CN106255596B - 涂布卷材产品的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制造多层复合材料的方法和用于此用途的生产设备(12,60)。该多层复合材料包含至少一个基底幅(64,66)、至少一个粘合层和至少一个具有贯穿所述至少一个聚氨酯层的整个厚度的毛细管的聚氨酯层。首先，在经过至少一个涂布单元(26,30)和多个加热单元(24,28,32)的同时在基质(15)中制造至少一个聚氨酯层。然后将由此处理的基质(15)引入(76)基底幅(64,66)的传送段(60)的输入点(74)。将基质(15)的结构化面(78)施加到连续经过传送段(60)的基底幅(64,66)上。在可加热压机装置(82)中进行由基质(15)和基底幅(64,66)制成的复合材料的处理，以将所述至少一个聚氨酯层从基质转移到基底幅(64,66)的上侧。最后，从基底幅(64,66)上移除基质(15)并传送到处理段(12)，并在移除基质后在卷绕单元(100)卷绕基底幅(64,66)。

Description

涂布卷材产品的方法和系统
本发明涉及用于涂布卷材产品，如基底或织物幅以制造丝绒表面或丝绒样表面以及提供个性化设计的方法，还涉及适合此用途的生产设备。
WO 2005/047549 A1涉及具有饰面的基底。该基底具有丝绒样的细纤维上侧。该饰面的可见侧具有颗粒结构。该基底特别是具有构成上侧的打磨粒面的粒面革、具有打磨上侧的剖层革(split leather)或具有由微纤维构成的上侧的合成丝绒材料，其中该饰面由固化塑料分散体构成并单独在具有与该颗粒结构对应的结构化表面的衬垫上制造，并经由由包含聚氨酯的固化塑料分散体形成并施加在基底上侧的粘合层粘合到基底上。该饰面具有贯穿其整个厚度的毛细管并在颗粒高区(high areas)区域和颗粒低区(low areas)区域中具有基本相同厚度。单个薄粘合层将该饰面粘合到基底上。
EP 1 859 066 B1涉及具有小碗状凹坑的基质。该基质用于制造可粘合到二维基底上并通过在由疏水软质塑料构成的基质表面上施加液体塑料分散体并随后固化该塑料分散体而形成的涂层。该表面根据DIN 67530在60°入射角下的光泽度小于2.2，且该表面在显微镜下具有小碗状凹坑。这些通过该表面的激光处理形成。相邻小碗状凹坑之间的中心距为50微米至150微米，且碗状凹坑的深度为50微米至150微米。
WO 2007/033968 A3涉及用于制造装饰性饰面的基质的制造方法。该基质特别用于制造可粘合到二维基底(特别是皮革或织物材料)上的表面结构化涂层。通过将液态塑料施加到基质表面上并随后固化该塑料而形成所述涂层。该基质具有与该涂层的表面结构对应的表面结构，且该基质的表面结构在此经由激光雕刻制成。
WO 2009/106503 A1涉及包含织物片的多层复合材料、制造这些的方法和这些的用途。公开了具有织物片、任选至少一个粘合层、和一个包含贯穿该聚氨酯层的整个厚度的毛细管的聚氨酯层作为部件的多层复合材料，其中织物片和聚氨酯层直接或经由粘合层互相粘合。
WO 2010/007042 A1涉及连续制造多层复合材料的方法。该多层复合材料包含至少一个基底幅(substrate web)、至少一个粘合层和至少一个具有贯穿该聚氨酯层的整个厚度的毛细管的聚氨酯层。使用基质制造该聚氨酯层，并使用变成粘合层的材料将这种聚氨酯层固定在基底幅上。基质温度为80℃至170℃，且其热容为100至20 000J/K·m2。
用于涂布基底幅(例如制造透气皮革饰面)的方法具有高人工量。与在基底幅的可见侧上提供个性化设计结合的丝绒表面或丝绒样表面(柔软触感)的制造已通过具有高人工量的上述制造方法进行。这一途径不适用于如纺织工业之类的应用领域。这些用途需要不涉及卷材产品的切割或预制的涂布卷材产品(如织物、非织造物、纸等)的方法。迄今使用的具有高人工量的工序的缺点来源于在供应的各卷基底幅上需要用途特定性的预制作业。在现行涂布法中，将要涂布的材料片人工放置到预处理的基质上。操作局限于160cm x160cm的面积尺寸。对现行方法的另一限制起因于由于压机中的所需停留时间，要加工的基质或要加工的复合材料(由基底幅和基质制成)的每分钟周期时间的限制。与周期时间相关的另一极其不利的因素在于，所得成品必须从生产设备中手动取出且每片需要复杂的运输和复杂的储存。
越来越需要多层复合材料，如涂覆革、涂覆织物或涂覆纤维素纤维产品。特别地，聚氨酯涂布的复合材料，例如WO 2005/047549 A1中描述的那些，具有大应用领域，因为它们兼具许多大相径庭的性质。它们兼具皮革的机械性质以及透气性、合意的外观和有吸引力的触觉性质。
但是，仍然缺乏能以低成本相对大规模生产这种类型的复合材料(特别是具有多层设计的那些)的方法。迄今使用的方法是逐片法并具有高人工量。
通过本发明的连续制造多层复合材料的方法以及通过可进行所述方法的生产设备消除了现有技术的上述缺点。
在本发明的连续制造多层复合材料的方法中，这些包含至少一个基底幅、至少一个粘合层和至少一个具有贯穿所述聚氨酯层的整个厚度的毛细管的聚氨酯层，其中所述材料经过下列步骤：
a)通过经过至少一个涂布单元和多个加热单元在基质中制造所述至少一个聚氨酯层，
b)将根据步骤a)的基质引入基底幅的传送段的输入点，
c)将所述基质的结构化侧施加到连续经过传送段的基底幅上，
d)在压机装置中处理由基质和基底幅制成的复合材料，以将所述至少一个聚氨酯层转移到基底幅中，
e)从基底幅上移除所述基质，
f)将所述基质传送到处理段，和
g)在卷绕单元连续卷绕所述基底幅。
本发明中提出的方法更有效和更快捷并例如能够每分钟处理至少5.12平方米的基底幅。影响本发明中提出的方法和本发明中提出的生产设备的周期时间的决定性因素是通过在压机装置中处理由基质和基底幅制成的复合材料(其中将所述至少一个聚氨酯层转移到基底幅中)带来的等待时间。
由于本发明中提出的方法，可以实现显著的成本节省，因为可以省略基底幅的预制；这连续传送经过该生产设备的传送段，并特别在退卷单元退卷，并在完全处理后在卷绕单元以成品卷材产品的形式再卷绕。可以实现明显更容易的操作，因为该基底幅呈卷材产品的形式。特别不同于迄今已知的“逐片(piece-to-piece)”法，现在不需要任何人员放置基底幅，并在之前用于从迄今预制的基底片上除去基质的人员方面，可以实现进一步节省。由于现在可以简单地使用自动化装卸装置(handling device)引入和移除基质(在其中制造至少一个聚氨酯层)，可以实现明显更容易的操作，这不同于迄今用于测得为1.6m x1.6m的预制基底片的显著人工操作，并还特别可以实现在传送段末端从卷绕单元中明显更容易和更低成本地向外输送完全处理的卷材产品。
可通过本发明中提出的方法以工业规模制造的多层复合材料特别是透气复合材料。但是，也可以设计通过本发明中提出的方法制成的不透气复合材料，例如将贯穿所述至少一个聚氨酯层的毛细管设计为非遍布性的。
本发明中提出的复合材料包含至少一个基底幅。
基底幅可以使用多种多样的材料，例如织物、纤维素材料，如纸和纸板，优选皮革，此处和下文用于这些的术语分别是织物、纤维素材料和皮革。但是，其它合适的材料是合成革、箔，特别是金属箔或聚合物箔，和聚氨酯，特别是热塑性聚氨酯，例如为泡沫形式。在一个可能的实施方案中，该基底幅可以是不透气的，并在一个优选实施方案中，该基底幅选自透气材料。织物可以以各种形式使用。例如，机织物、毡、针织物、填絮、铺设稀松织物(laidscrims)和机织微纤维织物以及非织造物合适。
织物特别是非织造物、机织物或针织物。织物可选自亚麻纱(lines)、绳索(cords)、绳(ropes)、纱或线。织物可具有天然来源，例如棉、羊毛或亚麻，或合成来源，例如聚酰胺、聚酯、改性聚酯、聚酯混纺织物、聚酰胺混纺织物、聚丙烯腈、三乙酸酯、乙酸酯、聚碳酸酯、聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯、聚氯乙烯以及聚酯微纤维和玻璃纤维织物。非常特别优选的是聚酯、棉和聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯，以及选自棉-聚酯混纺织物、聚烯烃-聚酯混纺织物和聚烯烃-棉混纺织物的所选混纺织物。
织物可以是未处理或处理的织物，例如经漂白或染色的。该织物优选仅在一面上涂布或未涂布。织物可以改性，织物特别已改性以具有免烫和/或阻燃性质。织物的每单位面积重量还可以为10克/平方米至500克/平方米，优选50克/平方米至300克/平方米。
纤维素材料可以是各种类型的纤维素材料，该术语因此包括半纤维素和木质纤维素。纤维素材料可以是木材或刨花板。术语木材在此包含例如涂覆和未涂覆的木材，并对本发明而言，木材可以已改性以具有杀生物性质，并且饰面板(veneer)也被归类为木材。
该纤维素材料也可以是由天然纤维和塑料制成的复合材料，用于此的另一术语是木塑复合材料(wood-plastic composite)，通常缩写为WPC。该纤维素材料可以是纸板或纸。纸可以未涂覆或优选涂覆或可以已通过官方认可的方法改性。特别地，纸可以是漂白纸。纸可包含一种或多种颜料，例如白垩、高岭土或TiO2，且纸和纸板可以是未着色(具有天然颜色)或着色的。纸和纸板在本文中可以是未印刷或印刷的。
纸可以是牛皮纸或用聚丙烯酸酯分散体改性的纸。
也可以使用塑料箔或金属箔作为基底，并对这些使用缩写术语箔。
在本文中，术语箔是指具有0.5毫米至1毫米，优选0.1毫米至0.5毫米，特别优选最多0.15毫米的厚度的金属或天然或优选合成聚合物片。术语箔在本文中也包括塑料-金属箔。
箔优选具有手工挠性(manual flexibility)，即不需要借助于工具的挠性。金属优选是选自银、金、铁、铜、锡，特别是铝的材料。聚合物优选是聚烯烃，如聚乙烯和聚丙烯，或聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯，和聚苯乙烯，其中术语聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯不仅是指相关乙烯均聚物和丙烯均聚物，还指与其它烯烃，例如与丙烯酸或1-烯烃的共聚物。术语聚乙烯特别是指乙烯与0.1重量％到少于50重量％的一种或多种1-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯或1-十二烯的共聚物，在此优选的是丙烯、1-丁烯和1-己烯。术语聚丙烯特别也是指丙烯与0.1重量％到少于50重量％的乙烯和/或一种或多种1-烯烃，如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯或1-十二烯的共聚物，在此优选的是乙烯、1-丁烯和1-己烯。术语聚丙烯在此优选基本是指全同立构聚丙烯。
由聚乙烯制成的箔可以由HDPE或LDPE或LLDPE制成。在由聚酰胺制成的箔中，优选的是基于尼龙-6的那些。在由聚酯制成的箔中，优选的是由聚对苯二甲酸丁二醇酯制成，特别是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的那些。在由聚碳酸酯制成的箔中，优选的是基于使用双酚A制成的聚碳酸酯的那些。术语由聚氯乙烯制成的箔是指由硬质聚氯乙烯或软质聚氯乙烯制成的箔，且术语软质聚氯乙烯在此也包含氯乙烯与乙酸乙烯酯和/或与丙烯酸酯的共聚物。在由聚氨酯制成的箔中，优选的是由热塑性聚氨酯制成的那些，被称作TPU箔。箔也可包含复合箔，例如包含上述箔之一和金属箔或纸的箔。
优选多层复合材料的基底也可以是皮革。对本发明而言，术语皮革包含鞣制动物皮，其可以或优选尚未带有饰面。可以使用多种多样的鞣制法，例如使用铬鞣剂、其它矿物鞣剂，如铝化合物或锆化合物，或使用聚合鞣剂，例如(甲基)丙烯酸的均聚物或共聚物，使用醛，特别使用戊二醛，使用合成鞣剂，如芳族磺酸与醛的缩合物，特别是与甲醛或与其它含羰基的化合物的缩合物，例如芳族磺酸与脲的缩合物。另一些合适的皮革是用植物鞣剂和/或酶法鞣制的那些。另一些合适的皮革已用两种或更多种上述鞣剂的混合物鞣制。
对本发明而言，皮革还可以已经过一个或多个本身已知的操作，例如疏水化、脂液化(fat liquoring)、复鞣或染色。
皮革可以例如获自牛、猪、山羊、绵羊、鱼、蛇、野生动物或鸟的皮。皮革的厚度可以为0.2毫米至2毫米。优选的是粒面革。皮革可以不含生皮缺陷，但包括例如由归因于刺铁丝、动物间打斗或虫咬的损伤造成的生皮缺陷的皮革也合适。在本发明中的一个实施方案中，该皮革是剖层的，或是剖层革。该皮革也可以是绒面革或剖层绒面革(split suede)。
用于本发明的基底不仅可包含真皮，还可包含合成革。对本发明而言，术语合成革也涵盖合成革前体，尤其是其中不存在最上层，即外层的那些。对本发明而言，合成革是塑料涂覆的，优选是具有或没有外层的织物片，其中存在的任何外层具有皮革样外观。合成革的实例是机织物基合成革、非织造物基合成革、纤维基合成革和箔基合成革和泡沫基合成革。术语合成革也涵盖具有两个外层的产品，例如非织造物基合成革。特别优选的合成革是如例如HarroNew Materials Permeable to Water Vapor,Springer Verlag1999中所述的透气聚氨酯基合成革。还优选的是其中将开孔聚氨酯泡沫例如以机械泡沫的形式或通过直接泡沫背衬法施加到织物载体上的基底。
在本方法的一个可能的实施方案中，该基底可选自真皮、合成革、金属箔或塑料箔、织物或纤维素材料。
在本发明的一个优选实施方案中，基底是在本发明的制造方法开始时取自储存系统(例如连续取自一个或多个卷材)的基底，即是卷材产品。
本发明中制成的复合材料，特别是多层复合材料还具有至少一个粘合层。该粘合层可以是不连续层，即并非存在于整个表面上的层，或可以是施加在整个表面上的层。该粘合层优选是固化有机粘合剂的层。该粘合层由通过热的作用变成粘合层的材料形成。
该粘合层可以是以点、条或网格形式施加的层，例如呈平行四边形、矩形或正方形或蜂窝结构的形式。在粘合层中的间隙处，所述至少一个聚氨酯层随后与优选为幅形式的基底接触。
在粘合层的一个可能的变体中，这是例如基于聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯，特别是聚氨酯，优选具有低于0℃的玻璃化转变温度的聚氨酯的固化有机粘合剂的层。有机粘合剂的固化可以例如通过热、通过光化辐射或通过老化进行。在粘合层的另一可能的实施方案中，这可以是粘合剂网络。所述至少一个粘合层的最大厚度为100微米，优选50微米，特别优选30微米，非常特别优选15微米。
该粘合层可包含中空微球。术语中空微球在本文中是指由聚合材料，特别是卤化聚合物，例如聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯或氯乙烯与偏二氯乙烯的共聚物制成的具有5微米至20微米平均直径的球形粒子。中空微球可以是未填充的或可优选具有沸点略低于室温的物质，例如正丁烷，特别是异丁烷的填充物。在一个可能的实施方案中，该微球也可具有异戊烷填充物。
根据本发明中提出的解决方案，所述至少一个聚氨酯层，特别是幅形式的基底可以通过至少两个具有相同或不同组成的粘合层粘合：粘合层之一可包含颜料，这两个粘合层的另一个可以无颜料。在一个变体中，粘合层之一可包含中空微球，而另一个粘合层不包含。
下面更详细描述本发明中提出的连续制造多层复合材料的方法：
在用于进行本发明的方法的程序中，使用基质制造至少一个聚氨酯层并使用变成所述至少一个粘合层的材料将这种至少一个聚氨酯层固定在基底上(优选为幅形式的基底)。该基质的温度为80℃至270℃，且该基质包含热容为100J/K·m2至20 000J/K·m2的传热介质。变成粘合层的材料的固定和/或施加在此优选连续进行。
使用至少一种聚氨酯的至少一种配制剂制造所述至少一个聚氨酯层。优选的配制剂是水性乳状液、分散体或溶液，但在足够挥发的有机溶剂中的溶液或分散体也适合此用途。优选的是在不可燃介质(特别是水)中的配制剂。
该基质的温度为80℃至170℃，优选85℃至130℃，特别优选最多110℃。这一温度始终是在所述至少一个聚氨酯层的施加开始时的表面温度。聚氨酯硬化(以产生所述至少一个聚氨酯层)结束时的表面温度优选也在60℃以上的范围内。该基质的热容为100J/K·m2至20 000J/K·m2，优选500J/K·m2至15 000J/K·m2。平方米在此始终指基质的表面。热容在此是在该表面处将1平方米基质加热1开氏度所需的热量。
在一个可能的变体中，所用基质还包含传热介质。该传热介质适用于在所述至少一个聚氨酯层的制造过程中使基质温度保持足够高以提供水和/或有机溶剂的足够快的蒸发。在该基质包含传热介质的实施方案中，热容值涉及实际基质和传热介质的组合。
例如，与基质一起使用的传热介质可以是加热或可加热的金属体，例如为带形式或可互相连接的一个或多个板或条的形式，或为网格形式，或类似于链甲的连接环的形式。加热金属体可以例如通过电流、通过温度高于110℃的蒸汽或优选通过过热蒸汽，即具有300℃至400℃的温度的蒸汽加热。由此加热的金属体可以连续或半连续加热，即在温度降到一定最小温度以下时引入加热介质，并且一旦超过特定最大温度就再中断加热介质的引入。
在另一实施方案中，使用由具有高热容(特别在100J/K·m2至20 000J/K·m2的范围内)的金属体制成的传热介质，例如金属板。在适用于进行本发明中提出的方法的生产设备中的一个点加热这种类型的金属板并在另一点用于制造所述至少一个聚氨酯层。
在另一实施方案中，该传热介质是集成到基质中的金属。实例是金属箔、金属网性质的挠性金属网格，以及金属条或蜂窝体，或金属纤维(metal wool)，优选的是可加热金属丝。该传热介质也可以是电热丝或例如已集成到实际基质中的电热丝的组合。电热丝的组合可以例如包括许多螺旋。
在另一可能的实施方案中，该基质是具有例如0.5厘米至2厘米，优选最多1厘米的特别高的厚度的有机硅基质。具有这种类型的厚度的基质，特别是具有这种类型的厚度的有机硅基质本身具有特别高的热容并且本身是相关实施方案中的传热介质。
该基质可以例如是有机硅覆盖的材料，例如金属，特别是钢或铝。被设计为有机硅基质的基质具有特别高的厚度，其中相关基质，特别是相关有机硅基质已如例如WO 2004/092299 A1中所公开被至少一种本身具有高热容的材料，例如石墨、油、蜡，特别是石蜡，和潜热积蓄剂(accumulators)，特别是具有包囊设计的潜热积蓄剂(accumulators)掺杂。
在本发明中提出的方法的一个优选实施方案中，使用在该方法的进行过程中连续或不连续通过微波加热的有机硅基质。该基质可以是连续条带的形式，其在辊上经过进行操作的各种装置部件。可提到的装置部件是例如喷雾嘴、喷枪、压延机、半连续运行的压机，特别是辊压机，平板层压机，以及光源、加热装置(IR源)，和干燥装置，例如炉或风扇。
在另一可能的实施方案中，该基质可以是通过“无缝”法(即在基质起点和终点之间尽可能最小的接缝)施加到金属辊或金属鼓上的基质的形式，由此能够利用基质的整个长度。
本发明中提出的方法可以使用具有热容为100J/K·m2至20 000J/K·m2的传热介质的基质。本发明的制造方法的一个实施方案中的程序在于，使用基质形成所述至少一个聚氨酯层，在整个表面上或部分上将至少一种有机粘合剂施加到特别为幅形式的基底上和/或所述至少一个聚氨酯层上，然后在点、条带处或在整个面积上将所述至少一个聚氨酯层粘合到基底幅上。该基质包含的传热介质确保在将有机粘合剂施加到所述至少一个聚氨酯层上的整个过程中该基质具有并且也保持足够高的温度。
本发明中提出的方法的一个有利的可能实施方案中的程序在于首先提供所述至少一个聚氨酯膜，将有机粘合剂提供(例如涂铺或喷涂)到至少一个基底幅或所述至少一个聚氨酯膜或这两者上，在每种情况下提供到一部分区域上，例如以图案形式，然后使这两个区域互相接触。然后可以将可由此获得的复合材料压缩或热处理或在加热下压缩。可以例如使用反向旋转的可温控辊或滚筒的系统实现该压缩。
聚氨酯膜形成本发明中制成的多层复合材料的所述至少一个后续聚氨酯层。该聚氨酯膜可以如下制造：
优选通过本身已知的方法，特别是通过连续喷施，例如通过喷枪，将水性聚氨酯分散体施加到基质上。该基质可具有光滑表面，但这优选具有一定的结构。基质通常通过激光雕刻或通过复制结构化。该结构化可以例如对应于图案。该结构化特别优选对应于皮革纹理图案的负像或对应于Nubuk的负像。其它特别优选的结构对应于木表面，或例如具有碳外观的技术表面，在此也包括3D效果。该结构可以除结构本身外还包含图像设计、签名、纹章或一个或多个公司标识。
在用于进行本发明中提出的方法的一个有利的可能性中，提供具有弹性体层或具有包含在载体上的弹性体层的层复合体的基质，其中该弹性体层包含粘合剂以及任选其它附加和辅助物质。基质的提供可包含下列步骤：
1)将任选包含附加和/或辅助物质的液体粘合剂施加到图案化表面，例如阳模或原始图案上，
2)硬化该粘合剂，例如通过热硬化或辐射固化或通过老化，
3)剥离可由此获得的结构化介质并任选施加到载体，例如金属板或金属圆柱上，
4)任选粘合多个可由此获得的相对较小的基质以产生较大基质，特别是产生有机硅条带。
在用于进行本发明中提出的方法的一个可能的方法中，将液态有机硅施加到图案上，将该有机硅老化并由此硬化以产生有机硅箔，然后将其剥离。然后将该有机硅箔粘贴到载体，例如金属板、金属圆柱或金属箔上。该基质包含可激光雕刻层或含可激光雕刻层的层复合体，其中该可激光雕刻层包含粘合剂以及任选其它附加和辅助物质。该可激光雕刻层优选还是弹性体。
优选为弹性体的可激光雕刻层，或该层复合体可优选存在于载体中。合适的载体的实例是机织物和由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺或聚碳酸酯制成的箔，优选PET箔或PEN箔。纸和针织物(例如由纤维素制成)同样适合作为载体。所用载体也可包含由所述材料制成的锥形或柱形管(套筒)。机织玻璃纤维织物或由玻璃纤维和聚合材料制成的复合材料适合作为套筒。另一些合适的基底是金属载体，例如固体或机织物形式、片材或圆柱形式、由铝、可磁化弹簧钢或其它类型的钢或其它铁合金制成的载体。
在本发明的一个实施方案中，该载体可具有粘合剂层的涂层以改进可激光雕刻层的粘合。在本发明中提出的解决方案的另一实施方案中，不需要粘合剂层。
在本发明中提出的连续制造多层复合材料的方法中，在处理段内与基底幅的传送方向相反地进行通过经过至少一个涂布单元和多个加热单元在基质中制造所述至少一个聚氨酯层的步骤。移出传送段的基质从其移出点引入用于再处理基质的处理段并从此处以回路形式在输入点再引入传送段，在此加工基底幅。
在本发明中提出的方法的另一实施方案中，在通过经过至少一个涂布单元和多个加热单元制造至少一个聚氨酯层的步骤的进行过程中将成型所述至少一个聚氨酯层的基质从移出位置送回其输入位置。
在本发明中提出的解决方案中，在用于传送基底幅的传送段和用于处理基质的处理段之间，不仅自动化引入基质，还自动化向上输送基质，并因此可以省略迄今为人工的操作，并显著提高本发明中提出的方法的吞吐时间。
在本发明中提出的解决方案中，在移出点从传送段中移出基质后，它们在从传送段向外输送到处理段的过程中翻面并在可从上方触及一侧，特别是结构化侧的情况下到达处理段，以使从传送段中移出的基质可立即插入在基质的处理段中进行的再处理过程。
在本发明中提出的解决方案的另一实施方案中，基底幅作为卷材产品以传送方向传送到卷绕单元并同时作为卷材产品从卷芯连续退绕。所用基底幅可包含带有喷雾粘合剂的基底或带有网络粘合剂的基底，或可以使用已被可热活化的粘合剂涂布的基底幅。
在输入点，与基底幅在传送段中的传送方向相反地在处理段中处理的基质借助自动化装卸装置，例如装卸机器人经由它们的结构化侧放置到以传送方向传送的基底幅上。这可以如下实现：用于引入“新”基质的自动化装卸装置以与基底幅相同的速度同时以传送方向移动。
在本发明中提出的连续制造多层复合材料的方法中，在经过可加热压机装置的过程中，在由基质和基底幅区段制成的复合材料内，基质中包含的至少一个聚氨酯层转移到被基质的结构化侧覆盖的基底幅部分上。为可加热压机装置选择的长度取决于基底幅在传送方向上的传送速度和确保所述至少一个聚氨酯层从基质完全转移到待处理的基底的上侧所需的主导温度水平。
在经过压机装置(其中在本发明中提出的方法中，将所述至少一个聚氨酯层转移到基底幅上)后，由基底幅和基质制成的复合材料经过冷却装置。在此，基质和现在已被所述至少一个聚氨酯层涂布的基底幅都被冷却。在经过冷却装置后，该完全处理后的基底幅在卷绕单元中卷绕，在此其继续呈卷材产品的形式并可以容易借助自动化装卸装置(例如无人驾驶的输送系统、叉车等)装卸，而非现有方法中使用并源于预制基底的易损预制片段。
在该冷却装置下游，从基底幅上移除基质，以可将该基质再引入用于涂布的处理段中的再处理。特别地，在移除点从基底幅上移除的基质在从传送段向外输送并引入处理段的过程中翻面，以使该基质在到达处理段时其结构化侧可被自由触及。原则上，各基质可具有不同的设计，即不同的结构化表面。
本发明还提供用于进行多层复合材料制造方法的生产设备。本发明中提出的生产设备包含至少下列组件：
-用于用可加热压机装置处理基底幅的传送段，
-在基底幅上的基质的移除位置，
-基质的自动化向外输送系统并将这些引入用于再处理所述基质的处理段，
-在处理段中再处理所述基质，和
-将所述基质自动化引入传送段，和将所述基质输入/引入以传送方向连续传送的基底幅上。
本发明中提出的生产设备提供在连续进行并且没有停工时间的制造方法中制造多层复合材料的可能性。如本发明中提出的生产设备能够更快捷并因此明显更有效加工作为卷材产品引入的基底幅，其在完全处理后可继续以卷材产品的形式装卸。本发明中提出的生产设备能够加工5.12m2/min的网幅，其中也可通过压机装置中的等待时间改变这一输出。由于基底为幅，如卷材产品的形式，没有基底的预制，没有预制成本。卷绕幅比预制基底片段明显更容易更可靠地装卸。此外，不需要任何人员将基质放置在当前逐一单独涂布的预制基底片段上。也不需要保留用于从基底上剥离(脱模)基质的人员。一旦完全处理后的基底幅完工，将其再卷绕，并且所得卷材产品的装卸明显比通常人工装卸并承受高损坏风险的预制基底片更容易。
本发明中提出的生产设备包含压机装置，该压机装置优选被设计成可加热并可被设计成辊压机或平板层压系统。在基底幅的传送方向上集成到传送段中的优选可加热压机装置可具有界定该网幅传送经过可加热压机装置的路径的上侧或下侧的温度可控辊。由基底幅和位于其上的基质制成的复合材料包含至少一个可转移聚氨酯层，其经过该压机装置，以利用压机装置中的主导压力和其中的主导温度，将在基质中制成的粘附到其上的所述至少一个聚氨酯层和聚氨酯层复合体借助压力和热转移到待处理的网幅的上侧上。
通过可以例如为机器人臂或任何其它自动化装卸系统的形式的自动化装卸装置将在相应处理段中预先制备的基质引入传送段。该生产设备还在可加热压机装置下游包含冷却装置，在此冷却由基质和网幅形成的复合材料，并在该冷却装置后接着该基质的移除位置。在所述移除位置，同样通过自动化装卸装置(例如装卸机器人)从处理过的网幅的上侧移除基质，并在向外输送的过程中翻面，并在翻面状态下(即它们的结构化侧朝上)引入处理段以再处理基质。
基底幅以与要在处理段中再处理的基质的传送方向相反的方向经过传送段。该网幅的传送段和用于再处理基质的处理段彼此相邻布置，例如彼此平行布置，并经两个装卸系统(第一个用于引入，第二个用于向外输送基质)彼此连接，以使本发明中提出的用于制造多层复合材料的生产设备实现与基质相关的回路。
在本发明中提出的生产设备，特别是传送段的一个实施方案中，这包含网幅退卷单元，以及可具有粘合剂材料的相关输入单元的卷绕单元。该生产设备，特别是该生产设备的传送段可加工由带有喷雾粘合剂的基底或由带有网络粘合剂的基底提供或呈已被可热活化的粘合剂涂布的基底形式的基底幅。为了涂布尚未带有粘合剂材料的网幅，该传送段的退卷单元可具有粘合剂材料的相关喷施单元和下游干燥器单元。
在本发明中提出的生产设备的一个有利的实施方案中，该完全处理后的基底幅的卷绕单元可具有夹层的相关进给系统(feed)。当涉及精致的柔软触感结构(其在卷绕状态下会由于卷重量增加而受损)时，会特别需要在卷绕到辊芯上时分隔基底幅的新处理的上侧的夹层，提供各个卷绕层之间的隔绝并因此防损伤。
本发明中提出的生产设备的传送段包含(优选布置在冷却装置下游的)基质移除点，以及在可加热压机装置(其可以是辊压机或平板层压系统)上游的再处理过的基质的输入单元。
参照附图更详细描述本发明。
图1显示根据现有技术的多层复合材料的制造方法，其具有要人工进行的操作且
图2是本发明中提出的生产设备的示意图，其中在传送段中，以传送方向输送幅材料，并在与其平行布置的处理段中，以相反方向再处理基质。
图1是仍需要许多人工干预的多层复合材料的制造方法的示意图。
图1显示回路10，其中在该回路的第一区段12内，以传送方向18传送基质15，并在该回路的第二区段14中，同样以传送方向18输送包含基质15和基底材料40的复合材料。
根据图1，在入口16将基质15引入该回路的第一区段12。基质15是可具有1.2m x1.2m至1.6m x 1.6m的外形尺寸的有机硅基质等。在所述基质15中成型至少一个聚氨酯层。在该回路的第一区段12中对基质15的处理开始时，基质15的处理在起点22处在第一加热单元24中进行，这是第一处理步骤。第一加热单元24可包含一个或多个红外源以及多个加热区。也可以在第一加热单元24中安装其它热源以加热基质15。在经过第一加热单元24后，预热基质15进入第一涂布单元26。在此，将聚氨酯喷雾或聚氨酯层施加到预热基质15上。通过在聚氨酯喷雾遇到基质15的热表面时水微滴的突然蒸发制造该基质的结构。基质15一离开第一涂布单元26，就将在第一涂布单元26中处理的基质15引入中间干燥器28。中间干燥器28同样可具有一个或多个红外源以及多个加热区，以例如干燥在第一涂布单元26中施加的聚氨酯层；此处的另一可能性是在中间干燥器28中使用热源而非红外源。在经过中间干燥器28后，基质15进入另一第二涂布单元30。在此，基质15再被另一聚氨酯层涂布。第二涂布单元30后接着另一中间干燥器32。在传送方向18上在该进一步中间干燥器32后，完全处理后的基质15离开回路10的第一区段12，并引入该回路的第二区段14。
将离开该回路的第一区段12的完全处理后的基质15引入组装系统34。组装系统34产生由基底材料40和以传送方向18离开该回路的第一区段12的完全处理后的基质15制成的复合材料。
在基底材料入口36，操作员52将基底材料40引入输入单元38，在此将粘合剂(例如热活化的粘合剂)施加到已经以与基质15的尺寸对应的离散尺寸预制的基质材料上。一旦在输入单元38中施加粘合剂，将现在带有粘合剂层38的基底材料40引入干燥器。在干燥器41中，将粘合剂预干燥。基底材料40以传送方向42向前输送并由另一操作员52施加到离开该回路的第一区段12的完全处理后的基质15上。在组装系统34，因此人工使带有预干燥粘合剂层38的基底材料40与带有至少一个聚氨酯层的完全处理后的基质15接触。
将由基底材料40和基质15制成的复合材料以传送方向18引入压机单元44。压机单元44例如是液压机。这可以处理最多两个复合材料，各自包含基质15和基底材料片段40，其因此是限制该回路的第二区段14中的传送速度的组件。用于使在基质15中成型的所述至少一个聚氨酯层转移到经粘合剂层38预处理的基底材料40上的停留时间为至少30秒。
在这一时期结束后，将由基底材料40和基质15制成的复合材料引入冷却段46。在经过冷却段46后，由基质15和基底材料40制成的复合材料已到达该回路的第二区段14的终点48。在该回路的第二区段14的终点48，从回路10中人工50取出该复合材料，即基质15和完全处理后的基底材料40。该取出同样由操作员52进行。在该回路的第二区段14的终点48的人工取出50一方面涉及取出用过的基质15，另一方面，在终点48，人工取出50完全处理后的基底材料40。这以独立材料片段的形式随后引入进一步工艺，向前输送，或引入中间储存。由于需要操作员52装卸尺寸大约1.20m x 1.20m至1.60m x 1.60m的相对较大的薄挠性二维片，存在损坏基底材料40的已涂布可见侧的显著风险。在终点48人工取出50还涉及取出基质15。在检查以确定这些是否适合再使用或用于另一些类型的再处理后，可以将它们送回基质15在该回路的第一区段12的起点22。或者，所述基质15在此可以被具有另一设计，即具有不同结构化表面的这一类型的基质15替代，并引入起点22。
图2相当详细地描述本发明中提出的连续制造多层复合材料的方法，以及以图示形式，适合此用途的生产设备10。
图2显示，在移除点96从本发明中提出的用于进行本发明的连续制造多层复合材料的方法的生产设备的传送段60中移出基质15。通过根据本发明的方法优选使用自动化装卸装置(如机器人或机器人手臂)的向外输送系统98将该基质引入该回路的第一区段12的基质15入口16。在该回路的第一区段12中，放置引入入口16的基质15以可从基质15的上侧触及基质15的要处理的结构化表面78。将基质15引入第一加热单元24，在其内借助热源，如红外源加热引入的基质15。第一加热单元24内的加热可以从基质的两侧实现，即热源可以在结构化表面78上以及在未结构化侧80上。在经过第一加热单元24后，将加热的基质15引入第一涂布单元26。在第一涂布单元26中，与上文关于根据图1的描绘的描述类似地将至少一个聚氨酯层施加到基质15上。在经过第一涂布单元26后，在该回路的第一区段12中借助传送带106将预处理的基质以传送方向18向前输送，直至基质15到达中间干燥器28。在第一涂布单元26中涂布的基质15在中间干燥器28中干燥。在中间干燥器28下游，将基质引入第二涂布单元30。在此，基质15再被另一聚氨酯层涂布，然后将基质15以传送方向18向前输送到中间干燥器32。一旦该材料离开中间干燥器32，该回路的区段12结束。
在该回路的第一区段12的末端，可获得具有未结构化侧80(即下侧)并在它们的结构化表面78(即基质15的可自由触及的上侧)上已完全处理(即带有由聚氨酯层制成的单层或多层结构)的基质15。根据图2借助装卸系统，例如自动化装卸系统，例如机器人手臂等从该回路的第一区段12中移出完全处理后的基质，并引入生产设备的传送段60的输入点74。
从图2中可以看出，在退绕单元62将基底幅64引入传送段60。以连续工艺的形式将基底幅64连续引入传送段60。基底幅64可以例如是已带有喷雾粘合剂的基底材料64，或具有网络粘合剂的基底幅64，在进给单元68处引入其中。基底幅也可以是已带有可热活化的粘合剂的这一类型的基底材料，即不需要随后提供粘合剂或粘合剂层的基底幅66。基底幅64,66从退绕单元送往涂布单元70，在此任选在涂布单元70(喷雾室)，任选将液体粘合剂、热熔体或粉末粘合剂施加到基底幅64的可见侧上。在经过传送段60的涂布单元70后，以传送方向84经过传送段60的由此预处理的基底幅64,66进入干燥器72。在干燥器72中，在基底幅64,66到达输入点74之前，加热基底幅64,66以预干燥在涂布单元70中任选施加的粘合剂，或活化基底幅66上的任何可热活化的粘合剂。
在输入点74，借助自动化装卸系统从该回路的第一区段12中移出基质15，其中基质15已完全处理，引入到基底幅64,66上。在输入点74，将完全处理后的基质15在其结构化表面78朝向基底幅64的情况下施加到其可见侧上。由于以传送方向84连续传送基底幅64,66，为了避免基质15的结构化表面78和基底幅64,66的可见侧之间的相对运动，要施加到基底幅64,66的可见侧上的基质任选根据其传送速度与基底幅64,66同时运动，以使在将基质15施加到基底幅64,66上时相对速度为0。为了避免基质15的结构化表面78和基底幅64,66的可见侧之间的相对运动，支承传送带75可以与基底幅64,66同步运动。为了使间隙最小化，以例如传感器控制基质15的安置，与各自的行进中的基质的距离极小。
从输入点74，将随后存在的复合材料(由一段基底幅64,66和置于其可见侧上的基质的结构化表面78制成)引入可加热压机装置82。可加热压机装置82可以例如是辊压机或平板压机，或平板层压机。可加热压机装置82包含-如图2中图示-第一辊布置86以及第二辊布置88。由基质15和基底幅64,66制成的复合材料以传送方向84在两个辊布置86,88之间输送以可通过辊布置86,88的温度可控辊从上侧和下侧控制该复合材料的温度。在由基质15和基底幅64,66制成的复合材料的温度控制过程中，在基质15中成型的至少一个聚氨酯层转移到基底幅64,66的可见侧上并在基底幅64,66的可见侧上形成与基质的激光雕刻对应的预定压花或结构。
在经过可加热压机装置82时所述至少一个聚氨酯层从基质15转移到基底幅64,66的可见侧上后，由基底幅64,66和基质15制成的复合材料进入在基底幅64,66的传送方向84上延伸的冷却装置90。冷却装置90可包含上部92和下部94以及图2中图示的多个可冷却辊，其又可从由基质15和基底幅64,66制成的复合材料上除去在可加热压机装置82中引入的热。在冷却装置90中，在其上部92和/或在其下部94中，可提供冷却鼓风机，其可冷却由基质15和基底幅64,66制成的复合材料。在每种情况下在可加热压机装置82中加热到110至130℃的温度的由基质15和基底幅64,66制成的复合材料由此再冷却到低于50℃的温度。
在经过冷却装置90后，在基质移除点96从基底幅64,66的可见侧上移除具有朝下的结构化表面78的基质。基底幅64,66的可见侧随之包含经基质15转移的复合材料，其由转移到基底幅64,66的可见侧上的至少一个，优选多个聚氨酯层制成。
为了再处理基质15，在移除点96从传送段60移出的基质15在向外输送系统98中借助自动化装卸装置，如机器人手臂等引入该回路的第一区段12的输入点16。在基质15从移除点96向外输送98到输入点16的过程中，将基质15翻面以使基质15的结构化表面78在第一处理段12的输入点16朝上，并相应地可以将该基质直接再引入该回路的第一区段12中的再处理。未结构化侧80优选位于该回路的第一区段12和基质15的再处理系统的传送带106上，以使基质15可连续经过该回路的第一区段12运输。
在向外输送系统98中经由自动化装卸装置在移除点96移出基质15后和在基质翻面102后，完全处理后的基底幅64,66在作为本发明中提出的生产设备的传送段60的一部分的卷绕单元100卷绕。由于基底幅64,66(包括经基质15转移的复合材料在内)借助导出辊(take-off roll)95向下剥离，基质5层离并因此可经由带有基质翻面系统102的装卸装置再引入基质15的输入点。完全处理后的基底幅64,66随后在卷绕单元100中呈易装卸的卷材产品的形式。基底幅64,66的可见侧上的布置优选具有彼此毗邻或彼此相随的独立的完全处理片段，具有几毫米的小间隙。当材料特别容易受损时(例如具有类似丝绒的柔软触感饰面等)，可以通过在卷绕单元100中的卷绕程序过程中引入夹层97来防止对基底幅64,66的完全处理后的可见侧的损伤。
关键词
10 基质/基底复合材料的回路
12 基质处理区段
14 复合材料处理区段
15 基质
16 基质输入点
18 基质传送方向
20 加热场:第一加热单元
22 起点
24 第一加热单元(红外)
26 第一涂布单元
28 中间干燥器(红外)
30 第二涂布单元
32 进一步中间干燥器(红外)
34 组装形成复合材料的基质/基底
36 基底输入
38 粘合剂输入单元
40 基底幅
41 基底幅干燥器
42 基底幅传送方向
44 压机单元(液压)
46 冷却区段
48 复合材料回路的终点
50 手工复合材料取出
52 操作员
54
56
58
60 传送段
62 退绕单元:基底幅
64 基底幅
66 具有可热活化的粘合剂的基底幅
68 网络粘合剂/喷雾粘合剂进给
70 涂布单元
72 干燥器
74 基质输入点
75 传送带驱动装置
76 基质进给/自动化装卸装置
78 基质的结构化表面
80 基质的未结构化侧
82 可加热压机装置(辊压机、平板压机、平板层压系统)
84 幅传送方向
86 第一温度可控的辊布置
88 第二温度可控的辊布置
90 冷却装置
92 上部
94 下部
95 基底幅64,66的导出辊(Take-off roll)
96 基质移除点
97 夹层的卷绕单元
98 向外输送
100 基底幅(卷材产品)的卷绕单元
102 基质翻面系统(翻转180°)
104 基质传送方向
106 传送带

Claims (25)

1.一种连续制造多层复合材料的方法，所述复合材料包含：
-至少一个基底幅(64,66)，
-至少一个粘合层，
-至少一个聚氨酯层，该聚氨酯层具有贯穿所述聚氨酯层的整个厚度的毛细管，
其具有下列步骤：
a)以经过至少一个涂布单元(26,30)和多个加热单元(24,28,32)在基质(15)中制造所述至少一个聚氨酯层，
b)将根据步骤a)的基质(15)引入基底幅(64,66)的传送段(60)的输入点(74)，
c)将基质(15)的结构化表面(78)施加到连续经过传送段(60)的基底幅(64,66)上，
d)在可加热压机装置(82)中处理由基质(15)和基底幅(64,66)制成的复合材料，将所述至少一个聚氨酯层转移到基底幅(64,66)中，
e)对基底幅(64,66)移除基质(15)，
f)将基质(15)传送到处理段(12)以进行步骤a)，和
g)在卷绕单元(100)连续卷绕基底幅(64,66)。
2.根据权利要求1的方法，其中在处理段(12)内以与基底幅(64,66)在传送段(60)中的传送方向(84)相反地进行步骤a)。
3.根据权利要求1的方法，其中在步骤a)的进行过程中，将成型所述至少一个聚氨酯层的基质(15)从移除点(96)送回其输入点(74)。
4.根据权利要求1的方法，其中在传送段(60)和基质(15)的处理段(12)之间进行基质(15)的自动化引入和自动化向外输送。
5.根据前一权利要求的方法，其中在从传送段(60)向外输送到处理段(12)的过程中，将基质(15)翻面并在可从上方触及结构化表面(78)的情况下到达处理段(12)。
6.根据权利要求1的方法，其中所述基底幅(64,66)作为卷材产品在传送段(60)中以传送方向(84)传送到卷绕单元(100)。
7.根据前述权利要求任一项的方法，其中所用基底幅(64,66)包含
-带有喷雾粘合剂的基底幅(64)或
-带有网络粘合剂的基底幅(64)，或
-已被可热活化的粘合剂涂布的基底幅(66)。
8.根据权利要求1的方法，其中在处理段(12)中处理的基质(15)借助自动化装卸装置经由它们的结构化表面(78)放置到以传送方向(84)传送的基底幅(64,66)上。
9.根据权利要求1的方法，其中在经过可加热压机装置(82)的过程中，在由基质(15)和基底幅(64,66)制成的复合材料内，将基质(15)中包含的至少一个聚氨酯层转移到基底幅(64,66)上。
10.根据权利要求1的方法，其中在经过传送段(60)的冷却装置(90)后，将完全处理后的基底幅(64,66)卷绕到卷绕单元(100)中。
11.根据权利要求4的方法，其中在冷却装置(90)下游移除基质(15)后，将这些再引入处理段(12)以再处理，并在其向外输送的过程中翻面。
12.根据权利要求1的方法，其中在根据步骤g)在卷绕单元(100)连续卷绕基底幅(64,66)的过程中，将用于保护精致结构的夹层卷绕到所述基底幅(64,66)中。
13.用于进行根据权利要求1至12任一项的多层复合材料制造方法的生产设备，其具有下列组件：
-用于用可加热压机装置(82)处理基底幅(64,66)的传送段(60)，
-在基底幅(64,66)上作业的基质(15)的移除点(96)，
-基质(15)的自动化向外输送系统(98)和将这些引入用于再处理基质(15)的处理段(12)的引入，
-在处理段(12)中对所述基质(15)的再处理，和
-将基质(15)从处理段(12)引入传送段(60)的自动化引入，和将基质(15)输入/引入以传送方向(84)连续传送的基底幅(64,66)上的输入/引入。
14.根据权利要求13的生产设备，其中可加热压机装置(82)是辊压机或平板层压系统，并包含温度可控的辊布置(86,88)和/或IR源，和/或热风鼓风机。
15.根据权利要求13的生产设备，其中可加热压机装置(82)具有温度可控的辊布置(86,88)，在它们之间以传送方向(84)传送由基底幅(64,66)和基质(15)制成的复合材料。
16.根据权利要求13的生产设备，其中通过自动化装卸装置将处理过的基质(15)自动化引入传送段(60)。
17.根据权利要求13的生产设备，其中通过是机器人手臂将处理过的基质(15)自动化引入传送段(60)。
18.根据权利要求13的生产设备，其中基质(15)的向外输送通过自动化装卸装置进行，其将基质(15)翻面以使其结构化表面(78)在到达处理段(12)时可触及。
19.根据权利要求13的生产设备，其中基底幅(64,66)经过传送段(60)的传送方向(84)与基质(15)经过处理段(12)的传送方向(104)相反。
20.根据权利要求13的生产设备，其中传送段(60)具有基底幅(64,66)的退绕单元(62)。
21.根据权利要求20的生产设备，其中基底幅(64,66)的退绕单元(62)具有粘合剂材料、喷雾粘合剂或网络粘合剂的相关进给单元(68)。
22.根据权利要求13的生产设备，其中传送段(60)具有基底幅(64,66)的卷绕单元(100)。
23.根据权利要求20的生产设备，其中卷绕单元(100)具有夹层(97)的进给系统(95)，其在卷绕状态下将基底幅(64,66)的可见侧上的精致结构彼此隔开。
24.根据权利要求13的生产设备，其中基质(15)从基底幅(64,66)上的移除点(96)在冷却装置(90)下游。
25.根据权利要求13的生产设备，其中从传送方向(84)上看，基质(15)输入到基底幅(64,66)上的输入点(74)在可加热压机装置(82)上游。
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