DE2166714A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die herstellung von erzeugnissen mit plueschoberflaeche - Google Patents
Verfahren und vorrichtung fuer die herstellung von erzeugnissen mit plueschoberflaecheInfo
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Description
Dipl.-Ing. Tiedtke
Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne
Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne
8 München 2
Tel.:(089)539653-56 Telex: 524845 tipat . cable address: Germaniapatent
München
München, den 16. Januar 1975
B 6359
Imperial Chemical Industries Limited
London, Großbritannien
London, Großbritannien
Verfahren und Vorrichtung für die Herstellung von Erzeugnissen mit Plüschoberfläche
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die ■Herstellung von Erzeugnissen mit Plüschoberfläche, bei dem man
eine erweichte oder wärmeerweichbare faserbildende Masse zwischen einer Grundlage und einer erhitzten Walze anordnet, die
Grundlage gegen die erweichte Masse drückt, so daß die Verbindung
der Masse mit der Grundlage und Ankleben der Masse an die erhitzte Oberfläche erfolgt, wonach man die faserbildende Masse
von der erhitzten Oberfläche abhebt, so daß Fasern oder Faser-
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büschel aus der erweichten Masse zwischen der Grundlage und der erhitzten Walze gebildet werden/ wobei die Fasern durch einen
Kühlluftstrom verfestigt werden. Die Erfindung bezieht sich
ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist ein Verfahren dieser Art bekannt (FR-PS 1 545 077), bei dem die faserbildende Masse zwischen zwei Förderbändern durch einen Walzenspalt bewegt wird von denen das
eine die faserbildende Masse stützt und das andere durch die erhitzte Walze erwärmt wird und die erhitzte Oberfläche bildet,
wobei die Förderbänder tangential die Walzen verlassen und am Auslaufende divergieren und dadurch die faserbildende Masse unter
Faserbildung von dem einen Band gelöst wird. In den divergierenden Spalt der Förderbänder wird Kühlluft geblasen, um eine Verfestigung
der Fasern beim Ablösen vcn dem einen Förderband zu bewirken. In diesem Fall ist die Kühlung sehr mangelhaft, da der
Spalt zwischen den Förderbändern sehr eng ist und die Luft schlecht entweichen kann. Außerdem wandert der Punkt der Ablösung
der Fasern, so daß insgesamt ein ungleichförmiges Produkt erhalten wird.
Aufgabe der Erfindung ist, die Ablösestelle zu fixieren und die Kühlung zu optimieren.
Diese Aufgabeist dadurch gelöst, daß die erweichte
Masse durch Abziehen der Grundlage über eine Rolle, Stange oder Rohr in einem bestimmten Winkel von der erhitzten Oberfläche
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getrennt wird« Hierdurch wird die Möglichkeit eines offenen
Spalts mit besserer Luftführung gegeben und durch Steuerung
des Ablösewinkels der Ablösepunkt fixiert.
Diese Fasern oder Faserbüschel werden gekühlt, wodurch sie gehärtet werden, so daß bei progressivem Vergrößern des Ab
stands zwischen der Grundlage und der erhitzten Oberfläche die Fasern sich von der -erhitzten Obeffläche ablösen und einen
fasrigen oder büscheligen Plüsch auf der Grundlage bilden. Die Steuerung des Kühlungsgrads ist wichtig, denn wenn die Fasern
oder Faserbündel'nicht ausreichend gekühlt werden, ziehen sie
sich beim Ablösen von. der erhitzten Oberfläche wieder zurück.
Länge und Form der die Plüschoberfläche bildenden
Fasern oder Faserbüschel werden durch die Geschwindigkeit ihrer Härtung (z.B. durch Kühlung) beeinflußt, die Temperatur der
heißen Oberfläche und die Abhebgeschwindigkeit der Grundlage und der Polymermasse von der Oberfläche. Die mechanischen Eigenschäften
der Fasern oder Büschel werden beeinflußt durch die Art der Polymermasse und das Ausmahß der Streckung der Fasern
oder Büschel beim Verfahren. Durch Variieren der Wahl der Polymermasse
oder der Grundlage und der Betriebsbedingungen während des Verfahrens können Erzeugnisse mit in einem weiten Bereich
liegenden Eigenschaften, Aufbau, Textur und Aussehen erhalten werden. Es wurde festgestellt, daß es besonders vorteilhaft ist,
das Kühlen der Fasern oder Büschel bei ihrem Ziehen zu be-
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schleunigen, d.h. indem man auf diese einen Kühlmittelstrom richtet, vorzugsweise ein Gas wie Luft oder ein inertes Gas wie
Stickstoff, wo atmosphärische Oxydation Schwierigkeiten bereiten könnte.
Die Art des Endzustands hängt stark von der Temperatur der gezogenen Polymermasse an der Stelle zu dem Zeitpunkt ab,
an. dem diese von der erhitzten Oberfläche abgelöst wird. Der Grad der Zurückziehung der Polymermasse wird somit durch deren
Temperatur an dieser Stelle beeinflußt. Dies wird selbstverständlich
durch die Temperatur der erhitzten Oberfläche und der Temperatur, der Strömungsgeschwindigkeit und Richtung eines verwendeten
Kühlmittels beeinflußt. Der Kühlmittelstrom muß quer über
die Breite des Erzeugnisses und/oder mit der Zeit variiert werden, wobei ein Anwachsen der Strömungsgeschwindigkeit zu einer Verminderung
der Länge der Fasern und umgekehrt führt; der Abstand zwischen der Stelle, an der die Büschel oder dergl. erzeugt werden
^ und der Kühlmittelfördereinrichtung kann quer über die Breite """ des Erzeugnisses und/oder mit der Zeit variiert werden. So kann
beispielsweise die Änderung dieses Abstands zur Beeinflußung oder Änderung der Art der Fasern, insbesondere deren Wellung oder
Kräuselung benutzt werden; die Temperatur des Kühlmittels (insbesondere an der Stelle der Faserbildung) kann über die Breite
des Erzeugnisses und/oder mit der Zeit variiert werden; die Kühlmittelzuliefereinrichtung kann die Form einer Reihe von
Düsen oder die Form eines sich quer über die Breite des Erzeug- ,
nisses erstreckenden Schlitzes annehmen. Der durch jegliche der
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Variablen erzielte Effekt kann durch Faktoren wie Richtung des
Schlitzes oder der Düsen und deren Abstand von der Stelle der Faserbildung modifiziert werden; im allgemeinen kann im Bedarfsfall
eine Düsenreihe benutzt werden, um Erzeugnisse zu erhalten, die regelmäßige Änderungen in der Plüschhöhe über die Breite des
Erzeugnisses aufweisen.
In vielen Fällen ist es bevorzugt, eine besondere Kombination
aus Kühlmittel und anderen Parametern zu wählen und | dann das Verfahren ablaufen zu lassen, bis gleichbleibende oder
stabile Erzeugniseigenschaften erhalten werden. Es ist jedoch
hervorzuheben, daß jegliche Parameter in zyklischer Weise variiert
werden können, um gemusterte oder uneinheitliche Effekte zu erreichen. Die Abziehgeschwindigkeit und der Abziehwinkel
sowie die Spannung des Erzeugnisses können die Art der Oberflächentextur des Erzeugnisses beeinflussen.
Es wurde festgestellt, daß es vorteilhaft sein kann, die Polymermasse für. das Härten der Fasern dann zu kühlen, wenn
das zusammengesetzte Erzeugnis oder Verbunderzeugnis den Spalt verläßt, indem man die Grundlage von der der erhitzten Oberfläche
abgewandten Seite entweder zusätzlich oder alternativ zur
Direktkühlung durch Auftreffen von Kühlmittel auf die Fasern
kühlt. . ■
Bei dem Verfahren dieser Art wird somit das Kühlen der Fasern oder Büschel beschleunigt, indem man die der erhitzten
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Oberfläche abgewandte Seite der Grundlage kühlt, bevor die Fasern
oder Büschel sich von der erhitzten Oberfläche abgetrennt haben.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit einer Vorrichtung
durchführen, die versehen ist mit einer erhitzten Walze, einer Fördereinrichtung,zum Zuführen einer Grundlage und einer
faserbildenden Masse zu der erhitzten Walze, einer Einrichtung zum Andrücken der faserbildenen Masse an die erhitzte Walze, einer
Einrichtung zum Abziehen von Grundlage und faserbildender Masse von der erhitzten Walze und einer Kühleinrichtung, mit der die
faserbildende Masse beim Abziehen von der erhitzten Walze gekühlt wird und die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Ober?-
fläche der erhitzten Walze glatt oder angerauht ist und eine Führungsstange vorgesehen ist, über die die Grundlage mit der faserbildenden
Masse von der erhitzten Oberfläche abgezogen wird und die den Abzugswinkel steuert.
Die· verwendete Kühleinrichtung kann beispielsweise
ein Fluidstrom, vorzugsweise aus Gas, insbesondere Luft oder Stickstoff bei einer Temperatur unterhalb derjenigen der Grundlage
sein, oder beispielsweise auch eine gekühlte Rolle, ein gekühlter Stab oder ein gekühltes Rohr, mit denen die Grundlage in
Oberflächenberührung kommt, wobei die Grundlage vorteilhaft leicht um eine solche Einrichtung herumgespannt wird oder welche
Einrichtung eine örtliche kalte Umgebung liefert, die wirkungsvoll
ein Kühlblech ist. Sofern ein Strömungsmittel als Kühl-
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-T-
mittel verwendet wird, wurde festgestellt, daß Druckluft bei Umgebungstemperatur
oder tiefer und einem Druck zwischen
2 * 2
0,07. χ 10 kg/cm und 0,07 χ 60 kg/cm bevorzugt zwischen
2
0,07 χ 20 und 0,07 χ 30 kg/cm geeignet ist. Als Beispiel für eine Kühleinrichtung in Rohrform kann ein Rohr erwähnt werden, das aus einem sehr gut wärmeleitenden Material, z.B. aus Kupfer oder einem anderen Metall besteht und durch das ein Kühlmittelstrom fließt, der flüssig sein kann, z.B. Wasser, oder auch ein verflüssigtes Gas oder auch einfach Gas. Die Temperatur des Kühlmittels wird so gewählt# daß sie erwünschte Kühlung der Grundlage unter Berücksichtigung des verwendeten Materials, der Grundlagendicke, der Durchlaufgeschwindigkeit der Bahn usw. erreicht wird. - .
0,07 χ 20 und 0,07 χ 30 kg/cm geeignet ist. Als Beispiel für eine Kühleinrichtung in Rohrform kann ein Rohr erwähnt werden, das aus einem sehr gut wärmeleitenden Material, z.B. aus Kupfer oder einem anderen Metall besteht und durch das ein Kühlmittelstrom fließt, der flüssig sein kann, z.B. Wasser, oder auch ein verflüssigtes Gas oder auch einfach Gas. Die Temperatur des Kühlmittels wird so gewählt# daß sie erwünschte Kühlung der Grundlage unter Berücksichtigung des verwendeten Materials, der Grundlagendicke, der Durchlaufgeschwindigkeit der Bahn usw. erreicht wird. - .
Die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erleichtert das Kühlen der der erhitzten Oberfläche abgewandten
Oberfläche der Bahn ("Rückenkühlung"). Besonders bevorzugt ist die Führungsstange gekühlt, z.B. ein Rohr oder eine Stange, die
sich quer über die Breite der Bahn erstreckt und vorzugsweise im rechten Winkel zur Bahnlaufrichtung, wobei die Bahn um diese
Stange gezogen wird, um das Abheben der Bahn von der erhitzten
Oberfläche in einem relativ scharfen Winkel - vorzugsweise zwischen
30 und 80° und besonders bevorzugt zwischen 50 und.75°
zur erhitzten Oberfläche zu bewirken (dieser scharfe Abziehoder Abhebewinkel ist bei allen hier beschriebenen Verfahren
günstig). Die Rückenkühlung wird unter Nutzung dieses Aspekts der Erfindung erleichtert; dennoch wird das Kühlen durch direktes
Auftreffen eines Kühlmittels auf die Fasern durch Richten
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eines KühlmittelStroms in den Spalt bevorzugt. Unmittelbares
Auftreffen des Kühlmittels zusammen mit Rückenkühlung ist eine besonders geeignete Kombinierung.
Wie bei allen zuvor beschriebenen Aspekten der Erfindung erfolgt das Kühlen bevorzugt in einer ausreichend langen
Zeitspanne vor dem Ablösen der Fasern oder Büschel von der er- m. hitzten Oberfläche, um deren vollständiges Zusammenziehen mit
entsprechendem Verlust an Plüscheffekt zu verhindern. Die Temperatur der Kühleinrichtung oder kombinierten Kühlmittel, wird beeinflußt
"durch die Temperaturminderung des Erzeugnisses, das hierdurch erreicht werden soll, wobei die verwendeten Materialien
und die Temperatur der erhitzten Oberfläche zu beachten sind, sowie die Dicke der Grundlage und der Polymermasse, die
Wandergeschwindigkeit der Grundlage und dergl.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer ""* Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen für kontinuierliche
Arbeitsweise erläutert.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für kontinuierlichen Betrieb;
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Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
bei der geschmolzenes Polymermaterial in den Arbeitsspalt der Vorrichtung extrudiert wird.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Grundlage,
z.B. ein Textilmaterial wie "Terylen"-Voile und das Bezugszeichen 2 einen Film aus thermoplastischer Polymermasse, die
von einer Rolle dem Spalt zwischen zwei gegenläufigen Walzen >|
3 und 4 zugeführt wird. Die Oberfläche der Walzen kann im Bedarfsfall aus Metall sein; es kann jedoch vorteilhaft sein,
Materialien mit geringerer thermischer Leitfähigkeit zu verwenden, z.B. Steingut, Keramik, Beton oder Glas. Die Oberfläche
kann glatt oder poliert sein, jedoch wird die Verwendung von
Oberflächen nicht ausgeschlossen, die aufgerauht worden sind, z.B. durch Abreiben (um z.B. einen "Satin"-Effekt zu erhalten),
durch Schleifen, durch Stahlsandstrahlen oder durch Rändeln; auch können solche aufgerauhten Oberflächen bevorzugt sein. -
Der Film, der wahlweise auf eine Temperatur oberhalb seines Erweichungspunktes
vorerhitzt wird, jedoch nicht auf eine Temperatur, bei der er für die Benutzung ungeeignet wird, wird dem
Spalt zwischen den Walzen zugefördert, von denen wenigstens eine angetrieben ist und wird von der Bahn 4 durch die Grundlage
getrennt. Die Walze 3 wird auf eine Temperatur erhitzt, bei der das thermoplastische polymere Material an dieser Oberfläche
anklebt, wobei die Wärme beispielsweise durch Erhitzen des Inneren
z.B. mit Dampf, Elektrizität oder heißem Öl in üblicher Weise zugeführt wird. Die Walze 4 wird vorzugsweise auf einer
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Temperatur unterhalb des Erweichungspunkts des polymeren Materials
gehalten und enthält im Bedarfsfall ein Kühlmittel, z.B. eine Zufuhr für Strömungsmittel in das Innere der Rolle bei
einer geeigneten Temperatur, um Ankleben des polymeren Materials an die Walze zu verhindern. Die Verwendung einer Klebfrei-Oberfläche
auf der Oberfläche der Walze 4, z.B. eine dünne Schicht aus PTFE oder Silicon kann erwünscht sein. Das Bezugszeichen 5
bezeichnet eine Düse, ein geschlitztes Rohr oder eine Reihe von Düsen, die mit Hilfe nicht gezeigter Mittel an eine geeignete
Zufuhreinrichtung angeschlossen sind, um einen Strom oder Ströme aus Kühlmittel, vorzugsweise Preßluft, in den Auslaufspalt
zwischen der erhitzten Walze 3 und der austretenden Grundlagen-Filmvereinigung
zu richten und die Grundlage und die Fasern oder Büschel an einer Stelle vor ihrer Ablösung von der erhitzten
Oberfläche zu kühlen. Mit dem Bezugszeichen 6 ist ein Erzeugnis mit Plüschoberfläche bezeichnet, wie es den Walzenspalt
verläßt.
Die Temperatur der heißen Oberfläche beeinflußt die
Art der fasrigen oder büscheligen Oberfläche des Erzeugnisses. Wird die Temperatur der Walze über diejenige hinaus erhöht,
bei der einzelne Fasern oder Büschel in im wesentlichen regelmäßiger und dichter Weise gebildet werden, neigt mehr thermoplastisches
Polymermaterial zum Anhaften und führt anfänglich zum Zusammenschmelzen der Köpfe oder Enden benachbarter Fasern
oder Büschel und zum nachfolgenden Erzeugen einer mehr oder weniger kontinuierlichen Oberfläche über unregelmäßige Bereiche,
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wobei bei sehr hohen Temperaturen etwas thermoplastisches Polymermaterial
an der Walze kleben bleiben kann und somit deren Oberfläche verschmutzt. Ist hingegen die Walze zu kalt, wird
die Plüschbildung schlecht und unregelmäßig.
Die Temperatur der anderen (oder Stütz-)Walze oder Oberfläche ist weniger kritisch, muß jedoch kalt genug sein, um
Ankleben jeglichen Polymeres zu verhindern, jedoch nicht so
■ I
kalt, daß die Viskosität des Kunststoffs zu sehr erhöht wird '
und das Durchtreten durch die Grundlage verhindert; und/oder muß die Oberfläche klebfrei gemacht werden, indem sie selbst aus
einem klebfreien Material besteht oder eine Beschichtung aus ,einem Klebfrei-Material aufweist, z.B. "Fluon" (RTM) oder einem
Silicon. .
Gemäß Fig, 1 erfolgt das Kühlen der Grundlage sowohl
auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite. Die von der' erhitzten Oberfläche abgewandte Oberfläche der Grundlage wird -ä
durch Berührung mit der Oberfläche eines Rohrs 9 gekühlt, durch das ein Kühlfluid oder Kühlmittel gefördert wird. Das Rohr
liegt im rechten Winkel zur Laufrichtung der Bahn und parallel zur
Achse der Walze 3. Ebenfalls wird ,die Kühlung auf der Vorderseite
durch Zuführen eine Kaltgasstroms über die Düse 5 zwischen die Fasern in den Spaltaustritt vorgenommen.
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Die Fig. 2 verdeutlicht eine Vorrichtung, bei der eine erhitzte Walze benutzt wird, wobei die Grundlage und das polymere
Material solange gegen die Oberfläche der Walze gehalten werden, bis gegenseitiges Verbinden und Ankleben erfolgt, wie
es zuvor beschrieben wurde, wobei die Anlage an die Walze ausschließlich durch Spannung in der Grundlage erzeugt wird.
In Fig. 2 wird eine Führungsrolle 8 verwendet, die gekühlt werden kann und die den Ablösungs- oder Abzugswinkel
m . ■
m' steuert, unter dem das Erzeugnis die erhitzte Oberfläche der
Vorrichtung verläßt.
Für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbare faserbildende
thermoplastische Polymermassen sind Additionspolymere, z.B. Polymere und Mischpolymere von Äthylen, Propylen, Butadien,
Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylidenchlorid, Acrylonitril und Styrol sowie Kondensationspolymere wie Polyamide und Polyester,
z.B. aus Glycolen und aromatischen Dicarbonsäuren. Mischungen von faserbildenden polymeren Massen können ebenfalls benutzt
werden. Spezifische Beispiele für thermoplastische Polymermassen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden
können, sind Polyäthylen, Polypropylen, Nylon, Polyethylenterephthalat
und Polyvinylchlorid. Die Polymermasse wird vorzugsweise in der Form eines Flachmaterials benutzt, z.B. in der
Form eines kontinuierlichen Films oder einer perforierten Bahn. Die Dicke des Flachmaterials aus Polymermasse ist nicht kritisch;
es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß die Verwendung
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von dickeren Flachmaterialien zu schwereren und teuereren Erzeugnissen führt, während dünnem Materialien leichter, billiger
und flexibler sind.
Weitere thermoplastische Massen, die erfindungsgemäß benutzt werden können, umfassen Gläser, insbesonder niedrigschmelzende anorganische Oxydgläser; der Ausdruck "Polymermassen"
wie er zuvor benutzt wurde, kann in Beziehung zu der faser-
bildenden Masse so verstanden werden, daß er solche Gläser mit
einschließt, sofern keine andere Spezifizierung erfolgt.
Im Bedarfsfall kann das Erzeugnis farblich behandelt werden, entweder generell oder nur örtlich wie bei gemusterten
oder beschrifteten Erzeugnissen, indem man beispielsweise eine gefärbte Polymermasse, eine geeignet bedruckte Einzellage oder
ein mehrlagiges polymeres Flachmaterial (mindestens eine Lage ist in geeigneter Weise pigmentiert) verwendet oder örtlich
ein geeignetes Färbungsmittel zur Anwendung bringt. f
Die polymere Masse kann zur Benutzung bei dem.erfindurigsgemäßen
Verfahren in jeder geeigneten Weise erweicht werden, z.B. Wärme und/oder durch Wirkung von Weichmachern (z.B.
in Vinylplastisolen) oder Lösungsmitteln. Im Falle von wärmeempfindlichen Polymeren wie Polyvinylchlorid kann das Polymeres
mit einer nicht-polymereh Masse vermischt werden oder einer
Mischung aus nicht-polymeren Massen, welche bei Umgebungstemperatur
fest ist und in der sich das Polymeres bei erhöhter Tem-
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peraturen löst. Die Erweichungseigenschaften einer solchen Mischung unterscheiden sich von denjenigen des Polymeres selbst,
so daß demzufolge eine weitere Kontrolle der Verfahrensbedingungen möglich ist. .
Wo das Erweichen örtlich oder insgesamt durch Wärme erfolgt,
die das bevorzugte Mittel ist, kann wenigstens ein Teil der Wärme der Polymermasse beispielsweise' durch Berührung
mit der erhitzten Oberfläche und/oder der Grundlage zugeführt werden. Mit Rücksicht jedoch auf die Probleme der Wärmeübertragung,
wie sie insbesondere dann auftreten, wenn eine relativ dicke Lage einer Polymermasse verwendet wird oder wenn hohe
Produktionsraten angestrebt werden, wird es bevorzugt, daß wenigstens
ein Teil der Wärme der Polymermasse durch Vorerhitzung zugeführt wird. Bei einer Ausfuhrungsform kann die Masse beispielsweise
heiß, d.h. in Bahnform durch Schmelzextrudieren zugeführt werden, wobei unter geeigneten Bedingungen keine wei-
^ tere Erwärmung notwendig sein kann. Alternativ kann die Masse z.B. von einer Filmrolle zugeführt und vorerhitzt werden. Bei
einer weiteren Alternative kann die faserbildende thermoplastische
Polymermasse der Oberfläche der Grundlage oder der erhitzten Oberfläche z.B. in Pulver- oder Granulatform zugeführt
und dann durch Erwärmen und Walzen vor oder möglichst sogar
gleichzeitig mit der Behandlung durch das erfindungsgemäße Verfahren in eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Lage
umgewandelt werden. Bei einer weiteren Alternative kann die Masse in der Form eines gewebten Textilmaterial zugeführt wer-
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den. Auch ist es ferner möglich, die Masse in zell- oder schaumförmiger
Form anzuliefern. Die geschäumte oder zellförmige
Masse kann in Form eines frisch extrudierten Flachmaterials
zugeliefert werden oder kann vorgeformt und dann z.B. durch Wärme erweicht werden. Auch kann die Polymermasse aus einem
Extruder auf die erhitzte Oberfläche gegossen werden.
Die Grundlage kann aus jedem geeigneten Material bestehen. So kann sie beispielsweise natürliches oder syntheti- ä
sches Material sein. Als Beispiel für natürliches Material wird regenerierte Zellulose (z.B. "Cellophan") genannt. Zu
den synthetischen Materialien, aus denen das Flachmaterial gebildet
werden kann, gehören z.B. solche, wie sie zuvor als geeignet zur Verwendung als die Polymermassen beschrieben wurden.
Es ist jedoch für das gegenseitige Verbinden der Fasern aus Polymermaterial und der Grundlage wesentlich, daß ausreichend
ihre Trennung verhindert wird, wenn die Fasern von der
erhitzten Oberfläche getrennt werden; selbst wenn dies ohne _
-besondere Vorbehandlung der Grundlage erreichbar ist, kann
eine Behandlung ihrer Oberfläche von Vorteil sein; so kann z.B. ein geeignetes Erweichungsmittel oder Lösungsmittel angewendet werden, wodurch die Oberfläche der Grundlage ohne Trennung
und unerwünschte Zerstörung der Lage erweicht wird. Zweckmäßig,
wird das Erweichungsmittel oder das Lösungsmittel durch die Wärme der erhitzten Oberfläche aus dem zusammengesetzten
Erzeugnis verdampft. Es ist erwünscht, daß Grundlage und PoIymermasse
so ausgewählt werden, daß sie unter den bei dem er-
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findungsgemäßen Verfahren angewendeten Bedingungen sich leicht
miteinander verbinden. Grundlagen mit sehr weicher Oberfläche verbinden sich allgemein weniger leicht als solche mit einer
rauhen, genarbten oder unebenen Oberfläche, so daß eine Vorbehandlung
zur Minderung der Glätte der Oberfläche beispielsweise durch Abrieb oder Abschleifen vorteilhaft sein kann.
Beispiele für poröse oder perforierte Grundlagen sind gewebte oder nichtgewebte Textilbahnen, die aus jedem beliebigen
Material unter Einschluß von Metall bestehen können (sofern synthetisches Material als Grundlage verwendet wird, wird
es bevorzugt, daß es unter den Bedingungen, denen es bei dem •Verfahren ausgesetzt wird, nicht erweicht wird) . Häufig ist es
zweckmäßig, ein gewebtes Textilmaterial als die Bahn zu verwenden.
So wurden beispielsweise befriedigende Ergebnisse mit Sackleinen, Baumwollnetz, Glasfasergrobgewebe, Leinengrobgewebe
und dergl. erzielt. Die Bahn kann auch aus Papier oder anderem ^ Material, z.B. aus Metall, Pappe oder Papier mit Löchern gebildet
sein, die durch Einstanzen eingebracht sind. Es kann auch aus Streckmetall, Streckkunststoff oder extrudiertem Kunststoffnetz
bestehen. Kunststoffschaumflachmaterial, z.B. aus Polyurethan, wurde unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
auf der Oberfläche mit Plüsch versehen, wobei offenzelliger relativ dünner (z.B. 1 bis 5 mm dick) Schaum verwendet
wurde» auch viel dickere Schäume oder Schaumstoffe können behandelt werden. Gebundene, ungewebte oder ungebundene
oder ungewebte Bahnen können benutzt werden. Das Verbinden
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einer ungebundenen ungewebten Bahn beim Verfahren nach der Erfindung kann mit Hilfe eines Bindemittels vorgenommen1 werden,
das z.B. ein wärmehärtbares Polymeres ist, oder auch mit Hilfe des polymeren Materials selbst, wobei jedoch große Sorgfalt
beim Abziehen notwendig ist; bis das Bindemittel genügend ausgehärtet ist, um den Zusammenhalt des Erzeugnisses zu gewährr
leisten.
■■■■■■ i
Die Polymermasse kann mit der Bahn vor oder nach Berühren
der erhitzten Oberfläche oder gleichzeitig damit je nach Wahl in Berührung gebracht werden. Die Polymermasse kann auch
in anderer Form als homogenes Flachmaterial zugeliefert werden. ,Z.B. kann sie in der Form einer Außenschicht eines Laminats
zugeführt werden: eine Außenlage des Laminats kann ein faserbildendes
thermoplastisches polymeres Material umfassen, während eine andere Lage z.B. aus abriebfestem Material, z.B. gefülltem
Kunststoff oder gewebe verstärk tem Kunststoff bestehen kann. Ein zuvor geformtes Laminat (bei dem die Lagen miteinander ™
verbunden sind oder nicht) aus der Bahn und einer Bahn, einem
Flachmaterial oder einem Film aus der Polymermasse kann mit der erhitzten Oberfläche in Berührung gebracht werden. Alternativ
können die Bahn und die Polymermasse der erhitzten Oberfläche getrennt zugeleitet werden.
Die Grundlage und die Polymermasse kann mit Hilfe einer
nachgiebigen Walze oder irgend einer anderen geeigneten Einrichtung zum Anlegen eines Andrucks an die erhitzte Oberfläche ge-
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halten oder vorzugsweise in Berührung mit dieser angepreßt werden, wobei eine solche Andrückeinrichtung vorzugsweise auf
einer Temperatur gehalten wird und/oder Oberflächeneigenschaften hat, so daß die Polymermasse nicht an dieser anhaftet. (Der
Ausdruck "Andrückeinrichtung" umfaßt auch Einrichtungen, die einfach die Grundlage und die Polymermasse mit der erhitzten
Oberfläche in Berührung halten.) Die Verwendung einer federnd nachgiebigen Einrichtung für das Halten der Grundlage und der
erweichten Masse gegen die erhitzte Oberfläche führt zu einer guten Einbindung des Plüsch am Erzeugnis.
Mit "federnd nachgiebig" ist gemeint, daß die Andrückfläche
nicht hart und unnachgiebig wie in dem Fall beispielsweise ist, daß eine Andrückrolle mit Oberfläche aus Stahl oder
Keramik verwendet wird. Materialien mit einem weiten Nachgiebigkeitsbereich oder Härtebereich können bis zu einer Shore—Härte
von 20, 40 oder selbst 70 - gemessen auf einem Shore Durometer A2 (ASTM D676) - verwendet werden. Die minimale Härte bestimmt
sich nach der Eignung für das Halten der Grundlage gegen die Polymermasse und die erhitzte Oberfläche zur Erzielung eines erfindungsgemäßen
Erzeugnisses. Das nachgiebige Material hat vorzugsweise einen Minimalwert von 8, wobei 8 die Last in
Pfunden ist, die zur Erzeugung einer Zusammendrückung von 2,54 χ 0,25 cm in einem Flachmaterial mit einer Dicke von
2,54 cm erzeugt, wenn das Material zwischen zwei Quadratplatten mit einer Fläche von 6,45 χ 50 cm gelegt wird (siehe
ASTM D 1264/64T). Es wurde festgestellt, daß eine minimale Dicke
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des federnd nachgiebigen Materials von etwa 1 mm, vorzugsweise
2-6 mm erwünscht ist, obwohl die Dicke mit Vorteil vergrößert werden kann, insbesondere, wenn härtere federnd nachgiebige
Materialien verwendet werden. Beispiele für nachgiebige Materialien, die in Abhängigkeit von ihrer Fähigkeit zum Widerstand
gegen die Betriebsbedingungen, insbesondere hohe Temperatur und wiederholte Zusammendrückung ausgewählt werden sollten
sind Siliconkautschuk, Neoprenkautschuk und Polyurethanschäume. Schäume mit offenen oder geschlossenen Zellen können benutzt wer- f
den. Beispiele für natürliche federnd nachgiebige Materialien sind Kork und Gummi.
Es wurde die Vorrichtung nach Fig. 1 verwendet. Die
Walze 4 wies eine Oberfläche aus weichem Polyurethanschaum mit einer Dicke von 15 mm auf, um ein Erzeugnis mit Plüschoberfläche
nach der Erfindung zu erhalten. g
Die Grundlage war ein nicht gewebtes Rayonpapier mit
2 '
einem Gewicht von 20 gm/M , während die Polymermasse ein Film
einem Gewicht von 20 gm/M , während die Polymermasse ein Film
aus Polyäthylen niedriger Dichte mit einer Dicke von
2,54 χ 2/1000 cm war. Die Temperatur der erhitzten Rolle betrug
115 - 125°C und die Geschwindigkeit der Walzenoberfläche 2,54
χ 9 cm/min.
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Der Kühlluftdruck von der Düse 5 betrug 0,070 χ 20 kg/cm
und es wurde die Kühlluft in den Austrittsspalt aus einer Entfernung
von 2,54 χ 5 cm aus einem Rohr zugeführt, das linear mit Löchern perforiert war, die einen Durchmesser von 2,54
χ 1/32 cm und einen Abstand von 2..54 χ 1/4 cm hatten. Es wurde
eine zusätzliche Kühleinrichtung verwendet, die ein Kühlrohr 7 mit einem Außendurchmesser von 18 mm aufwies, durch das Wasser
mit einer Temperatur von 15 0C lief. Dieses Kühlrohr befand
sich in einem Abstand von 2 mm von der erhitzten Oberfläche (d.h. ausreichend weit entfernt, um den Durchgang der Grundlage
/Polymermasseneinheit zwischen sich und der Oberfläche ohne
Spaltbildung zuzulassen).
Das Erzeugnis hatte eine Plüschoberfläche mit sehr kurzen Fasern.
Unter sorgfältig gesteuerten Bedingungen können die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Erzeugnisse
mit Plüschoberfläche geformt werden, z.B. durch Vakuumformen.
Auf diese Weise können z.B. auf die Stuhlform vorgeformte Stuhlüberzüge erhalten werden. Beim Formvorgang muß jedoch
darauf geachtet werden, daß die Erzeugnisse keinen Bedingungen unterworfen werden, die die Plüschoberfläche zerstören.
509820/0A U
Zu Anwendungsgebieten für die Erzeugnisse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gehören z.B. Boden- oder Raumbodenbedeckungen
,ζ. B. anstelle von Teppichen, für Schwimmbadumrandungen, Schiffedackteüegen für Boote, Tennisplatzoberflächen,
für Hallen- und Außenplätze, Golfplätze, Hallen- und Freiluftlaufstrecken,
Bowlinganlagen, Ski- und Schlittenhänge, Matten, Badematten, Kegelbahnen, Bieruntersätzen, Stockschießbahnen;
für Polsterungen, z.B. Fahrzeuge, Schiffsstühle, Gartenmöbel, ä
lose Überdeckungen, Kissenbezüge, Abfütterungen, z.B. für Kaltwetterkleidungsstücke,
Koffer, Hunde- und. Katzenkörbe, Besteckτ kästen, Schmuckkästen und Särge; Wand- und Deckenverkleidungen;
Kartentischoberseiten, mit Ornamenten versehene Oberflächen, 'z.B. für Kleidungsstücke, Modewaren, Fußbekleidung, Einkaufstaschen,
Handtaschen, akademische, kirchliche oder zivile sowie
Bühneneinrichtungen und Kostüme; Kunstpelze, schallabsorbierende Gegenstände wie Puffer für Deckel und Türen, Unterlagen für
Schreibmaschinen, Nähmaschinen, Rechenmaschinen, Waschmaschinen und Geschirrwäscher; Fördergurte insbesondere für das Halten von
zylindrischen oder kugelförmigen Objekten, künstliche Oberflächen für Aquarien, Unterlagen für Organismen in biochemischen
Verfahren z.B. bei Wasserbehandlung, Austernbänke;
Poliertücher oder Poliermatten, Filtereinrichtungen, Handtücher und Farbtupftücher.
Weiche, leicht flexible Materialien mit Plüschoberfläche, wie sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt
werden, erwiesen sich als besonders brauchbar bei der Herstel-
509820/OAU
lung von billigen Wegwerfartikeln, unter Einschluß von Handtüchern
und Kleidung. Das Material kann Anwendung finden z.B. bei der Herstellung von wegwerfbaren Ärztekleidungsstücken, wie
beispielsweise Ärztekittel, Ärztekappen und Ärztemasken sowie Überschuhen.
Selbstverständlich erstreckt sich die Erfindung auch.
tauf jede geeignete Kombination der beschriebenen Merkmale.
So können beispielsweise zwei unterschiedliche faserbildende Massen verwendet werden, wo dies geeignet ist, und mit Vorteil
bei jeglichem zuvor beschriebenen Verfahren für die Durchführung
der Erfindung. Auf diese Weise ist es möglich, im Bedarfsfall von Massen unterschiedlicher Farbe, insbesondere dann, wenn
die zweite Masse diskontinuierlich angewendet wird, attraktive Muster herbeizuführen. Darüber hinaus erscheint die Verwendung
von mehr als einer Polymermasse die Dichte des Flors oder der Plüschoberfläche zu verbessern, wobei jedoch darauf zu achten
W ist, daß richtiges Erweichen aller faserbildenden Massen auftritt.
509820/(MU
Claims (4)
1. Verfahren für die Herstellung von Erzeugnissen mit
Plüschoberfläche, bei dem man eine erweichte oder wärmeerweichbare
faserbildende Masse zwischen einer Grundlage und einer erhitzten
Walze anordnet, die Grundlage gegen die erweichte Masse drückt, so daß die Verbindung der Masse mit der Grundlage und Ankleben
der Masse an die erhitzte Oberfläche erfolgt, wonach man die faserbildende Masse von der erhitzten Oberfläche abhebt, so
daß Fasern oder Faserbüschel aus der erweichten Masse zwischen der Grundlage und der erhitzten Walze gebildet werden, wobei
,die Fasern durch einen Kühlluftstrom verfestigt werden, dadurch
gekennzeichnet, daß die erweichte Masse durch abziehen der Grundlage über eine Rolle, Stange Quer Rohr in einem bestimmten
Winkel von der erhitzten Oberfläche getrennt wird.
2. Vorrichtung zur Herstellung von Erzeugnissen mit · "
Plüschoberflächen nach Anspruch 1, mit einer erhitzten Walze,
einer Fördereinrichtung zum Zuführen einer Grundlage und einer faserbildenden Masse zu der erhitzten Walze, einer Einrichtung
zum Andrücken der faserbildenden Masse an die erhitzte Walze, einer Einrichtung zum Abziehen von Grundlage und faserbildender
Masse von der erhitzten Walze und einer Kühleinrichtung, mit der die faserbildende Masse beim Abziehen von der erhitzten Walze
gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der
erhitzten Walze glatt oder angerauht ist und eine Führungsstange
509820/0414
vorgesehen ist, über die die Grundlage mit der faserbildenden Masse von der erhitzten Oberfläche abgezogen wird und die den
Abzugswinkel steuert. .
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange gekühlt ist.
a
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsstange ein Rohr ist, durch das Kühlluft gegen die Rückseite der Grundlage geblasen wird.
509820/ OA 1 4
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