DE102019216544A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundmaterials unter Verwendung von Ultraschallschwingung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundmaterials unter Verwendung von Ultraschallschwingung Download PDF

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Dirk Napierski
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Konrad Hornschuch AG
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HORNSCHUCH AG K
Konrad Hornschuch AG
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials, aufweisend mindestens zwei Materiallagen, bei welchem der Laminierungsschritt unter Verwendung von zwei gegenüberliegenden Walzen, wobei mindestens eine dieser Walzen einen Ultraschallgenerator enthält, stattfindet. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verbundmaterial, welches durch Lamination unter Verwendung von zwei gegenüberliegenden Walzen, wobei mindestens eine dieser Walzen einen Ultraschallgenerator enthält, erhältlich ist. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbundmaterials oder des erfindungsgemäßen Verbundmaterials zur Herstellung von künstlichem Leder. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundmaterials, aufweisend mindestens zwei Materiallagen, in welcher mindestens ein Ultraschallgenerator in mindestens einer der gegenüberliegenden Walzen des Laminierungsspalts vorgesehen ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials, aufweisend mindestens zwei Materiallagen, bei welchem der Laminierungsschritt unter Verwendung von zwei gegenüberliegenden Walzen, wobei mindestens eine dieser Walzen einen Ultraschallgenerator enthält, stattfindet. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verbundmaterial, welches durch Lamination unter Verwendung von zwei gegenüberliegenden Walzen, wobei mindestens eine dieser Walzen einen Ultraschallgenerator enthält, erhältlich ist. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbundmaterials oder des erfindungsgemäßen Verbundmaterials zur Herstellung von künstlichem Leder. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundmaterials, aufweisend mindestens zwei Materiallagen, in welcher mindestens ein Ultraschallgenerator in mindestens einer der gegenüberliegenden Walzen des Laminierungsspalts vorgesehen ist.
  • Stand der Technik
  • Der Einsatz von mehrschichtigen Verbundmaterialien, welche auch als Laminate bezeichnet werden, erfolgt im Stand der Technik insbesondere dort, wo die verwendeten Materialien bestimmte Eigenschaften, wie eine gute Festigkeit, Gasbarriereeffizienz, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Heißsiegelbarkeit oder ein bestimmtes Aussehen aufweisen müssen, diese Eigenschaften jedoch mit den einzelnen zur Herstellung des Laminates verwendeten Materialien nicht erzielbar sind.
  • Im Stand der Technik sind verschiedene kontinuierliche Verfahren bekannt, welche zur Herstellung von Laminaten eingesetzt werden. In diesen Verfahren wird üblicherweise mindestens ein dünner Film oder eine Materialbahn auf ein darunterliegendes Substrat aufgebracht und diese Schichten anschließend dauerhaft miteinander verbunden.
  • Bei dem eingesetzten Substrat kann es sich zum einen um eine lose Bahn aus vorzugsweise thermoplastischen Filamenten handeln, wobei das Verbinden der thermoplastischen Filamente miteinander und das Laminieren dieser thermoplastischen Filamente mit etwaigen zusätzlichen Lagen gleichzeitig stattfindet. Zum anderen kann es sich bei dem eingesetzten Substrat um ein Substrat handeln, welches durch einem vorangehenden Extrusions- oder andersartigen Filmbildungsprozess bereitgestellt wurde.
  • Laminierungsprozesse, bei welchen lose Bahnen von Filamenten als Substrat eingesetzt werden, bezeichnet man auch als Inline-Laminierung, da sowohl die Lamination der Filamente der losen Bahn als auch die Lamination dieser Bahn mit einer weiteren Schicht unmittelbar in dem Laminierungssystem (auch als Kalendarsystem bezeichnet) durchgeführt wird. Um eine ausreichende Lamination der Filamente und zusätzlichen Schichten zu erreichen, müssen diese kompatibel sein, d. h. beispielsweise eine ähnliche chemischen Zusammensetzung oder ähnliche Schmelzpunkte aufweisen. Weiterhin ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit während des Inline-Laminierens durch die Geschwindigkeit des Filamentextrudiervorgangs begrenzt. Zudem können mit derartigen Verfahren keine Erzeugnisse mit mehr als zwei Lagen hergestellt werden, da die Hinzufügung weiterer Schichten einen zusätzlichen Verarbeitungsschritt erfordert.
  • Hingegen erfolgt beim Offline-Laminieren das Laminieren der Einzellagen als ein von der Produktion jeder der eingesetzten Schichten getrennter Verfahrensschritt. Hierdurch können textile Flächengebilde, Folien bzw. Beschichtungen, Mikrofasermembranen, Netze und andere Materialien miteinander kombiniert werden, welche im Inline-Verfahren nur schwierig oder überhaupt nicht verarbeitet werden können. Daher bietet das Offline-Laminieren die Möglichkeit einer besseren Steuerung des Laminierverfahrens zur Erzielung des gewünschten Verbundmaterials.
  • Die Lamination der verschiedenen Schichten erfolgt - wie zuvor beschrieben - zumeist in einem Laminierungsspalt, welcher durch zwei Walzen oder, wie im Fall der Ultraschalllaminierung - durch eine Walze und ein Ultraschallhorn, gebildet wird. Es kann vorgesehen sein, dass eine der Walzen eine strukturierte Oberfläche aufweist, um eine Laminierung lediglich an diskreten Stellen zu erzielen (sogenannte Punktlamination). Die Walzen können sich gleichläufig oder gegenläufig drehen. Im Stand der Technik sind verschiedene Laminierungsverfahren bekannt, beispielsweise thermische Laminierungsverfahren, Trockenlaminierung, Nasslaminierung, Vakuumlaminierung oder Ultraschalllaminierung. Die Wahl des jeweiligen Laminierungsverfahrens ist hierbei abhängig von den zu laminierenden Materialien.
  • Das thermische Laminieren von thermoplastischen Schichten kann durch Wärme und Aufbringung von Druck durch verschiedene Walzentypen erreicht werden, wobei der Druck sowie die Wärme entweder gleichmäßig über die Gesamtfläche der zu laminierenden Schichten oder lediglich an diskreten Stellen der zu laminierenden Schichten aufgebracht werden können. Die Aufbringung von Druck und Wärme kann beispielsweise durch ein Kalendarsystem, welches zwei beheizte Walzen (Kalanderwalzen) aufweist, erfolgen. Weiterhin kann die Aufbringung von Wärme über eine Flamme oder über Infrarotstrahlung erfolgen.
  • Trockenlamination eignet sich insbesondere dann, wenn die eingesetzten Schichten nicht porös oder für den aufgetragenen Klebstoff undurchlässig sind. Vor dem Zusammenfügen der beiden Substrate wird auf eines der Substrate eine Klebstoffschicht aufgetragen und diese zunächst in einem Ofen getrocknet. Anschließend wird die weitere Schicht in einem Laminierungsspalt zwischen zwei Walzen auf die getrocknete Klebstoffschicht laminiert. Hingegen erfolgt im Nasslaminierungsprozess die Kombination der Schichten in einem Laminierungsspalt zwischen zwei Walzen vor der Trocknung des erhaltenen Laminats im Ofen. Somit eignet sich der Nasslaminierungsprozess nur dann, wenn eine der beiden zu laminierenden Schichten porös ist, wie beispielsweise Papier.
  • Im Vakuumlaminierungsprozess werden zunächst alle Schichten des Laminates in einer Vakuumlaminierungsvorrichtung aufeinandergeschichtet. Anschließend wird ein sogenannter Entgasungsprozess durchgeführt, bei welchen die zwischen den Materialien vorhandene Luft durch Verwendung einer Vakuumpumpe entfernt wird. Während der Evakuierung erfolgt die Laminierung der Schichten durch Erhitzen. Anschließend wird das hergestellte Laminat abgekühlt und die Vakuumpumpe abgeschaltet.
  • Bei der Ultraschalllamination werden thermoplastische Schichten des Laminats zunächst abgewickelt und dann in einen Spalt eines Ultraschalllaminators geführt. Der Spalt des Ultraschalllaminators wird aus einem stationären Ultraschallhorn und einer rotierenden Walze gebildet. Die Walze kann ein hervorstehendes beliebiges Muster aufweisen, welches genügend Punkte oder Flächen bereitstellt um die Schichten dauerhaft miteinander zu verbinden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, eine Walze mit glatter Oberfläche zu verwenden.
  • Jedoch kann es bei den zuvor beschriebenen Laminierungsverfahren vorkommen, dass aufgrund der geringen Kontaktzeiten der Schichten im Laminierungsspalt - so beträgt bei einer Geschwindigkeit von 12 m/min die Retentionszeit im Laminierungsspalt lediglich 1/5 Sekunden - keine ausreichende Verbindung zwischen den Schichten erfolgt. Dies ist insbesondere bei Einsatz von textilen Substraten der Fall, bei welchen eine geringe Beschichtung der Filamente mit Klebstoff erfolgt, so dass in der anschließenden Laminierung aufgrund der kurzen Kontaktzeiten im Laminierungsspalt keine ausreichende Verbindung der Schichten erzielt wird. Um dieses Problem zu beheben werden im Stand der Technik weitere Rollen und Walzen zur zusätzlichen Laminierung eingesetzt. Der Einsatz von weiteren Rollen und Walzen stellt jedoch einen erhöhten verfahrenstechnischen Aufwand dar. Weiterhin werden im Stand der Technik geringere Verfahrensgeschwindigkeiten verwendet, um die Retentionszeit im Laminierungsspalt zu erhöhen. Hierdurch verringert sich jedoch die Verfahrenseffizienz.
  • Es besteht daher ein Bedarf an Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Laminaten, bei welchen eine dauerhafte Verbindung zwischen den Schichten selbst bei hohen Verfahrensgeschwindigkeiten bereits in einem ersten Laminierungsspalt erzielt werden kann, um auf diese Weise den verfahrenstechnischen Aufwand möglichst gering zu halten und die Verfahrenseffizienz zu erhöhen.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand demnach in der Bereitstellung eines Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundmaterials, wobei eine dauerhafte Verbindung der Schichten selbst bei hohen Verfahrensgeschwindigkeiten bereits in einem ersten Laminierungsspalt erzielt werden kann. Weiterhin bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung von Verbundmaterialien, welche eine dauerhafte Verbindung zwischen den zur Herstellung des Verbundmaterials verwendeten Materiallagen aufweisen.
  • Lösung der Aufgabe
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials, aufweisend mindestens zwei Materiallagen M1 und M2, umfassend die folgenden Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge:
    1. (a) Bereitstellung einer ersten Materiallage M1 und mindestens einer weiteren Materiallage M2 auf jeweils einer Abwickelvorrichtung,
    2. (b) Modifizierung von einer der Oberflächen der ersten Materiallage M1 durch Aufbringen mindestens eines Klebstoffs K1 auf die abgewickelte Materiallage M1 und/oder durch Erhitzen der Oberfläche der abgewickelten Materiallage M1,
    3. (c) Hindurchführen der in Schritt (b) oberflächenmodifizierten Materiallage M1 zusammen mit der mindestens einen weiteren abgewickelten Materiallage M2 durch einen aus zwei gegenüberliegenden, vorzugsweise rotierenden, Walzen W1 und W2 gebildeten Laminierungsspalt, so dass die modifizierte Oberfläche der Materiallage M1 mit der Oberfläche der Materiallage M2 in Kontakt gebracht wird, und
    4. (d) gegebenenfalls Hindurchführen des aus Schritt (c) resultierenden Verbunds M1K1M2 oder M1M2 durch mindestens einen aus mindestens einer weiteren Walze W3 gebildeten Spalt,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Walze W1 und/oder die Walze W2 einen Ultraschallgenerator enthält.
  • Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verbundmaterial, aufweisend mindestens zwei Materiallagen M1 und M2, wobei das Verbundmaterial erhältlich ist durch Hindurchführen der mindestens zwei Materiallagen M1 und M2 durch einen aus zwei gegenüberliegenden, vorzugsweise rotierenden, Walzen W1 und W2 gebildeten Laminierungsspalt, wobei die Walze W1 und/oder die Walze W2 einen Ultraschallgenerator enthält.
  • Zudem wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung eines aus dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Verbundmaterials oder eines erfindungsgemäßen Verbundmaterials zur Herstellung von künstlichem Leder.
  • Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung (V) zur Herstellung eines Verbundmaterials, aufweisend mindestens zwei Materiallagen M1 und M2, umfassend
    • - eine Abwickelvorrichtung zur Bereitstellung einer ersten kontinuierlichen Materiallage M1;
    • - mindestens eine Abwickelvorrichtung zur Bereitstellung mindestens einer weiteren kontinuierlichen Materiallage M2;
    • - mindestens eine Vorrichtung zur Aufbringung mindestens eines Klebstoffs auf die kontinuierliche Materiallage M1 oder mindestens eine Vorrichtung zur Erhitzung der Oberfläche der kontinuierlichen Materiallage (M1), wobei die Vorrichtung jeweils in Prozessrichtung nach der Abwickelvorrichtung vorgesehen ist;
    • - mindestens ein aus zwei gegenüberliegenden Walzen W1 und W2 gebildeter Laminierungsspalt, wobei der Laminierungsspalt in Prozessrichtung nach der Vorrichtung vorgesehen ist;
    • - gegebenenfalls mindestens ein aus mindestens einer weiteren Walze W3 gebildeter Spalt, welcher in Prozessrichtung nach dem Laminierungsspalt vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ultraschallgenerator in der Walze W1 und/oder in der Walze W2 vorgesehen ist.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Benetzung der zur Herstellung des Verbundmaterials verwendeten Materiallagen mit dem aufgetragenen Klebstoff verbessert und auf diese Weise die Verbindung der Schichten erhöht werden kann, wenn mindestens eine der vorzugsweise rotierenden Walzen des Laminationsspalts einen Ultraschallgenerator aufweist. Eine verbesserte Verbindung der Materiallagen wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls erreicht, wenn die erste Materiallage vor der Lamination erhitzt wird (sogenannte Flammlamination). Im Gegensatz zu der im Stand der Technik bekannten Ultraschalllamination, bei welcher ein stationäres Ultraschallhorn verwendet wird, befindet sich der Ultraschallgenerator erfindungsgemäß in mindestens einer der Walzen des Laminierungsspalts des Kalendarsystems. Durch die von dem Ultraschallgenerator erzeugten Mikrovibrationen direkt im Laminierungsspalt wird entweder eine verbesserte Benetzung der Materiallagen mit dem Klebstoff oder ein verbesserter Kontakt zwischen der erhitzen Materiallage und der weiteren Materiallage erzielt. Hierdurch wird eine verbesserte Verbindung der Schichten erreicht und es können zudem schnellere Prozesszeiten realisierten werden. Der Ultraschallgenerator lässt sich darüber hinaus einfach in bestehende Kalendarsysteme integrieren und vermeidet nachfolgende Laminierungsschritte, um eine ausreichende Verbindung zwischen den Materiallagen zu erzielen.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Erfindungsgemäßes Verfahren:
  • Der erste Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials, üblicherweise auch als Laminat bezeichnet, bei welchem in mindestens einer der Walzen des Laminierungsspalts ein Ultraschallgenerator vorgesehen ist.
  • Gemäß dem Verfahrensschritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zunächst mindestens zwei Materiallagen M1 und M2, bevorzugt genau zwei Materiallagen M1 und M2, auf jeweils einer Abwickelvorrichtung bereitgestellt. Somit handelt es sich bei den mindestens zwei Materiallagen M1 und M2 bevorzugt um bahnförmige, kontinuierliche Materiallagen.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann jede dem Fachmann bekannte Abwickelvorrichtung verwendet werden. Bevorzugt werden Abwickelvorrichtungen für bahnförmige, kontinuierliche Materiallagen eingesetzt, wobei die Abwickelvorrichtung über eine Zugregelung verfügt. Die Abwickelvorrichtung kann über gelagerte Spannwellen oder Stahlwellen bzw. Stangen verfügen. Dies ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die bahnförmigen Materiallagen auf Papphülsen oder Stahlhüllen aufgewickelt sind. Die Abwickelvorrichtung kann jedoch auch über zwei gleichlaufende Wellen verfügen, welche einen Spalt bilden. Die abzurollende Materiallage ist frei auf diesem Spalt gelagert und wird durch die gleichlaufenden Wellen in Bewegung versetzt. Dies ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die abzurollende Materiallage nicht über eine Hülse oder eine anderweitig im Zentrum der abzurollenden Materiallage befindliche Vorrichtung zur Abrollung verfügt. Die in der Abwickelvorrichtung jeweils vorgesehene Zugrichtung ist erforderlich, um die Materiallagen in dem Verfahrensschritt (b) möglichst Zug los einsetzen zu können.
  • Die erste Materiallage M1 ist bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend oder bestehend aus (i) Verbundmaterialien, insbesondere Kunstleder; (ii) Microfaserstoffen, insbesondere Alcantara; (iii) Schäumen; sowie (iv) Textilien, insbesondere Vliese und Gewirke, wie Trikot. Unter dem Begriff „Kunstleder“ wird erfindungsgemäß ein Lederimitat verstanden, bei welchem es sich bevorzugt um ein Verbundmaterial aus einem textilen Grundträger, beispielsweise einem Gewebe - wie Naturfaser-, Chemiefaser- oder Mischgewebe - und einer Kunststoffdeckschicht, beispielsweise Polyvinylchlorid, handelt. Diese Deckschicht kann je nach Anwendung kompakt oder geschäumt ausgeführt werden und an der Oberfläche eine Narbenprägung aufweisen, sodass sie auch in der Struktur echtem Leder ähnelt. Unter Microfaserstoffen werden erfindungsgemäß Stoffe verstanden, bei deren Herstellung ausschließlich Fäden mit einer Feinheit von weniger als 1 dtex verwendet werden. Bei Alcantara handelt es sich um einen Microfaserstoff, bei dessen Herstellung Fäden verwendet werden, welche durch Extrusion einer Mischung aus Polyester und Polyurethan bzw. Polystyrol hergestellt wurden. Der Begriff „Textilien“ umfasst erfindungsgemäß textile Rohstoffe, beispielsweise Naturfasern und Chemiefasern, sowie nichttextile Rohstoffe, beispielsweise Leder, welche durch verschiedene Verfahren zu linien-, flächenförmigen und räumlichen Gebilden verarbeitet wurden.
  • Die mindestens eine weitere Materiallage M2 ist bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend oder bestehend aus (i) Verbundmaterialien, insbesondere Kunstleder; (ii) Microfaserstoffen, insbesondere Alcantara; (iii) Schäumen; sowie (iv) Textilien, insbesondere Vliese und Gewirke, wie Trikot.
  • In Verfahrensschritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Modifizierung genau einer der beiden Oberflächen der von der Abwicklungsvorrichtung abgewickelten ersten Materiallage M1. Die Oberflächenmodifikation erfolgt entweder durch Aufbringen eines Klebstoffs K1 oder durch Erhitzen dieser Oberfläche, beispielsweise unter Verwendung eines sogenannten Flammbalkens. Durch diese Oberflächenmodifikation der ersten Materiallage M1 wird eine dauerhafte Verbindung mit der mindestens einen weiteren Materiallage M2 nach dem Verfahrensschritt (c) erreicht.
  • Der in der ersten Variante des Verfahrensschritts (b) eingesetzte Klebstoff K1 ist bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend oder bestehend aus lösungsmittelhaltigen Nassklebstoffen, Kontaktklebstoffen, Dispersionsklebstoffen, Schmelzklebstoffen, Plastisolen sowie plastifizierten Kunststoffen. Unter lösungsmittelhaltigen Nassklebstoffen werden erfindungsgemäß Klebstoffe verstanden, bei welchen ein Polymer in einem organischen Lösungsmittel gelöst vorliegt. Nach Auftragung dieser Klebstoffe auf ein Fügeteil wird nach einer kurzen Ablüftphase das zweite Fügeteil aufgebracht. Bei Kontaktklebstoffen kann es sich ebenfalls um in einem organischen Lösungsmittel gelöste Polymere oder um wässrige Dispersionen derartiger Polymere handeln. Jedoch erfolgt im Fall von Kontaktklebstoffen der Klebstoffauftrag auf beide Fügeteile. Erst nachdem ein Großteil des Lösungsmittels verdunstet ist werden die beiden Fügeteile miteinander in Kontakt gebracht. Bei Dispersionsklebstoffen handelt es sich um Klebstoffe, bei welchen das bzw. die Polymere in Form einer Dispersion in einem Lösungsmittel, meist Wasser, vorliegen. Dispersionsklebstoffe können sowohl als Nasswie auch als Kontaktklebstoffe formuliert werden. Schmelzklebstoffe (sogenannte Hotmelts) sind bei Raumtemperatur fest und erst nach deren Aufschmelzen verarbeitbar. Unter dem Begriff Plastisol werden erfindungsgemäß Dispersionen aus einem pulverförmigen thermoplastischen Polymer in einer hochsiedenden organischen Flüssigkeit (auch Weichmacher genannt) verstanden.
  • Zudem ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn der Klebstoff K1 in einem Flächengewicht von 10 g/m2 bis 200 g/m2 auf die abgewickelte Materiallage M1 aufgebracht wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass kein überschüssiger Klebstoff während des Verfahrensschritts (c) aus dem dort gebildeten Verbundmaterial austritt und aufwendig entfernt werden muss. Jedoch stellt die zuvor angeführte Menge an Klebstoff K1 sicher, dass nach Verfahrensschritt (c) eine dauerhafte Verbindung der mindestens zwei Materiallagen M1 und M2 resultiert. Der Auftrag des Klebstoffs K1 in einem Flächengewicht von mehr als 200 g/m2 kann zu einem zu starren Verbundmaterial führen und ist deshalb erfindungsgemäß nicht bevorzugt.
  • Bevorzugt erfolgt die Aufbringung des Klebstoffs K1 in der ersten Variante des Verfahrensschritts (b) mittels eines Klebstoffbeschichtungskopfs. Diesbezüglich können alle dem Fachmann bekannten Beschichtungsköpfe, mit denen kontinuierliche bahnförmige Materiallagen mit festen oder flüssigen Klebstoffen beschichtet werden können, eingesetzt werden.
  • Der Klebstoff K1 kann hierbei in jedem beliebigen gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Muster oder aber flächig auf die kontinuierliche, bahnförmige Materiallage M1 aufgetragen werden. Unter gleichmäßigen Mustern sind vorliegend Muster zu verstehen, welche identische sich wiederholende Strukturen, beispielsweise Dreiecke, Vierecke, Linien usw., aufweisen. Hingegen werden unter ungleichmäßigen Mustern solche verstanden, welche keine identischen sich wiederholenden Strukturen aufweisen, beispielsweise weil sich die Strukturen in der Form oder Größe voneinander unterscheiden.
  • Je nach Art des eingesetzten Klebstoffs K1 kann es in Verfahrensschritt (b) zudem vorgesehen sein, den auf die Oberfläche der ersten Materiallage M1 aufgebrachten Klebstoff K1 nach dem Aufbringen zu erhitzen. Dies ist insbesondere dann bevorzugt, wenn als Klebstoff K1 Zusammensetzungen eingesetzt werden, welche nur nach thermischer Aktivierung eine dauerhafte Verklebung erlauben. Das Erhitzen des aufgebrachten Klebstoffs K1 kann hierbei unter Verwendung einer Heizvorrichtung, beispielsweise einer Heizwalze oder Wärmestrahlern, erfolgen. Die Heizvorrichtung befindet sich somit in Prozessrichtung nach dem Klebstoffbeschichtungskopf und vor dem Laminierungsspalt.
  • Gemäß der zweiten Variante des Verfahrensschritt (b) erfolgt die Oberflächenmodifikation der ersten Materiallage M1 durch Erhitzen der Oberfläche der Materiallage M1. Das Erhitzen der Oberfläche kann hierbei durch Verwendung von dem Fachmann für diesen Zweck wohlbekannten Vorrichtungen erfolgen. Besonders bevorzugt erfolgt die Erhitzung der Oberfläche der ersten Materiallage M1 durch einen Flammbalken. Der Einsatz der zweiten Variante des Verfahrensschritts (b) erfolgt insbesondere dann, wenn es sich bei der ersten Materiallage M1 um einen Schaum handelt. In diesem Fall kommt es an der Oberfläche des Schaums durch den Einsatz des Flammbalkens zur Schmelze, wodurch eine dauerhafte Verbindung mit der weiteren Materiallage M2 im Verfahrensschritt (c) erreicht werden kann.
  • In Verfahrensschritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die aus Schritt (b) resultierende oberflächenmodifizierte Materiallage M1 zusammen mit der mindestens einen weiteren abgewickelten Materiallage M2, bevorzugt zusammen mit genau einer weiteren abgewickelten Materiallage M2, durch einen Laminierungsspalt geführt. Dieser Laminierungsspalt wird durch zwei gegenüberliegende, vorzugsweise rotierende Walzen W1 und W2 gebildet. Bei Durchführung durch den Laminierungsspalt erfolgt ein in Kontakt bringen der modifizierten Oberfläche der ersten Materiallage M1 mit der Oberfläche der mindestens einen weiteren Materiallage M2, wodurch eine dauerhafte Verbindung der mindestens zwei Materiallagen M1 und M2 erzielt wird. Die Walze W1 und/oder die Walze W2 enthält einen Ultraschallgenerator, welcher die betreffende Walze in Mikroschwingungen versetzt, woraus eine verbesserte Verbindung der Materiallagen resultiert.
  • Der Abstand der Walzen W1 und W2 ist hierbei von der Dicke der eingesetzten Materiallagen abhängig und beträgt bevorzugt 1 bis 8 cm, weiter bevorzugt 2 bis 6 cm, insbesondere 3 bis 5 cm. Da die Walzen W1 und W2 den Laminierungsspalt bilden, entsprechen die zuvor genannten Werte folglich dem Spaltmaß des Laminierungsspalts. Durch Einsatz eines Laminierungsspalts, welcher ein geringeres Spaltmaß aufweist als die Gesamtdicke der Materiallagen M1 und M2 erfolgt ein Aufeinanderpressen der Materiallagen M1 und M2, wodurch eine dauerhafte Verbindung erzielt wird.
  • Die Verweilzeit der ersten Materiallage M1 und der mindestens einen weiteren Materiallage M2 in dem Laminierungsspalt beträgt bevorzugt 0,1 bis 1 Sekunden, weiter bevorzugt 0,15 bis 0,5 Sekunden, insbesondere 0,25 Sekunden. Aufgrund des Einsatzes des Ultraschallgenerators in der Walze W1 und/oder W2 wird trotz äußerst geringer Verweilzeiten der zu laminierenden Materiallagen im Laminierungsspalt eine dauerhafte Verbindung zwischen diesen Lagen erzielt. Somit lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hohe Bandgeschwindigkeiten realisieren, ohne dass es hierdurch zu einer verschlechterten Verbindung der Materiallagen kommt.
  • Bei der Walze W1 und/oder der Walze W2 handelt es sich bevorzugt um Stahlwalzen, welche an der Oberfläche mit einer Beschichtung, ausgewählt aus Teflonbeschichtungen und Gummibeschichtungen, versehen sind. Der Einsatz von Teflonbeschichtungen führt zu einer verbesserten Reinigung der Walzen W1 und/oder W2. Die Verwendung von Gummibeschichtungen erlaubt das elastische in Kontaktbringen der beiden Materiallagen im Laminierungsspalt. Es können jedoch auch weitere, dem Fachmann für diesen Zweck bekannte, Walzenmaterialien eingesetzt werden.
  • Je nachdem, ob in Verfahrensschritt (b) ein Klebstoff K1 oder der Einsatz von Hitze erfolgt weisen die Walzen W1 und W2 verschiedene Temperaturen auf. Bei Einsatz von Klebstoff K1 beträgt die Oberflächentemperatur der Walzen W1 und W2 bevorzugt jeweils mindestens 100 °C, wobei die Oberflächentemperatur der Walzen W1 und W2 bevorzugt bei jeweils 10 bis 15 °C liegt, wenn die Oberflächenmodifizierung der ersten Materiallage M1 mittels Erhitzung erfolgt. Unter Oberflächentemperatur ist hierbei die Temperatur zu verstehen, welche an der Oberfläche der Walze W1 und W2, die mit den Materiallagen in Kontakt kommt, vorliegt. Die Walze W1 und die Walze W2 weisen demnach bevorzugt eine Oberflächentemperatur von mindestens 10 °C, insbesondere von 10 bis 400 °C auf.
  • Der in der Walze W1 und/oder W2 befindliche Ultraschallgenerator erzeugt jeweils bevorzugt eine Frequenz von größer 1 kHz. Der Einsatz derartiger Frequenzen erlaubt die Erzeugung von ausreichenden Mikrovibrationen in der Walze W1 und/oder W2 und resultiert somit in einer verbesserten Verbindung der Materiallagen.
  • In dem optionalen Verfahrensschritt (d) erfolgt das Hindurchführen des aus dem zuvor beschriebenen Schritt (c) resultierenden Laminates M1K1M2 bzw. M1M2 durch mindestens einen aus mindestens einer weiteren Walze W3 (8) gebildeten Spalt. Hierdurch kann die Verbindung zwischen den Materiallagen M1 und M2 weitergehend verbessert werden. Jedoch weisen die aus dem erfindungsgemäßen Verfahren resultierenden Verbundmaterialien auch ohne die Durchführung des Verfahrensschritts (d) eine hervorragende und dauerhafte Verbindung zwischen den Materiallagen M1 und M2.
  • Bei der mindestens einen Walze W3 kann es sich ebenfalls um eine Stahlwalze oder eine mit einer Beschichtung versehene Stahlwalze handeln. Es können jedoch auch Walzen aus anderen Materialien, beispielsweise Gummi, eingesetzt werden.
  • Nach dem optionalen Verfahrensschritt (d) kann es vorgesehen sein, dass hergestellte Verbundmaterial mittels einer Vorrichtung aufzuwickeln oder weitergehend zu verarbeiten, beispielsweise durch Schneidprozesse, weitergehende Oberflächenmodifizierung oder dergleichen.
  • Erfindungsgemäßes Verbundmaterial:
    • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verbundmaterial, aufweisend mindestens zwei Materiallagen M1 und M2, wobei das Verbundmaterial erhältlich ist durch Hindurchführen der mindestens zwei Materiallagen M1 und M2 durch einen aus zwei gegenüberliegenden, vorzugsweise rotierenden, Walzen W1 und W2 gebildeten Laminierungsspalt, wobei die Walze W1 und/oder die Walze W2 einen Ultraschallgenerator enthält.
  • Der Einsatz des Ultraschallgenerations in mindestens einer der Walzen des Laminierungsspalts führt zu einer verbesserten Verbindung der Materiallagen M1 und M2 und erlaubt hierdurch die Herstellung von Verbundmaterialien mit einer hohen Haltbarkeit, so dass auf den Einsatz von zusätzlichen Walzen nach dem Laminierungsspalt verzichtet werden kann. Die erfindungsgemäßen Verbundmaterialien weisen daher eine bessere Verbindung der Materiallagen M1 und M2 auf als Verbundmaterialien, welche lediglich unter Verwendung eines Laminierungsspalts ohne die Anwesenheit eines Ultraschallgenerators in mindestens einer der Walzen W1 und W2 hergestellt wurden.
  • Bezüglich bevorzugter Ausführungsformen der Materiallagen M1 und M2, der Walzen W1 und W2 sowie des Ultraschallgenerators gelten mutatis mutandis die vorstehenden Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Erfindungsgemäße Verwendung:
    • Zudem ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung eines aus dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Verbundmaterials oder eines erfindungsgemäßen Verbundmaterials zur Herstellung von künstlichem Leder.
  • Aufgrund der dauerhaften Verbindung der Materiallagen in den erfindungsgemäßen Verbundmaterialien sowie den aus dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Verbundmaterialien eignen sich diese hervorragend für die Herstellung von Materialien, welche bei deren Verwendung hohen Belastungen ausgesetzt sind. Besonders bevorzugt werden die Verbundmaterialien der vorliegenden Erfindung daher zur Herstellung von künstlichem Leder verwendet.
  • Erfindungsgemäße Vorrichtung:
    • Schließlich ist ein letzter Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung (V) zur Herstellung eines Verbundmaterials, aufweisend mindestens zwei Materiallagen M1 und M2, umfassend
      • - eine Abwickelvorrichtung zur Bereitstellung einer ersten kontinuierlichen Materiallage M1;
      • - mindestens eine Abwickelvorrichtung zur Bereitstellung mindestens einer weiteren kontinuierlichen Materiallage M2;
      • - mindestens eine Vorrichtung zur Aufbringung mindestens eines Klebstoffs auf die kontinuierliche Materiallage M1 oder mindestens eine Vorrichtung zur Erhitzung der Oberfläche der kontinuierlichen Materiallage (M1), wobei die Vorrichtung jeweils in Prozessrichtung nach der Abwickelvorrichtung vorgesehen ist;
      • - mindestens ein aus zwei gegenüberliegenden Walzen W1 und W2 gebildeter Laminierungsspalt, wobei der Laminierungsspalt in Prozessrichtung nach der Vorrichtung vorgesehen ist;
      • - gegebenenfalls mindestens ein aus mindestens einer weiteren Walze W3 gebildeter Spalt, welcher in Prozessrichtung nach dem Laminierungsspalt vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ultraschallgenerator in der Walze W1 und/oder in der Walze W2 vorgesehen ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich somit um ein in Laminierungsverfahren üblicherweise eingesetztes Kalendarsystem, welches in mindestens einer der Walzen W1 und W2 des Laminierungsspalts einen Ultraschallgenerator enthält. Somit lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne großen konstruktiven Aufwand auf Basis üblicher Kalendarsysteme bereitstellen. Zudem können bestehende Kalendarsysteme einfach nachgerüstet werden, indem mindestens eine Walze des Laminierungsspalts gegen eine Walze, enthaltend einen Ultraschallgenerator, ausgetauscht wird.
  • Bezüglich weiterer bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere bezüglich der Abwickelvorrichtung, der Vorrichtung zur Aufbringung des Klebstoffs oder zur Erhitzung der Oberfläche, der Walzen W1 und W2 sowie des Ultraschallgenerators gelten mutatis mutandis die zu dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie zu dem erfindungsgemäßen Verbundmaterial gemachten Ausführungen.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere die folgenden Ausführungsformen:
    • Gemäß einer ersten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1, aufweisend mindestens zwei Materiallagen M1 und M2, umfassend die folgenden Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge:
      1. (a) Bereitstellung einer ersten Materiallage M1 2 und mindestens einer weiteren Materiallage M2 3 auf jeweils einer Abwickelvorrichtung 2', 3',
      2. (b) Modifizierung von einer der Oberflächen der ersten Materiallage M1 2 durch Aufbringen mindestens eines Klebstoffs K1 4 auf die abgewickelte Materiallage M1 2 und/oder durch Erhitzen der Oberfläche der abgewickelten Materiallage M1 2,
      3. (c) Hindurchführen der in Schritt (b) oberflächenmodifizierten Materiallage M1 2 zusammen mit der mindestens einen weiteren abgewickelten Materiallage M2 3 durch einen aus zwei gegenüberliegenden, vorzugsweise rotierenden, Walzen W1 5 und W2 6 gebildeten Laminierungsspalt, so dass die modifizierte Oberfläche der Materiallage M1 2 mit der Oberfläche der Materiallage M2 3 in Kontakt gebracht wird, und
      4. (d) gegebenenfalls Hindurchführen des aus Schritt (c) resultierenden Laminates M1K1M2 7 oder M1M2 7' durch mindestens einen aus mindestens einer weiteren Walze W3 8 gebildeten Spalt,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Walze W1 5 und/oder die Walze W2 6 einen Ultraschallgenerator 9, 9' enthält.
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach Ausführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwickelvorrichtung 2', 3' über eine Zugregelung verfügt sowie gelagerte Spannwellen und/oder Stahlwellen und/oder Stangen oder zwei gleichlaufende Wellen, welche einen Spalt bilden, umfasst.
  • Gemäß einer dritten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach Ausführungsform 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Materiallage M1 und/oder der Materiallage M2 um eine kontinuierliche Materiallage handelt.
  • Gemäß einer vierten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Materiallage M1 2 ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend oder bestehend aus (i) Verbundmaterialien, insbesondere Kunstleder; (ii) Microfaserstoffen, insbesondere Alcantara; (iii) Schäumen; sowie (iv) Textilien, insbesondere Vliese und Gewirke, vorzugsweise Trikot.
  • Gemäß einer fünften Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Materiallage M2 3 ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend oder bestehend aus (i) Verbundmaterialien, insbesondere Kunstleder; (ii) Microfaserstoffen, insbesondere Alcantara; (iii) Schäumen; sowie (iv) Textilien, insbesondere Vliese und Gewirke, vorzugsweise Trikot.
  • Gemäß einer sechsten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff K1 4 ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend oder bestehend aus lösungsmittelhaltigen Nassklebstoffen, Kontaktklebstoffen, Dispersionsklebstoffen, Schmelzklebstoffen, Plastisolen sowie plastifizierten Kunststoffen.
  • Gemäß einer siebten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff K1 4 in einem Flächengewicht von 10 g/m2 bis 200 g/m2 auf die abgewickelte Materiallage M1 2 aufgebracht wird.
  • Gemäß einer achten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung des Klebstoffs K1 4 auf die Materiallage M1 2 in Verfahrensschritt (b) mittels eines Klebstoffbeschichtungskopfs erfolgt.
  • Gemäß einer neunten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung des Klebstoffs K1 4 auf die erste Materiallage M1 2 in Verfahrensschritt (b) flächig, als gleichmäßiges Muster oder als ungleichmäßiges Muster erfolgt.
  • Gemäß einer zehnten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff K1 4 nach Aufbringung auf die erste Materiallage M1 2 mittels einer Heizvorrichtung erwärmt wird.
  • Gemäß einer elften Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Walze W1 5 zu der Walze W2 6 von 1 bis 8 cm, bevorzugt 2 bis 6 cm, insbesondere 3 bis 5 cm, beträgt
  • Gemäß einer zwölften Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweilzeit der ersten Materiallage M1 2 und der mindestens einen weiteren Materiallage M2 3 in dem Laminierungsspalt 0,1 bis 1 Sekunden, bevorzugt 0,15 bis 0,5 Sekunden, insbesondere 0,25 Sekunden, beträgt.
  • Gemäß einer dreizehnten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Walze W1 und/oder der Walze W2 um Stahlwalzen, welche an der Oberfläche mit einer Beschichtung, ausgewählt aus Teflonbeschichtungen und Gummibeschichtungen, versehen sind, handelt.
  • Gemäß einer vierzehnten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze W1 5 und die Walze W2 6 jeweils eine Oberflächentemperatur von mindestens 10 °C, bevorzugt von 10 bis 400 °C, aufweisen.
  • Gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallgenerator 9, 9' eine Frequenz von mehr als 1 kHz erzeugt.
  • Gemäß einer sechzehnten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials 1 nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Walze W3 8 um eine Stahlwalze, eine mit einer Beschichtung versehene Stahlwalze oder um eine Gummiwalze handelt.
  • Gemäß einer siebzehnten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verbundmaterial 1, aufweisend mindestens zwei Materiallagen M1 2 und M2 3, wobei das Verbundmaterial erhältlich ist durch Hindurchführen der mindestens zwei Materiallagen M1 2 und M2 3 durch einen aus zwei gegenüberliegenden, vorzugsweise rotierenden, Walzen W1 5 und W2 6 gebildeten Laminierungsspalt, wobei die Walze W1 5 und/oder die Walze W2 6 einen Ultraschallgenerator 9, 9' enthält.
  • Gemäß einer achtzehnten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung eines aus dem Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 16 erhältlichen Verbundmaterials oder eines Verbundmaterials gemäß Ausführungsform 17 zur Herstellung von künstlichem Leder.
  • Gemäß einer neunzehnten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung V zur Herstellung eines Verbundmaterials 1, aufweisend mindestens zwei Materiallagen M1 und M2, umfassend
    • - eine Abwickelvorrichtung 2' zur Bereitstellung einer ersten kontinuierlichen Materiallage M1 2;
    • - mindestens eine Abwickelvorrichtung 3' zur Bereitstellung mindestens einer weiteren kontinuierlichen Materiallage M2 3;
    • - mindestens eine Vorrichtung 10 zur Aufbringung mindestens eines Klebstoffs 4 auf die kontinuierliche Materiallage M1 2 oder mindestens eine Vorrichtung 11 zur Erhitzung der Oberfläche der kontinuierlichen Materiallage M1 2, wobei die Vorrichtung 10 jeweils in Prozessrichtung nach der Abwickelvorrichtung 2' vorgesehen ist;
    • - mindestens ein aus zwei gegenüberliegenden Walzen W1 5 und W2 6 gebildeter Laminierungsspalt, wobei der Laminierungsspalt in Prozessrichtung nach der Vorrichtung 10 vorgesehen ist;
    • - gegebenenfalls mindestens ein aus mindestens einer weiteren Walze W3 8 gebildeter Spalt, welcher in Prozessrichtung nach dem Laminierungsspalt vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ultraschallgenerator 9, 9' in der Walze W1 5 und/oder in der Walze W2 6 vorgesehen ist.
  • Beschreibung der Figuren:
    • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 und 2 näher erläutert. Darin zeigt 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
    • Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sowie 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sowie
  • 1 zeigt eine erste Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem zwei Materiallagen M1 2 und M2 3 von jeweils einer Abwickelvorrichtung 2', 3' abgewickelt werden. Bei den Materiallagen M1 2 und M2 3 handelt es sich jeweils um bahnförmige, kontinuierliche Materiallagen, welche auf jeweils einer Hülse aufgewickelt sind. Nach Abwicklung der ersten Materiallage M1 2 erfolgt die Aufbringung eines Klebstoffs K1 4 aus einem Klebstoffbeschichtungskopf 10 auf die Oberfläche der Materiallage M1 2. Der Klebstoffbeschichtungskopf 10 befindet sich hierbei in Prozessrichtung hinter der Abwickelvorrichtung 2' der ersten Materiallage M1 2. Nach Aufbringung des Klebstoffs K1 4 auf die Oberfläche der ersten Materiallage M2 2 wird die mit dem Klebstoff versehene Materiallage M1 zusammen mit einer weiteren Materiallage M2 3, welche von der Abwickelvorrichtung 3' abgewickelt wurde, durch einen Laminierungsspalt geführt. Der Laminierungsspalt wird hierbei durch die Walzen W1 5 und W2 6 gebildet. Mindestens eine der Walzen W1 5 oder W2 6 enthält einen Ultraschallgenerator 9, 9', mit welchem sich die entsprechende Walze in Mikroschwingungen versetzen lässt. Nach Hindurchführen des nach dem Laminierungsspalt gebildeten Laminats M1K1M2 7 durch drei weitere Walzen W3 8 wird das erfindungsgemäße Verbundmaterial 1 erhalten.
  • 2 zeigt eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem zwei Materiallagen M1 2 und M2 3 von jeweils einer Abwickelvorrichtung 2', 3' abgewickelt werden. Bei den Materiallagen M1 2 und M2 3 handelt es sich jeweils um bahnförmige, kontinuierliche Materiallagen, welche auf jeweils einer Hülse aufgewickelt sind. Nach Abwicklung der ersten Materiallage M1 2 erfolgt die Erhitzung der Oberfläche der ersten Materiallage M1 2 durch eine Vorrichtung 11. Diese Vorrichtung 11 befindet sich hierbei in Prozessrichtung hinter der Abwickelvorrichtung 2' der ersten Materiallage M1 2. Nach Erhitzung der Oberfläche der ersten Materiallage M1 2 wird diese zusammen mit einer weiteren Materiallage M2 3, welche von der Abwickelvorrichtung 3' abgewickelt wurde, durch einen Laminierungsspalt geführt. Der Laminierungsspalt wird hierbei durch die Walzen W1 5 und W2 6 gebildet. Mindestens eine der Walzen W1 5 oder W2 6 enthält einen Ultraschallgenerator 9, 9', mit welchem sich die entsprechende Walze in Mikroschwingungen versetzen lässt. Nach Hindurchführen des nach dem Laminierungsspalt gebildeten Laminats M1M2 7' durch drei weitere Walzen W3 8 wird das erfindungsgemäße Verbundmaterial 1 erhalten.
  • Bezugszeichenliste
    • 1:
    Verbundmaterial
    2:
    erste Materiallage M1
    2':
    erste Abwickelvorrichtung
    3:
    zweite Materiallage M2
    3':
    zweite Abwickelvorrichtung
    4:
    Klebstoff K1
    5:
    erste Walze W1
    6:
    zweite Walze W2
    7:
    Laminat M1K1M2
    7':
    Laminat M1M2
    8:
    Walzen W3
    9:
    erster Ultraschallgenerator
    9':
    zweiter Ultraschallgenerator
    10:
    Vorrichtung zur Aufbringung eines Klebstoffs K1 auf die Oberfläche der ersten Materiallage
    M1 11:
    Vorrichtung zur Erhitzung der Oberfläche der ersten Materiallage M1

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials (1), aufweisend mindestens zwei Materiallagen M1 und M2, umfassend die folgenden Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge: (a) Bereitstellung einer ersten Materiallage M1 (2) und mindestens einer weiteren Materiallage M2 (3) auf jeweils einer Abwickelvorrichtung (2', 3'), (b) Modifizierung von einer der Oberflächen der ersten Materiallage M1 (2) durch Aufbringen mindestens eines Klebstoffs K1 (4) auf die abgewickelte Materiallage M1 (2) und/oder durch Erhitzen der Oberfläche der abgewickelten Materiallage M1 (2), (c) Hindurchführen der in Schritt (b) oberflächenmodifizierten Materiallage M1 (2) zusammen mit der mindestens einen weiteren abgewickelten Materiallage M2 (3) durch einen aus zwei gegenüberliegenden, vorzugsweise rotierenden, Walzen W1 (5) und W2 (6) gebildeten Laminierungsspalt, so dass die modifizierte Oberfläche der Materiallage M1 (2) mit der Oberfläche der Materiallage M2 (3) in Kontakt gebracht wird, und (d) gegebenenfalls Hindurchführen des aus Schritt (c) resultierenden Laminates M1K1M2 (7) oder M1M2 (7') durch mindestens einen aus mindestens einer weiteren Walze W3 (8) gebildeten Spalt, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze W1 (5) und/oder die Walze W2 (6) einen Ultraschallgenerator (9, 9') enthält.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materiallage M1 (2) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend oder bestehend aus (i) Verbundmaterialien, insbesondere Kunstleder; (ii) Microfaserstoffen, insbesondere Alcantara; (iii) Schäumen; sowie (iv) Textilien, insbesondere Vliese und Gewirke, vorzugsweise Trikot.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Materiallage M2 (3) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend oder bestehend aus (i) Verbundmaterialien, insbesondere Kunstleder; (ii) Microfaserstoffen, insbesondere Alcantara; (iii) Schäumen; sowie (iv) Textilien, insbesondere Vliese und Gewirke, vorzugsweise Trikot.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff K1 (4) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend oder bestehend aus lösungsmittelhaltigen Nassklebstoffen, Kontaktklebstoffen, Dispersionsklebstoffen, Schmelzklebstoffen, Plastisolen sowie plastifizierten Kunststoffen.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff K1 (4) in einem Flächengewicht von 10 g/m2 bis 200 g/m2 auf die abgewickelte Materiallage M1 (2) aufgebracht wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Walze W1 (5) und/oder der Walze W2 (6) um Stahlwalzen, welche an der Oberfläche mit einer Beschichtung, ausgewählt aus Teflonbeschichtungen und Gummibeschichtungen, versehen sind, handelt.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallgenerator (9, 9') eine Frequenz von mindestens 1 kHz erzeugt.
  8. Verbundmaterial (1), aufweisend mindestens zwei Materiallagen M1 und M2, wobei das Verbundmaterial erhältlich ist durch Hindurchführen der mindestens zwei Materiallagen M1 (2) und M2 (3) durch einen aus zwei gegenüberliegenden, vorzugsweise rotierenden, Walzen W1 (5) und W2 (6) gebildeten Laminierungsspalt, wobei die Walze W1 (5) und/oder die Walze W2 (6) einen Ultraschallgenerator (9, 9') enthält.
  9. Verwendung eines aus dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 erhältlichen Verbundmaterials oder eines Verbundmaterials gemäß Anspruch 9 zur Herstellung von künstlichem Leder.
  10. Vorrichtung (V) zur Herstellung eines Verbundmaterials (1), aufweisend mindestens zwei Materiallagen M1 und M2, umfassend - eine Abwickelvorrichtung (2') zur Bereitstellung einer ersten kontinuierlichen Materiallage M1 (2); - mindestens eine Abwickelvorrichtung (3') zur Bereitstellung mindestens einer weiteren kontinuierlichen Materiallage M2 (3); - mindestens eine Vorrichtung (10) zur Aufbringung mindestens eines Klebstoffs K1 (4) auf die kontinuierliche Materiallage M1 (2) oder mindestens eine Vorrichtung (11) zur Erhitzung der Oberfläche der kontinuierlichen Materiallage (M1) (2), wobei die Vorrichtung (10) jeweils in Prozessrichtung nach der Abwickelvorrichtung (1') vorgesehen ist; - mindestens ein aus zwei gegenüberliegenden Walzen W1 (5) und W2 (6) gebildeter Laminierungsspalt, wobei der Laminierungsspalt in Prozessrichtung nach der Vorrichtung (10) vorgesehen ist; - gegebenenfalls mindestens ein aus mindestens einer weiteren Walze W3 (8) gebildeter Spalt, welcher in Prozessrichtung nach dem Laminierungsspalt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ultraschallgenerator (9, 9') in der Walze W1 (5) und/oder in der Walze W2 (6) vorgesehen ist.
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