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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen eines fließfähigen Mediums auf ein Substrat, bei welchem Verfahren das Medium auf eine Übertragungswalze aufgebracht und anschließend auf das Substrat übertragen wird. Auch betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
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Es ist bekannt, Substrate mit einem Medium zu beschichten, indem das Medium zunächst auf eine Übertragungs- oder Transferwalze aufgebracht und anschließend auf das Substrat übertragen wird. Durch dieses Verfahren wird ein gleichmäßiger Auftrag des Mediums auf die zu beschichtende Substratbahn erreicht. In der Regel ist ein vollflächiger und gleichmäßig dicker Auftrag gewünscht. Dies gelingt durch die Verwendung einer Transferwalze.
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Es sind aber auch Anwendungen bekannt, bei welchem ein offenporiger Auftrag auf dem Substrat erforderlich ist. Bei der Herstellung von selbstklebenden Verbandstoffen und Pflastern ist es für den Heilungsprozess günstig, wenn die aufgebrachte Klebeschicht zumindest luftdurchlässig ist. Hier wäre ein gleichmäßig verteilter Auftrag der Klebeschicht auf dem Pflastergewebe hinderlich, da das Gewebe dann nicht mehr offenporig ist, wodurch beim Endabnehmer Hautirritationen auftreten können. Insbesondere kann Feuchtigkeit zwischen der Klebeschicht und der Haut bei einem geschlossenen Auftrag nicht mehr entweichen, so dass die Haut dort aufweicht und sich eine Mazeration ausbilden kann.
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Als Klebemittel kann ein vernetzbares Silikon verwendet werden. Auch können Kleber auf Polyurethan-, Polysulfonat- oder Polyacrylatbasis eingesetzt werden. Diese gelförmigen Kleber haben die Eigenschaft, gut an dem Pflastergewebe zu haften und sich gut von der Haut zu lösen. Mit dem eingangs geschilderten Verfahren lässt sich ein gleichmäßiger Auftrag des Silikons oder eines anderen gelförmigen Klebers auf einem Substrat erreichen. Als Substrat wird ein Release-Liner verwendet, der nach dem Aufbringen der Kleber- oder Silikonschicht beispielsweise auf das Pflastergewebe wieder entfernt wird. Anschließend erfolgt die Konfektionierung des Pflasters durch Aufbringen der Wundauflage und der Schutzfolie.
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Der geschlossene Auftrag der Silikonschicht ist aber gerade bei Pflastern unerwünscht. Durch die Silikonschicht wird die offenporige Struktur des Pflastergewebes luftdicht verschlossen. Das Pflaster ist zwar gut von der Haut abziehbar, aber da keine Luft an die Haut im Bereich der Klebestelle kommt, sind dermatologische Reizungen nicht zu vermeiden, da die sich dort ansammelnde Feuchtigkeit nicht ausdampfen kann.
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Aus der
EP 2 180 860 B2 ist es bekannt, eine offenporige Beschichtung einer offenporigen Folie für Verbandstoffe dadurch zu erreichen, dass zunächst eine geschlossene Silikonschicht auf die Folie aufgebracht wird. Die Silikonschicht wird mit einer Schutzfolie abgedeckt, die eine Haftfähigkeit zu der Silikonschicht aufweist derart, dass beim Abziehen der Schutzfolie die Silikonschicht im Bereich über den Öffnungen der Folie entfernt wird. Das Problem hierbei ist, dass die Haftfähigkeiten der zu beschichtenden Folie zur Silikonschicht einerseits und der Schutzfolie zu der Silikonschicht andererseits auch mit Blick auf die Scherfestigkeit der Silikonschicht so eingestellt werden müssen, dass die Silikonschicht tatsächlich nur im Bereich der Öffnungen entfernt wird. Die Parameter bei der Herstellung einer derartigen Beschichtung sind entsprechend aufwändig einzustellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer insbesondere mit Silikon beschichteten Materialbahn zu schaffen, bei welcher die Silikonschicht luftdurchlässig ist.
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Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Substrat mit einem höheren Geschwindigkeitsbetrag als der Betrag der Umfangsgeschwindigkeit der Übertragungswalze relativ zu dieser bewegt wird. Der Auftrag kann dabei im Gleichlaufverfahren oder im Gegenlaufverfahren erfolgen. Im ersten Fall bewegt sich das Substrat mit höherer Geschwindigkeit in die gleiche Richtung wie die zugewandte Umfangsoberfläche der Übertragungswalze. Im zweiten Fall bewegt sich das Substrat mit einer höheren Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung wie die zugewandte Umfangsoberfläche der Übertragungswalze. In beiden Fällen wird erreicht, dass die zunächst gleichmäßige und geschlossene Beschichtung auf der Übertragungswalze aufreißt und lückenhaft auf das Substrat übertragen wird. Diese Lücken bilden anschließend die offenen Poren der Beschichtung.
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Das Beschichtungsverfahren der Übertragungs- oder Transferwalze braucht daher nicht verändert zu werden. Es reicht aus, das zu beschichtende Substrat schneller als die Umfangsgeschwindigkeit der Übertragungswalze mit dieser in Kontakt zu bringen. Die auf der Walzenoberfläche vorhandene gleichmäßige Schicht wird unter Bildung von Lücken aufgerissen. Die Größe der Lücken hängt unter anderem ab von der Geschwindigkeitsdifferenz. Es hat sich gezeigt, dass es günstig ist, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Übertragungswalze 50% bis 95% und insbesondere 60% bis 75% der Bahngeschwindigkeit beträgt. Durch die Wahl der Geschwindigkeiten lässt sich die gewünschte Offenporigkeit erzeugen. Es ist daher mit einfachen Maßnahmen möglich, einen lückenhaften Auftrag des Mediums auf dem Substrat zu bewirken.
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Insbesondere für die Wundverbandherstellung ist es vorteilhaft, wenn das Substrat ein Release-Liner ist, und dass in Bahnbewegungsrichtung hinter der Übertragungswalze eine zu beschichtende Materialbahn der beschichteten Oberseite des Substrats zugeführt und auf diese gelegt wird. Die tatsächlich zu beschichtende Materialbahn braucht daher nicht direkt mit der Übertragungswalze in Kontakt zu kommen. Vielmehr ist es möglich, dass die zu beschichtende Materialbahn mit geringem Druck oder nur mit dem Eigengewicht auf das beschichtete Substrat gelegt wird. Die Struktur und die Beschaffenheit der zu beschichtenden Materialbahn bleiben daher erhalten.
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Die zu beschichtende Materialbahn kann daher auch offenporig und insbesondere ein Gewebe oder Vlies sein. Es besteht nicht die Gefahr, dass das offenporige Gewebe durch einen zu hohen Anpressdruck verpresst und dadurch verschlossen wird. Die Offenporigkeit der Materialbahn bleibt auch nach dem Auftrag der offenporigen Mediumschicht aufrechterhalten. Weiterhin wird vermieden, dass das so aufgetragene Medium in die offenen Poren der Materialbahn gepresst wird, so dass sich die Materialbahn verschließt.
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Als Medium kann ein vernetzbares Silikon verwendet werden. Dieses Material hat bei der Pflasterherstellung die gewünschten Eigenschaften in Bezug auf die Haftfähigkeit und Lösbarkeit auf der Haut. Das Silikon kann jedoch nach dem Auftrag auf das Substrat wieder auseinander fließen, wodurch sich die gebildeten Lücken wieder verschließen werden. Die Fließgeschwindigkeit hängt auch von den Oberflächeneigenschaften des verwendeten Substrats ab.
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Es ist daher gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Zuführung der zu beschichtenden Materialbahn in einem einstellbaren Abstand zur Beschichtungsstelle des Substrats erfolgt. Nach dem Aufreißen der vorher kontinuierlichen Silikonschicht beim Übertragen auf das Substrat werden die so gebildeten Lücken oder Poren durch die aufgebrachte Materialbahn fixiert. Nach einer vorbestimmten Zeit beziehungsweise Wegstrecke ist die gewünschte Offenporigkeit vorhanden.
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Nach dieser Zeit wird die letztlich zu beschichtende Materialbahn, beispielsweise das Pflastergewebe oder -vlies, auf das beschichtete Substrat gelegt, so dass der dort vorhandene Zustand fixiert wird. Anschließend wird die so gebildete mehrschichtige Bahn einem Ofen oder einer anderen Einrichtung, beispielsweise einem UV-Strahler, zum Aushärten und Vernetzen des Mediums zugeführt. Die Fließgeschwindigkeit des Mediums auf dem Substrat ist ein Maß für den Abstand zwischen der Auftragsstelle des flüssigen Mediums auf die Übertragungswalze und der Stelle, an der die zu beschichtende Materialbahn mit dem Substrat zusammengeführt wird. Durch Änderung des Abstands wird die betreffende Zeit verändert, so dass unterschiedliche Eigenschaften des aufzubringenden Mediums ohne großen Aufwand berücksichtigt werden können.
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Das Produkt ist eine Materialbahn, die mit einer lückenhaften Schicht des aufzutragenden Mediums offenporig beschichtet und durch das Substrat abgedeckt ist. Dieses Produkt kann dann in folgenden Verfahrensschritten weiter zum Endprodukt verarbeitet werden. Die gewünschte Offenporigkeit der Materialbahn mit der anhaftenden Mediumschicht bleibt dabei erhalten.
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Die Reproduzierbarkeit des Beschichtungsprozesses ist durch die stets gleichbleibenden Bedingungen gegeben. Die zu beschichtende Materialbahn weist in der Regel gleichmäßig verteilte Poren auf. Die aufzutragende Mediumschicht besitzt jedoch eine inhomogene Verteilung der durch das Aufreißen gebildeten Lücken. Es werden daher einige Poren der Materialbahn verschlossen werden, während andere Bereiche mit Poren nicht beschichtet werden. Insgesamt wird sich jedoch eine mittlere Porenverteilung einstellen, die zum einen hinreichend gleichmäßig ist und zum anderen die gewünschte Permeabilität aufweist.
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In jedem Fall ist es zweckmäßig, wenn das aufzubringende Medium schlechter an dem Substrat haftet als an der zu beschichtenden Materialbahn. Dadurch wird vermieden, dass das Medium beim Abziehen des Substrats an diesem haften bleibt und sich von der Materialbahn löst. Als Substrat kann eine fluorierte oder perfluorierte Materialbahn verwendet werden. Ein derartiges Material weist die gewünschten Eigenschaften auf, so dass der erzeugte lückenhafte Auftrag sich weiter stabilisiert. Bei einem Auftrag von einem Polyurethan-Kleber oder einem Polyacrylat-Kleber oder einem anderen gelförmigen Medium kann auch ein silikonisiertes Substrat verwendet werden.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung zum offenporigen Auftragen des Mediums weist eine Übertragungswalze auf, die mit dem aufzutragenden Medium mittels einer Auftragseinrichtung beschichtet wird. Es ist eine Bahntransporteinrichtung für das Substrat vorhanden, um das Substrat mit einer höheren Geschwindigkeit als die Umfangsgeschwindigkeit der Übertragungswalze relativ zu dieser im Gleichlauf oder Gegenlauf zu bewegen. Dadurch wird die gewünschte Relativbewegung zwischen der Umfangsfläche der Übertragungswalze und dem Substrat erzeugt, wodurch sich der gewünschte lückenhafte und somit offenporige Auftrag des Mediums auf dem Substrat ergibt.
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Weiterhin ist eine Zuführeinrichtung für eine zu beschichtende Materialbahn in Bewegungsrichtung in einem einstellbaren Abstand hinter der Beschichtungsstelle vorgesehen, um die letztlich zu beschichtende Materialbahn auf das beschichtete Substrat zu legen. Durch die Wahl des Abstands wird die fortschreitende Veränderung der aufgetragenen Mediumschicht zeitlich begrenzt und durch die aufbrachte Materialbahn fixiert. In diesem Zustand des aufgetragenen Mediums kann die beschichtet Materialbahn anschließend in einem Ofen, einer Verdampfungseinrichtung oder UV-Bestrahlungseinrichtung aushärten oder vernetzen.
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Vorstehend wurden das Verfahren und die Vorrichtung im Zusammenhang mit der Herstellung von Hautpflastern erläutert. Sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung gemäß der Erfindung eignen sich aber auch für die Herstellung anderer offenporiger Materialbahnen, die mit gelförmigen Medien offenporig beschichtet werden sollen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 die Seitenansicht auf das Verfahrensschema gemäß der Erfindung und
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2 die Draufsicht auf das damit beschichtete Substrat.
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Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Vorrichtung zum Beschichten eines Substrats 11 weist eine Übertragungswalze 12 auf, die angetrieben und drehbar an einem nicht gezeigten Maschinengestell gelagert ist. Die Oberfläche der Übertragungswalze 12 wird mit einer Auftragseinrichtung mit dem aufzutragenden Medium 14 gleichmäßig und geschlossen sowohl in Bewegungsrichtung 15 als auch in Breitenrichtung senkrecht zur Zeichenebene beschichtet. Hierzu wird eine sogenannte Kommarakel 13 eingesetzt, die in einem vorbestimmten Abstand zur Übertragungswalze parallel zu dieser verläuft und durch die der gewünschte gleichmäßige Auftrag in der gewünschten Dicke von beispielsweise 200 μm erreicht werden kann. Eine solche Auftragseinrichtung 13 ist grundsätzlich bekannt und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung. Es können auch andere Auftragseirichtungen eingesetzt werden.
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Das Substrat 11 wird mit einer beispielsweise gummierten Anpresswalze 16 gegen die beschichtete Übertragungswalze 12 gedrückt, wodurch das Medium auf die eine Seite 17 des Substrats 11 übertragen wird. Die Anpresswalze 16 ist ebenfalls drehbar an dem Maschinengestell gelagert. Sie kann angetrieben sein oder durch das Substrat 11 angetrieben werden. Das so beschichtet Substrat wird über die Anpresswalze 16 umgelenkt, so dass das aufgetragene Medium sich nun auf der Oberseite des Substrats 11 befindet.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbespiel wird das Medium gegenläufig zum Substrat 11 aufgetragen. Es ist aber auch ein Auftrag im Gleichlaufverfahren möglich. Dann dreht die Übertragungswalze 12 in die andere Drehrichtung, und die Kommarakel 13 befindet sich auf der anderen, in der Zeichnung rechten, Seite der Übertragungswalze 12.
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Wenn das Substrat 11 im wesentlichen gleich schnell wie die Umfangsgeschwindigkeit der Übertragungswalze 12 im Gegenlaufverfahren oder Gleichlaufverfahren bewegt wird, erfolgt eine gleichmäßige, homogene und kontinuierliche Beschichtung des Substrats.
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Bei der gezeigten Vorrichtung bewegt sich das Substrat 11 jedoch schneller entgegen der Bewegungsrichtung 15 als die Umfangsgeschwindigkeit der Übertragungswalze 12. Dies bedeutet, dass bei dem gezeigten Gegenlaufverfahren der Betrag der Geschwindigkeit des Substrats 11 im Berührungspunkt von Substrat 11 und Übertragungswalze 12 größer ist als der Betrag der Umfangsgeschwindigkeit der Übertragungswalze.
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Die vorher gleichmäßige Schicht auf der Walzenoberfläche wird somit aufgerissen und es entsteht ein über die Auftragsbreite b lückenhafter Auftrag 18 des Mediums. Die Dicke des Auftrags 18 senkrecht zur Zeichenebene in 2 bleibt dabei im wesentlichen aufrechterhalten. Die Transportgeschwindigkeit des Substrats 11 kann beispielsweise 5 m/min betragen. Die Umfangsgeschwindigkeit beträgt etwa 50% bis 95% und insbesondere etwa 70% der Transportgeschwindigkeit. Dadurch werden die gewünschten Lücken in der Auftragsschicht in der gewünschten Größe erzeugt. Bei größeren Geschwindigkeitsdifferenzen werden die Lücken größer und bei kleineren Geschwindigkeitsdifferenzen entsprechend kleiner. Die Lücken 24 des Auftrags sind in 2 nur schematisch und vergrößert dargestellt.
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Die dadurch gebildeten Lücken des Auftrags sind für manche Anwendungsfälle erwünscht, nämlich wenn ein offenporiger Auftrag einer Klebeschicht auf einer Wundauflage hergestellt werden soll. Die Klebeschicht kann eine Silikonschicht sein, die hautfreundlich ist und gleichwohl eine ausreichende Haftung des Pflasters auf der Haut bewirkt. Der lückenhafte Auftrag des Silikons auf dem Substrat 11 wird nach einer vorbestimmbaren Zeit durch die an sich zu beschichtende Materialbahn 19 fixiert. Dazu wird die zu beschichtende Materialbahn 19 in einer Zuführeinrichtung 20 in Bewegungsrichtung 15 hinter der Anpresswalze 16 mit dem beschichtetem Substrat 11 zusammengeführt.
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Durch den Abstand zwischen dem Auftragspalt 25 an der Kommarakel 13 und der Stelle 23 des Zusammenführens wird die Zeit festgelegt, in der sich die aufgetragene Mediumschicht aufgrund der Eigenschaften und insbesondere der Fließfähigkeit des Mediums auf dem Substrat verändern kann. Für eine sehr kurze Zeit könnte die zu beschichtende Materialbahn 19 auch im Bereich der Anpress- und Umlenkwalze 16 zugeführt werden.
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Im einzelnen erfolgt dieses Zusammenführen ohne großen Druck oder nur aufgrund des Eigengewichts der Materialbahn 19, so dass die offene Struktur der Medium- oder Silikonschicht auf dem Substrat nicht zerstört wird. Auch wird die offenporige Materialbahn 19 nicht zerdrückt oder durch eingepresstes Medium verschlossen, so dass die Materialbahn 19 nach dem Zusammenführen offenporig bleibt. Die so gebildete dreischichtige Produktbahn 21 bestehend aus Substrat 11, Auftrag 18 und Materialbahn 19, durchläuft einen Ofen 22, in dem durch Wärmeeinwirkung die aufgebrachte Mediumschicht 18 aushärtet und in diesem Zustand an der Materialbahn 19 anhaftet. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Substrat 11 vor dem Ofen 22 von der Materialbahn 19 abgezogen wird. Bei einem Silikonauftrag kann die Ofentemperatur etwa 50°C bis 200°C betragen. Anstelle eines Ofens 22 kann auch eine andere Einrichtung zum Vernetzen oder Aushärten des aufgebrachten Mediums, beispielsweise eine UV-Bestrahlungseinrichtung, vorgesehen werden. dies hängt im Einzelnen von dem aufgebrachten Medium ab.
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Das Substrat 11 ist beispielsweise ein fluorierter oder perfluorierter Release-Liner. Ein solcher Release-Liner hat eine geringere Oberflächenspannung als das aufzutragende Medium, beispielsweise als Silikon, und erlaubt somit, dass sich der Auftrag weiter zusammenziehen kann. Auch löst sich der Auftrag leichter von dem Release-Liner als von der zu beschichteten Materialbahn 19, so dass beim Abziehen des Release-Liners von der Materialbahn die aufgetragene Schicht auf der Materialbahn verbleibt.
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Hinter dem Ofen 22 kann das Substrat 11 oder der Release-Liner von der beschichteten Materialbahn abgezogen werden. Diese so offenporig beschichtete Materialbahn kann dann weiteren Bearbeitungsschritten zugeführt werden, in denen beispielsweise die Wundauflage und die Schutzabdeckung aufgebracht werden. Schließlich kann die so gebildete Produktbahn zugeschnitten und verpackt werden.
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Das so hergestellte fertige Produkt besteht demnach aus einer offenporigen Materialbahn, beispielsweise einem Vlies oder Gewebe oder einer perforierten Folie, die mit einer offenporigen Auftragsschicht, beispielsweise Silikon, beschichtet ist. Auch wenn die Lücken der Auftragsschicht nicht zwingend mit den Poren der Materialbahn zusammenfallen, werden stets Poren der Materialbahn unbeschichtet und daher offen bleiben. Die gewünschte Permeabilität der fertigen beschichteten Materialbahn wird dadurch erzeugt beziehungsweise aufrechterhalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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