CH412779A - Verfahren zum Beschichten textiler Flächengebilde mit einem Kunstharz - Google Patents

Description

  Verfahren zum Beschichten     textiler        Flächengebilde        mit        einem    Kunstharz    Die     Beschichtung        textiler    Flächengebilde mit  Faststoffen     erfolgt    bisher zur Hauptsache durch Tau  chen, Aufgiessen, Aufwalzen, Druckaufspritzen und  Streichen.

   Allen diesen     bekannten    Verfahren haften  verschiedene Nachteile an; sie     führen        stets    zu relativ  gross-.r Schichtdicke, ergeben keinen absolut gleich  mässigen Auftrag, (dringen oft zu tief in das     textile     Trägermaterial ein oder beeinflussen die Struktur des  Auftragmatenials durch mechanische Verformung. Da       es    sich bei den in Frage stehenden     Feststoffen,    z. B.

    den meisten Kunstharzen, um solche handelt, die  auch in plastischem Zustand relativ     zähflüssig        sind,     schien es bisher ausgeschlossen, aus ihnen sehr     dünne     Schichten zu erzeugen, deren Dicke nur     wenige    Mole  küldurchmesser beträgt; ausserdem betrachtete man  es als unumgänglich, die zur Schichtbildung not  wendige Verteilung des plastifizierten Stoffes mecha  nisch     durchzuführen.    Wie die     Praxis        zeigt,    ist aber  die notwendige Feinstverteilung ;des Stoffes zur Er  zielung     dünner,        gleichmässiger    Schichten auf mecha  nischem Wege oder im Tauchbad nicht möglich.

    



  In der US-Patentschrift Nr. 2 748 018 ist das  Beschichten einer Folie durch elektrostatisches Ver  sprühen ,eines Pulvers, wie Stärke oder Talcum, an  .der scharfen     Kante    einer Platte     beschrieben.     



  Es ist festzustellen, dass die     benützten    Pulver  elektrische     Eigenschaften    besitzen, die von denjeni  gen oder bei dem erfindungsgemässen Verfahren ver  wendeten synthetischen Harze sehr verschieden sind,  und dass bei diesem früheren Vorschlag     nicht    die       kritische    Bedeutung dieser Eigenschaften (erkannt  wurde.    In oder deutschen Patentschrift Nr. 1040 497 ist  die Vorbehandlung von Rayon-Fasern, die in seinem  elektrostatischen Beflockungsverfahren Verwendung  finden sollen, durch Auftragen deines Kondensations  produktes aus einer langkettigen Fettsäure und einer  Aminosulfonsäure auf die Fasern beschrieben.  



  Es     isst    festzustellen, dass die elektrischen Eigen  schaften der Rayon-Fasern anfangs sehr ver  schieden von denjenigen der bei dem     erfindungs-          gemässen    Verfahren verwendeten     synthetischen    Harze  sind     und    dass ihre Ablagerung in     einem    elektrostati  schen Feld Probleme stellt, die von denjenigen, die  bei der Versprühung und Ablagerung synthetischer  Harze auftreten,     sehr        verschieden        isind.     



  Beim     erfindungsgemässen        Verfahren    werden nicht  nur     die    Nachteile der bekannten Verfahren vermie  den, sondern es lässt ,sich auch     ein        weit    grösserer Kreis  fester Kunstharze nach dein und demselben     Verfahren     zur     Schichtbildung    heranziehen, wobei ausserdem     idie     Schichten aus den     fraglichen    Stoffen in bisher . un  erreicht kleiner     Dicke    und Homogenität hergestellt  werden können.  



  Gegenstand     vorliegender    Erfindung ist     somit    ein  Verfahren zum Beschichten     textiler    Flächengebilde       .durch        Aufbringen    von bei Raumtemperatur     festen,          thermoplastischen    oder     thermohärtbaren    Kunsthar  zen mit     Hilfe,    eines elektrostatischen Feldes,     dadurch     gekennzeichnet,

   dass vor     dem        Einbringen    des Kunst  harzes in (das elektrostatische Feld     die        elektrische          Leitfähigkeit    des Kunstharzes durch Beigabe eines       Zusatzstoffes        (derart    erhöht wird, dass das so modi  fizierte Kunstharz in     einem    elektrostatischen Feld,  das durch eine     zwischen    20 und 120 KV liegende           Potentialdifferenz    erzeugt     wird,        versprüht    werden  kann.  



       Damit    ist es     erstmals        möglich,    ein textiles Flä  chengebilde     mit    dünnsten Belägen von äusserst ho  mogener Beschaffenheit aus .Kunstharzen zu ver  sehen.  



  Die Erhöhung der elektrischen     Leitfähigkeit        des     Kunstharzes auf einen bestimmten     Wert    ist, wie sich  zeigte, für eine optimale Dosierung der Harzteilchen  durch das     elektrostatische    Feld erforderlich.  



       Im    Falle von     flüssigen        Zusammensetzungen        sollte     auch die Viskosität     einen        geeigneten    Wert     besitzen;     das ist jedoch in der Technik des     elektrostatischen     Sprühens mit     flüssigen        Zusammensetzungen    üblich:

    Versuche zeih en, dass nicht nur Stoffe mit sehr  schlechter     Leitfähigkeit,    sondern auch solche mit re  lativ guter Leitfähigkeit ;schlechtere Resultate er  geben     als        Stoffe    mit     dazwischenliegender        Leitfähig-          keit;

      dieses Resultat mag daran liegen, dass einer  seits die schlechteren     Ladungsträger    vom Feld we  niger beschleunigt werden .und dadurch auch nicht  zum Zerspringen und weiteren Zerkleinern     neigen,     während     anderseits        die    zu     guten    Ladungsträger einen  Zusammenbruch     des    Feldes verursachen und so .die       zum        Zerreissen    der     Partikel    notwendige     Beschleuni-          gung    der letzteren verhindern.

   Diese Nachteile ge  wisser, für das     Herstellen    dünner Schichten     besonders     erwünschter     Kunstharze    können dadurch     vermieden     werden, dass ihre     Leitfähigkeit        bzw.        ihr        elektrischer     Widerstand durch gewisse Zusätze so verändert wird,  dass sie in den für das einwandfreie Versprühen  günstigen Bereich fallen.

   Beien Mischen solcher Stoffe  muss natürlich darauf geachtet werden, dass sich die  Mischungsanteile nicht gegenseitig ungünstig     beein-          flussen,        insbesondere    dass ,sie     chemisch    verträglich  sind.  



  Im folgenden ist     ,das        erfindungsgemässe        Verfahren     an Hand der beiliegenden Zeichnung, die schematisch  ein Beispiel einer     Einrichtung    zur     Durchführung    des  Verfahrens zeigt,     beispielsweise    näher erläutert.  



  In .der Zeichnung ist 1 fein     Maschinengestell;        mit     2     sind    die     m    Gestell gelagerten Auf- bzw. Ab  wickelrollen für ein Trägerband 3 aus     Textilmaterial,     z. B.     ein    Gewebeband; bezeichnet. Ein     Elektromotor     4 dient dem Antrieb der     einen    Bandrolle 2.

   Das  Trägerband 3     führt    von der nicht     angetriebenen     Rolle 2 über eine     Bandführung    5, überquert dann  den .eigentlichen     Arbeitsbereich    der Einrichtung und  gelangt über eine zweite Bandführung 5 zur an  getriebenen Bandrolle 2. Innerhalb des zwischen den  Führungen 5 liegenden Arbeitsbereiches der Ein    richtung sind der Unterseite des Trägerbandes 3       zugekehrte        Heizlampen    6 vorgesehen.

   Ferner ist ein  am Gestell 1 in nicht     näher        dargestellter    Weise  höhenverstellbar angeordneter Träger     für    einen  Kunstharzbehälter 7 vorgesehen, der mit einer     Heiz-          vorrichtung    8 versehen     isst.    Der     Behälter    7     ist    über       eine        Leitung    9     mit    feiner     Schlitzdüse    10 verbunden,  die     mit    Abstand unter dem Trägerband 3     angeordnet       ist.

   Die Schlitzdüse 10 steht     mit    einem Hochspan  nungsgerät 11     in    Verbindung.  



  Beim Betrieb der beschriebenen Einrichtung  wird das zum Beschichten     verwendete    Kunstharz im  Behälter 7 auf die für ein einwandfreies Zersprühen       notwendige    Plastizität und Leitfähigkeit gebracht.       Die        gewünschte    Plastizität kann nach     bekannten    Me  thoden durch Erhitzen oder Einverleiben eines ge  eigneten Lösungsmittels oder Weichmachers erreicht  werden. Die Leitfähigkeit kann durch Zugabe von  chemischen Zusatzstoffen     gemäss    der     Erfindung    ein  gestellt werden.

   Der durch     entsprechende        Höhen-          einstell.ung    des Behälters 7 bis unmittelbar über     die     Mündung der als     überlauf    wirkenden Düse 10     hinaus          vordringende    Kunstharz     wird:    dort durch das starke,  mittels Spannungen von mindestens 20 KV     zwischen     Düse und geerdetem Trägerband erzeugte elektro  statische Feld in     Form        feiner    Tröpfchen hochgeris  sen und gegen die     Unterseite    des Trägerbandes 3  geschleudert, Es hat sich als besonders zweckmässig  ;

  erwiesen, mit Spannungen von 30 bis 60 KV zuar  beiten, da dann .eine besonders starke, weitere Auf  spaltung     ider    vom Feld hochgerissenen Stoffpartikel  eintritt, bevor     idiese    auf     dies    Trägerband 3 auftreffen  und dort haften. Die Wahl der     jeweils        günstigsten     Spannung hängt natürlich auch vom     gegenseitigen     Abstand zwischen     Düse    und Träger ab. Durch die  dadurch erzielte Feinheit der     auftreffenden    Partikel  wird ein besonders     gleichmässiger,    homogener Belag  auf dem Trägerband 3 erhalten.

   Durch     geeignete     Dosierung des     aufs    der Düsenmündung     austretenden     Materials, durch Wahl einer     geeigneten    Düsengrösse  und     ,durch        Anpassung    der     Bandgeschwindigkeit    las  sen sich auf dem Trägerband Schichten von prak  tisch beliebiger Dicke,     .d.    h. bis zu kleinsten Schicht  dicken von nur wenigen     Moleküldurchmessern    er  reichen.  



  Je nach Art des     Auftragmaterials    muss das Trä  gerband im Bereich der     Auftreffstelle    der     Partikel     mehr oder     weniger        beheizt    wenden;     dies        geschieht     mittels der     Heizlampe    6, deren     Heizleistung    z. B.  regulierbar sein kann. Das     Abkühlen    und Aushärten  :der Schicht tritt meist selbsttätig ein, nachdem sich  der beschichtete Bandteil aus der Heizzone heraus  bewegt hat.  



       Anstelle    von Bändern könnten auch Trommeln  oder andere     mit        einer        Auffangfläche    aus     Textil-          material    versehene Träger verwendet     werden.    über  der     Auffangfläche    des aus elektrisch isolierendem  Textilmaterial hergestellten     Trägers        wind        zweckmässig     eine metallische Gegenelektrode, z. B.     ,eine    Band  folie 12, angeordnet,     wie        dies    bei der gezeichneten  Einrichtung vorgesehen ist.

   Im     vorliegenden    Fall     äst     diese Bandfolie 12 über am Gestell 1     abgestützte          Umlenkrollen    13 gelegt und z, B. synchron     mit        dem     Trägerband     antreibbar.    Es dient gleichzeitig dem  Planhalten des darunter     befindlichen    Trägerbandes,  das gerne zum     Querwölben    neigt,

   wodurch     der    Ab  stand der Bandränder von der als     spannungsführen-          den    Elektrode     wirkenden        Düse    so     gering        werden         kann, dass Überschläge     auftreten.        Überschläge    und  ,der dadurch momentan     bedingte    Feldzusammen  bruch führen dann fast zwangläufig zu Ungleich  mässigkeiten in der Bandbeschichtung.

   Es versteht  sich, dass auch andere Mittel zur     Planhaltung    des  Trägerbandes 3 vorgesehen sein könnten.     Anstelle     einer metallischen Gegenelektrode könnte auch eine  solche     aus    einem andern leitenden     Material,    z. B.  aus Kohlenstoff,     verwendet    werden.  



  Durch Verwendung eines Gegenbandes 12 las  sen sich nach dem     beschriebenen        Verfahren    nicht  nur kontinuierliche, sondern auch gemusterte, d. h.  mit Auslassungen versehene oder andere     die    Träger  bandoberfläche nicht vollständig bedeckende Schich  ten auf     das    Trägerband aufbringen. Wird z.

   B. als  Gegenband 12 ein     Metallband        verwendet,    das an  den Stellen, an welchen das Trägerband 3 belagfrei  bleiben soll, Ausschnitte     aufweist,    so wird bei syn  chronem Mitbewegen des Gegenbandes eine diesem  Musterband entsprechend gemusterte     Beschichtung     des     Trägerbandes    3     erzielt.     



  Ausser sehr dünnen Schichten lassen sich nach  dem beschriebenen Verfahren auch mehrlagige  Schichten auf den textilen Träger     aufbringen,    indem  das Trägerband 3 in zeitlichen Unterbrechungen oder  kontinuierlich     mehrmals        ran    der Düse 10 vorbei  geführt wird. Es kann dabei für     aufeinanderfolgende     Lagen das     gleiche    oder     ,ein        anderes    Material ver  wendet werden. Dadurch     können    z.

   B. relativ dicke  Beläge     mit        ,einer    Oberflächenschicht aus hochwerti  gem     Material    und einer Basis aus weniger hochwerti  gem, billigerem Material     vollständig    nach ein und  demselben Verfahren hergestellt werden.     Dies    ist  besonders dort von Vorteil, wo auch das. Basis  material sich auf aridere Weise nicht in der ge  wünschten Qualität     dünnschichtig    genug herstellen  lässt. Anderseits können auch     mehrere        hintereinander     angeordnete Düsen zur Wirkung gebracht werden.

    Dadurch wird es     möglich,    in ein und     demselben     Arbeitsgang auch mehrlagige Schichten aufzutragen.  



  Wird als Ausgangsmaterial ein pulverisierbarer  Feststoff verwendet, so wird das Pulver an Stelle  der Düse 10 auf eine geeignete, als     Elektrode    die  nende Unterlage aufgebracht, von wo es durch das  Hochspannungsfeld gegen die Unterseite des Träger  bandes 3 hochgerissen wird.

   Bei     geeigneter    Wahl  der Spannung, die bei geeignetem Elektrodenabstand  zweckmässig über 100 KV, höchstens ,aber 120     KV     beträgt, wird erreicht, dass zwischen Unterlage und  Trägerband durch unterschiedliche, dem Feld ent  gegenwirkende Schwerkraftwirkung eine Art Siebung  der Stoffpartikel erreicht wird, indem nur die fein  sten Partikel bis zum Trägerband gelangen, während  die gröberen Partikel nicht genügend Bewegungs  energie erhalten und wieder auf die     Unterlage    zu  rückfallen. Damit lassen -sich homogene Schichten  aus derart kleinen     Partikeln    erzeugen, wie sie durch  kein mechanisches Siebungsverfahren separiert wer  den könnten.

   Es versteht sich, dass bei Verwendung  von Pulvermaterial Massnahmen zur Verschmelzung    und zum Haften -der am Trägerband     auftreffenden          Partikel    getroffen werden müssen. Zur     Durchführung     dieses     Verfahrens        eignen    :sich deshalb thermoplasti  sche Kunstharze, wobei z. B.     mittels    der     Heizlampe    6  das Trägerband auf     die    erforderliche Temperatur  gebracht werden kann. Auch     heizbare        Trommeln     eignen sich hier als Trägerbasis.  



  Im vorangehenden wurde stets davon ausgegan  gen, dass das Partikelmaterial einem elektrostatischen  Feld mit von unten nach oben gerichtetem Kraftfluss       .ausgesetzt    wird. Es ist aber ohne weiteres möglich,  .die     Anordnung    auch so zu treffen, dass der     Kraft-          fluss    des Feldes schräg, von der Seite oder von     oben     nach unten zum Trägerband hin     verläuft.    Die  Schwerkraft kann dabei zum Transport der Partikel       herangezogen    werden,     während        Idas        elektrostatische     Feld zur Hauptsache der Partikelzerkleinerung dient.

    Dieser     letztgenannte        Effekt    verbessert sich in vielen  Fällen     mit    zunehmender Spannung, so dass auch  Spannungen von mehr als 60 KV zur Anwendung  gelangen können. In gewissen     Fällen        kann        es        such     vorteilhaft sein, das zu sprühende Material der Elek  trodendüse unter einem gewissen Überdruck zuzu  führen; auch in diesem Fall dient das     elektrostatische     Feld in der Hauptsache zum weiteren Zerreissen der  Partikel des Druckstrahls, bevor diese auf das Trä  gerband auftreffen.  



  In der beschriebenen Weise lassen sich aus den  verschiedensten     Kunstharzen    auf textilen     Flächen-          gebilden        Deckschichten,        Schutzschichten    (z. B. gegen  Durchlässigkeit, gegen     Abrieb)    Zierschichten     (mit     oder ohne Farbzusatz, Muster usw.) Verfestigungs  schichten (z. B. bei leicht reissenden oder sehr locke  ren Geweben usw.) praktisch beliebig dünn und in  einfacher Weise     herstellen.    Ebenso lassen sich nach  dem gleichen Verfahren Gemische aus Flüssig- und  Festpartikeln auf den     textilen    Träger sprühen.

   Die  zur Durchführung     des    Verfahrens notwendige Ein  richtung ist relativ einfach. Es können auch Hilfs  elektroden seitlich oder hinter dem Träger zur Steue  rung des elektrischen Feldes verwendet werden.  



  Durch geeignete Ausbildung der Gegenelektrode  lassen sich auch poröse Beläge herstellen; so kann  z. B. eine     feiest        perforierte    Gegenelektrode oder     eine     solche mit örtlich     verteilt    aufgebrachten Isolatoren  verwendet werden.

   In     ähnlicher    Weise könnte auch  die Schichtdicke des Belages auf dem an der Düse  vorbeiwandernden Träger abschnittweise oder kon  tinuierlich verändert werden.     In        Ergänzung    des be  schriebenen     Beschichtungsverfahrens    könnte     im    glei  chen Arbeitsgang auch ein     Beflocken    des     textilen     Trägers bzw. :eines Grundbelages     mittels    Fasern oder       dergleichen    erfolgen.

   Ferner ist     res        möglich;    die bei  den Seiten des aus     Textilmiaterial    bestehenden Flä  chengebildes unterschiedlich zu     beschichten.    Ferner  kann das     Kunstharz    vor     denn    Zusetzen des Zusatz  stoffes zu     einer    Paste oder einem     Plastisol    verarbeitet  werden.

   Liegt das     Kunstharz        in        Pulverform    vor, so  können Partikel von :dem     Einführen    in das     ielektro-          statische    Feld mit dem Zusatzstoff behandelt wer-      den und dabei z. B. einen Oberflächenüberzug er  halten. Zweckmässig wird dem Polymer durch (den  Zusatz eines geeigneten Zusatzstoffes eine elektrische       Leitfähigkeit    bei 140  C     zwischen     0,3 . 10s und 5,5 - 101s Ohm/cm3,  eine Dielektrizitätskonstante bei 140  C, von mehr  als 0,3 Microfarad und eine Viskosität in einer Ford  schale Nr. 4 bei 400  C von höchstens 2 Min. 15 Sek.  gegeben.  



  Ein einwandfreies Versprühen von PVC-Pulver  wird z. B. durch Beimischung von 0,1 %     Laurin-          säure-Monoäthanolamid    oder 0,1 %     Propylenglycol-          Monostearat    in Methylenchlorid bewirkt, wobei das  Polymer eine Leitfähigkeit von     0,2.10-4        ,u    Ohm und  eine Dielektrizitätskonstante von 0,53     Micro-Micro-          farad    erhält und bei einer 30-KV-Spannung zwischen  Düsen und Gegenelektrode versprüht werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Beschichten textiler Flächen gebilde durch Aufbringen von bei Raumtemperatur festen, thermoplastischen oder thermohärtbaren Kunstharzen mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einbringen des Kunstharzes in Idas elektrostatische Feld die elektrische Leitfähigkeit des Kunstharzes durch Bei- gabe eines Zusatzstoffes derart erhöht wird, dass das so modifizierte Kuntharz in einem elektrostatischen Feld, das durch .eine zwischen 20 und 120 KV lie gende Potentialdifferenz erzeugt wird,

   versprüht wer den kann. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach ,Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass auch die Dielektrizitätskonstante des Kunstharzes durch den Zusatzstoff verändert wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatz stoff ein Polymer verwendet wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz stoff mit dem zu einer Paste oder einem Plastisol ver arbeiteten Kunstharz vermischt wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Kunstharz in Pulverform verwendet. 5.

   Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man das Kunstharzpulver mit dem Zusatzstoff überzieht. Entgegengehaltene Schrift- und Bildwerke <I>Deutsche Patentschriften</I> Nrn. <I>508<B>305, 1</B>040 497</I> <I>Belgische Patentschrift Nr. 541<B>179</B></I> <I>Britische Patentschrift Nr. 814 728</I> Französische <I>Patentschrift Nr.<B>1039</B> 419</I> USA-Patentschrift <I>Nr. 2 748 018</I>