DE102015009553A1

DE102015009553A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer wasserdampfdurchlässigen flächigen Bahn

Info

Publication number: DE102015009553A1
Application number: DE102015009553.6A
Authority: DE
Inventors: Mario Höllnsteiner; Johannes DANTER
Original assignee: SML Maschinen GmbH
Current assignee: SML Maschinen GmbH
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2017-02-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer wasserdampfdurchlässigen flächigen Bahn (1), wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a) Zuführen einer flächigen Trägerbahn (2) zu einer ersten Walze (3) und Aufbringen eines Klebstoffs (A) auf eine Seite der Trägerbahn (2) an einer ersten Stelle (I) in Förderrichtung (F) der Trägerbahn (2); b) Aufbringen eines wasserdampfdurchlässigen aufgeschmolzenen Materials (B) auf die mit dem Klebstoff (A) versehene Seite der Trägerbahn (2) an einer zweiten Stelle (II) in Förderrichtung (F) der Trägerbahn (2), die der ersten Stelle (I) nachgelagert ist; c) Pressen des Verbunds aus Trägerbahn (2), Klebstoff (A) und wasserdampfdurchlässigem Material (B) in einem Walzspalt (4), der durch die erste Walze (3) und einer mit der ersten Walze (3) zusammenwirkenden zweiten Walze (5) gebildet wird; d) Kühlen des gepressten Verbunds aus Trägerbahn (2), Klebstoff (A) und wasserdampfdurchlässigem Material (B) in Förderrichtung (F) hinter dem Walzspalt (4) und Ausfördern des Verbunds aus der Walzenanordnung (3, 5). Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer wasserdampfdurchlässigen flächigen Bahn.
Für verschiedene Anwendungen werden flächige Bahnen benötigt, die eine Durchlässigkeit bezüglich Wasserdampfs aufweisen. Bislang werden derartige Bahnen in mehreren Produktionsschritten hergestellt: Zunächst erfolgt die Herstellung der Funktionsschicht, d. h. eines atmungsaktiven Films, auf einer Castfilm- oder Blasfilmanlage. Anschließend erfolgt ein Laminieren einer Trägerschicht (z. B. Vliesstoff oder Folie) und der Funktionsschicht mittels Kleberlaminierung.
Demzufolge muss bei dem vorbekannten Verfahren die gewünschte Bahn als Laminat in zwei einzelnen Produktionsprozessen hergestellt werden.
Bei der Herstellung des atmungsaktiven Films hat dieser – bedingt durch den Cast- bzw. Blasfilmprozess – eine gewisse Mindestdicke, da er ansonsten ohne entsprechende Unterstützung durch Ablage auf dem Trägermaterial nicht gewickelt bzw. durch die Anlage geführt werden kann. Beim späteren Laminieren mit dem Trägermaterial wird dieser Film auf einer Laminieranlage wieder abgerollt und verarbeitet (laminiert). Somit werden also die in Rede stehenden Produkte bislang so hergestellt, dass eine Warenbahn mit einem fertigen Film mit Hilfe von Kleberkaschierung laminiert werden.
Durch diesen zweistufigen Prozess fallen zusätzliche Produktionsschritte und folglich entsprechende Kosten an. Nachteilig ist weiterhin, dass es nicht möglich ist, eine sehr dünne atmungsaktive Funktionsschicht herzustellen, da diese bei dem vorbekannten Verfahren eine gewisse Mindestdicke zur Handhabung aufweisen muss. Die Dicke der Funktionsschicht ist ausschlaggebend für die Atmungsaktivität des Gesamtverbundes, d. h. je dünner die Schicht ist, desto höher ist auch die Atmungsaktivität.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der es möglich ist, die oben genannten Nachteile zu vermeiden. Demgemäß soll in wirtschaftlicher Weise eine wasserdampfdurchlässige Bahn geschaffen werden, die sich durch eine dünne Schicht des wasserdampfdurchlässigen Materials kennzeichnet. Dabei soll das Verfahren in effizienter Weise die Herstellung der Bahn erlauben.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist:

a) Zuführen einer flächigen Trägerbahn zu einer ersten Walze und Aufbringen eines Klebstoffs auf eine Seite der Trägerbahn an einer ersten Stelle in Förderrichtung der Trägerbahn;
b) Aufbringen eines wasserdampfdurchlässigen aufgeschmolzenen Materials auf die mit dem Klebstoff versehene Seite der Trägerbahn an einer zweiten Stelle in Förderrichtung der Trägerbahn, die der ersten Stelle nachgelagert ist;
c) Pressen des Verbunds aus Trägerbahn, Klebstoff und wasserdampfdurchlässigem Material in einem Walzspalt, der durch die erste Walze und einer mit der ersten Walze zusammenwirkenden zweiten Walze gebildet wird;
d) Kühlen des gepressten Verbunds aus Trägerbahn, Klebstoff und wasserdampfdurchlässigem Material in Förderrichtung hinter dem Walzspalt und Ausfördern des Verbunds aus der Walzenanordnung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieses Verfahrens sieht vor, dass zwischen den Klebstoff und das wasserdampfdurchlässige Material ein weiteres flächig ausgebildetes Material in Form eines offenen Gitters eingebracht wird. Durch ein solches offenes Gitter können die Festigkeitseigenschaften des zu erzeugenden Laminats verbessert werden.
Der Klebstoff ist dabei bevorzugt ein Schmelzklebstoff und wird in schmelzflüssigem Zustand auf die Trägerbahn aufgebracht.
Das wasserdampfdurchlässige Material wird vorzugsweise mittels eines Extrusionsvorgangs aufgeschmolzen.
Bei dem wasserdampfdurchlässigen Material handelt es sich beispielsweise und bevorzugt um Thermoplastisches Elastomer (TPE), Thermoplastisches Copolyester (TPC), Thermoplastisches Urethan (TPU) oder um Thermoplastische Copolyamide (TPA).
Als Trägerbahn kann eine Folie, ein textiles Gewebe oder ein Vliesstoff eingesetzt werden.
Der Klebstoff wird dabei vorzugsweise mittels einer Breitschlitzdüse auf die Trägerbahn aufgebracht. Das wasserdampfdurchlässige Material wird indes bevorzugt mittels einer Flachdüse auf die Trägerbahn aufgebracht.
Der Klebstoff wird dabei vorzugsweise so auf die Trägerbahn aufgebracht, dass eine offenporige Klebstoff-Schicht ohne vollständig durchgehende flächige Beschichtung auf der Trägerbahn vorliegt.
Das Kühlen gemäß obigem Schritt d) erfolgt dabei bevorzugt, indem die zweite Walze gekühlt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass sie aufweist:

– eine ersten Walze, wobei an einer ersten Umfangsstelle der ersten Walze oder in Förderrichtung (kurz) vor der ersten Kontaktstelle zwischen erster Walze und Trägerbahn eine Flach- oder Breitschlitzdüse zur Aufbringung aufgeschmolzenen Klebstoffs angeordnet ist,
– eine zweite Walze, die unter Bildung eines Walzspalts mit der ersten Walze zusammenwirkt,
– eine Flachdüse zur Aufbringung wasserdampfdurchlässigen Materials, die im Bereich des Walzspalts angeordnet ist.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste Umfangsstelle der ersten Walze und der Walzspalt um einen Umfangswinkel von mindestens 120°, vorzugsweise von 180°, voneinander entfernt sind.
Ferner kann ein Kleberauftragssystem zum Auftragen einer Kleberschicht auf die Trägerbahn vorgesehen werden.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass die bisher im Stand der Technik getrennten beiden verschiedenen Verfahrensschritte bzw. Auftragsverfahren in einem Prozess kombiniert werden.
Hierdurch kann kostengünstig ein laminiertes atmungsaktives, d. h. wasserdampfdurchlässiges bahnförmiges Produkt hergestellt werden.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass durch die Verwendung eines Klebers Materialien miteinander verbunden werden können, die ansonsten keine oder nur eine schlechte Haftung zueinander aufweisen.
Das Trägermaterial bevorzugt in Form einer Folie, eines textilen Gewebes oder eines Vliesstoffs (non-woven material) wird mit Hilfe eines Schmelzklebers mit einer extrudierten Schmelzeschicht verbunden.
Das vorgeschlagene Verfahren arbeitet also zweistufig. Die Bahn aus Trägermaterial wird hierbei vorzugsweise über eine Breitschlitzdüse mit einem „aufgerissenen” Heißschmelzkleber beschichtet und anschließend im nachfolgenden Beschichtungsspalt mit einem vorzugsweise über eine Flachdüse extrudierten atmungsaktiven Schmelzefilm beschichtet. Der atmungsaktive Schmelzefilm ist beim Auftreffen auf der mit Heißschmelzkleber vorbeschichteten (vorgestrichenen) Warenbahn vorzugsweise noch nicht abgekühlt.
Durch die kombinierte Fahrweise lässt sich der atmungsaktive Schmelzefilm dünner herstellen, da er gleich auf die Warenbahn aufgetragen wird und somit keine Beschränkung bezüglich der Bahnführung besteht. Dadurch, dass der Schmelzefilm beim Auftrag noch nicht abgekühlt ist, sondern im aufgeschmolzenen Zustand vorliegt, haftet er besser an der zu beschichtenden Trägerbahn.
Ferner ergibt sich vorteilhaft, dass sich durch die direkte Beschichtung mit Schmelzefilm eine dünnere Funktionsschicht herstellen lässt.
Durch die Kombination der beiden Prozesse können die Produktionskosten reduziert werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 in der Seitenansicht eine Vorrichtung zur Herstellung einer wasserdampfdurchlässigen flächigen Bahn.
2 die Einzelheit „X” gemäß 1 und
3 die Einzelheit „X” gemäß 1 in einer alternativen Ausgestaltung.
In den Figuren ist eine wasserdampfdurchlässige flächige Bahn 1 zu sehen, die mit der in 1 dargestellten Vorrichtung gefertigt wird. Die Bahn 1 besteht aus einer flächigen Trägerbahn 2, die eine Folie sein kann oder aus einem Vliesstoff besteht. Die Trägerbahn 2 wird in eine Fördererrichtung F einer ersten Walze 3 zugeführt. Die Trägerbahn 2 wird um einen Umfangswinkel von ca. 180° um die erste Walze 3 herumgeführt, bevor sie in einen Walzspalt 4 gerät, der von der ersten Walze 3 und einer zweiten Walze 5 gebildet wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel nach 1 ist noch zu sehen, dass – was allerdings nur eine Option darstellt und nicht zwingend ist – ein offenes Gitter 8 in den Bereich des Walzspalts 4 geführt wird, dass in den entstehenden laminierten Verbund eingebunden wird.
Sobald die Trägerbahn 2 die erste Walze 3 erreicht hat (es ist allerdings auch möglich, dass dies in Fördererrichtung F gesehen bereits vorher erfolgt), wird an einer ersten Stelle I auf die Trägerbahn 2 mittels einer Breitschlitzdüse 6 ein aufgeschmolzener Klebstoff A (Hotmelt-Klebstoff) aufgebracht. Allerdings erfolgt diese Aufbringung nicht flächendeckend; vielmehr lässt der Klebstoff A einen Teil der Oberfläche der Trägerbahn 2 unbedeckt, was in den Figuren angedeutet ist.
Im Bereich des Walzspalts 4 ist eine Flachdüse 7 angeordnet, über die ein wasserdampfdurchlässiges Material B in schmelzflüssigem Zustand auf die Trägerbahn 2 aufgebracht wird, und zwar auf der Seite, auf der auch der Klebstoff A aufgebracht wurde. Die Flachdüse 7 ist dabei an einer zweiten Stelle II angeordnet, die von der ersten Stelle I entlang des Umfangswinkels α von ca. 180° entfernt ist.
Die Trägerbahn (Warenbahn) 2 wird also gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mit Hilfe der im Einlauf des Laminators (Walzenstuhl mit Kühlwalze 5 und gummierter Anpresswalze 3) befindlichen Breitschlitzdüse 6 mit der Kleberschicht A beschichtet. Diese Kleberschicht A bedeckt die Trägerbahn 2 nicht vollflächig, sondern bildet eine offenporige Beschichtung.
Anschließend wird ein extrudierter Schmelzefilm über die Flachdüse 7 aufgetragen und im Walzspalt (Laminierspalt) 4 zwischen Kühlwalze 5 und gummierter Anpresswalze 3 verpresst. Beim extrudierten Material handelt es sich um eine atmungsaktive Type, welche ein Durchdiffundieren von Wasserdampf ermöglicht.
In 2 ist das fertige Laminat zu sehen, das hier aus der flächigen Trägerbahn 2, dem Klebstoff A und dem wasserdampfdurchlässigen Material B besteht.
Im Unterschied dazu zeigt 3 den Verbund, der hier noch des weiteren das offene Gitter 8 umfasst, das zwischen dem Klebstoff A und dem wasserdampfdurchlässigen Material B angeordnet ist. Durch das Gitter 8 ist die mechanische Stabilität des Laminats verbessert.
Bezugszeichenliste

1: wasserdampfdurchlässige flächige Bahn
2: flächige Trägerbahn
3: erste Walze (gummierte Anpresswalze)
4: Walzspalt
5: zweite Walze (Kühlwalze)
6: Breitschlitzdüse
7: Flachdüse
8: offenes Gitter
A: Klebstoff
B: wasserdampfdurchlässiges Material
I: erste Stelle
II: zweite Stelle
F: Förderrichtung
α: Umfangswinkel

Claims

Verfahren zur Herstellung einer wasserdampfdurchlässigen flächigen Bahn (1), wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a) Zuführen einer flächigen Trägerbahn (2) zu einer ersten Walze (3) und Aufbringen eines Klebstoffs (A) auf eine Seite der Trägerbahn (2) an einer ersten Stelle (I) in Förderrichtung (F) der Trägerbahn (2); b) Aufbringen eines wasserdampfdurchlässigen aufgeschmolzenen Materials (B) auf die mit dem Klebstoff (A) versehene Seite der Trägerbahn (2) an einer zweiten Stelle (II) in Förderrichtung (F) der Trägerbahn (2), die der ersten Stelle (I) nachgelagert ist; c) Pressen des Verbunds aus Trägerbahn (2), Klebstoff (A) und wasserdampfdurchlässigem Material (B) in einem Walzspalt (4), der durch die erste Walze (3) und einer mit der ersten Walze (3) zusammenwirkenden zweiten Walze (5) gebildet wird; d) Kühlen des gepressten Verbunds aus Trägerbahn (2), Klebstoff (A) und wasserdampfdurchlässigem Material (B) in Förderrichtung (F) hinter dem Walzspalt (4) und Ausfördern des Verbunds aus der Walzenanordnung (3, 5).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Klebstoff (A) und das wasserdampfdurchlässige Material (B) ein weiteres flächig ausgebildetes Material in Form eines offenen Gitters (8) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (A) ein Schmelzklebstoff ist und in schmelzflüssigem Zustand auf die Trägerbahn (2) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserdampfdurchlässige Material (B) mittels eines Extrusionsvorgangs aufgeschmolzen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerbahn (2) eine Folie, ein textiles Gewebe oder ein Vliesstoff eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (A) mittels einer Breitschlitzdüse (6) auf die Trägerbahn (2) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserdampfdurchlässige Material (B) mittels einer Flachdüse (7) auf die Trägerbahn (2) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (A) so auf die Trägerbahn (2) aufgebracht wird, dass eine offenporige Klebstoff-Schicht ohne vollständig durchgehende flächige Beschichtung auf der Trägerbahn (2) vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlen gemäß Schritt d) von Anspruch 1 erfolgt, indem die zweite Walze (5) gekühlt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: – eine ersten Walze (3), wobei an einer ersten Umfangsstelle der ersten Walze (3) oder in Förderrichtung (F) vor der ersten Kontaktstelle zwischen erster Walze (3) und Trägerbahn (2) eine Flach- oder Breitschlitzdüse (6) zur Aufbringung aufgeschmolzenen Klebstoffs (A) angeordnet ist, – eine zweite Walze (5), die unter Bildung eines Walzspalts (4) mit der ersten Walze (3) zusammenwirkt, – eine Flachdüse (7) zur Aufbringung wasserdampfdurchlässigen Materials (B), die im Bereich des Walzspalts (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umfangsstelle der ersten Walze (3) und der Walzspalt (4) um einen Umfangswinkel (α) von mindestens 120°, vorzugsweise von 180°, voneinander entfernt sind.