweben, Vliesen oder Fo­ lien, bei dem ein Flächengebilde wenigstens eine Anlagen­ passage durchläuft, wobei die (jede) Anlagenpassage ein Beschichten mit einem Beschichtungsmaterial und ein Ver­ festigen des Beschichtungsmaterials beinhaltet. Bei einer derartigen Anlagenpassage kann beispielsweise ein Träger durch einen Streichkopf mit Streichrakel, mit oder ohne Unterlage wie z. B. Gummituch oder Walze, zum Auftrag eines Beschichtungsmaterials und anschließend durch einen Trock­ ner zur Verfestigung des Beschichtungsmaterials und durch eine Kühleinrichtung zur Fertigung einer Beschichtungslage laufen.

Die gegenwärtig üblichen Verfahren nutzen bei jeder Anla­ genpassage zum Materialtransport eine querspannungsbehaf­ tete Materialführung, insbesondere eine Nadelkettenfüh­ rung. Mit diesem bekannten Verfahren sind zahlreiche Nach­ teile verbunden. Insbesondere bei empfindlichen Trägern, z. B. Geweben, textilen Flächenmaterialien wie Vliesen oder sonstigen Folien, ist zunächst eine Randverfestigung für den Nadelketteneingriff unumgänglich. Dazu kommt, daß bei empfindlichen Tragern unter Querspannungsbelastung eine große Dehnung auftritt, insbesondere bei der zusätzlichen Temperaturbelastung im Trockenkanal. Da diese Träger meist für Zugbelastungen in Längsrichtung beim Fertigmaterial armierend wirken sollen, ergibt sich durch die Querdehnung eine Reduzierung des wirksamen Querschnitts an armierendem Material.

Ein weiterer Nachteil ist, daß durch den querspannungsbe­ hafteten Materialtransport in das Fertigmaterial ein er­ heblicher Querschrumpfanteil eingefroren wird.

Durch Querspannung können sich außerdem für die unmittel­ bare Beschichtung, insbesondere mit dünnflüssigen Materia­ lien, insbesondere textile Träger nachteilig derart öff­ nen, daß ein starker Materialdurchschlag auf die der Be­ schichtung abgewandte Seite eintritt. Folgt eine weitere Öffnung im Härtungs- oder Gelierungsprozeß, so werden in der Fertigware Einfallstellen ersichtlich (bei Gewebear­ mierung wird dieses Fehlerbild Näpfchen genannt).

Der Querspannungsaufbau beim Anlagendurchlauf ergibt sich aus der erforderlichen Transportspannung z. B. bei üblichen Nadelkettenführungen und in besonders kritischer Form durch den typischen Querschrumpf der üblichen Trägermate­ rialien bei Temperaturbelastung im Trockenkanal zwischen der beidseitigen starren Nadelketteneinspannung. Hier sind sogar Verfahrensstörungen oder Teilzerstörungen in der Materialstruktur möglich.

Aus der US-Patentschrift 4 741 938 ist ein Verfahren zum Beschichten einer Materialbahn bekannt, bei dem das Mate­ rial ohne Querspannung entwässert bzw. getrocknet wird, wobei anschließend mit Querspannung beschichtet und die Beschichtung verfestigt wird. Dieses Verfahren eignet sich nicht zur Beschichtung empfindlicher Materialien, da die Querspannung am unverfestigten Material angreift, was mit den oben beschriebenen Nachteilen verbunden ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein gattungsgemä­ ßes Verfahren zum Herstellen von Flächengebilden dahinge­ hend weiterzuentwickeln, daß übermäßige Dehnungen in Quer­ richtung, Materialdurchschlag zur Rückseite und Beschädi­ gungen der Materialstruktur vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem gattungsgemäßen Verfahren die (jede) Anlagenpassage querspannungsfrei erfolgt.

Eine vollständig querspannungsfreie Beschichtung von Flä­ chengebilden kann in Einzelfällen dahingehend problema­ tisch sein, daß ein Breitenverlust und/oder eine geometri­ sche Verformung eintreten könnten, z. B. ein Bogenverzug der Querfäden bei Geweben und/oder ein Ausrollen der Rand­ bereiche aus der Ebene des beschichteten Flächengebildes. Diese Nachteile werden in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung deutlich eingeschränkt, indem eine (erste) querspannungsfreie Anlagenpassage zur Herstellung eines verfestigten Vorproduktes mit einer darauffolgenden quer­ spannungsbehafteten Anlagenpassage (z. B. in üblicher Form mit Nadelketteneinspannung) kombiniert wird. Durch geziel­ ten Kraftaufbau zwischen den Nadelketten kann dann vor­ zugsweise unter Temperatureinwirkung im Trockner eine grö­ ßere Materialbreite erzielt werden und/oder die geometri­ schen Verformungen abgebaut werden.

Durch Aufbringen einer querspannungsfreien Erstbeschich­ tung wird ein Vorprodukt erhalten, das durch die erzielte Verfestigung wesentlich besser den Belastungen eines fol­ genden, üblichen, querspannungsbehafteten Anlagendurch­ laufs widerstehen kann und/oder das durch die beim ersten Anlagendurchlauferfahrene Konditionierung wesentlich we­ niger Querkräfte beim folgenden üblichen Anlagendurchlauf zwischen den beidseitig starren Nadelkettenspannungen auf­ baut.

Die beim ersten (oder einzigen) Durchlauf erzielte Verfes­ tigung kann vorteilhaft auch für den Nadelketteneingriff genutzt werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß eine Kapazitätsentlastung der direkten Beschichtungsanlage mit Nadelkettenführung für den ersten Anlagendurchlauf auftritt. Bei Verfügbarkeit können dazu andere Anlagen ohne Kettenführung, die z. B. für das indirekte Beschichten üblich sind, benutzt werden.

Da sich Nadelkettenführungen außerdem als empfindliche und wartungsintensive Anlagenelemente erweisen, die in einfa­ cher Ausführung auch höhere Bandgeschwindigkeiten der An­ lage ausschließen, ergibt sich somit die Möglichkeit, durch Wegfall dieser Einrichtungen bei der Fertigung einer Flächenelementseite eine höhere Effektivität, insbesondere höhere Geschwindigkeiten, zu erzielen.

Alternativ zur Aufbringung mit einem Streichkopf mit Streichrakel kann das Beschichtungsmaterial auch durch Aufsprühen o. ä. aufgetragen werden.

Bevorzugt erfolgt die Verfestigung des Beschichtungsmate­ rials durch Trocknung, Wärmeeinwirkung und/oder Bestrah­ lung. Die Temperatur beträgt hierbei vorzugsweise minde­ stens 100°C, weiter bevorzugt 170°C.

In Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer querspan­ nungsfreien Anlagenpassage zumindest bereichsweise eine Unterlage für das Flächengebilde verwendet werden. Die Unterlage kann das Flächengebilde während des Beschich­ tens, z. B. unterhalb eines Streichmessers, unterstützen. Die Unterlage kann ein Sieb, ein Gummituch oder eine Walze sein.

Zweckmäßigerweise wird bei einer querspannungsbehafteten Anlagenpassage eine Nadelkettenführung verwendet.

Bevorzugt wird das Beschichtungsmaterial im direkten Streichverfahren aufgebracht. Zweckmäßigerweise wird das Beschichtungsmaterial in mehreren Strichen aufgebracht, wobei Folgestriche ein- oder beidseitig querspannungsfrei oder querspannungsbehaftet aufgebracht werden können. Das Flächengebilde kann ein- oder beidseitig lackiert und/oder strukturgeprägt werden.

Als Beschichtungsmaterial kann PVC-Plastisol, Polyurethan- Dispersion oder härtbares Polyurethan verwendet werden. Beliebige zweckmäßige Lösungen oder Dispersionen, die eine Materialschicht erzeugen können, können hierzu verwendet werden. Beispielsweise können Lösungen oder Dispersionen von Kautschuken, Styrolen, Acrylaten und deren Abmischun­ gen und Modifizierungen verwendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels weiter beschrieben.

In einer üblichen Beschichtungseinrichtung mit mehreren Stationen - nachfolgend Beschichtungseinrichtung genannt - z. B. mit zwei Streichköpfen und den nachfolgend zugeord­ neten Trocknern wird der zu beschichtende Träger eingezo­ gen, im vorliegenden Fall ein empfindliches Gewebe mit starkem Querschrumpf bei der gewählten Trocknertemperatur, ohne Kantenverleimung. Dabei wird die Lage des Trägers und sein Transport ausschließlich durch Unterstützungen, gege­ benenfalls mit seitlichen Führungseinrichtungen, und durch den aufgebrachten Längszug realisiert, vorzugsweise einge­ stellt durch die wirksame Aufwickelspannung gegen die Ab­ wickelspannung. Am ersten Streichkopf erfolgt die direkte Beschichtung mit einem geeigneten Material mit einem Streichrakel. In einem Trockner wird das aufgetragene Be­ schichtungsmaterial verfestigt, z. B. geliert, gehärtet oder getrocknet.

Dabei wird dieser Vorgang vollständig ausgeführt oder ein Restanteil im Ablauf von Folgestrichen realisiert.

In der gleichen Beschichtungseinrichtung erfolgt in dem nachfolgenden Teil mit einem zweiten Streichrakel und Trockner der Auftrag einer Folgeschicht in gleicher Art.

Eine folgende Lackauftragseinrichtung, die ebenfalls einen Teil der Anlage bildet, trägt auf der fertigen Beschich­ tung einer Seite den Lack auf. Das erhaltene erfindungs­ gemäße Produkt, je nach Material Zwischen- bzw. Vorprodukt oder Endprodukt, wird bis zur Breite der vollständigen Beschichtung randbeschnitten und aufgerollt.

In einem gegebenenfalls folgenden Beschichtungsschnitt wird dieses erfindungsgemäße (Vor-)Produkt über eine an­ dere übliche direkte Beschichtungsanlage mit Nadelketten­ führung eingezogen. Die erzielte Verfestigung durch das Beschichtungsmaterial ermöglicht hierbei einen sicheren Nadelketteneingriff.

Die Beschichtung wird wie üblich mit einem Streichrakel vorgenommen. Beim Durchlauf des Materials durch den fol­ genden Trockner nimmt die Breite zwischen den aufspannen­ den Nadelketten stetig zu. Damit werden ca. 70% des vor­ liegenden Breitenverlustes des Trägern korrigiert.

Die bei der gewählten Trocknungstemperatur von 170°C er­ mittelte Zunahme der Querzugkraft ergab sich als wesent­ lich geringer gegenüber der Realisierung der ersten Stri­ che mit Querzugbelastung durch die Nadelketteneinspannung bei Anwendung des gleichen Materials mit der dazu erfor­ derlichen Kantenverleimung. Ein weiterer Schlußstrich wur­ de mit einem an der Beschichtungseinrichtung folgenden Streichrakel aufgetragen und im Trockner verfestigt. Wie­ derum wird durch die zunehmende Breite zwischen den auf­ spannenden Nadelketten ein Breitenverlust des Trägers zu ca. 50% korrigiert.

Eine in der Beschichtungseinrichtung ebenfalls folgende Lackauftragseinrichtung trägt auf die fertige Beschichtung dieser Seite nunmehr den Schlußlack auf. Das erhaltene erfindungsgemäße Flächengebilde wird nachträglich geprägt.

Das erstellte Flächengebilde ergab gegenüber dem Material, das unter Anwendung der gleichen Materialien in herkömm­ licher Fahrweise hergestellt wurde, eine höhere Längszug­ festigkeit und bei weiterer Temperaturbelastung einen deutlich geringeren meßbaren Querschrumpf. Zur Erstellung der ersten Seite wurde dadurch, daß ein höherer Wärmelei­ stungseintrag möglich war, eine Steigerung der Geschwin­ digkeit um 30% realisiert.

Bei erfindungsgemäß hergestellten Materialien konnten ins­ gesamt deutlich bessere Festigkeitskennwerte und reduzier­ te Querschrumpfungen nachgewiesen werden. Empfindliche Vliese wurden erstmals unter Nutzung dieses Verfahrens mit hohe Effektivität und fertigungssicher direkt beschichtet. Durch den reduzierten Querschrumpf ergibt sich, insbeson­ dere bei dem bereites erwähnten Strukturprägen, ein erheb­ lich geringerer Breitenverlust.

Die in der vorangehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiede­ nen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (16)

1. Verfahren zum Beschichten von Flächengebilden, insbe­ sondere Geweben, Vliesen oder Folien, bei dem ein Flächen­ gebilde wenigstens eine Anlagenpassage durchläuft, wobei die (jede) Anlagenpassage ein Beschichten mit einem Bes­ chichtungsmaterial und ein Verfestigen des Beschich­ tungsmaterials beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die (jede) Anlagenpassage querspannungsfrei erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere erste querspannungsfreie Anlagenpassa­ ge(n) mit einer oder mehreren darauffolgenden, querspan­ nungsfreien und/oder querspannungsbehafteten Anlagenpas­ sage(n) kombiniert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verfestigung des Beschichtungsmaterials durch Trocknung, Wärmeeinwirkung und/oder Bestrahlung erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch eine Temperatur von mindestens 100°C, bevorzugt 170°C.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einer querspannungsfreien Anlagenpassage zumindest bereichsweise eine Unterlage für das Flächengebilde verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage das Flächengebilde während des Beschichtens, z. B. unterhalb eines Streichmessers, unterstützt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage ein Sieb, ein Gummituch oder eine Walze ist.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einer querspannungsbehafte­ ten Anlagenpassage eine Nadelkettenführung verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Beschichtung im direkten Streichverfahren aufgebracht wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Folgestriche ein- oder beid­ seitig querspannungsfrei oder querspannungsbehaftet aufge­ bracht werden.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde ein- oder beidseitig lackiert und/oder strukturgeprägt wird.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Beschichtungsmaterial Lösun­ gen oder Dispersionen, die eine Materialschicht erzeugen können, verwendet werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Lösungen oder Dispersionen von Kautschuken, Styrolen, Acrylaten oder deren Abmischungen und Modifizierungen ver­ wendet werden.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Beschichtungsmaterial PVC-Plastisol, Polyurethan-Dispersion oder härtbares Polyuret­ han verwendet wird.

15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einer auf eine querspan­ nungsfreie Anlagenpassage folgenden querspannungsbehafte­ ten Anlagenpassage ein Breitenverlust des Flächengebildes durch Aufbringung von Querkraft in der querspannungsbehaf­ teten Anlagenpassage wenigstens teilweise kompensiert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkraft während der Trocknung aufgebracht wird.