DE2157510A1 - Erzeugnisse mit Plüschoberfläche - Google Patents

Description

PATENTANWALTSBÜRO ThOMSEN - TlEDTKE - BüHLING

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PATENTANWÄLTE

München: Frankfurt/M.:

Dlpl.-Chem. Dr. D. Thomsen Dipl. - Ing. W. Welnkauff

Dipl.-Ing. H. Tiedtke (Fuchthohl 71)

Dlpl.-Chem. Q. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Chem. Dr. U. Eggers

8000 München 2

Kalter-Ludwig-Platze 19. November 1971

Imperial Chemical Industries Limited London, Großbritannien

Erzeugnisse mit Plüschoberfläche

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Herstellung von Erzeugnissen mit Plüschoberfläche sowie auf die in dieser Weise hergestellten Erzeugnisse.

Die Erfindung liefert ein Verfahren für die Herstellung eines mit Plüschoberfläche versehenen Erzeugnisses und besteht darin, daß man eine erweichte oder warmerweichbare faserbildende Masse zwischen einer Grundlage oder Grundschicht und einer erhitzten Oberfläche anordnet, die Grundlage gegen die erweichte Masse und die erhitzte Oberfläche hält, so daß die Masse mit der Grundlage verbunden wird und an die erhitzte Oberfläche anklebt, die Grundlage von der erhitzten Oberfläche

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Mündliche Abreden, Ihtbetonder· durch Telefon, bedürfen »chrlftiicher Ooa Pottscheck (München) Kto. 11W 74 Dresdner Benk !München) Kto. S 5« 709

hebt, so daß zwischen der Grundlage und der erhitzten Oberfläche Pasern oder Faserbündel aus erweichter Masse gebildet werden, und daß man schließlich die so gebildeten Pasern oder Faserbündel härtet und von der erhitzten Oberfläche abtrennt.

Für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbare faser bildende thermoplastische Polymermassen sind Additionspolymere,

^ z.B. Polymere und Mischpolymere von Äthylen, Propylen, Butadien,

Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylidenchlorid, Acrylonitril und Styrol sowie Kondensationspolymere wie Polyamide und Polyester, z. B. aus Glycolen und aromatischen Dicarbonsäuren. Mischungen von faserbildenden polymeren Massen können ebenfalls benutzt werden. Spezefische Beispiele für thermoplastische Polymermassen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind Polyäthylen, Polypropylen, Nylon, Polyäthylenterephthalat und Polyvinylchlorid. Die Polymermasse wird vorzugsweise in der Form eines Flachmaterials · benutzt, z.B. in der P Form eines kontinuierlichen Films oder einer perforierten Bahn. Die Dicke des Flachmaterials aus Polymermasse ist nicht krittisch; es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß die Verwendung von dickeren Flachmaterialien zu schwereren und teureren Erzeugnissen führt, während dünnere Materialien leichter, billger und flexibler sind.

Weitere thermoplastische Massen, die erfindungsgemäÄ benutzt werden können, umfassen Gläser, insbesondere niedrigschmelzende anorganische Oxydgläser; der Ausdruck "Polymermassen"

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wie er zuvor benutzt wurden kann in Beziehung zu der faserbildenden Masse so verstanden werden, daß er solche Gläser mit einschließt, sofern keine andere Spezifizierung erfolgt.

Im Bedarfsfall kann das Erzeugnis farblich behandelt werden, entweder generell oder nur örtlich wie bei gemusterten oder beschrifteten Erzeugnissen, indem man beispielsweise eine gefärbte Polymermasse, eine geeignet bedruckte Einzellage oder ein mehrlagiges polymeres Plachmaterial (mindestens eine Lage ist in geeigneter Weise pigmentiert) verwendet oder örtlich ein geeignetes Färbungsmittel zur Anwendung bringt.

Die polymere Masse kann zur Benutzung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in jeder geeigneten Weise erweicht werden, z.B. Wärme und/oder durdiWirkung von Weichmachern (z. B. in Vinylplastisolen) oder Lösungsmitteln. Im Falle von wärmeempfindlichen Polymeren wie Polyvinylchlorid kann das Polymeres mit einer nicht-polymeren Masse vermischt werden oder einer Mischung aus nicht-polymeren Massen, welche bei Umgebungstemperatur fest ist und in der sich das Polymeres bei erhöhten Temperaturen löst. Die Erweichungseigenschaften einer solchen Mischung unterscheiden sich von denjenigen des Polymeres selbst, so daß demzufolge eine weitere Kontrolle der Verfahrensbedingungen möglich ist.

Wo das Erweichen örtlich oder insgesamt durch Wärme erfolgt, die das bevorzugte Mittel ist, kann wenigstens ein teil der Wärme der Polymermasse beispielsweise durch Berührung

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mit der erhitzten Oberfläche und/oder der Grundlage zugeführt werden. Mit Rücksicht jedoch auf die Probleme der Wärmeübertragung, wie sie insbesondere dann auftreten, wenn eine relativ dicke Lage einer Polymermasse verwendet wird oder wenn hohe Produktionsraten angestrebt werden, wird es bevorzugt, daß wenigstens ein Teil der Wärme der Polymermasse durch Vorerhitzung zugeführt wird. Bei einer Ausführungsform kann die Masse beispielsweise .heiß, d.h. in Bahnform durch Schmelzextrudieren zugeführt werden, wobei unter geeigneten Bedingungen keine wei-

w tere Erwärmung notwendig sein kann. Alternativ kann die Masse z.B. von einer Filmrolle zugeführt und vorerhitzt werden. Bei einer weiteren Alternative kann die faserbildende thermoplastische Polymermasse -der Oberfläche der Grundlage oder der erhitzten Oberfläche z.B. in Pulver- oder Granulatform zugeführt und dann durch Erwärmen und Walzen vor oder möglichst sogar gleichzeitig mit der Behandlung durch das erfindungsgemäße Verfahren in eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Lage umgewandelt werden. Bei einer weiteren Alternative kann die

k Masse in der Form eines gewebten Textilmaterials zugeführt werden. Auch ist es ferner möglich, die Masse in zell- oder schaumförmiger Form anzuliefern. Die geschäumte oder zellförmige Masse kann in Form eines frisch extrudierte Flachmaterials zugeliefert werden oder kann vorgeformt und dann z. B. durch Wärme erweicht werden. Auch kann die Polymermasse aus einem Extruder auf die erhitzte Oberfläche gegossen werden-

Die Grundlage kann aus jedem geeigneten Material bestehen. So kann sie beispielsweise natürliches oder syntheti-

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sches Material sein. Als Beispiel für natürliches Material wird regenerierte Zellulose (ζ. B. "Cellophan") genannt. Zu den synthetischen Materialien, aus denen das Flachmaterial gebildet werden kann, gehören z. B. solche, wie sie zuvor als geeignet zur Verwendung als die Polymermassen beschrieben wurden. Es ist jedoch für das gegenseitige Verbinden der Pasern aus Polymermaterial und der Grundlage wesentlich, daß ausreichend ihre Trennung verhindert wird, wenn die Pasern von der erhitzten Oberfläche getrennt werden; selbst wenn dies ohne besondere Vorbehandlung der Grundlage erreichbar ist, kann eine Behandlung ihrer Oberfläche von Vorteil sein; so kann z.B. ein geeignetes Erweichungsmittel oder Lösungsmittel angewendet werden, wodurch die Oberfläche der Grundlage ohne Trennung und unerwünschte Zerstörung der Lage erweicht wird. Zweckmäßig wird das Erweichungsmittel oder das Lösungsmittel durch die Wärme der erhitzten Oberfläche aus dem zusammengesetzten Erzeugnis verdampft. Es ist erwünscht, daß Grundlage und Polymermasse so ausgewählt werden, daß sie unter den bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendeten Bedingungen sich leicht miteinander verbinden. Grundlagen mit sehr weicher Oberfläche verbinden sich allgemein weniger leicht als solche mit einer rauhen, genarbten oder unebenen Oberfläche, so daß eine Vorbehandlung zur Minderung der Glätte der Oberfläche beispielsweise durch Abrieb oder Abschleifen vorteilhaft sein kann.

Beispiele für poröse oder perforierte Grundlagen sind gewebte oder nichtgewebte Textilbahnen, die aus jedem beliebigen Material unter Einschluß von Metall bestehen können (so-

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fern synthetisches Material als Grundlage verwendet wird, wird es bevorzugt, daß es unter den Bedingungen, denen es bei dem Verfahren ausgesetzt wird, nicht erweicht wird). Häufig ist es zweckmäßig, ein gewebtes Textilmaterial als die Bahn zu verwenden. So wurden beispielsweise befriedigende Ergebnisse mit Hessians, Baumwollnetz, Glasfasergrobgewebe, Leinengrobgewebe und dergl. erzielt. Die Bahn kann auch aus Papier oder anderen· Material, z.B. aus Metall,Pappe oder Papier mit Löchern gebildet sein, die durch Einstanzen eingebracht sind. Es kann auch aus Streckmetall, Streckkunststoff oder extrudiertem Kunststoffnetz bestehen. Kunststoffschaumflachmaterial, z.B. aus Polyurethan, wurde unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf der Oberfläche mit Plüsch versehen, wobei offenzelli- ger relativ dünner (z.B. 1 bis 5 mm dick) Schaum verwendet wurde; auch viel dickere Schäume oder Schaumstoffe können behandelt werden. Gebundene, ungewebte oder ungebundene oder ungewebte Bahnen können benutzt werden. Das Verbinden einer ungebundenen ungewebten Bahn beim Verfahren nach der Erfindung kann mit Hilfe eines Bindemittels vorgenommen werden, das.z.B. ein wärmehärtbares Polymeres ist, oder auch mit Hilfe des polymeren Materials selbst, wobei jedoch große Sorgfalt beim Abziehen notwendig ist, bis das Bindemittel genügend ausgehärtet ist, um den Zusammenhalt des Erzeugnisses zu gewährleisten.

Aus Gründen der Vereinfachung wird im folgenden für alle Arten von Grundlagen, d.h. für kontinuierliche Flachmaterialoberflächen als auch für poröse oder perforierte Bahnen

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gemäß Vorbeschreibung das Wort "Bahn" verwendet, sofern keine andere Spezifizierung erfolgt.

Die Polymermasse kann mit der Bahn vor oder nach Berühren der erhitzten Oberfläche oder gleichzeitig damit je nach Wahl in Berührung gebracht werden. Die Polymermasse kann auch in anderer Form als homogenes Flachmaterial zugeliefert werden. Z. B. kann sie in der Form einer Außenschicht eines Laminats zugeführt werden: eine Außenlage des Laminats kann ein faserbildendes thermoplastisches polymeres Material umfassen, während eine andere Lage z. B. aus abriebfestem Material, z. B. gefülltem Kunststoff oder gewebeverstärktem Kunststoff bestehen kann. Ein zuvor geformtes Laminat (bei dem die Lagen miteinander verbunden sind oder nicht) aus der Bahn und einer Bahn, einem Flachmaterial oder einem Film aus der Polymermasse kann mit der erhitzten Oberfläche in Berührung gebracht werden. Alternativ können die Bahn und die Polymermasse der erhitzten Oberfläche getrennt zugeleitet werden.

Die Verwendung einer federnd nachgiebigen Einrichtung für das Halten der Bahn und der erweichten Masse gegen die erhitzte Oberfläche führt zu einer guten Einbindung des Plüsch am Erzeugnis. Daher wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Verfahren für die Herstellung eines Erzeugnisses mit Plüschoberfläche geschaffen, das darin besteht, daß man eine erweichte oder warmerweichbare faserbildende Masse zwischen einer Bahn und einer erhitzten Oberfläche anordnet, die Bahn mit Hilfe der federnd nachgiebigen Einrichtung gegen die erweichte Polymer-

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masse und die erweichte Polymermasse gegen die erhitzte Oberfläche hält, wodurch das Verbinden der Polymermasse mit der Bahn und das Ankleben der Polymermasse an die erhitzte Oberfläche erfolgt, daß man die Bahn und die Polymermasse von der erhitzten Oberfläche abhebt, so daß Fasern oder Faserbüschel an Stellen gebildet werden, an denen die Polymermasse an die Oberfläche angeklebt ist und daß man schließlich die Fasern aushärtet und die gehärteten Fasern von der erhitzten Oberfläche ablöst.

Die Bahn und die Polymermasse kann mit Hilfe einer nachgiebigen Walze oder irgend einer anderen geeigneten Einrichtung zum Anlegen eines Andrucks an die erhitzte Oberfläche gehalten oder vorzugsweise in Berührung mit dieser angepreßt werden, wobei eine solche Andrückeinrichtung vorzugsweise auf eine Temperatur gehalten wird und/oder Oberflächeneigenschaften hat, so daß die Polymermasse nicht an dieser anhaftet. (Der Ausdruck "Andrückeinrichtung" umfaßt auch Einrichtungen, die einfach die Bahn und die Polymermasse mit der erhitzten Oberfläche in Berührung halten.)

Mit "federnd nachgiebig" ist gemeint, daß die Andrückfläche nicht hart und unnachgiebig wie in dem Fall beispielsweise ist, daß eine Andrückrolle mit Oberfläche aus Stahl oder Keramik verwendet wird. Materialien mit einem weiten Nachgiebigkeitsbereich oder Härtebereich können bis zu einer Shore-Härte von 20, 40 oder selbst 70 - gemessen auf einem Shore Durometer A2 (ASTM D676) - verwendet werden. Die minimale Härte bestimmt

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8iQh nach der Eignung für das Halten der Bahn gegen die Polymermasse und die erhitzte Oberfläche zur Erzielung eines erfindungsgemäßen Erzeugnisses. Das nachgiebige Material hat vorzugsweise einen Minimalwert von 8, wobei .8 die Last in Pfunden ist, die zur Erzeugung einer Zusammendrückung von 2,54 x o,25 cm in einem Plachmaterial mit einer Dicke von 2,5¹I cm erzeugt, wenn das Material zwischen zwei Quadratplatten mit einer Fläche von 6,45 x 5o cm gelegt wird (siehe ASTM D 1264/64T). Es wurde festgestellt, daß eine minimale Dicke des federnd nachgiebigen Materials von etwa 1 mm, vorzugsweise 2-6 mm erwünscht ist, obwohl die Dicke mit Vorteil vergrößert werden kann, insbesondere, wenn härtere federnd nachgiebige Materialien verwendet werden. Beispiele für nachgiebige Materialien, die in Abhängigkeit von ihrer Fähigkeit zum Widerstand gegen die Betriebsbedingungen, insbesondere hohe Temperatur und wiederholte Zusammendrückung ausgewählt werden sollten, sind Siliconkautschuk, Neoprenkautschuk und Polyurethanschäume. Schäume mit offenen oder geschlossenen Zellen können benutzt werden. Beispiele für natürliche federnd nachgiebige Materialien sind Kork oder Gummi.

Die Betriebsbedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden no gewählt, daß die erweichte Polymermar.se sowohl nri nie orh i. t/. Lo Oberfläche aln mich an el Le Bahn anhaftet und daß to in. Abziehen der bahn und des Polymermaterials von der erhitzten Oberfläche Fasern oder Faserbüschel aus der Polymermasse gebildet werden.

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Diese Pasern oder Paserbüschel werden dann vorzugsweise gekühlt, wodurch sie gehärtet werden, so daß bei progressivem Vergrößern des Abstands zwischen der Bahn und der erhitzten Oberfläche die Pasern sich von der erhitzten Oberfläche ablösen und einen fasrigen oder büscheligen Plüsch auf der Bahn bilden. Die Steuerung des Kühlungsgrads ist wichtig, denn wenn die Fasern oder Faserbündel nicht ausreichend gekühlt werden, ziehen sie sich beim Ablösen von der erhitzten Oberfläche wieder zurück.

Länge und Form der die Plüschoberfläche bildenden Fasern oder Faserbüschel oder Büschel werden durch die Geschwindigkeit ihrer Härtung (z. B. durch Kühlung) beeinflußt, die Temperatur der heißen Oberfläche und die Abhebgeschwindigkeit der Bahn und der Polymermasse von der Oberfläche. Die mechanischen Eigenschaften der Fasern oder Büschel werden beeinflußt durch die Art der Polymermasse und das Ausmaß der Streckung der Fasern oder Büschel beim Verfahren. Durch Variieren der Wahl der Polymermasse oder der Bahn und der Betriebsbedingungen während des Verfahrens können Erzeugnisse mit in einem weiten Eiereich liegenden Eigenschaften, Aufbau, Textur und Aussehen erhalten werden. Es wurde festgestellt, daß es besonders vorteilhaft ist, das Kühlen der Fasern oder Büschel bei ihren; Ziehen zu beschleunigen, d. h. indem man auf dier.e einen Kühltnittelstrom richtet, vorzugsweise ein Gas wie Luft oder ein inertes Gas wie Stickstoff, wo atmosphärische Oxydation Schwierigkeiten bereiten könnte.

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Die Art des Endzustands hängt stark von der Temperatur der gezogenen Polymermasse an der Stelle zu dem Zeitpunkt ab, an dem diese von der erhitzten Oberfläche abgelöst wird. Der Grad der Zurückziehung der Polymermasse wird somit durch deren Temperatur an dieser Stelle beeinflußt. Dies wird selbstverständlich durch die Temperatur der erhitzten Oberfläche und der Temperatur, der Strömungsgeschwindigkeit und Richtung eines verwendeten Kühlmittels beeinflußt. Der Kühlmittelstrom muß quer über die Breite des Erzeugnisses und/oder mit der Zeit variiert werden, wobei ein Anwachsen der Strömungsgeschwindigkeit zu einer Verminderung der Länge der Pasern und umgekehrt führt; der Abstand zwischen der Stelle, an der die Büschel oder dergl. erzeugt werden und der Kühlmittelfördereinrichtung kann quer über die Breite des Erzeugnisses und/oder mit der Zeit variiert werden. So kann beispielsweise die Änderung dieses Abstands zur Beeinflußung oder Änderung der Art der Pasern, insbesondere deren Wellung oder Kräuselung benutzt werden; die Temperatur des Kühlmittels (insbesondere an der Stelle der Faserbildung) kann über die Breite des Erzeugnisses und/oder mit der Zeit variiert werden; die Kühlmittelzuliefereinrichtung kann die Form einer Reihe von Düsen oder die Form eines sich quer über die Breite des Erzeugnisses erstreckenden Schlitzes annehmen. Der durch jegliche der Variablen erzielte Effekt kann durch Faktoren wie Richtung des Schlitzes oder der Düsen und- deren Abstand von der Stelle der Faserbildung modifiziert werden; im allgemeinen kann im Bedarfsfall eine Düsenreihe benutzt werden, um Erzeugnisse zu erhalten, die regelmäßige Änderungen in der Plüschhöhe über die Breite des Erzeugnisses aufweisen.

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In vielen Fällen ist es bevorzugt, eine besondere Kombination aus Kühlmittel und anderen Parametern zu wählen und dann das Verfahren ablaufen zu lassen, bis gleichbleibende oder stabile Erzeugniseigenschaften erhalten werden. Es ist jedoch hervorzuheben, daß jegliche Parameter in zyklischer Weise variiert werden können, um gemusterte oder uneinheitliche Effekte zu erreichen. Die Abziehgeschwindigkeit und der Abziehwinkel sowie die Spannung des Erzeugnisses können die Art der Oberflächentextur des Erzeugnisses beeinflussen.

Das Verfahren wird vorzugsweise kontinuierlich vollzogen, so daß ausgedehnte Fertigungsdurchläufe erfolgen. So kann die (wahlweise federnd nachgiebige) Andrückeinrichtung beispielsweise eine übliche Andrückrolle sein, die mit einem nachgiebigen Material, z.B. einem Schaum- oder Käutschukmaterial auf der Oberfläche versehen ist, das die erwünschten federnd nachgiebigen Eigenschaften hat; dies ist das bevorzugte System. Selbstverständlich kann jeglich endlose Oberfläche als die erhitzte Oberfläche und/oder als die Andrückeinrichtung benutzt werden. So kann beispielsweise eine Rolle oder endloser Gurt verwendet werden, der in Verbindung mit einer weiteren sich bewegenden Oberfläche, z. B. einer Stützrolle oder einem endlosen Gurt einen Spalt bildet, dem die Polymermasse und die perforierte Bahn kontinuierlich zugeführt wird und aus dem das Erzeugnis kontinuierlich abgezogen werden kann. Rollen oder Gurte mit einer federnd nachgiebigen Oberfläche umfassen auch solche Rollen und Gurte, die im wesentlichen oder ganz aus federnd nachgiebigem Material bestehen, obwohl diese nicht be-

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vorzugt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die erhitzte Oberfläche die zylindrische Fläche einer Rolle oder Walze. Die Dauer des Kontakts des polymeren Materials mit der heißen Oberfläche der Rolle hängt von der Weglänge zwischen der Stelle, an der das polymere Material die Oberfläche berührt und der Stelle ab, an der es die Oberfläche verläßt, sowie von der Umlaufgeschwindigkeit der Rolle, die zweckmäßig mit einer auf die
Aufwickelgeschwindigkeit der Produktrolle bezogenen Geschwindigkeit angetrieben wird.

Es kann erwünscht sein, in vorbestimmten Bereichen
des Erzeugnisses die Oberflächenplüschbildung zu modifizieren oder zu verhindern, um einen Mustereffekt zu erhalten. Dies
läßt sich z. B. dadurch erreichen, daß man einen Teil der
erhitzten Oberfläche so ausbildet, daß die Polymermasse nicht an dieser ankleben kann, indem man z. B. eine Beschichtung an der Oberfläche anbringt, an der die Polymermasse nicht unter
den Betriebsbedingungen ankleben soll. Ist beispielsweise die Polymermasse Polyäthylen, können ausgewählte Bereiche auf der erhitzten Oberfläche durch Beschichten mit einem Polyäthylenwachs gebildet werden, das leicht nach Benutzung entfernt werden kann. Die erhitzte Oberfläche kann auch geprägt sein, so daß
einige Teile der Oberfläche gegenüber benachbarten Teilen vertieft Bind, so daß die Polymermasse nicht mit den vertieften
Teilen in Berührung kommt. Ein alternatives Verfahren besteht

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darin, daß man zwischen der Polymermasse und der erhitzten Oberfläche eine Schablone einlegt. Eine solche Schablone muß natürlich so ausgewählt werden, daß die Polymermasse nicht in einem. Maß anhaftet, wie es zur Erzeugung einer Plüschoberfläche auf dem endgültigen Erzeugnis ausreicht.

Es wurde festgestellt, daß es vorteilhaft sein kann, die Polymermasse für das Härten der Pasern dann zu kühlen, wenn das zusammengesetzte Erzeugnis oder Verbunderzeugnis den Spalt verläßtjindem man die Bahn von der der erhitzten Oberfläche abgewandten Seite entweder zusätzlich oder alternativ zur Direktkühlung durch Auftreffen von Kühlmittel auf die Pasern kühlt.

Die Erfindung liefert somit ebenfalls ein Verfahren für das Herstellen eines Flachmaterials mit Plüschoberfläche, das dadurch gekennzeichnet,ist, daß man zwischen eine Bahn und eine erhitzte Oberfläche eine Polymermasse anordnet, die Bahn L· gegen die erweichte Polymermasse und die erhitzte Oberfläche hält, wobei die Polymermasse sich mit der Bahn verbindet und an die erhitzte Oberfläche anklebt, daß man die Bahn und die Polymermasse von der erhitzten Oberfläche abzieht, um Pasern oder Büschel zu bilden, daß man die der erhitzten Oberfläche abgewandte Seite der Bahn kühlt und die Pasern oder Büschel von der erhitzten Oberfläche ablöst.

Bei dem Verfahren dieser Art wird somit das Kühlen der Fasern oder Büschel beschleunigt, indem man die der erhitzten Oberfläche abgewandte Seite der Bahn kühlt, bevor die Pasern

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oder Büschel sich von der erhitzten Oberfläche abgetrennt haben.

Die verwendete Kühleinrichtung kann beispielsweise ein Fluidstrom, vorzugsweise aus Gas, insbesondere Luft oder Stickstoff bei einer Temperatur unterhalb derjenigen der Bahn sein, oder beispielsweise auch eine gekühlte Rolle, ein gekühlter Stab oder ein gekühltes Rohr, mit denen die Bahn in Oberflächenberührung kommt, wobei die Bahn vorteilhaft leicht um eine solche Einrichtung herumgespannt wird oder welche Einrichtung eine örtliche kalte Umgebung liefert, die wirkungsvoll ein Kühlblech ist. Sofern ein Strömungsmittel als Kühlmittel verwendet wird, wurde festgestellt, daß Druckluft bei Umgebungstemperatur oder tiefer und einem Druck zwischen

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o,o7 x Io kg/cm und o,o7 χ 6o kg/cm bevorzugt zwischen o,o7 x 2o und o,o7 x 3o kg/cm geeignet ist. Als Beispiel für eine Kühleinrichtung in Rohrform kann ein Rohr erwähnt werden, das aus einem sehr gut wärmeleitenden Material, z.B. aus Kupfer oder einem anderen Metall besteht und durch das ein Kühlmittelstrom fließt, der flüssig sein kann, z. B. Wasser, oder auch ein verflüssigtes Gas oder auch einfach Gas. Die Temperatur des Kühlmittels wird so gewählt, daß die erwünschte Kühlung der Bahn unter Berücksichtigung des verwendeten Materials, der Bahndicke, der Durchlaufgeschwindigkeit der Bahn usw. erreicht wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Bahn selbst verwendet, um die Polymermasse an die erhitzte Oberfläche zu halten. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß man der Bahn eine ausreichende Spannung gibt, um aie gegen das

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faserbildende Material zu preßen, ohne daß die Bahn reißt. Die letztgenannte Bedingung ist offensichtlich, sofern nicht eine in geeigneter V/eise gespannte zusätzliche Rückenlage oder Sützlage verwendet wird.

Die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erleichtert das Kühlen der der erhitzten Oberfläche abgewandten Oberfläche der Bahn ("Rückenkühlung"). Besonders bevorzugt umfaßt die Kühleinrichtung eine Oberfläche, z. B. ein Rohr oder eine Stange, die sich quer über die Breite der Bahn erstreckt und vorzugsweise im rechten Winkel zur Bahnlaufrichtung, wobei die Bahn um diese Stange gezogen wird, um das Abheben der Bahn von der erhitzten Oberfläche in einem relativ scharfen V/inkel - vorzugsweise zwischen etwa 30 und 8O° und besonders bevorzugt zwischen 50 und 75° zur erhitzten Oberfläche zu bewirken (dieser scharfe Abzieh- oder Abhebewinkel ist bei allen hier beschriebenen Verfahren günstig). Die Rückenkühlung wird unter Nutzung dieses Aspekts der Erfindung erleichtert; dennoch ff wird das Kühlen durch direktes Auftreffen eines Kühlmittels auf die Pasern durch Richten eines Kühlmittelstroms in den Spalt bevorzugt. Unmittelbares Auftreffen des Kühlmittels zusammen mit Rückenkühlung ist eine besonders geeignete Kombinierung.

Wie bei allen zuvor beschriebenen Aspekten der Erfindung erfolgt das Kühlen bevorzugt in einer ausreichend langen Zeitspanne vor dem Ablösen der Fasern oder Büschel von der erhitzten Oberfläche, um deren vollständiges Zusammenziehen

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mit entsprechendem Verlust an Plüscheffekt zu verhindern. Die Temperatur der Kühleinrichtung oder kombinierten Kühlmittel wird beeinflußt durch die Temperaturminderung des Erzeugnisses, das hierdurch erreicht werden soll, wobei die verwendeten Materialien und die Temperatur der erhitzten Oberfläche zu beachten sind, sowie die Dicke der Bahn und der Polymermasse, die Wandergeschwindigkeit der Bahn und dergl.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung liefert ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet,ist, daß man eine erweichte faserbildende thermoplastische Polymermasse durch eine poröse perforierte Bahn in Berührung mit einer Oberfläche preßt, die auf eine Temperatur erhitzt ist, bei der die Polymermasse an dieser Oberfläche anklebt, daß man die Bahn und die Polymermasse von dieser Oberfläche abhebt, um Fasern oder Büschel an den Stellen zu bilden, an denen die Polymermasse an die Oberfläche angeklebt worden ist, daß man die so gebildeten Pasern oder Büschel von der Oberfläche ablöst und anschließend die Bahn von der Polymermasse trennt.

Zur Vereinfachung wird im folgenden die poröse oder perforierte Bahn als perforierte Bahn bezeichnet.

Eine Steuermöglichkeit für die Dichte der fasrigen odor büscheligen Oberfläche wird durch die Verwendung der Bahn erhalten, da die Anzahl der Pasern oder Büschel pro Einheitsfläche durch die Anzahl der Löcher oder Perforationen pro Bahnflächeneinheit überwacht werden kann. Die Verwendung eines relativ dünnen Flachmaterials aus Polymermanse kann insofern

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vorteilhaft sein, als gemäß späterer Beschreibung das Erzeugnis selbst porös sein kann.

Die perforierte Bahn kann aus einem beliebigen Material bestehen, wobei jedoch die Notwendigkeit für evtl. Trennen der Bahn und des polymeren Materials zu berücksichtigen ist j dementsprechend wird eine Bahn aus einem Material verwendet, das entweder aus sich selbst oder infolge Aufbringens

» eines geeigneten Trennmaterials leicht von dem Polymermaterial gelöst werden kann. Beispiele sind gewebte oder ungewebte Textilbahnen, unter Einschluß von Metall; wo synthetisches Material benutzt wird, wird es bevorzugt, daß es unter den Bedingungen, denen es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgesetzt wird, nicht erweicht wird. Für enge Steuerung der Textur der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugten Plüschoberfläche ist es allgemein zweckmäßig, ein gewebtes Textilmaterial zu verwenden; sofern die Bahn wiederholt verwendet wird, ist ausreichende Festigkeit wesentlich, während

™ bei einmaligem Gebrauch kein in der Festigkeit besonders hohes Material notwendig ist. So wurden beispielsxveise befriedigende Ergebnisse mit Hessian, Baumwollnetz, Glasfasergrobgewebe, Leinengrobgewebe, Bylon- und Terylene-(RTM) Netze und dergleichen erhalten. Hat die Bahn eine zu enge Webbindung, kann es schwierig werden, das polymere Material hindurchzupressen, sofern letzteres nicht in erweichtem oder geschmolzenem Zustand eine niedrige Viskosität hat; auch kann das nachträgliche-Trennen schwierig sein. Die Bahn kann auch aus Papier bestehen (obwohl dies sehr schwach sein kann und daher nicht bevorzugt wird)

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oder aus anderem Material, ζ. B. aus Metall oder Pappe mit beispielsweise durch Stanzen gebildeten Löchern, durch die das thermoplastische polymere Material beim Verfahren hindurchgedrückt wird. Auch kann die Bahn ein Streckmetall oder ein Streckkunststoff oder ein extrudiertes Kunststoffnetζ sein. Trennmaterial mit denen- die Bahn behandelt werden kann, umfassen Silicone und andere Kaftfrei-Mittel, z.B. PTFE; diese sind jedoch nicht notwendig, wenn das Material der Bahn geringe Eigenhaftung hat, z. B. ein Monofilmaterial ist.Trennmittel sind insbesondere nützlich, wenn rauhe Bahnmaterialien, z.B. Hessian, Baumwolle und dergl. verwendet werden.

Das Polymermaterial kann mit Hilfe einer Rolle oder jeglicher anderen Andrückeinrichtung durch die Bahn in Berührung mit der erhitzten Oberfläche gedruckt werden, wobei sich die Rolle oder eine andere Andrückeinrichtung vorzugsv/eise auf einer Temperatur befindet, bei der das polymere Material nicht an diese Einrichtung anklebt. Das durch die Bahn hindurch in .Berührung mit der erhitzten Oberfläche gepreßte polymere Material klebt an dieser Oberfläche an, so daß beim Abheben der Bahn und des Materials von dieser Oberfläche Pasern oder Büschel an den Stellen gebildet werden, an denen das polymere Material an die Oberfläche angeklebt worden ist. Durch weitergehendes Abheben der Bahn von der erhitzten Oberfläche lösen sich die ■Fasern oder Büschel von dieser Oberfläche und bilden beim Kühlen einen gehärteten fasrigen oder büscheligen Plüsch auf der mit dem polymeren Material kombinierten Bahn.

Unterschiedliche Oberflächeneffekte können durch 209828/0897

Variieren der Natur, d. h. Größe, Zahl und Anordnung der Löcher in der Bahn variiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise kontinuierlich gefahren. So kann beispielsweise die erhitzte Oberfläche eine sich bewegende Oberfläche, z. B. eine Rolle oder ein endloser Gurt sein, die in Verbindung mit einer anderen sich bewegenden Oberfläche, z. B. einer Stützrolle oder einem endlosen Gurt als die Einrichtung, durch die ein Druck ausgeübt W wird, um das polymere Material durch die Bahn zu drücken, einen Spalt formen, dem das thermoplastische Material und die poröse oder perforierte Bahn kontinuierlich-zugeführt wird und aus dem das zusammengesetzte Erzeugnis für Weiterförderung zu einer Bahn-Abstreifstation abgezogen wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen für kontinuierliche Arbeitsweise erläutert.

W Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform

einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für kontinuierlichen Betrieb;

Fig. 2 verdeutlicht, wie geschmolzenes Polymermaterial in den Arbeitsspalt der Vorrichtung extrudiert wird;

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der das Erzeugnis von der der er-

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hitzten Rolle abgewandten Bahnseite gekühlt wird;

Pig. M ist eine Abwandlung, bei der sowohl Rückenkühlung als auch Spaltkühlung angewendet wird;

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, beider die Bahn von dem Erzeugnis nach dem Aushärten der Polymermasse abgezogen wird;

Fig. 6 verdeutlicht eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein auf beiden Seiten mit Plüschoberfläche versehenes Erzeugnis erhalten wird, wobei eine perforierte Bahn abgelöst und rückgeführt wird;

Fig. 7 bis 9 zeigen in Seitenansicht aufeinanderfolgende Verfahrensschritte bei einem erfindungsgemäßen Verfahren, bei denen ein poröses Erzeugnis durch ein Verfahren unter Anwendung der Bahnablösung erzeugt wird;

Fig.10 zeigt schaubildlich ein poröses Erzeugnis mit Plüschoberfläche, wie es gemäß dem Verfahren nach den Fig. 7 bis 9 erhalten wurde.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Bahn, z. B. ein Textilmaterial wie "Terylen"-Voile und das Bezugs-

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zeichen 2 einen Film aus thermoplastischer Polymermasse, die von einer Rolle dem Spalt zwischen zwei gegenläufigen Rollen 3 und 4 zugeführt wird. Die Oberfläche der Rollen kann im Bedarfsfall aus Metall sein; es kann jedoch vorteilhaft sein, Materialien mit geringerer thermischer Leitfähigkeit zu verwenden, z. B. Steingut, Keramik, Beton oder Glas. Die Oberfläche kann glatt oder poliert sein, jedoch wird die Verwendung von Oberflächen nicht ausgeschlossen, die aufgerauht worden sind, z.B. durch Abreiben ( Um z. B. einen "Satin"-Effekt zu

™ erhalten), durch Schleifen, durch stahlsandstrahlen oder durch Rändeln; auch können solche aufgerauhten Oberflächen bevorzugt sein. Der Film, der wahlweise auf eine Temperatur oberhalb seines Erweichungspunkts vorerhitzt wird, jedoch nicht auf eine Temperatur, bei der er für die Benutzung ungeeignet wird, wird dem Spalt zwischen den Rollen zugefördert, von denen wenigstens eine angetrieben ist und wird von der Rolle H durch die Bahn getrennt. Die Rolle 3 wird auf eine Temperatur erhitzt, bei der .das thermoplastische polymere Material an dieser Oberfläche

P anklebt, wobei die Wärme beispielsweise durch Erhitzen des Inneren z. B. mit Dampf, Elektrizität oder heißem öl in üblicher Weise zugeführt wird. Die Rolle 4 wird vorzugsweise auf einer Temperatur unterhalb des Eriieichungspunkts des polymeren Materials gehalten und enthält im Bedarfsfall ein Kühlmittel, z. B. eine Zufuhr für Strömungsmittel in das Innere der Rolle bei einer geeigneten Temperatur, um Ankleben des polymeren Materials an die Rolle zu verhindern. Die Verwendung einer Klebfrei-Oberflache auf der Oberfläche der Rolle 1, z. B. eine dünne Schicht aus PTFE oder Silicon kann erwünscht sein. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Düse, ein geschlitztes Rohr oder eine Reihe

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von Düsen, die mit Hilfe nicht gezeigter Mittel an eine geeignete Zufuhreinrichtung angeschlossen sind, um einen Strom oder Ströme aus Kühlmittel, vorzugsweise Preßluft, in den Auslaufspalt zwischen der erhitzten Rolle 3 und der austretenden Bahn-Filmvereinigung zu richten und die Bahn und die Pasern oder Büschel an einer Stelle vor ihrer Ablösung von der erhitzten Oberfläche zu kühlen. Mit dem Bezugszeichen 6 ist ein Erzeugnis mit Plüschoberfläche bezeichnet, wie es den Rollenspalt verläßt«

Die Temperatur der Extruderdüse oder Polymervorwärmeinrichtung (sofern diese benutzt werden), die Temperatur der Rollen und die Temperatur und der~Druck des Kühlmittelstroms wird in Abhängigkeit von der Art des verwendeten thermoplastischen polymeren Materials und der Art des erwünschten Erzeugnisses (z. B. Länge und Dichte der Pasern oder Büschel , die die Plüschoberfläche bilden) gewählt, wobei die Auswahl für den Fachmann keine Schwierigkeit bedeutet. Ist beispielsweise der polymere Film zu heiß, kann er durchsacken, obwohl dies dadurch vermieden werden kann, daß man ihn vertikal nach unten in den Spalt einführt. Bei zu hoher Temperatur kann Zerfall des thermoplastischen Materials auftreten, sofern keine Vorsorge getroffen wird. Wo athmosphärische Oxydation wahrscheinlich ist, kann anstelle von Luft das Kühlen mit Hilfe eines inerten Gases, z.B. Stickstoff, Helium oder Kohlendioxyd erfolgen; wo sehr sauerstoffempfindliche Polymere verwendet werden, kann eine Abschirmung unter Verwendung von Stickstoff oder einem anderen geeigneten Gas notwendig sein. Ist der Film nicht heiß genug, hat

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die Plüschoberfläche schlechte Qualität oder ist diskontinuierlich.

Die Temperatur der heißen Oberfläche beeinflußt die Art der fasrigen oder büschligen Oberfläche des Erzeugnisses. Wird die Temperatur der Rolle über diejenige hinaus erhöht, bei der einzelne Fasern oder Büschel in im wesentlichen regelmäßiger und dichter Weise gebildet werden, neigt mehr thermoplastisches Polymermaterial zum Anhaften und führt anfänglich zum Zusammenschmelzen der Köpfe oder Enden benachbarter Fasern oder Büschel und zum nachfolgenden Erzeugen einer mehr oder weniger kontinuierlichen Oberfläche über unregelmäßige Bereiche, wobei bei sehr hohen Temperaturen etwas thermoplastisches Polymermaterial an der Rolle kleben bleiben kann und somit deren Oberfläche verschmutzt. Ist hingegen die Rolle zu kalt, wird die Plüschbildung schlecht und unregelmäßig.

Die Temperatur der anderen (oder Stütz-) Rolle oder

P Oberfläche ist we.niger kritisch, muß jedoch kalt genug sein, um Ankleben jeglichen Polymeres zu verhindern, jedoch nicht so kalt, daß die. Viskosität des Kunststoffs zu sehr erhöht wird und das Durchtreten durch die Bahn verhindert} und/oder muß die Oberfläche klebfrei gemacht werden, indem sie selbst aus einem klebfreien Material besteht oder eine Beschichtung aus einem Klebfrei-Material aufweist, z. B. "Fluon"(RTM) oder einem Silicon.

In der Fig. la ist ein Querschnitt des nach dem Verfahren gemäß Fig. 1 erhaltenen Erzeugnisses gezeigt. Dieses

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Erzeugnis besitzt eine poröse oder perforierte Bahn 1 (ein Textilgewebe z. B.), das mit einer Vielzahl von fasrigen oder büschelartigen Vorsprüngen 7 verbunden ist, die sich durch die Textilbahn erstrecken. Die Fig. 2 zeigt eine der Fig. 1 entsprechende Vorrichtung, die jedoch im Unterschied dazu zur Verwendung mit einer Polymermasse ausgelegt ist, die einen scharfen Schmelzpunkt und/oder eine relativ geringe Viskosität in geschmolzner Form aufweist, z. B. kristalline Polyamide und Polyester. Die Vorrichtung ist so angeordnet, daß ein Film aus geschmolzener Polymermasse nach unten in den Spalt zwischen den Rollen 3 und ¹I aus einem Extruder 8 extrudiert wird. Die Rückenrolle oder Stützrolle ¹J hat eine federnd nachgiebige Oberfläche. Alternativ kann die Polymermasse auf die erhitzte Rolle extrudiert und in die erwünschte Filmform vor dem Eintritt in den Spalt "gegossen" werden.

Die Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung, bei der das austretende zusammengesetzte Erzeugnis durch Blasen eines Kaltluftstroms oder anderen Fluids gegen die der Plüschoberfläche abfpwandten Seite der Bahn gekühlt wird. Die Kühlwirkung wird vergrößert, wenn die Bahn porös ist, so daß die Luft durch die Bahn in die fasrige Lage eintreten kann.

Die Fig. 4 zeigt einen Teil einer Vorrichtung, bei der das Kühlen der Bahn sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite erfolgt. Die von der erhitzten Oberfläche abgewandte Oberfläche der Bahn wird durch Berührung mit der Oberfläche eines Rohrs 9 gekühlt, durch das ein Kühlfluid oder Kühlmittel gefördert wird. Das Rohr liegt im rechten Winkel zur

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Laufrichtung der Bahn und parallel zur Achse der Rolle 3. Ebenfalls wird die Kühlung auf der Vorderseite durch Zuführen eines Kaltgasstroms zwischen die Fasern in den Spaltaustritt vorgenommen.

Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der eine erweichte Polymermasse durch die Bahn, hindurch an die erhitzte Oberfläche gepreßt und anschließend von dem so erhaltenen zusammengesetzten Erzeugnis entfernt wird.

Die Fig. 6 verdeutlicht eine weitere Ausführungsform, bei der ein Erzeugnis mit einer Plüschoberfläche auf beiden Seiten erhalten werden kann, indem man eine weitere Bahn la zuführt (in der Zeichnung handelt es sich um ein Verfahren, bei dem die Bahn von dem Erzeugnis abgezogen wird; selbstverständlich können die anderen zuvor beschriebenen Verfahren in geeigneter "Weise so modifiziert werden, daß man ein Erzeugnis mit Plüschoberfläche auf beiden Seiten erhält, indem man zwei Filme aus Polymermasse jeweils auf einer Seite einer gemeinsamen Bahn zwischen einem Paar von erhitzten Oberflächen hindurchführt, wodurch eine Plüschoberfläche auf jeder Seite der Bahn gebildet wird, die dann nicht von dem Erzeugnis entfernt wird Das erhaltene Erzeugnis kann durch seine Dicke aufgespalten werden, um auf diese Weise zwei Bahnen mit Plüschoberfläche zu erhalten. Es sind Maßnahmen getroffen, um die Bahnen rückzuführen.

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Die Fig. 7 bis 9 .verdeutlichen schematisch in vergrößertem Maßstab den vermutlichen Mechanismus der Erfindung, wenn ein perforiertes Erzeugnis mit Plüschoberfläche erhalten wird, insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß Fig. 5 mit einer auf der Oberfläche federnd nachgiebig gepolsterten Stütz- oder Rückenrolle. Diese Technik wurde mit besonderem Effekt bei der Herstellung von perforierten Erzeugnissen angewendet unter Benutzung einer relativ dünnen Lage aus Polymermasse mit einer Dicke in der Größenordnung von beispielsweise 2,5M χ ο,οοΐ cm bis 2,54 χ o,o5 cm; die Dicke der Bahn ist ein sehr wichtiger Faktor, denn während ein dicker Film ein perforiertes Erzeugnis mit einer dicken Bahn, ζ_·___Β·_. einer Bahn vergleichbarer Dicke erzeugt, könnte ein sehr viel dickerer Film bei Anwendung mit derselben Bahn ein kontinuierliches Erzeugnis hervorbringen. Die Wahl richtiger Filmdicke bereitet jedoch keine Schwierigkeit.

Im allgemeinen wird bevorzugt, eine Lage aus Polymermasse mit einer Dicke in der Größenordnung vom 1 bis 100-fachen, vorzugsweise 5-50-fachen der Bahndicke zu verwenden. Bei der Herstellung eines perforierten Erzeugnisses wird dieses auch durch die Größe der Perforationen in der Bahn beeinflußt. Es ist offensichtlich, daß beispielsweise eine dünne Bahn mit kleiner Perforationsabmessung nicht zu einem perforierten Erzeugnis führt, wenn eine sehr dicke Lage aus Polymermasse verwendet wird. Es ist jedoch eine einfache Frage der Auswahl geeigneter Dicken für den Polymerfilm für eine Bahn gegebener Dicke und Perforationsabmessung.

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Bei der Herstellung eines porösen Erzeugnisses nach dem Verfahren gemäß den Fig. 7 und 9 wird ein perforierter Film aus Polymermasse gegenüber einem an Ort und Stelle extrudierten Film bevorzugt, da das Erweichen der Polymermasse vorzugsweise durch Berührung mit der erhitzten Oberfläche erfolgt. Sofern ein perforiertes Erzeugnis hergestellt werden soll, wird eine federnd nachgiebige Andrückfläche bevorzugt.

Das poröse Produkt ist schaubildlich in Fig. 10 gezeigt.

Die Fig. 11 verdeutlicht schematisch eine Vorrichtung, bei der eine erhitzte Rolle benutzt wird, wobei die Bahn und das polymere Material solange gegen die Oberfläche der Rolle gehalten werden, bis gegenseitiges Verbinden und Ankleben erfolgt, wie es zuvor beschrieben wurde, wobei die Anlage an die Rolle ausschließlich durch Spannung in der Bahn erzeugt wird. Die Bahnzuführrolle 10 ist gebremst oder in anderer Weise verzögert und es wird die Aufnahmerolle 11 für das Erzeugnis mit einer Aufwickelgeschwxndigkeit angetrieben, die gleich ist mit der Oberflächengeschwindigkeit der Rolle 3· Zur Unterstützung der Spannung der Bahn können federnd nachgiebige Einrichtungen, zweckmäßig gefederte Rollen verwendet werden. Die Rolle 3 kann angetrieben werden oder passiv umlaufen, wobei ihre Umlaufgeschwindigkeit durch die Geschwindigkeit der Rolle 11 bestimmt wird.

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In Fig. 12 wird eine Führungsrolle 12 verwendet, die gekühlt werden kann und.die den Ablösungs- oder Abzugswinkel steuert, unter dem das Erzeugnis die erhitzte Oberfläche der Vorrichtung nach Fig. 11 verläßt.

Gemäß einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Fig. 13, das eine weitere Variante für das Erzeugnis gestattet, wird eine zweite faserbildende Polymermasse (in der Zeichnung repräsentiert durch das Bezugszeichen 13) entweder zwischen der erhitzten Oberfläche und der ersten Polymermasse, zwischen der Bahn und der ersten Polymermasse oder zwischen der Bahn und der Andrückeinrichtung zugeführt. Diese zweite Polymermasse wird vorteilhaft in der Form eines Films zugeführt und kann die gleiche oder eine unterschiedliche Farbe haben. Bei einer alternativen Ausführungsform kann sie dadurch aufgebracht werden, daß man Pulver oder Granulat auf einen Film der ersten Polymermasse oder auf die Bahn streut.

Die Fig. 13a verdeutlicht im Schnitt, wie ein Erzeugnis aus der Vorrichtung nach der Fig. 13 aussehen würde.

Beispiel 1

Es wurde eine allgemein in der Fig. 1 gezeigte Vorrichtung (mit der Ausnahme, daß die Rolle *J mit einer federnd nachgiebigen Oberfläche versehen war) verwendet, um ein Erzeugnis mit Plüschoberfläche in der folgenden Weise zu erzeugen:

Es wurde eine nicht gewebte Bahn aus kontinuierlichen 209828/0897

- 3ο -

schmelzgebundenen zweikomponenten Faserbändern mit einem Gewicht von 1/3 oz/M mit einem Film aus Polyäthylen geringer Dichte (2,5** x ο,οοΐ cm) dickes "Alkathene"-RTM) durch den Spalt geführt. Die Temperatur der erhitzten Rolle betrug 115 - 125 °C und die Geschwindigkeit der Rollenoberfläche 2,54 x 9 cm/min.

Die nachgiebige Schicht auf der Rolle 4 bestand der Reihe nach von der Mitte aus aus schwerer Segelleinwand, aus einer 2,54 x 1/2 cm dicken Schicht aus Neoprenschaum mit geschlossenen Zellen und einer Klebfrei-Oberfläche aus einer Siliconkautschukbahn mit einer Dicke von 2,54 χ 1/16 cm.

Der Kühlluftdruck betrug o,o7o χ 2o kg/cm und es

wurde die Kühlluft in den Austrittsspalt aus einer Entfernung von 2,54 x 5 cm aus einem Rohr zugeführt, das linear mit Löchern perforiert war, die einen Durchmesser von 2,54 χ 1/32 cm und einen Abstand von 2,54 χ 1/4 cm hatten.

Beispiel 2

Es wurde die Vorrichtung gemäß Fig. 3 verwendet, um ein erfindungsgemäßes Erzeugnis mit Plüschoberfläche herzustel-

len. Die Bahn bestand aus gewebtem "Terylen"(RTM)-Netz (3o gm/M ) mit Perforationen von 2 mm. Die Polymermasse bestand aus Polyäthylen niedriger Dichte ("Alkathene"-RTM) in Bahnform mit einer Dicke von 2,54 χ 2/looo cm. Die Rolle 3 wurde auf 12o ⁰C

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und es wurde die Rolle 4 auf der Oberfläche mit einer Schicht aus flexiblem Polyurethan mit einer Dicke von 12 mm versehen. Die Durchlaufgeschwindigkeit betrug 20 cm/min. Der angewendete

Spaltdruck betrug o,o7o.x 6o kg/cm .

Die der erhitzten Oberfläche abgewandte Bahnoberfläche wurde durch einen Luftstrom bei Umgebungstemperatur und einem

Druck von o,o7o χ Io kg/cm über eine Schlitzdüse zugeführt, die 15 cm von der erhitzten Oberfläche entfernt lag und so angeordnet war,, daß die Luft auf das Bahnmaterial kurz vor und an der Stelle seiner Trennung von der erhitzten Oberfläche gerichtet wurde.

Beispiel 3

Es wurde die Vorrichtung nach Fig. 4 verwendet- (mit der Ausnahme, daß die Rolle 4 eine Oberfläche aus weichem Poly-· urethanschaum mit einer Dicke von 15 mm aufwies, um ein Erzeugnis mit Plüschoberfläche nach der Erfindung zu erhalten.

Die Bahn war ein nicht gewebtes Rayonpapier mit einem,

ρ
gewicht von 20 gm/M , während die Polymermasse ein Film aus Polyäthylen niedriger Dichte mit einer Dicke von- · ■' 2,54 χ 2/I000 CTY) war. Die Betriebsbedingungen waren im allgemeinen gleich denjenigen gemäß Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß eine zusätzliche Kühleinrichtung verwendet wurde, die ein Kühlrohr mit einem Außendurchmesser von 18 mm aufwies, durch das Wasser mit einer Temperatur von 15°C lief. Dieses KUhlrohr befand sich in einem Abstand von 2 mm von der erhitzten Ober-

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fläche (d. h. ausreichend weit entfernt, um den Durchgang der Bahn/Polymermassenheinheit zwischen sich und der Oberfläche ohne Spaltbildung zuzulassen).

.Das Erzeugnis hatte eine Plüschoberfläche mit sehr kurzen Fasern.

Beispiel *1

Unter Verwendung der Vorrichtung nach Fig. 5 wurde ein Plüscherzeugnis erhalten, indem man einen Film aus Polyäthylen niedriger Dichte ("Alkathene"-RTM) mit einer Dicke von 0,003 x 2,5*1 cm und eine Bahn aus gewebtem Baumwolltuch mit einem Gewicht von 55 gm/M und einer Maschenzahl von 400 Maschen/m dem Rollenspalt zuführte, wobei die erhitzte Rolle auf einer Temperatur von 12O-125°C gehalten wurde und die Andrückrolle U auf der Oberfläche mit einer Polyurethanschaumschicht mit einer Dicke von 2,5*1 x 3/*l cm und einer klebfreien äußeren Umhüllung aus Silicongummi mit einer Dicke von 2,5*1 x 1/32 cm überdeckt war. Die Rollenoberflächengeschwindigkeit betrug etwa 6 χ 2,5*1 cm/ min. Die Rollen hatten einen Durchmesser von 2,5*1 x 7,5 cm und eine Breite von 2,5*1 x 15 cm, wobei ein Antrieb mit variabler Geschwindigkeit einen Oberflächengeschwindigkeitsbereich von 0,3 x 0,3 bis 0,3 x 2,9 m/min ermöglichte. Die heiße Rolle war eine Rolle aus Walzstahl mit einer Oberflächenbearbeitung für "Satin"-Effekt (d. h. sie war leicht aufgerauht). Das Erhitzen erfolgte durch einen stationären Heizkäfig innerhalb der Rolle. Der Luftstrom wurde aus einem Rohr mit einem Durchmesser von 2,5*1 x 3/*l cm erzeugt, das in einem Abstand von 2,5U χ 5/Ö cm

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Löcher mit einem Durchmesser von 2,54 χ 3/64 cm hatte. Das

Polyäthylenflachmaterial wurde sorgfältig vor der erfindungsgemäßen Benutzung gesäubert, da festgestellt wurde, daß sich schlechtes Ankleben des Polymeres an die erhitzte Oberfläche häufig aus der Gegenwart von beispielsweise Schmiermittel, z. B. Siliconen, ergibt; aus diesem Grunde werden Polymerfilme für die erfindungsgemäße Benutzung vorzugsweise in einer Vorrichtung erzeugt, die Berührung jeglichen Schmiermittels mit dein Film verhindert. Es wurde ferner überraschenderweise festgestellt, daß Koronaentladung auf die mit der erhitzten Oberfläche in Berührung kommende Filmoberfläche häufig erfolgreiches Ankleben fördert.

Beispiel 5

Es wurde ein Nylonprodukt erhalten, indem man unter der Benutzung der Vorrichtung gemäß Fig. 5 einen. 2,54 χ 0,002 cm dicken Film aus Nylon 66 durch ein gewebtes Baumwolltuch gemäß Beispiel 4 preßte. Die Temperatur der erhitzten Rolle wurde auf 265 C gehalten und es betrug die Rollengeschwindigkeit 2,54 x 12 cm/min. Auf der Andrückrolle wurde eine federnd nachgiebige Lage aus Siliconkautschukschaum mit der Dicke von 2,54 χ 1/4 cm benutzt.

Beispiel £>

Es wurde ein Polyvinylchloridfilm mit einer Dicke von 2,54 χ 0,002 cm durch ein gewebtes Raumwolltuch wie in Beispiel 4 gepreßt unter Verwendung der Vorrichtung gemäß Fig. 5 . Die

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erhitzte Rolle wurde auf einer" Temperatur von 24O°C gehalten. Die Rollengeschwindigkeit betrug 2,5¹J x 12 cm/min, wobei die Andrückrolle eine Oberflächenschicht aus Siliconkautschukschaum mit einer Dicke von 2,5*1 x 1/4 cm aufwies.

Beispiel 7

Bei einem Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung gemäß Fig. 2 wurde von einem Extruder geschmolzenes Polyäthylen zugeführt. Das geschmolzene Polyäthylen war "Alkathene"(RTM) W,J.G, 11.; der Abstand zwischen dem Extruderdüsenspalt und dem Rollenspalt betrug 2,54 x 5 cm, der Abstand zwischen der Kühlmitteldüse und dem Rollenspalt betrug 2,54 x 1 cm und der Kühlluftdruck betrug 0,07 x 50 kg/cm . Die Düse (die eine Schlitzlänge von 2,54 χ 10 cm und eine Schlitzweite von 2,54 χ 0,060 cm aufwies) hatte eine Temperatur von 200°C, während die Temperatur der erhitzten Rolle 115°C betrug und der Rollendruck 0,^54 χ l400 kg betrug. Die Rollengeschwindigkeit betrug 2,54 χ 12 cm/min. Die verwendete Bahn war ein 15 Maschen Kettengewirknetz aus "Terylene"(RTM).

Beispiel 8

Es wurde die Vorrichtung gemäß Fig. 11 verwendet, um einen Flor oder Plüsch aus Polyäthylen niedriger Dichte ("Alkathene"-RTM) auf einem gewebtem "Terylene"(RTM)-Netz mit einer

2 Perforationsabmessung von 2mm und einem Gewicht von 30 gm/M " zu erzeugen. Das Polyäthylen lag in Form eines Films mit einer

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Dicke von 2,5¹I x 3/1000 cm vor. Die Rolle wurde auf l80°C + 20°C erhitzt. (Diese ziemlich hohe Temperatur wurde bevorzugt, um die Viskosität des polymeren Materials soweit zu verringern, daß Fluß in die Perforation des Netzes in befriedigender Weise eintrat). Es wurde gemäß der Fig. 4 ein Luftstrom aus Umgebungstemperatur aus einer Schlitzdüse gerichtet, die 5 cm von der Stelle lag, an der der Film die Rollenoberfläche verlies. Das polymere Material berührte die Oberfläche der Rolle (die einen Durchmesser von 25 cm hatte) über eine Strecke von 30 cm äquivalent etwa 1 Minute und 20 Sekunden. Es wurde an die Bahn eine Spannung von wenigen kg angelegt, indem die Förderrolle 10 mit Hilfe einer einfachen Reibungsbremse verzögert und die Rolle 11 mit einer geeigneten Geschwindigkeit angetrieben wurde.

Beispiel 9

Es wurde das Beispiel 8 wiederholt unter Verwendung einer Bahn aus nichtgewebtem Rayonpapier mit einem Gewicht von 20 gm/M ("Roller wipe"), wobei das polymere Material ein Polyäthylenfilm niedriger Dichte mit einer Dicke von 2,5^ x 2/1000 cm war.

Beispiel 10

Das Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung einer geschweißten ("Heterofil"-RTM)-Bahn und einem Film aus Polyäthylen niedriger Dichte mit einer Dicke von 2,5*1/1000 cm wiederholt.

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Die Spannung der Bahn bei jedem der Beispiele 8, 9 und 10 wurde so eingestellt,um sowohl die Bahn als auch die. Polymermasse in enger Berührung mit der Rollenoberfläche zu halten, ohne daß die Bahn zerriß.

Unter sorgfältig gesteuerten Bedingungen können die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Erzeugnisse mit Plüschoberfläche geformt werden, z. B. durch Vakuumformen. Auf diese Weise können z. B. auf die Stuhlform vorgeformte Stuhlüberzüge erhalten werden. Beim Formvorgang muß jedoch darauf geachtet werden, daß die Erzeugnisse keinen Bedingungen unterworfen werden, die die Plüschoberfläche zerstören.

Zu Anwendungsgebieten für die Erzeugnisse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gehören z. B. Boden- oder Raumbodenbedeckungen, z. B. anstelle von Teppichen, für Schwimmbadum— randungen, Schiffsdeckbelegen für Boote, Tennisplatzoberflächen, für Hallen- und Außenplätze, Golfplätze, Hallen- und Freiluftlaufstrecken, Bowlinganlagen, Ski- und Schlittenhänge, Matten, Badematten, Kegelbahnen, Bieruritersätzen, Stockschießbahnen; für Polsterungen, z.B. Fahrzeuge, Schiffsstühle, Gartenmöbel, lose überdeckungen, Kissenbezüge, Abfütterungen, z.B. für Kaltwetterkleidungsstücke, Koffer, Hunde- und Katzenkörbe, Besteckkästen, Schmuckkästen und Särge; Wand- und Deckenverkleidungen; Kartentischoberseiten, mit Ornamenten versehene Oberflächen, z.B. für Kleidungsstücke, Modewaren, Fußbekleidung, Einkaufstaschen, Handtaschen, akademische, kirchliche oder zivile sowie Bühneneinrich tungen und Kostüme; Kunstpelze, schallabsorbierende Gegenstände

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wie Puffer für Deckel und Türen, Unterlagen für Schreibmaschinen, Nähmaschinen, Rechenmaschinen, Waschmaschinen und Geschirrwäscher j Fördergurte insbesondere für das Halten von zylindrischen oder kugelförmigen Objekten, künstliche Oberflächen für Aquarien, Unterlagen für Organismen in biochemischen Verfahren z.B. bei Wasserbehandlung, Austernbänke; Poliertücher oder Poliermatten, Filtereinrichtungen, Handtücher und Färbtupftücher.

Weiche^leicht flexible Materialien mit Plüschoberfläche, wie sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, erwiesen sich als besonders brauchbar bei der Herstellung von billigen Wegwerfartikeln, unter Einschluß von Handtüchern und Kleidung. Das Material kann Anwendung finden z. B. bei der Herstellung von wegwerfbaren Ärztekleidungsstücken, wie beispielsweise Ärztekitteln, Ärztekappen und Ärztemasken sowie Überschuhen.

Die Erfindung liefert außerdem eine Vorrichtung zur Herstellung von Produkten mit Plüschoberfläche. Diese Vorrichtung besitzt eine erhitzte Oberfläche, vorzugsweise eine erhitzte Oberfläche in Form einer Rolle oder eines Gurts zusammen mit einer Antriebseinrichtung hierfür, eine Einrichtung für das Zuführen einer Bahn und einer polymeren Masse zu der erhitzten Oberfläche, eine Einrichtung für das Halten dieser Bahn und der Polymenna3se gegen die erhitzte Oberfläche (vorzugsweise besitzt diese Vorrichtung eine Rolle oder einen Gurt mit federnd nachgiebiger Oberfläche), eine Einrichtung für das Erhitzen der

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erhitzten Oberfläche auf eine Temperatur, bei der die Polymermasse an diese Oberfläche anklebt, eine Einrichtung für das Abziehen der Bahn und der Masse von der erhitzten Oberfläche und wahlweise eine Einrichtung für das Kühlen des sich ergebenden Verbundkörpers aus Bahn und Polymermasse.

Selbstverständlich erstreckt sich die Erfindung auch auf jede geeignete Kombination der beschriebenen Merkmale. So können beispielsweise zwei unterschiedliche faserbildende Massen gemäß Fig. 13 verwendet werden, wo dies geeignet ist, und mit Vorteil bei jeglichem zuvor beschriebenen Verfahren für die Durchführung der Erfindung, Auf diese V/eise ist es möglich, im Bedarfsfall von Massen unterschiedlicher Farbe, insbesondere dann, wenn die zweite Masse diskontinuierlich angewendet wird, attraktive Muster herbeizuführen. Darüberhinaus seheint die Verwendung von mehr als einer Polymermasse die Dichte des Flors oder der Plüschoberfläche zu verbessern, wobei jedoch darauf zu achten ist, daß richtiges Erweichen aller faserbildenden Massen auftritt.

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Claims (10)

- 39 Patentansprüche

1. Verfahren für die Herstellung von Erzeugnissen mit Plüschoberfläche, gekennzeichnet durch die Schritte, daß man eine erweichte oder wärmeerweichbare faserbildende Masse zwischen einer Grundlage und einer erhitzten Oberfläche anordnet, die Grundlage gegen die erweichte Masse und die erhitzte Oberfläche hält, so daß Verbindung der Masse mit der Grundlage und Ankleben der Masse an die erhitzte Oberfläche erfolgt, daß man die Grundlage von der erhitzten Oberfläche abhebt, so daß Pasern oder Paserbüschel aus der erweichten Masse zwischen der Grundlage und der erhitzten Oberfläche gebildet werden, daß man die so gebildeten Fasern oder Paserbüschel aushärtet und von der erhitzten Oberfläche abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundlage und die filmbildende Masse mit Hilfe einer federnd nachgiebigen Einrichtung gegen die erhitzte Oberfläche gehalten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundlage durch Spannung oder Zugspannung in der Grundlage gegen die faserbildende Masse und die erhitzte Oberfläche gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern oder Büschel durch Kühlen unter ihren Erweichungspunkt mit Hilfe eines Kühlmittelfluid-

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- 40 stroms, vorzugsweise ein Gas, gehärtet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3 >■ dadurch !gekennzeichnet, daß die Pasern und Büschel durch Kühlen der der erhitzten Oberfläche abgewandten Grundlagenseite gehärtet v/erden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundlage perforiert ist und neben'die erhitzte Oberfläche gebracht wird, daß die erweichte faserbildende Masse durch die perforierte Grundlage hindurch in Berührung mit der erhitzten Oberfläche gepreßt wird und daß nach dem Trennen von der erhitzten Oberfläche und dem Aushärten der Pasern und Büschel die perforierte Grundlage von dem ausgehärteten faserbildenden Material entfernt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Erweichen der faserbildenden

^ Massen mit Hilfe der erhitzten Oberfläche bewirkt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die faserbildende Masse ein Additionspolymeres oder Kondensationspolymeres, wahlweise in Form eines Laminats oder Schichtstoffs ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die faserbildende Masse eine Glasmasse, vorzugsweise ein niedrig schmelzendes Glas ist.

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BAD ORIGINAL

- ill -

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9» gekennzeichnet durch eine erhitzte Oberfläche (3) und eine Einrichtung (4) für das Halten eines Films (2) aus erweichten faserbildenden Massen und einer Grundlage (1) gegen die Oberfläche, eine Einrichtung für das Zuführen der Masse und der Lage zu der Oberfläche und für das Abziehen hiervon, durch eine Einrichtung (5) für das Zuführen eines Kühlmittels zur Oberfläche der Masse, wenn diese abgezogen wird und wahlweise eine Einrichtung für das Abtrennen der abgezogenen Masse von der Grundlage,

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