DE3318471C1 - Verfahren zum Verbinden von einseitig mit thermoplastischem Kunststoff beschichteten Materiallagen und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Verbinden von einseitig mit thermoplastischem Kunststoff beschichteten Materiallagen und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

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DE3318471C1
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DE3318471A
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Kurt 6791 Reichenbach Appel
Reinhard 6750 Kaiserslautern Emrich
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GM Pfaff AG
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Pfaff Industriemaschinen GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Wasserdichte Wetter-, Arbeitsschutz- und Sportbekleidung wird aus Gründen der Hautfreundlichkeit zur Vermeidung von Kondenswasserbildung beim Tragen vorwiegend aus einseitig mit thermoplastischem Kunststoff beschichteten Trägergeweben hergestellt. Bei der Zelt- und Schutzplanenherstellung sind Kostengründe für die Verwendung solcher Schichtgewebe maßgebend.
Zum Verbinden einseitig beschichteter Gewebelagen bei der Konfektionierung sind mehrere Verfahren bekannt.
Zunächst das Verbinden durch Nähen. Es wird durch die Naht zwar eine feste und dauerhafte Verbindung erzielt, jedoch geht dadurch der größte Vorteil beschichteter Gewebe, die absolute Waserdichtigkeit, verloren, so daß die Naht in einem zusätzlichen zeitaufwendigen und in der Wirkung unbefriedigenden Arbeitsgang nachträglich, beispielsweise durch Aufschweißen eines Abdeckbandes, abgedichtet werden muß.
Die Verbindung kann auch durch Heizkeil-, Hochfrequenz- oder Heißgasschweißen hergestellt werden, indem die beschichteten Materialseiten miteinander verbunden werden.
Obwohl diese an sich materialgerechte Verbindung in einem kontinuierlichen Arbeitsgang herstellbar ist, wird sie relativ selten verwendet, weil ihre Festigkeit durch die Haftung der Beschichtung auf dem Trägergewebe begrenzt ist und die Anforderungen in den verschiedenen Anwendungsgebieten meistens höher liegen. Darüber hinaus sind die Schnittkanten der Gewebelagen bei dieser Verbindung gegen Ausfransen nicht gesichert.
Nach einem durch die US-PS 31 72 798 bekannten weiteren Verfahren werden zum Herstellen einer Verbindung die beiden Gewebelagen und ein Thermoplaststreifen in dieser Reihenfolge übereinanderliegend zunächst zusammengenäht, die obere Gewebelage wird um den Thermoplaststreifen um 180° umgefaltet, so daß der Streifen in der gebildeten Umschlagfalte innen liegt. Sodann werden die übereinanderliegenden Lagen im Hochfrequenz-Schweißverfahren miteinander verschweißt. Dabei muß das Werkstück abschnittsweise positioniert und geschweißt werden. Die Arbeitsweise erfolgt also taktweise und ist daher recht zeitraubend. Das Schweißen bestimmter Rundungen macht darüber hinaus entweder den Wechsel von Schweißwerkzeugen erforderlich oder es können nur relativ kurze Werkzeuge eingesetzt werden. Da der Faden bei hoher Beanspruchung in den Nadeldurchstichlöchem arbeitet, können trotz Hochfrequenzschweißung Undichtigkeiten auftreten.
Schließlich ist durch die DE-AS 20 33 830 ein Verfahren bekannt, nach dem zwischen die zu verbindenden überlappt liegenden Ränder der beschichteten Materiallagen ein über die beiden Randkanten hinausragender Streifen aus thermoplastischem Kunststoff eingelegt und durch eine oder mehrere Nähte die Materiallagen und der Streifen zu einem Verbund zusammengenäht werden. Der eine Rand oder beide herausragenden Ränder des Streifens werden dann umgebogen, über die vernähten, doppellen Lagen des Verbundes gelegt und dort mit dem oder den beschichteten Materiallagen
so durch Hochfrequenzschweißung verschweißt.
Die nach diesem Verfahren hergestellte Verbindung ist zwar von guter Qualität und läßt Dauerfestigkeit erwarten, jedoch ist diese Verbindung insbesondere für Bekleidung nicht geeignet, weil sie eine sehr starke Verdickung in den Materialbahnen bildet, die nicht biegeelastisch und geschmeidig genug ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden von einseitig kunststoffbeschichteten Materiallagen zu entwickeln, nach dem besonders haltbare, flache, wasserdichte Verbindungen mit relativ hoher Vorschubgeschwindigkeit kontinuierlich hergestellt werden können, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit der das zu verbindende Material exakt geführt und ausgerichtet wird.
Beim Vorgehen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Perforation der Matcriallagen durch Nähen entfallen. Die mit dem Nähen verbundenen
Nachteile werden vermieden, weil durch die innige Verbindung aller sich gegenüberliegenden Schichten die Verbindung eine gleich gute Festigkeit wie eine durch Nähen und Schweißen hergestellte Verbindung hat. Sie ist auch reinigungsbeständig, womit eine wichtige Forderung für Bekleidung aus beschichtetem Material erfüllt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Verbindung keiner Schälwirkung unterworfen ist und daher eine wesentlich höhere Zugfestigkeit als die bisher üblichen sogenannten Schälnähte hat Das sind Nähte, bei denen die beiden Materiallagen mit der beschichteten Seite aufeinanderliegend verschweißt wurden.
Durch die Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 2 wird die Festigkeit der Verbindung nach Anspruch 1 weiter erhöht.
Die Gegenstände der Ansprüche 3 und 4 betreffen die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung sind anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 in vereinfachter Darstellung die gegenseitige Zuordnung der zu verbindenden Materialbestandteile, die Anordnung des Umlegers und der Heißluft- bzw. Heißgasdüsen sowie ein Druckrollenpaar,
F i g. 2 eine Ansicht des an einem Ausleger mit Tragarm angeordneten Umlegers und
Fig.3 die Verbindung der Materiallagen und des Kunststoffstreifens im Schnitt.
Die beiden zu verbindenden, einseitig mit einem thermoplastischen Kunststoff beschichteten Materiallagen sind mit 1 und 2 bezeichnet. Die Trägergewebe können aus synthetischen oder natürlichen Fasern in beliebiger Bindung (Leinwand, Köper oder dgl.) bestehen. Die Beschichtung kann nach einem der bekannten Verfahren vorgenommen sein und aus Polyurethan, Polyvenylchlorid oder anderen thermoplastischen Kunststoffen bestehen. Der in der Zeichnung mit 3 bezeichnete Kunststoffstreifen zum Verbinden der Materiallagen 1 und 2 soll aus gleichen oder sehr ähnlichen Kunststoff-Zusammensetzungen wie die Beschichtung sein. Beim vorliegenden Verfahren wird ein Kunststoffstreifen verwendet, der auf einer Seite mit einem durch Wärme reaktivierbaren Klebstoff beschichtet ist, womit eine bessere Bindung mit dem Trägergewebe erreicht wird.
Zur Verschweißung kann praktisch jedes beliebige bekannte Kunststoffschweißverfahren angewendet werden. Wegen der flüssigeren und schnelleren Arbeitsweise sind für das vorliegende Verfahren das Heizkeil- und Heißluft- oder Heißgasschweißen dem Hochfrequenzschweißen vorzuziehen.
Als Hilfsmittel zum Umfalten und Führen der ersten Materiallagc 1 und des Kunststoffstreifen 3 sind ein mit 4 bezeichneter Umleger und zum Führen der Randkante 5 der zweiten Materiallage 2 eine nicht dargestellte Kantenführung vorgesehen.
Der Umleger 4 für den Rand der ersten Materiallage 1 besteht aus zwei Leitblechen 6,7, die an einem Träger 8 befestigt sind. An der Innenseite des Leitbleches 7 ist eine Kantenführung 9 für die eine Randkante 10 des Kunststoffstreifens 3 zum Beispiel durch Löten befestigt. Im oberen Bereich weist das Leitblech 7 eine gemeinsame Kantenführung 11 für die Randkante 12 des umgeschlagenen Randes der ersten Materiallage 1 und die andere Randkante 13 des Kunststoffstreifens 3 auf. An der Einlaufseite sind die Leitbleche 6,7 zur einfacheren Einführung der Materialbestandteile aufgebogen.
Das untere Leitblech 6 weist einen sich in Vorschubrichtung, Pfeil V, erstreckenden Fortsatz 14 auf, der als Führungsmittel für die äußere Faltkante 15 der Materiallage 1 dient.
Um das Einführen und Entnehmen der Materiallagen 1,2 und des Kunststoffstreifens 3 zu erleichtern, ist der Umleger 4 an einem in einer Gabelöffnung 16 eines Tragarms 17 um einen horizontalen Bolzen 18 schwenkbar gelagerten Ausleger 19 befestigt. Der Tragarm 17 seinerseits ist an einem am Maschinengehäuse zu befestigenden Lagerbock 20 um einen vertikalen Bolzen 21 schwenkbar angeordnet.
Zur Erhitzung der miteinander zu verklebenden bzw. zu verschweißenden Schichten der beiden Materiallagen 1, 2 mit dem Kunststoffstreifen 3 dienen zwei im Ausführungsbeispiel als bekannte Heißgas- oder Heißluftdüsen ausgebildete Heizelemente 22, 23, von denen das eine im Inneren des längsgefalteten, in der Umschlagfalte der ersten Materiallage 1 angeordneten Kunststoffstreifens 3 und das andere 23 zwischen der beschichteten Seite der zweiten Materiallage 2 und der beschichteten Seite des umgefalteten Randes der ersten Materiallage 1 angeordnet ist. Die Heißgasdüsen 22,23 sind über einen hohlen Schaft mit einem nicht dargestellten Heißluftgebläse verbunden und können an einem Träger zwischen einer Arbeits- und einer Ruhestellung bewegbar angeordnet sein.
Den Heizelementen 22, 23 ist ein federbelastetes Druckrollenpaar 24,25 nachgeordnet, das in bekannter Weise angetrieben ist, die miteinander zu verklebenden bzw. zu verschweißenden Zonen fest zusammenpreßt und die Bestandteile kontinuierlich in Vorschubrichtung, Pfeil V, transportiert.
Die Arbeitsweise ist wie folgt:
Zunächst wird die Randzone der mit der Gewebeseite nach oben liegenden ersten Materiallage 1 zwischen die Leitbleche 6,7 des Umlegers 4 eingeführt und dabei zur Gewebeseite hin zu einer seitlich offenen Umschlagfalte U-förmigen Querschnitts geformt, wobei die Randkante 12 an der Kantenführung 11 und die Umschlagkante 15 am Fortsatz 14 des Leitbleches 6 anliegt. Sodann wird der Streifen 3 zwischen die Schenkel der Umschlagfalte mit der klebstoffbeschichteten Seite zur Gewebeseite der Materiallage 1 hin und mit der einen Randkante 13, an der Kantenführung 11 des Leitbleches 7 anliegend sowie mit der anderen Randkante 10, in die eine gabelförmige Führung bildende Kantenführung 9 am Leitblech 7 ragend und an deren innerer Führungskante anliegend in den Umleger 4 eingeführt und dabei der Länge nach zu einem ebenfalls seitlich offenen U mit ungleich langen Schenkeln 26, 27 gefaltet. Der untere Schenkel 27 ragt dabei um einige Millimeter über die Randkante 12 des umgeschlagenen Randes der ersten Materiallage 1 hinaus.
Die zweite Maleriallage 2 wird dann mit der beschichteten Seite nach unten und mit ihrer Randkante 5 deckungsgleich mit der Randkante 12 über den umgeschlagenen Rand der ersten Materiallage 1 zugeführt. Die Heißgasdüse 23 wird sodann zwischen die zweite Materiallage 2 und den umgeschlagenen Rand der Materiallage 1 und die Heißgasdüse 22 zwischen die Schenkel 26, 27 des längsgefalteten Streifens 3 eingebracht. Durch das aus der Düse 23 ausströmende Heizmedium werden die Kunststoffbeschichtung des Randes der Materiallage 2 und des umgeschlagenen Randes der Materiallage 1 plastifiziert und durch das aus der Düse 22 ausströmende Heizmedium wird der Streifen 3 von innen heraus plastifiziert und die Klebstoffbeschichtung
wird reaktiviert. Die erweichten Schichten werden durch die angetriebenen federbelasteten Druckrollen 24, 25 fest zusammengepreßt und erkalten. Es entsteht auf diese Weise eine wasserdichte, hochbelastbare, innige Verbindung zwischen den sich gegenüberliegenden Schichten in einem kontinuierlichen Arbeitsgang.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
15
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Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verbinden von einseitig mit thermoplastischem Kunststoff beschichteten Materiallagen, bei dem die zu verschweißenden Oberflächenschichten durch ein Heizelement erhitzt und durch ein dem Heizelement nachgeordnetes Druckrollenpaar zusammengepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der zu verbindende Rand der ersten Materiallage (1) zur unbeschichteten Seite hin um 180° umgeschlagen, ein einseitig mit durch Wärme reaktivierbarem Klebstoff beschichteter Streifen (3) aus thermoplastischem Kunststoff längsgefaltet und mit der kleberbeschichteten Seite an den unbeschichteten Seiten des umgeschlagenen Randes der ersten Materiallage (1) anliegend in den umgeschlagenen Rand der ersten Materiallage (1) eingebracht und der Rand der zweiten Materjallage
(2) mit der beschichteten Seite gegen die beschichtete Seite des umgeschlagenen Randes der ersten Materiallage (1) zugeführt wird, und daß der Streifen (3) von der Mitte aus und die Ränder der beiden Materiallagen (1, 2) zwischen den beschichteten Seiten erhitzt werden, worauf die Ränder und der Streifen (3) durch das Druckrollenpaar (24, 25) zusammengepreßt und dabei kontinuierlich verklebt und verschweißt werden.
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (3) mit ungleich langen Schenkeln (26, 27) längsgefaltet, mit dem längeren Schenkel (27) über die Randkante (12) des umgeschlagenen Randes der ersten Materiallage (1) hinausragend zugeführt und mit den beiden Materiallagen (1,2) verbunden wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Umleger, einer Heiz- und einer Preßeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Umlegers (4) eine Kantenführung (9) für mindestens eine Randkante (10) des Streifens (3) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenführung (9) für den Streifen (3) und eine weitere im oberen Bereich des Umlegers (4) vorgesehene Kantenführung (11) für die Randkante (12) der umgeschlagenen Materiallage (1) und die andere Randkante (13) des Streifens
(3) seitlich zueinander versetzt angeordnet sind.
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