DE69500664T2

DE69500664T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Kalandrieren von Gewebe mit Kunststoffbeschichtungsmaterial mit einer exzellenten Verankerung

Info

Publication number: DE69500664T2
Application number: DE69500664T
Authority: DE
Inventors: Charly Fux
Original assignee: Interplastica S A
Current assignee: Interplastica S A
Priority date: 1994-03-17
Filing date: 1995-02-23
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2015-02-24
Also published as: DK0672780T3; US5609685A; ATE158034T1; DE69500664D1; IT1271756B; EP0672780B1; ITMI940493A1; ITMI940493A0; ES2108500T3; SI0672780T1; EP0672780A1; GR3025564T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die geeignet sind, eine feste Verankerung zwischen einem Untergrundtextil und seiner Beschichtung zu liefern, wobei die Beschichtung aus einer Kunststoffschicht besteht, und zwar durch Kalandrieren ohne Zwischenlage einer Adhäsionsschicht.
Für verschiedene industrielle Anwendungen sind Textilien verschiedener Arten erforderlich, die aus natürlichen, künstlichen oder synthetischen Fasern aufgebaut sind und auf zumindest einer Seite mit einer Schicht aus Kunststoff beschichtet sind. Während das Textil die die Festigkeit verleihende Grundlage bildet, sorgt die Kunststoffbeschichtung für Eigenschaften bezüglich der Undurchlässigkeit, der Hygiene oder der Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien jeder Art.
Zum Beispiel können die Komposit-Textilien zur Herstellung von Transportriemen für die Nahrungsmittel- oder pharmazeutische Industrie, von Gummibooten, Taucheranzügen für Froschmänner, Schwimmwesten oder Notrutschen für Flugzeuge, wasserfesten Planen für gewerbliche Fahrzeuge, aufblasbaren Sicherheitskissen für Auto (sog. "Airbags") antistatischen Textilien, Kunstleder, Tischwäsche mit Rückbeschichtung, Bodenbeläge und dergleichen verwendet werden.
Um ein Erzeugnis dieser Art zu realisieren, muß die Haftung zwischen dem Untergrund und der Kunststoffbeschichtungsschicht der gewünschten Dicke in jedem Fall bestimmte Abrißwiderstandsfähigkeitswerte erfüllen entsprechend der endgültigen Verwendung des Erzeugnisses.
Kalandrierverfahren zur Beschichtung eines Textils mit einer Kunststoffschicht sind Stand der Technik.
Ein Artikel von Dieter Zickler, erschienen in "Textiltechnik", Band 25, Nr.11, November 1975, Seiten 704-706, lehrt allgemein ein Kalandrierverfahren zum Beschichten eines Textils mit einer Kunststoffschicht, wobei die letztere in einem plastischen Zustand verwendet wird und der Kalander mit einem Vorheizzylinder, Kühlzylindern usw. versehen ist.
Bei der Beschreibung dieses Verfahrens wird nicht erwähnt, das zu beschichtende Textil bei der maximal möglichen Temperatur zu halten, um das Abkühlen des plastischen Beschichtungsmaterials zu vermeiden, das nur im halbgeschmolzenen Zustand eine hervorragende Haftung an dem Textil ergibt, noch sind besondere Vorrichtungen zu diesem Zweck vorgesehen.
Die US 4,052,521, S. Ferrari, lehrt, das Textil sowohl längs als auch quer zu spannen, wobei das Ziel der Erfindung nur darin liegt, unter Vermeidung einer Querschrumpfung eine glatte Oberfläche des beschichteten Textils zu erhalten. Diesem Patent entsprechend wird die Querspannung nach einem ersten Ausbreitungs- bzw. Spreitungsprozeß durchgeführt. Nach der Querspannung wird eine zweite Beschichtung durchgeführt und das beschichtete Material durch einen Ofen zur thermischen Nachbehandlung (curing) durchgeführt. Ein solcher Prozeß ist komplex und kostenintensiv, weil er zahlreiche Serien aufeinanderfolgender Vorrichtungen voraussetzt und anstelle der Beschichtung in einem Schritt bei einem Kalandriersystem eine Doppelbeschichtung.
Gemäß dem derzeitigen Stand der Technik können zufriedenstellende Verankerungswerte nur mit einem komplizierten Prozeß erzielt werden, bei dem vor dem Kalandrieren ein adhäsives Grundierungsmaterial auf das Textil aufgebracht werden muß, wobei das Grundierungsmaterial in geeigneten Lösungsmitteln in einen halbflüssigen Zustand aufgelöst worden ist.
Die erforderliche Ausrüstung für diese Behandlung hat einen erheblichen Platzbedarf, impliziert zusätzliche Arbeitszeit und erfordert einen Tunneltrockenofen und eine Rückgewinnungsanlage für die entflammbaren Lösungsmittel, um die Feuergefahr und Luftverschmutzung zu vermindern, was jeweils sehr teuer ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verhältnismäßig einfachen Online-Prozeß zum Aufbringen einer Kunststoffmaterialbeschichtung auf ein Untergrundtextil anzugeben, wobei die Beschichtung hervorragende Verankerungseigenschaften zeigt, der Prozeß die Verwendung bereits bestehender Kalandriereinrichtungen erlaubt und die Beschichtung mit einem Grundierungsmaterial, wie bei den Verfahren nach dem Stand der Technik erforderlich, nicht notwendig macht.
Erfindungsgemäß wird das Untergrundtextil mit einstellbarer Spannung von einem gebremsten Balken abgewickelt, um die Textilmaschen in Längsrichtung zu dehnen bzw. zu strecken, und dann wird das Textil auf einen Daubenweitungszylinder geführt, um die Maschen zu weiten, d.h. eine Verformung in der orthogonalen Richtung zu erzielen. Das so biaxial gedehnte Textil wird dann in einer Vorheizstation geheizt, dann mit einem geheizten Beschichtungszylinder für eine je nach den Anforderungen variable Länge in Kontakt gebracht, wodurch die Gesamtheizzeit des Textils auf dem Zylinder entsprechend der Art des Untergrundtextils eingestellt wird. Dieses auf eine für seine Art geeignete Temperatur geheizte Textil nimmt von einem Paar oberer Schmelzzylinder des Kalanders eine Schicht Kunststoffmaterial auf, wobei auch das Kunststoffmaterial einem weiteren Heizen zwischen dem Beschichtungszylinder und einem der oberen Schmelzzylinder unterworfen wird, um es auf eine Temperatur nahe dem Schmelzpunkt zu bringen und dort zu halten, um auf das Textil eine Kunststoffschicht der gewünschten Dicke aufzubringen.
Die so erhaltene Schicht aus Kunststoff dringt hervorragend in die geweiteten und geheizten Maschen des Textils ein, wodurch eine überraschend starke Haftung erzielt wird, die sich in Labortests als höher herausgestellt hat als die mit dem Grundierungsbeschichtungsverfahren nach dem Stand der Technik erzielte, wodurch bestätigt wurde, daß der zusätzliche Beschichtungsschritt weggelassen werden kann, der die Herstellungskosten erhöht und nicht ohne Nachteile ist, und der voluminöse Bearbeitungsstationen erfordert.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren beinhaltet:
- einen Preßschritt des beschichteten Textils, der auf dem gleichen Beschichtungszylinder mit Hilfe eines weiteren geheizten Zylinders durchgeführt wird, während es von diesem Punkt an den konventionellen Schritten entsprechend fortläuft, nämlich:
- Abnehmen des Textils von dem Beschichtungszylinder;
- mögliches Laufen über einen Trägerzylinder (wenn es das zu erhaltende kunststoffbeschichtete Textil erfordert);
- Kühlen auf einem oder mehreren Kühlzylindern;
- Aufwickeln des fertiggestellten Textils.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das geeignet ist zum Weglassen des Schritts der Beschichten eines adhäsiven Grundierungsmaterials auf das mit einer Kunststoffschicht zu beschichtende Untergrundtextil, ist besser verständlich aus der Lektüre der Beschreibung der zusätzlichen Ausrüstung, die auf einen konventionellen Kalander zur Textilbeschichtung angepaßt und daran angebaut werden kann, wobei diese Beschreibung als nicht einschränkendes Beispiel anhand der begleitenden Zeichnungen erfolgt, wobei:
Fig. 1 schematisch den Aufbau einer Kalandrieranlage nach dem Stand der Technik zum Beschichten eines Untergrundtextils zeigt;
Fig. 2 schematisch den Aufbau einer Anlage zum gleichen Zweck versehen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.
In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Symbolen bezeichnet.
In der dem Stand der Technik entsprechenden Fig. 1 tritt ein von einem Zuführbalken (nicht gezeigt) kommendes Untergrundtextil 10 durch eine in der linken Ecke der Figur mit A bezeichnete Vorabbehandlungseinrichtung, wobei es einer Beschichtungsoperation mit einem der Art des Untergrundtextils und der Beschichtungsschicht angepaßten Grundierungsmaterial in halbflüssiger Form, das z.B. aus PVC (Polyvinylchlorid), PU (Polyurethan) oder dergleichen bestehen kann, ausgesetzt wird.
Die Einrichtung A impliziert daher, daß das Untergrundtextil 10 durch eine Beschichtungsmaschine 11 durchtritt, gefolgt vom Trocknen in einem Ofen 12 und - nicht zu übersehen einer Anlage (nicht gezeigt) zum Entfernen und Wiedergewinnen des Lösungsmittels, die teuer ist und Feuergefahr und die Gefahr von Umweltverschmutzung mit sich bringt.
Bei diesem Verfahren nach dem Stand der Technik kann das mit der Grundierung behandelte Textil, mit 10' bezeichnet, separat in B gesammelt werden oder direkt unter Zwischenschaltung eines geeigneten Rückgewinnungshängetrockners (Festooner) (ebenfalls nicht gezeigt) bekannten Aufbaus direkt zum Kalandrieren geschickt werden.
Das grundierte Textil 10' wird dann in einer C bezeichneten Kalandriereinheit mit einer Schicht variabler Dicke, die je nach Anforderungen von 0,02 mm bis 1 mm reicht, beschichtet. Die Hauptzylinder 20, 22, 24, 26 und Hilfszylinder 30, 32, 34, 36, 38 der Einheit sind schematisch gezeigt.
Die den Heiz- und Plastifizierschritt für das Kunststoffmaterial implementierenden Zylinder 20, 22 und 24 sind angetrieben und geheizt, während der angetriebene Zylinder 26 zum Abnehmen des beschichteten Textils von dem Zylinder 24 dient.
Die zwischen den Zylindern 20 und 22 vorverarbeitete und zwischen den Zylindem 20 und 24 weiterverarbeitete und auf die gewünschte Dicke eingestellte Kunststoffmasse 29 bildet entlang dem Bogen 25 der Oberfläche des Zylinders 24 eine Schicht, die mit Hilfe eines Preßzylinders 30 auf das Textil 10' aufgebracht und aufgedrückt wird, wobei das beschichtete Textil 10' zuvor mit Hilfe einer Infraroteinrichtung 40 geheizt worden ist. Daraufhin wird das mit der Kunststoffschicht auf seiner grundierten Seite beschichtete Textil von dem Zylinder 24 mit Hilfe eines gummibeschichteten Zylinders 26 abgenommen und kann, falls erforderlich, mit Hilfe eines Prägezylinders 32 geprägt werden. Das Textil wird von dem angetriebenen Zylinder 38 durch die freilaufenden Kühlzylinder 34 und 36 vorwärtsgetrieben und schließlich aufgewickelt.
Fig. 2 zeigt schematisch eine der möglichen Positionen, in denen die erfindungsgemäße Vorrichtung auf den Rahmen einer konventionell in der Industrie verwendeten und in Fig. 1 gezeigten Kalandriereinheit aufgepaßt werden kann, wodurch der mühsame Grundierschritt weggelassen werden kann.
Die mit D bezeichnete Vorrichtung weist einen auf einer mit einer einstellbaren Bremse 54 versehenen Achse 52 angebrachten Abwickelbalken 50 auf.
Das unbehandelte, d.h. nicht grundierte, Untergrundtextil 10 wird entlang seinem Weg in der mit Pfeil F gezeigten Richtung von dem Abwickelbalken 50 aus in der Zone a einer ersten Streckung seiner Maschen in der Längsrichtung unterworfen, wobei die Strickung proportional zu der durch die einstellbare Bremswirkung der Bremse 54 hervorgerufenen Zugkraft ist; dann passiert es über einen Aufweitungszylinder 60, z.B. der Art mit elastischen Dauben, der eine Querstreckung des Untergrundtextils 10 bewirkt, wodurch eine Verbreiterung der Maschen in der orthogonalen Richtung verursacht wird. Das Untergrundtextil mit den so gedehnten Maschen, mit 13 bezeichnet, wird durch eine Wiegebewegungseinrichtung 70 mit einer Heizeinrichtung 76 und mit frei drehbaren Rollen 72 bzw. 74 am vorderen und hinteren Ende, die das Textil 13 durch das zwischen den Rollen angeordnete Heizelement 76 führen, transportiert.
Die Wiegebewegungseinrichtung 70 ist an der gleichen Achse wie die frei drehbare Rolle 72 schwenkbar angebracht, so daß die hintere Rolle 74 verschiedene Positionen einnehmen kann, die, wie in der Figur gezeigt, konzentrisch mit der Achse der Rolle 72 sind. Diesen Positionen entsprechend variiert der Berührungspunkt, bei dem das biaxial gedehnte und vorgeheizte Untergrundtextil 13 den Beschichtungszylinder 24 berührt, wodurch eine längere oder kürzere Aufenthaltszeit proportional zu der Gesamtlänge des Bogens 25' erhalten wird, während der das Textil auf dem geheizten Beschichtungszylinder 24 bleibt, um die Temperatur präzise einzustellen, und zwar der Art des Textils 13 entsprechend, mit der das Textil 13 zwischen die Zylinder 20 und 24 eintritt. Die Position der Rolle 74 wird eingestellt mit Hilfe eines bei 78 an der Wiegebewegungseinrichtung 70 und am entgegengesetzten Ende am festen Rahmen des Kalanders am Punkt 79 schwenkbar befestigten hydraulischen Kolbens 80.
Das geheizte Textil 13 wird beim Durchtritt zwischen den Zylindern 20 und 24 mit einer Schicht der gewünschten Dicke eines im halbgeschmolzenen Zustand zugeführten Kunststoffs beschichtet, wie in Fig. 1 gezeigt, und zwar zwischen den oberen Schmelzzylindern 20 und 22 und zwischen den Zylindern 20 und 24. Die Aufrechterhaltung des Kunststoffs in diesem physikalischen Zustand während des Kontakts mit dem Untergrundtextil ist eine entscheidende Voraussetzung für das erfindungsgemäße Verfahren; dies liegt daran, daß der Kunststoff die geweiteten Maschen des geheizten Textils 13 im halbgeschmolzenen Zustand am besten durchdringen kann, welcher Zustand wegen des Heizens des Textils aufrechterhalten wird, wodurch eine hervorragende Haftung und Durchdringung auch ohne Grundierung erzielt wird. Das zwischen den Zylindern 20 und 24 der Kalandriereinheit C durchgetretene und so beschichtete Textil wird zwischen Zylindern 24 und 30 gepreßt, wobei der letztgenannte Zylinder ebenfalls geheizt wird, z.B. mit Hilfe einer Infraroteinrichtung 31, wonach die Verarbeitung den bereits in bezug auf Fig. 1 beschriebenen konventionellen Schritten wie bei dem grundierten Textil folgt.
Dieses mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung implementierte Verfahren ist viel ökonomischer als das Verfahren nach dem Stand der Technik, und zwar weil der umständliche, teure und auch gefährliche Grundierschritt weggelassen worden ist.
Die diesbezügliche Vorrichtung, mit deren Hilfe das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, kann in einfacher Weise auf die bereits von denjenigen, die diesen Verfahrensschritt durchführen, verwendeten konventionellen Kalandriereinheiten angepaßt werden.
Das bzw. die beschriebene und illustrierte Verfahren bzw. Vorrichtung sind geeignet für jede Art von Untergrundtextil bei fallabhängiger Auswahl der geeigneten durch die Heizeinrichtung 76 gelieferten Vorheiztemperatur und des Dehngrades in den biaxialen Richtungen des Textils.
Der beschriebene und in Fig. 2 illustrierte bevorzugte Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann offensichtlich modifiziert werden, z.B. bezüglich des Typs und der Position des Kalanders C, und zwar unter der Voraussetzung, daß unter Ausnutzung des gleichen Erfindungsgedankens das gleiche Ziel verfolgt wird.
Insbesondere kann die Wiegebewegungseinrichtung 70 mit ihrer Heizeinrichtung 76 in unterschiedlicher Weise bezüglich des Zylinders 24 positioniert werden unter Ausnutzung einer von einem hydraulischen Kolben 80 unterschiedlichen Antriebseinrichtung.

Claims

1. Verfahren zum durch Kalandrieren direkten Aufbringen einer Kunststoffbeschichtung auf ein natürliches, künstliches oder synthetisches Untergrundtextil ohne Vorbehandlung mit einem Adhäsionsmittel, beinhaltend die folgenden Verfahrensschritte:

a) biaxiale Dehnung des Untergrundtextils, um seine Maschen zu weiten;

b) Heizen des Untergrundtextils mit solchen geweiteten Maschen;

c) mit Hilfe eines geheizten Beschichtungszylinders Beschichten des Untergrundtextils mit einer Kunststoffschicht im halbgeschmolzenen Zustand, wobei der Kunststoff in die geweiteten Maschen des Untergrundtextils eindringt;

d) Pressen des so beschichteten Untergrundtextils auf den Beschichtungszylinder mit Hilfe eines geheizten Hilfspreßzylinders, um ein weiteres Eindringen der Kunststoffschicht in die Maschen des Textils und seine Adhäsion daran zu erzielen;

e) Abnehmen des Textils von dem Beschichtungszylinder, möglicherweise gefolgt von einem Prägeschritt, dann Kühlen und Aufnehmen des so behandelten Textus, wobei

beim Verfahrensschritt b) das Heizen des Untergrundtextils abhängig von seiner Art durchgeführt wird durch Variieren der Kontaktzeit des Textils in seinem Zustand mit geweiteten Maschen auf dem geheizten Zylinder, der zur Beschichtung des Textils mit einer Kunststoffschicht vorgesehen ist, um das Textil auf die höchste Temperatur zu bringen, bei der es beständig ist, die von einem Textil zum anderen variieren kann und die der Temperatur des Kunststoffbeschichtungsmaterials nächstrnöglich ist, um eine Abkühlung der Masse des Beschichtungskunststoffs zu vermeiden, wobei das Untergrundtextil mit Hilfe einer Wiegebewegungseinrichtung vorgeheizt wird, die die Kontaktzeit des Untergrundtextils auf dem geheizten Zylinder und somit die Temperatur des Textils reguliert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizen des Untergrundtextils unmittelbar vor der Beschichtung mit einer Kunststoffschicht nahe ihrem Schmelzpunkt auf dem geheizten Beschichtungszylinder aufrechterhalten und beendet wird durch Variieren der Länge des Kontaktbogens und somit der Aufenthaltszeit des Textils auf dem geheizten Zylinder, und zwar durch Einstellen des ersten Kontaktpunkts des Untergrundtextils auf dem geheizten Beschichtungszylinder, der für das letztliche Heizen sorgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung implementiert wird durch eine Winkelverschiebung der Wiegebewegungseinrichtung.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt c), bei dem das Untergrundtextil mit einer maßeingestellten Kunststoffschicht beschichtet wird, die letztere, die aus einem durch ein oberes Paar von Schmelzzylindern des Kalanders ausgeführten ersten Vorverarbeitungs- und Heizschritt kommt, auf eine bzw. bei einer Temperatur nahe dem Schmelzpunkt geheizt und/oder gehalten wird zwischen dem Beschichtungszylinder und einem der Zylinder des oberen Paars der Schmelzzylinder, und zwar unmittelbar vor der Deposition der Kunststoffschicht auf das geheizte und gedehnte Untergrundtextil.

5. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit:

- einem Balken (50) zum Zuführen einer Bahn unbehandelten Textils (10), wobei der Balken (50) angebracht ist an einer mit einer einstellbaren Bremse (54) versehenen Achse (52), um eine längsweise Dehnung des Textils zu bewirken;

- einer in Linie angeordneten Einrichtung (60) zum orthogonalen Dehnen des Textils;

- einem Dreizylinder-, vorzugsweise einem Vierzylinder-(20, 22, 24, 26)- Kalander (C) mit zwei Schmelzzylindern (20, 22) und einem geheizten Beschichtungszylinder (24);

- einem Prägezylinder (32) und Kühlzylindern (34, 36), auf denen das Textil (13) nach seiner Beschichtung mit Kunststoff läuft; und

- einem abschließenden Aufwickelsystem für das beschichtete Textil, wobei die Vorrichtung ferner aufweist:

- eine Wiegebewegungseinrichtung (70) zum Führen und Deponieren des biaxial gedehnten Textils (13) auf dem geheizten Zylinder (24) mit der Funktion der Beschichtung des gedehnten Textils (13) mit einer Kunststoffschicht, wobei die Wiegebewegungseinrichtung (70) versehen ist mit einem zwischen einer vorderen Rolle (72) und einer hinteren Rolle (74), die das Textil (13) auf der Wiegebewegungseinrichtung (70) führen, angeordneten Vorheizelement (76).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegebewegungseinrichtung (70) schwenkbar an der gleichen Achse wie die vordere Rolle (72), die das bereits gedehnte Untergrundtextil (13) führt, auf solche Weise angebracht ist, daß das mit der hinteren Führungsrolle (74) versehene entgegengesetzte Ende der Einrichtung verschiedene vertikale Positionen einnehmen kann, wobei die Positionen mit der Achse der vorderen Rolle (72) konzentrisch sind, um den ersten Kontaktpunkt des Textils (13) mit dem geheizten Zylinder (24) zu variieren, auf dem das Textil (13) mit einer Kunststoffschicht beschichtet werden soll und folglich um die Aufenthaltszeit des Textils (13) auf dem geheizten Zylinder (24) zu variieren, womit die letztliche Temperatur des Textils (13) selbst gesteuert wird, während es mit dem Kunststoff in einem halbgeschmolzenen Zustand beschichtet wird, wobei die Aufenthaltszeit von den Eigenschaften des Untergrundtextils abhängt.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegebewegungseinrichtung (70) mit Hilfe eines Kolbens (80), vorzugsweise eines hydraulischen, im Winkel bewegt wird, dessen eines Ende (78) an einem Zwischenpunkt des Rahmens der Wiegebewegungseinrichtung (70) angehängt ist, wobei das entgegengesetzte Ende (79) in einer festgelegten Position des Rahmens einer Kalandriereinheit (C) schwenkbar befestigt ist, um die Position der hinteren Führungsrolle (74) der Einrichtung (70) bezüglich dem optimalen Kontaktpunkt des Textils (13) auf dem geheizten Beschichtungszylinder (24) einzustellen.