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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung quer einreißbarer textiler Klebebänder mit Polyester- oder Polyamidträgermaterialien.
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Textile Klebebänder finden vielfache Anwendung, z. B. im medizinischen Bereich als Heftpflaster sowie in vielen Bereichen der Technik zum provisorischen oder dauerhaften Fixieren von Gegenständen, wobei als ein besonders bedeutendes Beispiel das Fixieren oder Bündeln oder Ummanteln von Kabeln im Elektro- und Automobilbereich genannt werden kann. Herkömmliche gängige Trägermaterialien solcher Klebebänder sind Zellwoll- und Baumwoll- sowie Acetatträgermaterialien.
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Wünschenswerter als diese herkömmlichen Textilmaterialien wären aus vielen Gründen Trägermaterialien auf synthetischer Basis, nämlich Polyester- oder Polyamidträgermaterialien, da sie bei vielen Anwendungsbereichen enorme Vorteile bieten, wie z. B. höhere Scheuerfestigkeit, höhere Abriebfestigkeit, erhebliche Verbesserungen im Beschichtungsverhalten durch größere Gleichmäßigkeit des Grundmaterials mit geringerer Webfehleranzahl, besser steuerbare Produktion, höhere Dimensionsstabilität, günstigerer Gewebepreis, und in technischen Anwendungen insbesondere die Beständigkeit gegen Verrottung.
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Allerdings ermöglichen Polyester- und Polyamidträgermaterialien kein Quereinreißen von Hand, da die Festigkeiten solcher Synthetikgewebe für eine Handeinreißbarkeit eindeutig zu hoch hegen. Das spricht bisher gegen eine Substitution der herkömmlichen Zellwoll-, Baumwoll- und Acetatträgermaterialien, denn die Quereinreißbarkeit von Hand ist für viele Anwendungsfälle ein wichtiges Kriterium. Zwar sollen die Klebebänder eine ausreichende Zugfestigkeit haben, damit sie ihren Verwendungszweck zuverlässig erfüllen können, andererseits aber soll es möglich sein, beim Anbringen eines Klebebands von der Rolle das Klebeband von Hand ohne Zuhilfenahme einer Schere durch Quereinreißen abreißen zu können. Dies ist für die Anwender der Klebebänder von erheblicher Wichtigkeit, da dies beispielsweise im Automobil- oder Elektrobereich eine schnellere, flexiblere und dadurch erheblich kostengünstigere Produktion gestaltet. Gerade bei sich ständig wiederholenden Tätigkeiten würde die Notwendigkeit, zum Abtrennen des Bands eine Schere ergreifen oder gar aus der Tasche holen zu müssen, die Arbeitsvorgänge stark verlangsamen. Auch bei anderen Anwendungen, bei denen Klebebänder nur sporadisch eingesetzt werden, sei dies im medizinischen Bereich in Gestalt von Rollenpflastern, oder im Heimwerkerbereich, aber auch im Bereich des Elektrohandwerks oder auf Baustellen und in Werkstätten erwartet der Anwender eine Abreißbarkeit des Bands von Hand nahezu als Selbstverständlichkeit.
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Aus der
DE 85 22 954 U1 sind verschiedene Maßnahmen bekannt, die das Quereinreißen von Klebebändern auf der Basis von textilen Flächengebilden ermöglichen. Als solche Maßnahmen sind dort die Verwendung von Garnen mit geringer Eigenfestigkeit, die mechanische Vorbereitung des Klebebands durch Perforation, Zick-Zack-Schnitt, Quetschen und ähnliches, sowie das Aufbringen eines steifen Kunststofffilms genannt. Auch ist dort als Erfindung beschrieben, eine rutschfeste Verbindung zwischen Schuß- und Kettfäden an deren Kreuzungspunkten herbeizuführen, weil dort richtig erkannt wurde, dass die Tendenz, dass beim Quereinreißen die Ketten konzentriert und dadurch deren Widerstand gegen Einreißen stark erhöht wird, das Einreißen hindert. Aber dennoch setzt dieser Stand der Technik natürlich voraus, dass die Reißfestigkeit der Kettfäden von Haus aus so gering ist, dass ein Einreißen möglich ist.
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Aus der
DE 102 59 616 A1 ist ein handeinreißbares textiles Klebeband auf der Basis von Polyester bekannt, bei dem allerdings das Trägermaterial aus einem thermisch verfestigtem Vlies besteht. Bei einem Vlies ist allerdings von Haus aus keine große Reißfestigkeit gegeben.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein vorteilhafteres Verfahren zu schaffen, mit welchem textile Klebebänder aus Polyester- oder Polyamidträgermaterialien hergestellt werden können, die von Hand quereinreißbar sind.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren basiert darauf, daß das Polyester- oder Polyamidträgermaterial in steuerbarer Weise so geschädigt wird, daß gewünschte Reißwerte, bezogen auf die Bandlängsrichtung, im fertigen Klebeband erreicht werden können, die zwar einerseits die für die Haltefunktion des Klebebands notwendige Zugfestigkeit sicherstellen, andererseits aber ein Quereinreißen von Hand ermöglichen.
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Die steuerbare Schädigung der Synthetikfasern des Polyester- oder Polyamidgewebes erfolgt durch eine Methode, die in der Textilindustrie für Bekleidungstextilien bei Polyestergeweben grundsätzlich, jedoch zu einem ganz anderen Zweck bekannt ist (z. B. aus der
DE 29 12 892 A1 ) und als Alkalisieren bezeichnet wird. Das Alkalisieren wird beispielsweise in dem Buch ”Stoffe”, Deutscher Fachverlag, ISBN 3-87 150-388-6 detailliert beschrieben. Allerdings dient das bekannte Alkalisieren keineswegs der Beeinflussung der Zugfestigkeit synthetischer Gewebe, sondern vielmehr zur Verfeinerung und Veredelung der Gewebeoberfläche, nämlich dazu, daß das Gewebe sich feiner und weicher anfühlt, was bei Bekleidungsstücken von Bedeutung ist, und auch dazu, die Gewebeoberfläche zu vergleichmäßigen, um dadurch bei der Produktion effizienter arbeiten zu können. In der genannten Literatur wird dazu gesagt: ”Das Alkalisieren von Stoffen aus Polyesterfasern hat den Zweck, durch gezielten Abbau die Faser bei gleichzeitiger Vergrößerung der Faseroberfläche den Titer (das heißt die Faserstärke) der Faser im Gewebe zu verfeinern.” Als Vorteil wird hervorgehoben: ”Das Alkalisieren gestattet es auch, gröbere Garne einzusetzen, die nicht nur billiger und breiter verfügbar, sondern auch während des Webens weit weniger empfindlich sind, was wiederum zu höherer Effizienz in der Weberei, zu geringeren Webfehlern und somit zu einem kostengünstigeren gleichmäßigeren Produkt führt.”
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dient die Methode, die im Falle von Polyesterträgermaterial dem an sich bekannten Alkalisieren entspricht und im Falle von Polyamidträgermaterial in analoger Weise durch eine Säurebehandlung erfolgt, jedoch einem anderen Zweck, nämlich durch gesteuerten Abbau der Fasern deren Zugfestigkeit auf ein gewünschtes Maß zu reduzieren. Ein dabei auftretender Nebeneffekt durch die Aufrauung der Faseroberfläche besteht darin, daß der Gewebeverbund der Fasern verfestigt wird, d. h. Längs- und Querfasern werden dadurch relativ zueinander besser in ihrer Position fixiert und lassen sich weit weniger gut relativ zueinander verschieben. Das hat beim Quereinreißen von Klebebändern Bedeutung, weil dort ein Einreißen der äußeren Fasern erfolgen soll, nicht aber ein durch die einwirkenden Querkräfte erfolgendes Verschieben der Fasen, was die Einreißbarkeit behindern würde. Insofern unterstützt das bei der Alkali- bzw. Säurebehandlung erfolgende gegenseitige Verhaken des Faserverbunds die beim fertigen Klebeband gegebene Fixierung der Fasern durch die Klebeschicht.
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Beim Alkalisieren von Polyesterfasern findet eine Hydrophilierung statt, worunter man ein oberflächliches Verseifen der Faser durch eine Behandlung mit wässrigen oder alkoholischen Laugen versteht. Dabei wird eine geringe Menge Fasersubstanz von der Faseroberfläche abgeschält, so daß die Faseroberfläche ihre Glätte verliert. Es bilden sich feinste Querrisse, die die feuchte Leitfähigkeit aufgrund der vergrößerten Faseroberfläche verbessern und durch die Veränderung der Faserreflexion eine gewisse Mattierung bewirken. Die Säurebehandlung bei Polyamidfasern ergibt eine fast identische Wirkung.
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Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren in näheren Einzelheiten beschrieben.
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Das Verfahren verläuft bei der Herstellung von Klebebändern mit Polyesterträgermaterial folgendermaßen:
Das Trägergewebe wird einer normalen Vorbehandlung unterzogen, nämlich ausgewaschen und getrocknet.
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Sodann erfolgt das Alkalisieren, was in Gestalt eines kontinuierlichen Verfahrens oder eines diskontinuierlichen Verfahrens erfolgen kann.
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Beim kontinuierlichen Verfahren durchläuft das Trägergewebe eine Rollenkufe, die mit starker Alkali (Natronlauge) gefüllt ist, und wird danach in einem Dämpfer mit Sattdampf gefahren. Der Prozeß ist durch drei Parameter steuerbar, nämlich
- a) durch die Konzentration der Lauge,
- b) durch die Größe des Dämpfers,
- c) und die Geschwindigkeit der Anlage.
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Die Parameter b) und c) beeinflussen jeweils die Einwirkzeit der Natronlauge auf das Gewebe. Durch entsprechende Wahl bzw. Steuerung dieser Parameter kann also bei gegebener Gewebe- bzw. Fadenstärke die gewünschte Reißfestigkeit der Fasern und damit das gewünschte Maß der Einreißbarkeit des fertigen Klebebands erzeugt werden. Wie die Parameter einzustellen sind, hängt dabei natürlich nicht nur vom gewünschten Ergebnis ab, sondern auch vom Ausgangsmaterial, also der Stärke bzw. Grobheit oder Feinheit des Ausgangsgewebes. Für den Fachmann stellt es kein Problem dar, die genauen Parameter für ein gewünschtes Ergebnis auch unter Zuhilfenahme von Versuchen optimal einzustellen.
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Beim diskontinuierlichen Verfahren ist grundsätzlich jede diskontinuierliche Hochdruckfärbeanlage für die Verfahrensdurchführung geeignet. Das kann für den beschriebenen Zweck idealerweise ein Hochtemperaturjigger sein. Das Gewebe wird in dem Hochtemperaturjigger eingefahren und dort unter Hochdruckbedingungen mit Natronlauge alkalisiert. Dieser Prozeß ist wiederum über die Einwirkzeit und die Konzentration der Lauge steuerbar.
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Eine weitere Möglichkeit eines diskontinuierlichen Verfahrens besteht, nach der üblichen Vorbehandlung, wie oben beschrieben, im Aufklotzen (Benetzen) des Gewebes. Durch ein Tauchverfahren in einem Foulard (Hochleistungsquetsche) kann eine steuerbare Alkalimenge aufgetragen werden. Danach wird das definiert abgequetschte feuchte Gewebe aufgekault (aufgerollt) und an einer Verweilstation über eine definierte Zeit (Einwirkzeit) permanent gedreht, so daß gewährleistet wird, daß keine Migration der Chemikalien während des Verweilprozesses auf eine Seite der Rolle auftritt.
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Nach dem Alkalisieren in einer der oben beispielshalber angegebenen Weisen wird das Gewebe ausgewaschen und am Schluß mit Essigsäure neutralisiert.
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Sodann kann das Gewebe in gewünschter Weise weiterbearbeitet werden, z. B. durch Färben, Fixieren, Kalandern.
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Das eben für Polyestergewebe angegebene Verfahren wird bei Polyamidgeweben genauso durchgeführt mit dem Unterschied, daß dort statt eines Alkalisierens mit Natronlauge eine Behandlung mit Ameisensäure erfolgt. Die erreichten Wirkungen sind nahezu identisch. Das trifft für Polyamid 6.0 genauso zu wie für Polyamid 6.6.
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Statt der zum Alkalisieren genannten Natronlauge und der zur Säurebehandlung genannten Ameisensäure können auch andere geeignete Laugen oder Säuren eingesetzt werden, jedoch werden Natronlauge bzw. Ameisensäure als als geeignetsten erscheinend bevorzugt.
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Aus dem so behandelten Polyester- oder Polyamidträgergewebe wird dann in an sich bekannter Weise durch Aufbringen der Klebeschicht und Schneiden das Klebeband fertiggestellt.
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Bemerkenswert ist, daß die durch die beschriebene Behandlung des Gewebes erreichte Quereinreißbarkeit von auf diese Weise hergestellten Klebebändern erst beim fertigen Klebeband voll zur Wirkung kommt, da erst durch die Kleberbeschichtung die Längsfasern im Klebeband gegen seitliches Verrutschen fixiert sind und dann beim Quereinreißen ein einzelnes Abreißen der Fasern erfolgt, während bei dem Versuch, das lediglich vorbehandelte Gewebe einzureißen, eine Verschiebung und Bündelung der randständigen Fasern erzeugt. Aufgrund der durch die Beschichtung mit dem Kleber erreichten Fixierung und Verfestigung des Gewebes wird die Verschiebeneigung entweder ganz verhindert oder zumindest stark reduziert (je nach eingesetztem Kleber).
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Den Fixierungseffekt, der durch die Kleberbeschichtung erfolgt, kann man aber auch durch die Behandlung mit Schiebefestchemikalien, die aus dem modischen Einsatz an sich bekannt und breit am Markt vertreten sind, schon beim unbeschichteten Gewebe in erheblichem Maße herstellen und damit das Endergebnis noch wesentlich verbessern. Bei diesen Chemikalien werden Silikate an die Bindungspunkte der Längs- und Querfäden angelagert, was üblicherweise in einem klassischen Tauchverfahren erfolgt, bei welchem die Ware ein Bad mit den entsprechenden Chemikalien durchläuft, danach abgequetscht und getrocknet wird. In der Regel werden dazu Produkte auf der Basis von Kieselsäure oder reine Kieselsäure eingesetzt. Die angelagerten Silikate verhindern dann ebenfalls die Verschiebeneigung der Fäden. Wenn man eine solche Behandlung vor der Kleberbeschichtung durchführt, besteht größere Freiheit in der Auswahl der Kleberbeschichtungsrezeptur, weil dann die Gewebefixierung durch die Klebebeschichtung keine so wichtige Funktion mehr darstellt.
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Das vorstehend beschriebene Verfahren kann sowohl auf texturierten (gekräuselten) Garnen als auch auf glatten Garnen in identischer Weise angewendet werden.
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Die vorstehend beschriebene Gewebebehandlung im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens zur gesteuerten Erzielung einer gewünschten, das Quereinreißen des fertigen Klebebands von Hand ermöglichende Reißfestigkeit verbessert aufgrund der durch die Gewebebehandlung erfolgenden Aufrauung der Faseroberfläche auch die Verankerung des Klebers auf dem Gewebe. Auch das Abziehverhalten wird dadurch positiv beeinflusst, weil dann der fest am Gewebe haftende Kleber beim Abziehen des Bands zuverlässig am Gewebe verbleibt und nicht unter Abreißen vom Gewebe auf der zuvor beklebten Oberfläche verbleibt.
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Dort, wo eine Atmungsaktivität gewünscht wird, hat die Gewebebehandlung auch noch den günstigen Effekt, daß die Atmungsaktivität erhöht wird. Durch die Aufrauung der Faseroberfläche ist das Gewebe luft- und gasdurchlässiger, Feuchtigkeit wird schneller nach außen transportiert, verteilt sich großflächiger und kann daher schneller verdunsten. Das ist namentlich auf dem medizinischen Gebiet bei Pflastern von Bedeutung. Durch Einsatz von Mikrogarnen in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Effekt der Atmungsaktivität und des Feuchtigkeitstransports noch wesentlich weiter gesteigert werden.
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Vorstehend wurde das Verfahren in Gestalt einer Behandlung des Trägergewebes beschrieben. Es versteht sich, daß der Behandlungsschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht nur für alle Flächengebilde aus Polyamid 6.0, Polyamid 6.6 und Polyester anwendbar ist, sondern grundsätzlich auch schon nach der Garnproduktion am Garn durchgeführt werden kann. Dies gilt sowohl für gesponnene Garne als auch für Filamentgarne.
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Auch für andere als gewebte Faserverbände, z. B. Faservliese oder Wirkware als Trägermaterial zur Herstellung von Klebebändern ist das erfindungsgemäße Verfahren in gleicher Weise anwendbar.