DE2162542B2 - Verfahren zur herstellung eines luftdurchlaessigen, laminierten materials - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines luftdurchlaessigen, laminierten materialsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines luftdurchlässigen, laminierten Materials aus einer
thermoplastischen Folie und mindestens einer Schicht aus Fasermaterial,
Aus der GB-PS 10 63 066 ist ein Verfahren zur Herstellung eines luftdurchlässigen, laminierten Materials
durch Aneinanderpressen einer thermoplastischen Folie mit einer Schicht aus Fasermaterial, das auf die
Erweichungstemperatur der Folie erwärmt werden kann, ohne den Fasercharakter zu verändern, zwischen
zwei Oberflächen, von denen eine ein Muster mit vielen erhabenen Bereichen aufweist, und Erhitzen, bis die
Teile der Folie, die den erhabenen Bereichen des Musters zunächstliegen, erweicht sind und eine Vielzahl
von Perforierungen in der Folie gebildet ist unter Verbindung der Folie mit der Faserschicht, bekannt.
Ein wesentliches Merkmal dieses bekannten Verfahrens ist darin zu sehen, daß die thermoplastische Folie
direkt mit der erhitzten, gemusterten Oberfläche in Kontakt gebracht wird, um die Folie mit dem
Fasersubstrat zu verbinden und Perforationsöffnungen zu erzeugen. Durch den direkten Kontakt zwischen dem
thermoplastischen Material der Folie und der erhitzten Oberfläche ergeben sich Probleme, da das thermoplastische
Material an der erhitzten Oberfläche anklebt, was durch eine aufwendige Vorbehandlung der Prägeoberflächen
vermieden werden muß. Weiterhin ist es nach diesem Verfahren offenbar nicht möglich, laminierte
Produkte zu bilden, die auf beiden Oberflächen Faserschichten aufweisen, da in allen Fällen ein
unmittelbarer Kontakt der thermoplastischen Folie mit der erhitzten Oberfläche bewirkt werden muß.
Aus der US-PS 34 78141 ist ein Verfahren zur
Behandlung einer Polyäthylen-Faserschicht bekannt, das dazu dient, durchscheinende oder lichtdurchlässige
Bereiche in der Schicht auszubilden und sie zu verfestigen. Hierbei wird die Faserschicht geprägt,
indem man sie zwischen einer erhitzten Prägewalze und einer zusammendrückbaren Gegenwalze hindurchführt.
Dabei schmelzen die mit den erhabenen Bereichen der erhitzten Prägewalze in Kontakt stehenden Fasern
unter Bildung der gewünschten lichtdurchlässigen Bereiche und unter gleichzeitigem Verfestigen der
Schicht. An diesen Stellen verlieren die Fasern ihren Fasercharakter, was den Griff und die Luftdurchlässigkeit
verschlechtert. Weiterhin ergeben sich auch hier Probleme dadurch, daß Teile der schmelzenden
Faserfolie an der Prägewalze anhaften können.
In der US-PS 25 23 022 wird ein Verfahren zur Herstellung eines aus zwei Asbestschichten und
dazwischenliegenden Glasfasersträngen bestehenden Laminats beschrieben. Dabei werden die Glasfaserstränge
auf eine Kunststoffschicht aufgebracht, die zwischen die beiden Asbestschichten eingelegt und dann
entweder mit einem Lösungsmittel herausgelöst oder durch Wärmeeinwirkung erweicht wird. Ob das so
erhaltene verstärkte Asbestmaterial luftdurchlässig ist, wird nicht offenbart.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung
eines luftdurchlässigen laminierten Materials zu schaffen, dessen Faserseite bzw. Faserseiten geprägt, aber
nicht perforiert sind und welches auch keine Perforation der Trägerfolie in einem gesonderten Arbeitsgang
erfordert.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch
ein Verfahren zur Herstellung eines luftdurchlässigen, laminierten Materials durch Aneinanderpressen einer
thermoplastischen Folie mit einer Schicht aus Fasermaterial, das auf die Erweichungstemperatur der Folie
erwärmt werden kann, ohne den Fasercharakter zu verändern, zwischen zwei Oberflächen, von denen eine
ein Muster mit vielen erhabenen Bereichen aufweist, und Erhitzen, bis die Teile der Folie, die den erhabenen
Bereichen des Musters zunächstliegen, erweicht sind und eine Vielzahl von Perforierungen in der Folie
gebildet ist unter Verbindung der Folie mit der Faserschicht, welches dadurch gekennzeichnet, ist, daß
die das Muster aufweisende Oberfläche in direktem Kontakt mit der Faserschicht steht und die andere
Oberfläche zusammendrückbar ist.
Vorzugsweise wird ein auf jeder Seite der Folie eine Faserschicht aufweisendes laminiertes Material hergestellt,
wobei die vorstehend beschriebene Behandlung so erfolgt, daß nacheinander jede der beiden Faserschichten
mit einer ein Muster aufweisenden Oberfläche in Kontakt gebracht wird. Dabei wird diejenige Seite
des Laminates, die bei der ersten Behandlung mit der das Muster aufweisenden Oberfläche in Brührung stand,
bei der zweiten Behandlung mit der zusammendrückbaren Oberfläche in Kontakt gebracht.
Es wurde gefunden, daß Laminate, die gemäß diesem Zweistufen-Verfahren hergestellt werden, größere
physikalische Festigkeiten aufweisen als Laminate ähnlicher Materialien, die nur auf einer Seite oder auf
beiden Seiten gleichzeitig mit einem Muster versehen wurden.
Vorzugsweise trägt die das Muster aufweisende Oberfläche ein Gewebemuster oder ein Siebmuster.
Die das Muster aufweisende Oberfläche wird vor und/oder während der Preßstufe erhitzt. In den
erhabenen Bereichen der das Muster aufweisenden Oberfläche ergibt sich eine höhere Wärmeübertragung
auf das Gefüge, und es wird ein größerer Druck auf das Gefüge ausgeübt. Als Ergebnis werden in der thermoplastischen
Folie Öffnungen gebildet, wodurch man ein durchlässiges Produkt erhält. Da die Verbindung nicht in
allen Bereichen eintritt, ergibt sich ein Effekt, der einer
Punktbindung entspricht. Weiterhin pressen die erhabenen Bereiche der Oberfläche ein Mus-.er in das Laminat
ein. Im Fall eines siebartigen bzw. gewebeartigen Musters auf der Oberfläche erhält das Laminat das
Aussehen eines Gewebes. Irn allgemeinen werden die Oberflächenschichten der Faserschichten im wesentlichen
frei von thermoplastischem Material gehalten, so daß Fasrroberflächen erhalten werden.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsformen wird die Erfindung im folgen- ι ο
den beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
F i g. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens in kontinuierlicher Weise.
Die F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung zur kontinuierlichen
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die eine fakultative Stufe zur Verbesserung des Griffes
und des Faltenwurfes des laminierten Produktes einschließt Ein Gefüge aus nichtgewobenen Blättern 21
und 23 und eine thermoplastische Folie 22 werden zwischen Druckwalzen 24 und 25 hindurchgeführt. Die
Walze 24, die mit einer Metalloberfläche versehen ist, ist mit dem Muster eines gewobenen Gewebes versehen
und wird auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der thermoplatischen Folie erhitzt. Die Walze
23 wird nicht erhitzt und ist mit einem komprimierbaren Material bedeckt. Man erhält ein laminiertes Produkt,
das auf der unteren Oberfläche mit einem Muster versehen ist. Dieses Laminat wird in ein zweites, dem
ersten Druckwalzenpaar ähnliches Druckwalzenpaar eingeführt, wobei jedoch in diesem Fall die erhitzte
gravierte Walze 26 die obere Oberfläche des Laminats y., berührt und die elastische Walze 27 die zuvor mit einem
Muster versehene untere Oberfläche des Laminates berührt. Nach der Durchführung durch das zweite
Walzenpaar sind beide Oberflächen des Laminats mit einem Muster versehen. Das Laminat wird dann mit
Hilfe von Führungsrollen 28,29,30 und 31 in ein heißes
Bad eingetaucht.
Die Fig.2 zeigt eine weitere Vorrichtung zur
kontinuierlichen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Anwendung eines kontinuierlichen
Bandes 34 aus einem Metallgewebe, das die Oberfläche mit erhabenen Bereichen darstellt. Ein Gefüge aus
nichtgewobenen Blättern 21 und 13 und einer thermoplastischen Folie 22 wird zwischen das Metallgewebeband
34 und das Band 35, das eine relativ glatte Oberfläche aus eindrückbarem Material aufweist,
eingeführt. Das Band 35 wird mit Hufe der Walzen 36a,
36/> und 36c bewegt. Das Metailgewebeband 34 wird
durch Roller. 39a und 396 bewegt und wird mit Hilfe einer geheizten Walze 37 und einer Heizeinrichtung 38
erwärmt. Die Oberfläche des Bandes 34 wird mit Hilfe einer rotierenden Bürste 40 gereinigt. Ein Vorteil dieser
Einrichtung besteht darin, daß die mit einem Muster versehene Druckoberfläche an einer Stelle gereinigt
werden kann, die sich nichi im Bereich des laminierten Produktes befindet. Das unter Zuhilfenahme der
Vorrichtung von F i g. 2 hergestellte Laminat ist iedigiich auf einer Seite mit einem Musier verseilen.
Gewünschtenfalls kann die andere Seite mit einem Muster versehen werden, indem man das Laminat durch
eine zweite Einrichtung ähnlicher Konstruktion führt, wobei man die glatte Seite des Laminats mit dem
Metallgewebeband in Berührung bringt.
Die Schichten aus faserigem Material, die erfindungsgemäß
verwendet werden, können gleichartig oder verschieden sein und liegen vorzugsweise in Form von
nichtgewobenen, selbsttragenden Blättern vor, die nach einem Naßverfahren, wie Papier, oder einem Trockenverfahren,
wie kardierte Gewebe, hergestellt sein können. Laminate können auch dann hergestellt
werden, wenn die faserigen Schichten so lange nicht selbsttragend sind, bis die thermoplastische Folie als
Bindemittel darin dispergiert ist. Die Fasern der Faserschichten können nach einer Vielzahl von
natürlichen und synthetischen Materialien und Mischungen dieser Materialien hergestellt werden, wobei einige
der vielen geeigneten Materialien, Baumwolle, Reyon, Wolle, Polyester, Polyamide, Polypropylen oder Acrylpolymerisate
sind.
Die thermoplastische Folie kann aus vielen verschiedenen thermoplastischen Materialien hergestellt sein.
Beispiele für einige der vielen geeigneten thermoplastischen Materialien sind: Polyäthylen, chloriertes Polyäthylen,
Polyvinylchlorid, Polypropylen, Älhylenvinylacetat-Mischpolymerisate
und Mischungen dieser Materialien. Es können auch Folien aus mehreren Bestandteilen
verwendet werden, wie Folien, die aus zwei oder mehreren Schichten verschiedener thermoplastischer
Materialien bestehen. Die thermoplastische Folie wird derart ausgewählt, daß das angestrebte Erweichen
während der Heiz- und Preßstufe erfolgen kann, ohne daß eine wesentliche Schädigung der verwendeten
Faserschichten eintritt, d. h., daß der Fasercharakter erhalten bleibt. Der Ausdruck »thermoplastische Folie«,
wie er hierin verwendet wird, umfaßt nicht nur übliche thermoplastische Folien, sondern auch Folien aus
Materialien, die sich beim Erhitzen auf mäßige Temperaturen thermoplastisch verhalten und beim
Erhitzen auf hohe Temperaturen duroplastisch werden infolge Vernetzung.
Der Druck wird mit Hilfe irgendeiner geeigneten Druckeinrichtung, die gegenüberliegende Oberflächen,
wie Preßplatten, Druckwalzen, gegenüberliegende endlose Bänder, eine Walze und ein endloses Band etc.
aufweist, auf das zu laminierende Gefüge ausgeübt. Eine der Oberflächen, mit der Druck auf das Gefüge ausgeübt
wird, weist eine Vielzahl eng benachbarter erhabener Bereiche auf. Diese Bereiche können in Form eines
geprägten oder gravierten Musters oder in Form einer Einrichtung vorliegen, die aus einem Gewebe besteht,
das zwischen das Gefüge und eine andere Preßeinrichtung eingebracht wird. Während dem das Gefüge
gepreßt wird, wird Wärme zugeführt, wobei die Temperatur mindestens den Schmelzpunkt der thermoplastischen
Folie erreicht, wobei die Zeitdauer der gleichzeitigen Anwendung von Wärme und Druck
derart bemessen ist, daß die thermoplastische Folie in mindestens denjenigen Bereichen erweicht, die sich eng
benachbart zu den erhabenen Bereichen der den Druck ausübenden Oberfläche befinden. Gewünschtenfalls
kann das Erhitzen fortgesetzt werden, bis die gesamte Folie erweicht. Die Hitze kann direkt oder indirekt auf
die Druckeinrichtungen übertragen werden, jedoch wird mindestens ein Teil der auf die thermoplastische
Folie ausgeübten Wärme durch Erhitzen der Oberfläche, die eine Vielzahl erhabener Bereiche aufweist,
zugeführt. Als Ergebnis dieser Verfahrensführung erfahren diejenigen Bereiche der thermoplastischen
Folie, die mit Hilfe der erhabenen Bereiche der Druckoberfläche gepreßt werden, einen höheren Druck
und eine größen: Wärmeübertragung als andere
Bereiche der thermoplastischen Folie. Die Kombination des differentialen Erhitzens und Druckausübens führt
zur Ausbildung von öffnungen in der thermoplastischen Folie, wodurch das laminierte Produkt luftdurchlässig
wird.
Der angewandte Druck sollte genügend hoch sein, damit die erhabenen Bereiche der Druckoberfläche ein
Muster in die angrenzende Oberfläche des Laminates, d.h. eingepreßte Punkte in der Oberfläche bilden.
Vorzugsweise wendet man einen Druck von etwa 7,03 ι ο bis 70,3 kg/cm2 an, obwohl niedrigere und höhere
Drücke verwendet werden können. Im allgemeinen ergibt sich eine festere Verbindung zwischen den
Laminatbestandteilen, die unterhalb der Komprimierungspunkte liegen. Die besten Ergebnisse erzielt man,
wenn mindestens vier Druckpunkte pro cm3 der Oberfläche vorhanden sind. Wenn man somit ein
Gewebemuster als Prägeeinrichtung verwendet, sollte dieses vorzugsweise eine Maschenweite von 4,00 mm
oder weniger aufweisen.
Das laminierte Produkt kann in gewissem Ausmaß verändert werden, indem man die Zusammendrückbarkeit
der den Druck ausübenden Oberfläche verändert. Z. B. können die in F i g. 1 gezeigten Walzen 25 und 27
mit Materialien unterschiedlicher Zusammendrückbarkeit bedeckt werden.
Obwohl es bevorzugt ist, auf beiden Seiten des Laminates eine Faseroberfläche auszubilden, ist es für
gewisse Zwecke erforderlich, daß nur auf einer Seite eine Faseroberfläche vorhanden ist. Derartige Produkte
können erfindungsgemäß hergestellt werden, indem man eine der beiden Faserschichten bei den in den
Zeichnungen erläuterten Verfahrensweisen wegläßt. Das sich ergebende Zweischichten-Gefüge wird wie
oben beschrieben, mit Wärme und Druck behandelt, wobei jedoch lediglich die Faserschicht mit einer
Druckoberfläche in Berührung gebracht wird, die eine Vielzahl eng benachbarter erhabener Bereiche aufweist.
So kann z. B. ein Zweischichten-Laminat mit der in F i g. 2 gezeigten Einrichtung hergestellt werden, wenn
man die nichtgewobene Schicht 21 nicht verwendet. Das sich ergebende Laminat besitzt auf der einen Seite eine
Faseroberfläche und auf der anderen Seite ein mit öffnungen versehenes thermoplastisches Material.
Es ist ferner möglich, die erfindungsgemäßen Laminate als Bestandteile zur Herstellung von Laminaten
mit mehr als drei Schichten zu verwenden. So kann z. B. ein Dreischichten-Laminat der oben beschriebenen
Art mit einem Zweischichten-Laminat der oben beschriebenen Art verbunden werden, indem man ein
Gefüge aus diesen beiden Laminaten mit Hitze und Druck behandelt.
Das Laminat kann zur Verbesserung des Griffes und der Faltenwurfeigenschaften mit einer heißen Flüssigkeit,
wie Wasser oder einer organischen Flüssigkeit, die auf einer Temperatur gehalten wird, die mindestens der
Temperatur entspricht, bei der die thermoplastische Folie zu erweichen beginnt, in Berührung gebracht
werden. Die Ergebnisse sind dann besonders gut, wenn die Fasern des nichtgewobenen Materials in der
Flüssigkeit zu quellen vermögen. Z. B. erhält man einen ausgezeichneten Griff, wenn ein aus nichtgewobenen
Reyon-Geweben hergestelltes Laminat mit heißem Wasser weichgemacht wird, und wenn ein aus
nichtgewobenen Polyestergeweben hergestelltes Laminat einer heißen wäßrigen Emulsion, die ein oder
mehrere Phthalsäureester enthält, weichgemacht wird.
Das folgende Beispiel soll die vorliegende Erfindung weiter erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken.
Die in dem Beispiel angewandten Untersuchungsverfahren sind die folgenden:
Zugfestigkeit — bestimmt mit Hilfe einer Testeinrichtung mit einer Dehnungsgeschwindigkeit von 100%
Min. unter Verwendung von Testproben mit Abmessungen von 12,70 cm χ 2,54 cm. Die Einheiten der
angegebenen Werte sind kg/cm.
Bruchdehnung (%) — gemessen mit Hilfe einer Belastungs/Verformungs-Kurve, die mit Hilfe der oben
beschriebenen Methode zur Bestimmung der Zugfestigkeit bestimmt wurde.
Man vereinigt ein durch ein Luftablageverfahren hergestelltes Polyester-Faservlies (16,93 g/m2) aus Stapelfasern
mit einem Titer von 3 den und einer Länge von 3,81 cm mit einer Äthylen/Vinylacetat-Folie durch eine
kontinuierliche Arbeitsweise unter Anwendung einer mit einem Muster eines gewobenen Blattes gravierten
erhitzten Walze auf der einen Seite des Laminats und eines mit einem zusammendrückbaren Material bedeckten
Bandes auf der anderen Seite des Laminats. Die Walzengeschwindigkeit beträgt 9,40 m/min, und man
arbeitet bei einer Walzentemperatur von 149°C Der Druck wird bei 21,1 kg/cm2 gehalten. Die Zugfestigkeit
des Gefüges mit einem Flächengewicht von 61 g/m2 beträgt in Maschinenrichtung 0,97 kg/cm bei einer
Bruchdehnung von 48,7%. Führt man das Gewebe erneut unter Ausübung eines Druckes mit der geprägter
Walze auf der anderen Seite durch die Einrichtung, se steigt die Zugfestigkeit bei einer Bruchdehnung vor
54,1% auf 1,62 kg/cm an.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung eines luftdurchlässigen, laminierten Materials durch Aneinanderpressen
einer thermoplastischen Folie mit einer Schicht aus Fasermaterial, das auf die Erweichungstemperatur
der Folie erwärmt werden kann, ohne den Fasercharakter zu verändern, zwischen zwei Oberflächen,
von denen eine ein Muster mit vielen erhabenen Bereichen aufweist, und Erhitzen, bis die ι ο
Teile der Folie, die den erhabenen Üereichen des Musters zunächstliegen, erweicht sind und eine
Vielzahl von Perforierungen in der Folie gebildet ist unter Verbindung der Folie mit der Faserschicht,
dadurch gekennzeichnet, daß die das Muster aufweisende Oberfläche in direktem Kontakt
mit der Faserschicht steht und die andere Oberfläche zusammendrückbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem auf jeder Seite der Folie eine
Faserschicht aufweisenden Material die Behandlung nacheinander mit jeder der beiden Faserschichten in
Kontakt mit der das Muster aufweisenden Oberfläche erfolgt.
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