DE2400642A1

DE2400642A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines perforierten verbundmaterials

Info

Publication number: DE2400642A1
Application number: DE2400642A
Authority: DE
Inventors: Herbert Holland Trotman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-01-12
Filing date: 1974-01-08
Publication date: 1974-07-18
Also published as: US3911186A; JPS49104984A; CA996848A; GB1458988A

Description

G 49 176 -su

Herr Herbert H. TROTMAN , 4202 Ocean Front, Virginia Beach, Virginia 23451, USA

Verfahren und Vorrichtung, zur Herstellung eines perforierten Verbundmaterials

Die Erfindung befaßt sich mit zusammengesetztem, kunststoffbeschichtetem weitmaschigem Material und betrifft speziell Durchlaufverfahren und -vorrichtungen zur Erzeugung eines zusammenhängenden Verbundmaterials aus einem Substrat mit verteilten Zwischenräumen und einem verfestigten, nicht perforierten Kunststoff! Im unter gesteuerter Erzeugung einer Porosität im Verbundmaterial und unter mechanischer Verblockung seiner Komponenten. Der Atmungseffekt während der persönlichen Benutzung ist einer der Hauptvorteile herkömmlich gewebter Tuche. Die Neigungen zu einer Verschmutzung, zur Wasseraufnähme, zum Farbverlust während der Benutzung, zu anfänglich geringer Festigkeit" und zu weiterem Verlust der Festigkeit bei Benutzung, zu schneller Abnutzung und kurzer Lebensdauer stellen die bekannten Nachteile derartiger Tuche dar. Das zusammengesetzte Material der vorliegenden Erfindung erhält die erwünschten Merkmale gewebter Tuche, wie den

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Atmungseffekt und die Flexibilität für persönliche Verwendungen, das ansprechende Aussehen und die weite Auswählbarkeit, wobei gleichzeitig die bekannten Nachteile derartiger Tuche vermieden werden.

Die Suche nach geeignet dauerhaften und geeigneten Abdeckungsbzw. Bekleidungsmaterialien, wie denjenigen nach der vorliegenden Erfindung, wurde seit einiger Zeit durchgeführt. Frühere Versuche zur Deckung dieses Bedarfs schlossen die Imitation von lederartigen Deckmaterialien und von Gummi oder kunststoffbeschichteten Tuchen ein (siehe beispielsweise das US-Patent 2 631 598). Allen Materialien fehlte jedoch die bei Verwendung auf Sitzen und ähnlichem für die Behaglichkeit erforderliche Porosität. Es wurde eine mechanische Punktierung bzw. Durchlöcherung und die Anbringung einer Oberflächenkontur ausprobiert, wobei jedoch die gewünschte Atmunj^Eähigkeit gewebter Tuche nicht erreicht wurde, während die Abnutzungseigenschaften und die Dauerhaftigkeit ausreichend waren.

Andere Versuche enthielten die Vulkanisierung von in flüssiger Form zu ausgewählten Bereichen eines Substrats geführtem Material, wie in dem US-Patent 1 229 284. Auch wurde eine Polymerisierung von Emulsionen durchgeführt, die zu ausgewählten Bereichen eines Tuches entsprechend den US-Patenten 3 141 8lo und 3 5o3 821 geführt wurden. Das Fehlen der Gleichförmigkeit ist eine auftretende Schwierigkeit, die zu einer Veränderung im Erscheinungsbild und in den Gefühlsqualitäten des Produkts derartiger früherer technischer Vorschläge führt. Auch die Anbringung von Gummi- oder Kunststoffunterlagen an Teppichstoff oder anderem Material wurde zur Festigkeitserhöhung derartiger Materialien praktiziert, wobei jedoch eine derartige Unterlage oder Unterschicht nicht zu einer Oberflächendauerhaftigkeit, Wasserbeständigkeit, einfachen Erhaltungsmaßnahmen beispielsweise durch ein Reinigen mittels Befeuchten und Abwischen des Tuches und zu anderen wünschenswerten Eigenschaften der Deckmaterialien führt.

Vor dieser Erfindung wurde keine Entwicklung vorwärtsgetrieben,

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mit der die seit langem bestehende Notwendigkeit für ein dauerhaftes, hochbehagliches Deck- bzw, Bekleidungsmaterial erfüllt werden konnte, bei dem die ansprechende Eigenschaft und andere Merkmale herkömmlicher Tuche erhalten sind oder mit dem die bei herkömmlichen Textilien erzielbaren Wirtschaftlichkeiten erreicht werden können. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung von derartigen Materialien und von Verfahren und Vorrichtungen zur Schaffung solcher Materialien, und zwar unter Vermeidung der bekannten Nachteile.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Durchiaufherstellung bzw. -bearbeitung sowie die gewünschte Wirtschaftlichkeit und schafft zusätzlich ein neues Produkt mit den gewünschten Eigenschaften einer Dauerhaftigkeit, einer leichten Wartung bzw. Erhaltung, eines ansprechenden Aussehens und einer Atmungsfähigkeit, um ein derartiges Produkt bei großer Behaglichkeit auf Sitzen und ähnlichem einsetzen zu können. Ein wesentlicher Punkt der Erfindung besteht darin, daß sie eine Auswahl der besten Merkmale von zwei stark differierenden Komponentenfeldern ermöglicht und diese zu einer einzigen Zusammensetzung bzw. zu einem einzigen Verbund kombiniert, bei dem der Stil, das Muster und das Gefüge eines Texti!substrate geschützt sind und zwar unter Erhöhung einer Festigkeit und Dauerhaftigkeit.

Diese Eigenschaften werden nach der Erfindung durch ein gleichförmiges Anbringen einer flexiblen Kunststoffschicht an der äußeren (richtigen) Seite eines mit verteilten Zwischenräumen bzw. Maschei versehenen Substrates erreicht. Die Kunststoffschicht wird um einzelne Elemente des Substrats, wie Fasern eines Textilsubstrats, herumgelegt, um eine zusammenhängende Zusammensetzung bzw. einen Verbund zu schaffen. Die Zwischenräume eines solchen Substrats werden gezielt oder gesteuert durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung von Atmungseigenschaften aufrecht erhalten, die denjenigen des Substrats gleichen oder wahlweise kleiner sein können. Der Kunststoffilm kann in klarer durchsichtiger Form aufgebracht werden, um weitgehend das Aussehen bzw. die Identität des Substrats zu erhalten. Es können auch durchscheinende oder

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undurchsichtige Filme angebracht werden, um das Substrat mit einer Farbe zu versehen. Das Kunststoffblattmaterial wird zunächst konditioniert und dann in Zwischenräume des Substrats gezogen, wo es durch eine Gasströmung aufgrund eines Unterdrucks aufgebrochen wird. Infolge eines derartigen Hineinziehens entsteht eine mechanische Verblockung, und die aufgebrochenen Teile des Kunststoffs werden um untere Teile des Substrats herumgelegt. Die Verwendung des Endprodukts wird durch Benutzung eines Klebmittels verbessert bzw. stabiler. Durch Steuerung von veränderlichen Größen des Verfahrens, unter anderem der Durchlaufgeschwindigkeit, der Konditioniertemperaturen und des zugeführten Unterdrucks, werden die Porosität beeinflußt und eine Zerstörung des Films und des Substrats unter einer entsprechenden Steuerung vermieden. Weitere Merkmale ergeben sich aus den Patentansprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - eine schematische Darstellung einer kontinuierlichen Fertigungsstraße nach der vorliegenden Erfindung,

Figur 2 - bei der Ausführungsform aus Figur 1 verwendete Vakuumkammeroberflächen in Draufsicht,

Figur 3 - eine schematische Ansicht einer kontinuierlichen Fertigungsstraße nach der Erfindung,

Figur 4 - nach der Erfindung benutzte Vaklaumkammeroberf lachen in Draufsicht,

Figur 5 - eine vergrößerte Ansicht eines Produkts nach der Erfindung, wobei ein umschlingender Kunststoffilm der unterer Oberfläche eines Substrats dargestellt ist,

Figur 6 - eine Ansicht der Außenoberfläche des Produkts aus Figur 5 und

Figur 7 - ein Teil des Produkts aus Figur 5 in Schnittdarstellung längs der Linien 7-7.

Nach der Erfindung kann ein hochfestes, dauerhaftes, weitmaschiges Zusammensetzungsmaterial geschaffen werden, das in idealer Weise als schützende und dekorative Abdeckung in einem großen An-

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Wendungsbereich geeignet ist. Eine sonst nicht erreichbare Gleichförmigkeit der Oberflächenbeschichtung wird durch Verwendung eines verfestigten dünnen Kunststoffblattmaterial^ erzielt. Das Ergebnis ist ein gleichförmiges Erscheinungsbild. Eine Änderung im Aussehen des ursprünglichen Tuches ist, wenn überhaupt, nicht leicht unterscheidbar, und zwar wegen des engen Kontakts des Kunststoffblattmaterials mit dem Substrat.

Unter der gesteuerten Bedingungen nach der Erfindung wird ein gleichförmig dickes, verfestigtes, unperforiertes und durchgehendes Kunststoffblattmaterial auf die Außenoberfläche eines Substrats mit definierter Porosität aufgebracht, während eine Porosität in der Zusammensetzung erreicht und aufrecht erhalten wird. Dieses wird in einem durchgehenden Arbeitsbetrieb erzielt. Nachdem mit einer Oberflächenbindung des Kunststoffilms und des Substrats begonnen wurde, wird dann eine mechanische Verblockung bzw. Befestigung zwischen dem Kunststoffilm und dem Substrat durch das erfindungsgemäße Verfahren eines Herumschlingens des Kunststoffilms um Fasern und Knotenpunkte von Fasern eines Textilsubstrats angebracht. Diese mechanische Verriegelung ist dergestalt, daß die Komponenten der Zusammensetzung nicht durch Knüllen, Falten oder Knittern bei normaler Benutzung getrennt werden und daß sich auch eine Trennung nicht bei der Verfahrensstufe eines Schützens oder bei anderen Fabrikationsschritten ergibt. Während eine derartige mechanische Verblockung für übliche Verwendungen bestimmter Zusammensetzungen ausreicht, werden vorteilhaft bei den meisten Komponentenkombinationen Klebmittel verwendet, um die Vielseitigkeit der Benutzung des Endprodukts zu vergrößern.

Das Substrat und der verfestigte bzw. erstarrte Kunststoffilm werden in länglicher, durchgehender Form gebildet. Das.kontinuierlich zugeführte Substrat und das Kunststoffmaterial werden in aneinander angrenzende Ausrichtung gebracht, während sie mit weitgehend derselben Bearbeitungsgeschwindigkeit in oder längs einer kontinuierlichen Bearbeitungs- bzw. Fertigungsstraße geführt werden. Sofern ein Klebmittel verwendet wird, kann dieses zwischen den Komponenten am Eingangsende der Durchgangsvorrichtung angebracht werden. - 6 -

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Durch Bearbeitung bzw. Konditionierung des Kunststoffblattmaterials nach seiner Berührung mit der Oberfläche des Substrats wird ein faltenfreies Spreizen des erstarrten Kunststoffblattmaterials über dem Substrat erzielt. Vorzugsweise wird diese faltenfreie.Anwendung des Kunststoffilms am Substrat durch Verwendung eines auf die verbleibende Oberfläche des Substrats ausgeübten Unterdrucks erzielt. Eine geeignete Vorkonditionierung des Kunststoff!Ims schließt im allgemeinen ein Erwärmen ein. Der Kunststoff!Im wird nach dem Kontakt mit dem Substrat bis zur Wärmebiegsamkeit erwärmt bzw. erhitzt. Im Ergebnis tritt eine Oberflächenklebung auf, die die Handhabung für die fortgesetzte Bearbeitung vereinfacht.

Die Erwärmung des Kunststoffblattmaterials wird nach dieser anfänglichen Laminierung fortgesetzt» und die Temperatur des Kunststoffblattmaterials wird über den Wärmebiegsamkeitsbereich angehoben. Bei fortgesetzter Erwärmung wird die Temperatur bis zum thermoplastischen Bereich und unter Annäherung an den Schmelzbereich angehoben. Die Erwärmung wird kontinuierlich bei Anwendung von Unterdruck auf die untere Oberfläche bzw. die Unterseite ausgeführt ^wodurch eine Gasströmung mit einem wesentlichen Schutz-Kühl-Effekt auf das Substrat erzeugt wird.

Der Unterdruck kann durch Führen der Schichtung über eine Unterdruckkammerober f lache angewendet werden, die der Unterseite des Substrats ausgesetzte öffnungsanordnungen enthält. Wenn das Kunststoffblattmaterial im erwärmten thermoplastischen Zustand dem Unterdruck ausgesetzt wird, wird durch die durchlöcherte Oberfläche des Unterdruckgliedes, das eine Tuchstützoberfläche darstellt, ein gasförmiges Medium, wie die Umgebungsatmosphäre, in die Zwischenräume des Substrats eingezogen. Der Kunststoffilm wird anfänglich über die oberen (richtige Seite) Oberflächen der Fasern sowie die Zwischenräume oder Lücken bildende Knotenpunkte der Fasern und in diese Zwischenräume hineingezogen. Der Kunststofffilm in den Zwischenräumen bzw. Lücken wird gedehnt und aufgebrochen. Diese Bruchteile des Kunststoffmaterials werden aus dem Inneren der Zwischenräume gespreizt, um das Kunststoffmaterial und das Substrat zu einer einteiligen Zusammensetzung mit dem

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Kunststoffblattmaterial zu verblocken, das sich an der Unterseite (innere oder falsche Seite) des Substrats erstreckt, und um es leicht um die Fasern und Faserknotenpunkte des Substrats an der Unterseite herumzulegen. Ein gegebenenfalls verwendetes Klebmittel wird so ausgewählt, daß es entsprechend dem Kunststoff konditioniert ist oder solche Eigenschaften aufweist, aufgrund derer es in ähnlicher Weise in die Zwischenräume bewegt wird und zwischen weitgehend allen Bindungsoberflächen zwischen dem Kunststoff film und dem Substrat verbleibt.

Die Längsgeschwindigkeit der Schichtung über das Unterdruckglied, die Erwärmung des Kunststoff!Ims und/oder die Unterdruckzuführung durch die Öffnungsanordnungen werden einzeln oder in Kombination gesteuert, und zwar in Verbindung mit einer Auswahl des Kunststoff !immaterials, um die gewünschte Porosität zu erzielen. Es ergibt sich, daß in der Zusammensetzung die die Zwischenräume bildenden Teile des Substrats, Fäden oder Fasern, frisch mit einen fest anhaftenden, dünnen, flexiblen Kunststoffilm beschicfrtsfcwerdei]

Gemäß Figur 1 wird das Substrat Io von einer Spule bzw. Rolle 12 abgespult und über Rollen 14 und 16 in die Bearbeitungsstraße geführt. Entsprechendes gilt für einen Film 18 von einer Spannungssteuerungsspule 2o. Wenn ein Klebmittel· angewendet werden soll, überträgt eine Badrolle 21 flüssiges Klebmittel vom Bad 22 zu einer mit Nuten versehenen Beschichtungsrolle 23. Durch wahlweises Positionieren der Rolle 23 kann das Klebmittel zum Kunststoff ilm oder Substrat geführt werden, während auch ein vollstän-J diges Fortlassen möglich ist. Beim Zuführen zum Kunststoffilm wird die Badrolle 21 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, während sie beim Zuführen zum Substrat im Uhrzeigersinn gedreht wird.

Das Substrat Io und der Film 18 wandern unter gegenseitiger Angrenzung längs der Bearbeitungsstrecke, wobei sie durch eine Roll« 26 und eine Rolle 28 von oben und unten geführt zu einer ersten Erwärmungszone 3o gelangen. Ein Heiaglied 31 erhöht die Temperatur des Kunststoffilms bis zur Wärmebiegsamkeitsstufe des gewählten Films. Dieser vorkonditionierende Erwärmungsschritt wird

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durchgeführt, nachdem der Kunststoffe.Im und das Substrat in gegenseitigen Kontakt gebracht sind. Auf die Unterseite des Substrats wird über ein mit einer Unterdruckpumpe 33 über eine Leitung 34 verbundenes Unterdruckglied 32 ein Unterdruck ausgeübt.

Der Unterdruck, der Umgebungsatmosphäre durch die Zwischenräume des Substrats, und zwar über die gesamte Breite des Materials, zieht, wirkt derart, daß er den Film.in engen, faltenfreien Kontakt mit dem Substrat zieht. Der Film und das Substrat befinden sich unter einer leichten Zugspannung. Das Gas führt zu einem Auseinanderziehen bzw. Spreizen des dünnen Kunststoffblatts, und es wird eine glatte, gleichförmige Kunststoffschicht auf dem Substrat ausgebildet.

Der Kunststoffilm paßt sich aufgrund seiner Vorkonditionierung der Oberflächenstruktur des Substrats an und ergibt in dieser Stufe ein glänzendes, nasses Aussehen. Wegen des vom Heizglied 31 erzeugten nachgiebigen Zustande des Films entsteht eine Bindung der Außenoberfläche des Substrats und des Films. Allerdings weisen der Film und das Substrat an dieser Vorkonditionierungs- und Ausrichtungsstufe einen nicht porösen Zustand auf.

Die Oberflächenbindung der zwei Materialien erleichtert die Handhabung, und die Schichtung wird von einer Spannungssteuerungs- und Antriebsrollenstation 96 in eine benachbarte zweite Erwärmungszone 38 geführt. Ort und Anordnung der zweiten Heiz- bzw. Erwärmungszone sind zur Vermeidung eines wesentlichen Wärmeverlustes vom Kunststoffmaterial entsprechend gewählt, so daß die Erwärmung der zweiten Zone eine Fortsetzung der anfänglich ersten Zone darstellt.

Ein Heizglied 4o setzt die Erwärmung des Kunststoffilms fort, um dessen Temperatur auf den thermoplastischen Bereich und/oder unter Annäherung an den Schmelzbereich anzuheben. In diesem Zustand wird die Schichtung mit ihrer Unterseite in Kontakt mit einem Vakuumglied 42 geführt, dessen Oberfläche einen ausgedehnten Stützbereich für das Tuch bildet. Die Kontaktoberfläche des Vaku-

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umgliedes weist im Zusammenhang mit Figuren 2 und 4 später zu beschreibende Öffnungsanordnungen auf. Eine Unterdruck- bzw. Vakuumpumpe 44 erzeugt über eine Leitung 45 eine Gasströmung, die auf den die Zwischenräume des Substrats abdeckenden Kunststoffilm einwirkt, so daß der erwärmte Kunststoff unter Einkapselung der Fasern in diese Zwischenräume gezogen wird. Das flüssige Klebmittel wird mit dem Film.bewegt, um Innenbereiche der Zwischenräume zu beschichten. Es tritt ein Aufbrechen des Kunststoffilms in den Zwischenräumen auf, und das aufgebrochene Kunststoffmaterial wird von den Zwischenräumen zur Unterseite des Substrats gezogen. Dabei wird veranlaßt, daß das Kunststoffmaterial leicht um die unteren Teile der Fasern gelegt wird. Es wird angenommen, daß dieses Herumlegen aufgrund der Divergenz des Gases entsteht, das nach dem Bruch des Kunststoffmaterials an den Zwischenräumen durch diese gelangt. Ein anderer Faktor beim Herumlegen kann die kontinuierliche Wanderung der Schichtung über die Öffnungsanordnungen sein. Ferner wird angenommen, daß eine gewisse Federrückwirkung des gedehnten und aufgebrochenen Kunststoffs von den Zwischenräumen auftritt, wobei dieser Vorgang weiter die mechanische Verblockung zwischen den Kunststoffilm- und Substratelementen vergrößert.

Dabei ergibt sich, daß die Kunststoffbeschichtung längs der oberen Oberfläche der Fasern kontinuierlich und gleichförmig ist. Dies fördert die Festigkeit des Substrats und sorgt für wasserdichte Eigenschaften. Das Kunststoffmaterial erstreckt sich in die Zwischenräume und beschichtet diese zwischen entgegengesetzten Oberr flächen und ferner Aufbrüchen in allen oder einem ausgewählten Prozentsatz der Zwischenräume, um sich über Teile der Unterseite zu erstrecken und diese zu umgeben. Das Klebmittel wird durch eine derart erzwungene Bewegung des Kunststoffs in Kontakt mit allen Bindungsoberflächen gebracht.

Die poröse Zusammensetzung 5o mit gerade gebildeten und beschichteten Zwischenräumen wird dann in und durch einen Klebstoffaushärtungsofen 51 zu einer Aufwindungsrolle 52 geführt. Die Härtungszeiten können durch Verwendung eines Schleifenturms verlängert werden. - Io -

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Gemäß Figur 2 bildet das Unterdruckglied 32 eine ausgedehnte Kontaktoberfläche 56. Am Führungsende derselben begrenzt ein Kreuzband 58 Öffnungen, die sich über die volle Breite des Unterdruckgliedes und über die volle Breite irgendeines von der Vorrichtung geführten Materials erstrecken. Es wird darauf hingewiesen, daß die Öffnungen in vorbestimmter Weise so positioniert werden, daß kein Teil des Substrats in irgendeinem Augenblick, wenn das Substrat und der Film längs der Bearbeitungsstraße in einer durch einen Pfeil 6o angezeigten Richtung wandern, eine entsprechende Unterdruckaussetzung vermißt. Am rückwärtigen Ende (in Bewegungsrichtung) des Unterdruckgliedes 32 ist ein zusätzliches Kreuzband 62 mit ähnlich ausgerichteten Öffnungen angeordnet. Das Band 58 am Führungsende hilft dabei, den Kunststoff!Im und das Substrat in gewünschter Weise faltenfrei zusammenzubringen, wobei alle Falten im Kunststoffilm, der sich unter leichtem Zug befindet, ausgeglättet werden, wenn die volle Breite des Materials über die glatte und mit Öffnungen versehene Oberfläche gezogen wird. Das Band 62 am rückwärtigen Ende unterstützt die Oberflächenbindung des Kunststoff!Ims und des Substrats aufgrund der Wärmenachgiebigkeitsstufe des Films. Die Schichtung wird längs der Fertigungsstrecke vorbewegt, und die Erwärmung wird in der zweiten Erwärmungsstufe fortgesetzt. Beim Passieren über das Kreuzband 64 in der Oberfläche 66 des Unterdruckgliedes 42 wird ein gasförmiges Medium, wie die Umgebungsatmosphäre, unter großen Volumenflußbedingungen in die Öffnungen des Unterdruckgliedes und durch die Zwischenräume des Substrats gezogen, und zwar durch Begründung eines Aufbrechens des Kunststoffs in den Zwischenräumen. Der Kunststoffilm wird dann in eine Einkapselungsbeziehung zu den die Zwischenräume begrenzenden Fasern gezogen.

Die Oberfläche des Unterdruckgliedes ist zur Stützung der Unterseite des Substrats angrenzend an die Zwischenräume bestimmt und umschreibt die Zwischenräume ausreichend, um ein Aufbrechen des Kunststoff!Ims in den Zwischenräumen zu begründen, ohne daß die Lagerelation der Fasern zerstört wird. Die Unterdruck- bzw. Vakuumreserve ist ausreichend groß, um die Dehnung und Aufbrechung des Kunststoffmaterials in den verbleibenden Zwischenräumen auf-

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recht zu erhalten, wenn sie nach dem Auftreten des Aufbrechens an den ersten dem Unterdruck ausgesetzten Zwischenräumen über die Öffnungen geführt werden.

Die Unterdruckausrichtung von Film und Substrat, die einleitende Erwärmung des Films, die Oberflächenbindung des Films und des Substrats und die Erzeugung einer Porosität in der Zusammensetzung mit einer mechanischen Verblockung können, obwohl es sich hierbei um getrennte Schritte handelt, in einer einzigen Heizofenanordnung gemäß Figur 3 ausgeführt werden.

Gemäß Figur 3 wird das Substrat von der Rolle oder Spule €8 zur Spannungssteuerstation 7o geführt. Der Kunststoffilm wird von der Rolle oder Spule 72 über eine Klebmittelanwendungsstation 74 geleitet, die zur Anbringung eines Klebmittels benutzt werden kann. Alternativ können das Substrat oder der Film und das Substrat durch die Station 74 und in die durchgehende Fertigungsstrecke geführt werden. Der Film und das Substrat werden unter gegenseitiger Angrenzung in eine sich längs erstreckende Erwärmungszone gerichtet, die von einem länglichen Ofen 76 gebildet wird. Das Substrat wird von einer Reihe von Rollen, wie der Rolle 78, während seiner Bewegung unter dem länglichen Heizofen 76 und durch die Kontaktoberflächen der Unterdruckglieder 8o, 82 und 84 gestützt. Die Erwärmung im länglichen Ofen wird gesteuert. Es kann eine ein leitende Erwärmung des Kunststoffilms angewendet werden, um eine faltenfreie Unterdruckanwendung des Kunststoffblattmaterials beim Substrat am Unterdruckglied 8o zu erleichtern. Am Unterdruckglied 82 wird die Bearbeitung bzw. Fertigung mit der Einleitung einer Oberflächenbindung und der Einleitung der Beschichtung der inneren Teile der Zwischenräume durch Dehnung des ausgewählten Kunststoffs fortgesetzt. Auch kann ein Aufbrechen des Kunststoffilms an einigen Zwischenräumen eingeleitet werden. Eine Vervollständigung einer solchen Porositätserzeugung tritt am Unterdruckglied 84 auf. Die poröse Zusammensetzung wandert dann durch die Spannungssteuerstation 85 und den Klebmittelaushärtungsofen 86 zur Schleifenanordnung bzw. zum Schleifenturm 87. Danach wandert die Zusammensetzung durch eine Untersuchungs- bzw. Prüfstation und wird zu einer Aufspulrolle 9o geführt. - 12 -

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Die auf die untere Oberfläche des Substrats ausgeübte Unterdruckbehandlung kann über Unterdruckschlitze gemäß Figur 4 erzielt werden. Die Oberfläche des Unterdruckgliedes 8o begrenzt einen Schlitz 88/ der sich über die volle Breite des zu behandelnden Substrats erstreckt. Die Unterdruckglieder 82 und 84 bilden ähnliche Schlitze 89 und 9o. Die Breite dieser Schlitze ist in Bewegungsrichtung des Produkts derart gewählt, daß die notwendige Stütze der Fasern um die Zwischenräume gebildet wird, so daß ein Aufbrechen des Kunststoffs in den Zwischenräumen und eine Unterflachenumscnliggung des aufgebrochenen Kunststoffs auftritt. Andere Formen eines nach der vorliegenden Erfindung verwendbaren Unterdruckgliedes können durchlöcherte Rotationstrommeln darstellen, bei denen die oberen Oberflächen in Kontakt mit der unteren Oberfläche des Substrats stehen, auf einem durchgehenden Riemen, nach Art einer Traktorfahrfläche, wobei sich die geöffnete Oberfläche im Kontakt mit dem Substrat befindet. Solche Ausführungsformen sorgen für eine Bewegung der Unterdruckglied -Stützoberfläche, wobei der Strang durch die Fertigungsstrecke verläuft, und können unter bestimmten Bedingungen geeignet sein. Jedoch sind die stationären Unterdruckaufbauten gemäß Figuren 2 und 4 ökonomischer und arbeiten bei der laufend abgesetzten Art von Textilsubstraten zufriedenstellend.

Die beschriebenen durchgehenden Fertigungsstrecken schließen die notwendigen Steuerungsmechanismen für eine koordinierte Durchführung von verfestigtem Kunststoffilm und Substrat durch die Strecke ein. Gemäß Figur 3 enthält die Abspulrolle „68 einen Steuermechanismus 91, während die Filmabspulrolle 72 einen Steuermechanismus 92 enthält. Die Spannungssteuerstation 7o umfaßt einen Steuermechanismus 94, während die Station 86 einen Steuermechanismus 96 enthält. Die Aufspulrolle 98 weist einen Steuermechanismus loo auf. Der Betrieb eines derartig herkömmlichen Drehzahlsteuermechanismus und eines Schleifenturms 87 zur Erzielung einer koordinierten Bewegung durchgehender Stränge durch eine Bearbeitungsstrecke ist aus der mit durchgehenden Streifen befaßten Technik bekannt, und eine weitere Beschreibung ist für das Verständnis der vorliegenden Erfindung überflüssig.

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Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ermöglicht auch eine Reduzierung von Bruchverlusten beim Starten und Stoppen eines Laufes. Die Aufwickelrollen 52 gemäß Figur 1 bzw. 98 aus Figur 3 können mit einem Führungsglied versehen sein, das durch die Bearbeitungsstrecke nach hinten zur Position der Start- oder Abwickelrollen gezogen werden kann. Das Substrat und der Kunststoffilm werden jeweils an diesem Führungsglied festgelegt und gleichzeitig durch die Fertigungsstrecke gezogen. Während das Führungsglied sich in der Strecke befindet bzw. durch diese gezogen wird, werden ausgewählte Werte einer Streckengeschwindigkeit, der Heiztemperaturen und des Unterdrucks aufgebaut, so daß sich eine geeignete Bearbeitung eingestellt hat, wenn das Substrat und der Film in die Strecke eintreten, so daß ein Bruchabfall vermieden wird. Eine kontinuierliche Einführung des Strangs und Abnahme der hergestellten Zusammensetzung wird während ausgedehnter Bahnen bzw. Läufe unter Verwendung von Schleifentürmen oder anderen bekannten durchgehenden Strangvorrichtungen benutzt.

Wie bereits erläutert wurde, besteht das erste Ziel der vorliegenden Erfindung in der Steuerung und Verteilung der Porosität, um eine zusammenhängende Zusammensetzung zu erzeugen, die einen Kunststoffilmstreifen auf einem textilartigen Substrat enthält. Die Erfindung sieht Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung dieser Steuerung der Porosität in einer kontinuierlichen Weise vor. Für den Verlauf eines einzigen Durchgangs oder einer begrenzten Anzahl von Materialdurchgängen ist eine visuelle Prüfung und Steuerung durch die Bedienungsperson ausreichend. Für ausgedehnte Läufe und Bahnen, beispielsweise für eine durchgehende Tag- und Nachtproduktion, sind jedoch Verfahren und Vorrichtungen zur kontinuierlichen Prüfung der Wirksamkeit des Betriebes vorgesehen.

Gemäß Figur 3 verläuft die sich in der dargestellten Richtung zur Aufwickelrolle 98 bewegende Zusammensetzung Io2 durch eine Porositäts-PrüfStation Io4. Eine Strahlungsquelle Io6 richtet sichtbares Licht oder eine andere, das jeweilige Material nicht durchdringende Strahlung durch die Zusammensetzung Io2. Die durch die gerade gebildeten Zwischenräume der Zusammensetzung gelangende Strahlung

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wird von einer Detektoreinrichtung I08 quantitativ gemessen. Eine solche Strahlungsempfangs- und Meßeinrichtung mißt die gesamte Strahlung und Verteilung der Strahlung über die Breite des Streifens. Die Detektorexnrichtung I08 kann die Form eines Pfeils von über die volle Breite der Zusammensetzung verteilten Detektoren zur Messung der gesamten Strahlung annehmen, und zwar unter Einschluß einer Verdrahtungsanordnung, um einen Alarm zu geben, wenn ein Detektorelement oder eine Reihe von Detektorelementen an ein oder mehreren Stellen nicht mit der geeigneten Frequenz betätigt werden, wodurch eine fortgesetzte Freistelle und ein Fehlen einer Porosität längs eines Teils der Zusammensetzung angezeigt wird. Elektronische Detektorvorrxchtungen sind zur Durchführung dieser Funktionen bekannt. Auch können andere Porositäts-Prüfeinrichtungen, wie eine pneumatische Einrichtung zur quantitativen Messung des Luftdurchtritts durch die im zusammengesetzten Material erzeugten Zwischenräume, im Rahmen der Erfindung zur Erzielung der gewünschten Anzeige benutzt werden.

Die Anzeige von Freistellen wird durch eine Alarmeinrichtung in der beschriebenen Weise gemeldet, und der Grund hierfür kann längs der Strecke untersucht und ausgeräumt werden. Die gesamte quantitative Messung der durch die Zwischenräume der Zusammensetzung gelangenden Lichtstrahlung (oder Luft) führt zur Erzeugung eines Signals, das über eine Leitung Io9 zu einer Steuerschaltung oder einem Regelgerät Ho geführt wird. Der Grad der gewählten Porosität kann am Steuergerät Ho vorgewählt werden.

Nach der vorliegenden Erfindung werden der Grad der Porosität und die Wirksamkeit der Einkapselung des Substrats vom Kunststoffilm wahlweise einzeln oder in Verbindung von Faktoren beeinflußt, die die Erwärmung im länglichen Erwärmungsofen 76, die Geschwindigkeit des zusammengesetzten Films und Substrates längs der Bearbeitungsstrecke während der Führung durch das längliche Heizglied 76 und die Größe des über die Unterdruckpumpen zugeführten Unterdrucks beinhalten. Die Unterdruckpumpen enthalten für Steuerzwecke Steuermechanismen 12c, 121 und 122. Der längliche Ofen 76 enthält eine Heizsteuerung 123 zur Steuerung der Erwärmung an ausgewählten

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Intervallen längs des Ofens, und die Bearbeitungs- bzw. Durchlaufgeschwindigkeit wird durch Koordinierung der oben erwähnten RoI-lensteuermechanismen gesteuert.

Je nach der Art des Substrats, der Art und Dicke des Kunststofffilms und der gewünschten Porosität, wobei diese Werte noch später näher erläutert werden, werden die Geschwindigkeit des Durchlaufs , die Erwärmungstemperaturen und der zugeführte Unterdruck an den ausgewählten Stufen gesteuert. Die gegenseitige Relation dieser drei Faktoren wird bei einer bestimmten Strecke anfänglich empirisch eingestellt, wobei jedoch typische Betriebsbereiche für zahlreiche Materialien von nachfolgend angegebenen Daten und vorher festgestellten Betriebsrichtlinien für die verschiedenen Materialien bestimmt werden.

Zusätzlich zu einer Sichtprüfung und einer, manuellen Steuerung kann eine quantitative Bestimmung einer erzeugten Porosität des Verbundes benutzt werden, um ein zu einem Steuergerät Ho geführtes Signal zu erzeugen. Innerhalb vorgegebener Parameter werden die Faktoren der Ofentemperatur, der Unterdrucksteuerung und der Durchlaufgeschwindigkeit abgeglichen.

Beispielsweise wird die maximal zulässige Temperatur für das Substrat zur Vermeidung eines Anschmorens oder einer anderen Zerstörung vorbestimmt. Dann werden die Geschwindigkeit des Durchlaufs bzw. der Strecke und der zugeführte Unterdruck selektiv gesteuert, während bei der maximal zulässigen Temperatur zur Erzielung der gewünschten Porosität gearbeitet wird. Der Ausgang des Steueroder Regelgerätes Ho wird gemäß Anzeige zu den Steuermechanismen der Unterdruckpumpen und/oder der Durchlaufgeschwindigkeitssteuerung geführt. Eine Zunahme im Wert der Porosität wird durch Abnahme der Durchlaufgeschwindigkeit, eine Zunahme der zugeführten Wärme innerhalb des zulässigen gewünschten Maximums oder durch Vergrößerung des zugeführten Unterdrucks erreicht. Eine Abnahme des Porositätsgrades ergibt sich durch eine Vergrößerung der Bearbeitungs- bzw. Durchlaufgeschwindigkeit, eine Abnahme der Wärme und/oder eine Abnahme des Unterdrucks.

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Um eine Zerstörung des Substrats zu vermeiden, ist bei einer Behandlung mit Papierfasern üblicherweise eine niedrigere resultierende Temperatur im Substrat erforderlich als beispielsweise bei einer Behandlung oder Anwendung von beispielsweise Asbestfasern. Zur Erzielung der gewünschten Porosität mit einem Papierfasergewebe kann in Abhängigkeit vom Kunststoffilm eine niedrigere Temperatur ausgewählt werden, oder die Durchlaufgeschwindigkeit und der Unterdruck werden zur Erzielung der gewünschten Porosität vergrößert. Die Temperatureigenschaften der Wärmenachgiebigkeitsstufe, der thermoplastischen Stufe und der Schmelzstufe des Kunststoffilms gehen in die Auswahl bzw. Bestimmung der Betriebsparameter ein. Bei einer genaueren Steuerung können Temperaturanzeigeglieder, wie die Teile 117, 118 und 319, längs des Ofens 76 gemäß Figur 3 benutzt werden.

Die durch den Unterdruck erzeugte Gasströmung spielt eine wichtige Rolle bei der schützenden Kühlung des Substrats, und zwar infolge der Bewegung der Umgebungsatmosphäre in die Öffnungen der Unterdruckglieder. Auch kann bei geeigneter Auswahl der Art der Heizeinrichtung die Temperatur des Kunststoffilms wahlweise weiter als diejenige des Substrats angehoben werden. Dies ist beispielsweise durch Erwärmung des Kunststoffilms mittels Strahlungsenergie möglich, beispielsweise durch ein Erwärmen mit Infrarot-, Mikrowellen-Schallenergie bzw. -strahlung usw. Eine Infraroterwärmung kann bei weitgehend jedem Kunststoffilm geeignet sein, und zwar innerhalb der obigen Angaben zur Durchlaufgeschwindigkeit und Gasströmungssteuerung, wobei jedoch Infrarot besonders für undurchlässige Kunststoffilme verwendbar ist, die das Substrat vor einer überhitzung bewahren. Eine Mikrowellen- (oder Schall-) -erwärmung ausgewählter Frequenz eines Kunststoffilms, beispielsweise eines klaren Kunststoffilms, ermöglicht einen Schutz weitgehend eines jeden Substrates wegen der bevorzugten Erwärmung des Kunststoffilms. Während eine bestimmte Strahlungserwärmung des Substrates bei jeder Erwärmungsquelle auftritt, kann die Erwärmung des Substrates weitgehend auf eine Leitungserwärmung begrenzt werden. Die Führung der Umgebungsatmosphäre in die Unterdruckglieder unterstützt die Verhinderung einer Erwärmungszerstö- - 17 -

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rung des Substrats. Solche Erwärmungssteuerungsbeiträge der Erfindung sind besonders wichtig im Hinblick auf die Verwendbarkeit der Erfindung bei aus Papierfasern hergestellten Geweben oder Textilien und auf die Behandlung von dickerem Kunststoffblattmaterial, beispielsweise von 2o Mil, das mit einem Substrat großer Zwischenräume als Deckmaterial für Außen- bzw. Freiluftausrüstungen und ähnliches kombiniert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist höchst wirkungsvoll bei der Verbesserung der Festigkeit, beim Betrieb sowie der Wartung und beim Anbringen von Färb- sowie dekorativen Eigenschaften an natürlichen oder synthetischen Fasergeweben bzw. -textilien. Typische Substratmaterialien sind Gewebe oder Textilien mit Zwischenräumen bzw. Maschen, die aus Pflanzenfasern, wie Baumwolle, Flachs, Hanf und ähnlichem, oder aus Proteinfasern, wie Wolle, Haar und Seide, ferner aus Mineralfasern, wie Asbest, oder aus synthetischen Fasern, wie Nylon und Polyesterfasern hergestellt sind. Die Erfindung steigert die Anpassungsfähigkeit bzw. Vielseitigkeit und erweitert die Verwendung des Endproduktes bei allen diesen Materialien.

Ein bevorzugter Kunststoffilm zum Beschichten eines Substrates ist ein Polyurethanfilm, und zwar wegen seiner Dehneigenschaften und wegen der Beibehaltung seiner flexiblen Eigenschaften auch nach dem Herumlegen bzw. Umschlingen. Die letztere Eigenschaft hilft beim Aufrechterhalten der ursprünglichen Weichheit oder der Gefühlseigenschaften des Substrats. Dünne Filme von beispielsweise ein, zwei oder drei Mil werden bevorzugt für Zwecke der Erhaltung dieser Gefühlsqualitäten eingesetzt, wobei jedoch auch dickere Filme ausgewählt und unter einer Porositätssteuerung auf schwereren Substraten aufgebracht werden können. Die Auswahl des Kunststoffilms kann von der Endverwendbarkeit und physikalischen Eigenschaften des Substrats abhängen» Die Dicke der Faser kann mit zunehmender Maschengröße vergrößert werden, und zwar wegen des Ansteigens der erhaltenen Gasströmung. Das Gewicht oder der Denier-Wert der Substratfasern beeinflußt auch die Menge des Kunststoffs, der gestützt bzw. getragen werden kann. Im allgemei-

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nen wird ein Film mit der Dicke von einem Mil oder weniger an einem feinen Geflecht angebracht, beispielsweise an festgewebtem Tuch. Filme größerer Dicke können benutzt werden, wenn die Geflecht- oder Maschengröße und die Fadengröße des Tuches ansteigen. Beispielsweise wurden Filme mit einer Dicke von mehr als fünf Mil und bis zu zehn Mil zum Beschichten eines schwereren Substrats benutzt, beispielsweise von Packleinwand mit Polyvinylchlorid. Bei der Herstellung eines solchen Produkts wurde ein undurchsichtiger PVC-FiIm mit einer Dicke von acht Mil auf ein loo % -Jutetuch von 6 Ounces pro Quadratyard oder etwa 2oo Gramm pro Quadratmetern aufgebracht. Dabei waren dreizehn Enden pro Inch 'Kette¹ (warp) und zwölf Pickel oder Noppen (picks) pro Inch Schluß (fill) vorhanden. Das Aufbrechen wurde zu ungefähr 15 % durch Verwendung einer Temperatur von 35o° F, einer Durchlaufgeschwindigkeit von fünf fpm und einem Unterdruck in der Endstufe von vier Inch erzielt.

Die Dehnungsfaktoreigenschaft eines ausgewählten Kunststoffblattmaterials ist beim Verfahren wesentlich, da der Runststoffilm zur Beschichtung der inneren Seitenwandungen von Zwischenräumen in diese hineingezogen wird und sich nach dem.Aufbrechen glatt um die untere Oberfläche der Fasern legt. Abgesehen von Polyurethan können auch andere geeignete Kunststoffilme aus Polyvinylchloridfilmen, Polyäthylenfilmen, Polypropylenfilmen, Mischungen aus PVC und ABS, Mischungen aus PVC und Gummi und aus ausgewählten Polystyrenen ausgesucht werden.

Die Figuren 5 bis 7 zeigen mehrere Ansichten eines Papierfasersubstrats, das unter der Handelsbezeichnung 'Textilene Sunsure¹ vertrieben und von der E.W. Twitchell Company of Dothan, Alabama, hergestellt wird. Dieses Substrat wurde mit undurchsichtigem (gelbem) o,oo3·' Polyurethan bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von sechs fpm beschichtet, und zwar unter Verwendung einer Vorkonditioniertemperatur von etwa 25o° F und einer endgültigen Erwärmungstemperatur von etwa 35o° F, um eine Porosität von etwa 95 % zu erzielen. Das Papierfasergewebe wurde vor der Verarbeitung mit Polyvinylazetat geschlichtet. Während der Verarbeitung

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wurde kein Klebmittel verwendet, und die sich einstellende Klebung bzw. Haftung war dergestalt, daß der Kunststoff nicht mit mechanischen Mitteln ohne Zerstörung beider Komponenten getrennt werden konnte.

Gemäß Figur 6 ist das zusammengesetzte Produkt 5o gleichförmig und vollständig an der Oberfläche, auf die vorher Kunststoff 18 aufgebracht war, beschichtet. Die Ansicht der unteren Oberfläche gemäß Figur 5 zeigt das Herumlegen bzw. Umschlingen durch aufgebrochene Teile des Kunststoffblatts 18. Die Querschnittsansicht aus Figur 7 zeigt die Gleichförmigkeit der erzielten Beschichtung auf den oberen Oberflächen und die Verdünnung des Kunststoffs in den Zwischenräumen, da er vor dem Aufbrechen zur unteren Oberfläche gedehnt bzw. gezogen wird.

Wie bereits erwähnt wurde, ist der Kunststoffilm nicht nur mit der oberen Oberfläche des Textilsubstrats verbunden, sondern auch in die Zwischenräume gezogen. Der Kunststoffilm kann etwa 75 % oder mehr des Querschnittsumfangs einer jeden Faser infolge des Aufbrechens umgeben. Der mit den Faserknotenpunkten verbundene Kunststoff vergrößert die Festigkeit an solchen Stoßstellen und. läßt jedoch eine Dehnung in weitgehend allen Richtungen zu. Daher werden die die Verwendbarkeit des Endprodukts beeinflussenden physikalischen Eigenschaften der Zusammensetzung bzw. des Verbundes verbessert. Auch wegen des vergrößerten Oberflächenkontakts, der Stemmung vom Herumschlingen, ergibt sich eine vergrösserte Klebebindung, da der Kunststoffilm einen physikalischen Bindungskontakt mit einer sehr viel größeren Fläche als der Kopfoberfläche des Substrats einnimmt, auf die das Kunststoffblattmateria: anfänglich aufgebracht wurde.

Wie bereits erwähnt wurde, wird das Kunststoffblatt bis zum Punkt der Thermoplastizität für das Ziehen erwärmt. Nach dem erfindungs gemäßen Verfahren wird das Substrat nicht allein oberflächenbeschichtet. Das Kunststoffblattmaterial wird in alle oder weitgehend alle Zwischenräume des Substrats eingezogen. Der Kunststoff wird in den Zwischenräumen bis zum maximalen Wert verlängert bzw.

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gedehnt, und es entsteht ein Aufbrechen. Die Spannung in dem Teil des gedehnten Kunststoffmaterials wird nach dem Aufbrechen aufgehoben, und das Kunststoff mater!al umfaßt fest das Substrat längs des ümfangs des Zwischenraums. Die Haftung oder Klebung tritt nicht nur in mit Aufbrüchen versehenen Zwischenräumen auf, sondern auch in anderen Zwischenräumen, da das Kunststoffblatt in weitgehend alle Zwischenräume eingezogen und in Kontakt mit dem Innenumfang weitgehend aller Zwischenräume gebracht wird.

Physikalische Eigenschaften des auf den Punkt der Thermoplastizität gebrachten Kunststoffblattmaterial, wie die Ausdehnungsund Ziehverhältniseigenschaften, beeinflussen seine Auswahl. Wenn das Kunststoffblattmaterial in einem Zwischenraum ausgedehnt wird nimmt die Dicke dieses Teils des Kunststoffs mit der Ausdehnung ab. Nach dem Auftreten einer Berührung zwischen dem Kunststoffmaterial und irgendeinem Teil des Substrats ergibt sich jedoch eine Klebung bzw. Haftung, so daß das Kunststoffblattmaterial nicht weiter hinsichtlich seiner Dicke reduziert wird. Dies führt zu einer gleichförmigen Diqke der Filmbeschichtung längs der Oberfläche der Textilfasern.

Die folgende Tabelle enthält Daten aus typischen Materialdurchläufen, die zusammen mit anderen obigen Angaben eine praktische Durchführung der Erfindung ermöglichen. Diese Daten wurden mit einer Durchlaufvorrichtung bzw. kontinuierlichen Streckenvorrichtung des in Figur 1 dargestellten Typs gesammelt. Diese Vorrichtung eignet sich zur Handhabung eines Materials von 54'' Breite, wobei die Abmessung der Unterdruckglieder in Richtung des Gewebetransports zwölf Inch, der Abstand zwischen den Unterdruckgliedern zweiunddreißig Inch beträgt und wobei Infrarot-Wärmequellen vom Incology-Schicht- oder Hüllentyp ('Chromalox'-Typ TRID, hergestellt von Emerson Electric Co., Pittsburgh, Pennsylvania) benutzt wurden, die etwa ein dreiviertel Inch vom Kunststoffilm entfernt waren. Die Unterdruckpumpen hatten eine Kapazität von 25o cfm (cubic foot per minute) an jeder Station. Die Luftstrommessungen des Substrats und der Zusammensetzung bzw. des Verbundes wurden unter Verwendung des Pneumatiktests D-737 der American Society of Textile Manufacturers (ASTM) durchgeführt. - 21 -

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Substrat

Durch- Material Gewicht lauf (Ounces per

Quadratyard)

Zählung

Film Typ Dicke

Gestricktes 6,5 KRAFT-Papier Strieme-9/"
(Wales)

Lage-12/" (course) Urethan undurchlässig blau

o,oo2'

Leinen Kette-18 Enden/"
(warp) (ends)

Schluß-15 Noppen/"
(fill) (picks)

Urethan undurchlässig blau

o,oo2"

Gestricktes KRAFT-Papier

6,5 Strieme-9/" (wales)

Lage-12/" (course) Urethan undurchlässig' rot

o,oo2"

loo %
Baumwolle

11,8 Kette-17 Enden/" (warp) (ends)

Schluß-15 Noppen/"
(fill) (picks)

Urethan klar

ο,οοΐ"

loo %
Baumwolle

8,ο Kette-26 Enden/?? Urethan ο,οοΐ" (warp) (ends) klar

Bezugsstoff Tuch
Rpyon
Baumwolle.

18,ο Kette-76 Enden/" (warp) (ends)

Schluß-38 Noppen/"
(fill) (picks)

Urethan klar

ο,οοΐ"

23 Baumwolle 66 Rayon 8 Azetat 4 Rest

19,5 Kette-82 Enden/" (warp) (ends)

Schluß-18 Noppen/"
(fill) (picks)

Urethan klar

mit Klebmittel

ο,οοΐ¹

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Fortsetzung der Tabelle Durch- Strecken- Temp. lauf geschwin- ⁰F digkeit vor- Ft/Min läufig	5	28o	- 22 - Temp. ⁰F end gültig	Unterdruck Inch-Hg. vorläufig	25o	. 5 6, 7	6o	2A00642 unterdruck Inch-Hg. endgültig	Brüche (ungefähr) %	1
1	4	25o	36o	9	22o	72	8	95	»
2	8	28o	34o	9	25o	6o	8	9o
3	7	24o	33o	9	84	18,ο	9	95	ΐ !
4	7	26o	33o	8	99	25,4	9	8o	I ι - 23 -
5	7	23o	36o	8	12o	45	9	95
6	7	23o	32o	11	125	52	Io	5o
7	32o	Io			9	3o
Fortsetzung der Tabelle Luftströmung ASTM D-737 Durch- Cu ft Luft / sq.ft/Minute lauf ursprünglich/nach dem Verfahren	44" 45" 54" Durchlauf 1, 3 4
1
2
3
4
5
6
7
Breite

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24Ü06A2

Der Durchschnittsfachmann kann weitere Änderungen der dargestellten Vorrichtung vornehmen. Beispielsweise kann der Klebstoff vorher zum Substrat oder zum Kunststoff geführt und durch Erwärmen
aktiviert werden. Der Klebstoff kann auch als Pulver oder in
Blattform verwendet und durch Erhitzen oder durch andere Schritte zur flüssigen Phase aktiviert werden. Die Nachbehandlung des Klebmittels kann zahlreiche bekannte Verfahren einschließen, die im
allgemeinen auf die Reduzierung des Feuchtigkeitsgehalts im Klebmittel auf unter 2 % gerichtet sind. Auch können zahlreiche andere Substrate oder Kunststoffilme in Übereinstimmung mit den berührten Verfahren verwendet werden, um eine Zusammensetzung nach der Erfindung zu schaffen. Ferner kann die Vorrichtung verändert werden, um eine Anpassung an Substrate und Kunststoffilme mit anderen als den spezifisch angegebenen Dimensionen und Dicken zu
erzielen. Die Filmdicken sind in mil (0,001 in - 0,0254 ma)
angegeben.

-Patentansprüche-

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Claims

24G0642

Patentansprüche

/Durchlaufverfahren zur Herstellung eines perforierten Verbundmaterials aus einem nicht perforierten, verfestigten Kunststoffmaterial und einem perforierten Substrat unter gesteuerter Erzeugung einer Porosität im Verbundmaterial bzw. in der Zusammensetzung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Bildung eines länglichen, perforierten Substrats durchgehender Länge mit begrenzten Zwischenräumen,

b) Führung dieses Substrats längs einer durchgehenden Verarbeitungsstrecke ,

c) Bildung eines länglichen Kunststoffblattmaterials durchgehender Länge in verfestigter, nicht perforierter Filmform von weitgehend gleichförmiger Dicke,

d) Führung dieses Kunststoffblattmaterials längs der durchgehenden Verarbeitungsstrecke,

e) kontinuierliches Zuführen des Substrat- und Kunststoffblattmaterial in Längsrichtung unter gegenseitiger Angifenzung, wobei jedes Material längs der durchgehenden Verarbeitungsstrecke mit weitgehend derselben Längsgeschwindigkeit läuft,

f) Anwendung des Kunststoffblattmaterial zum überziehen bzw. Überlagern weitgehend einer gesamten Oberfläche des länglichen Substrats unter Bildung einer nicht perforierten Zusammensetzung in diesem Bereich der Überlagerung,

g) Erwärmung des Kunfctstoffblattmaterials während einer Zuführung von Unterdruck zur verbleibenden Oberfläche des Substrats, indem die Zusammensetzung bzw. der Verbund in Längsrichtung während des Transports durch die durchgehende Verarbeitungsstrecke über Unterdruckeinrichtungen geführt wird,

h) Steuerung der Längsgeschwindigkeit der Zusammensetzung über diese Unterdruckeinrichtungen, während die Erwärmung zur Erzeugung einer Thermoplastizität im Kunststoffblattmaterial gesteuert wird,

i) Steuerung der Unterdruckanwendung über die Unterdruckeinrichtungen, um das erwärmte Kunststoffblattmaterial in

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Zwischenräume des Substrats zu ziehen und in den Zwischei räumen gegen die verbleibende Oberfläche zu strecken bzw zu dehnen,

j) Aufbrechen des Kunststoffblattmaterial in diesen Zwischenräumen infolge einer Strömung eines gasförmigen Mediums unter Steuerung der Unterdruckeinrichtungen, um in der Zusammensetzung eine über den Überlagerungsbereich des Kunststoffblattmaterials verteilte Porosität zu erzeugen, wobei sich Teile des aufgebrochenen Kunststoffblattmaterials zu der verbleibenden Oberfläche des Substrats erstrecken und sich um Teile dieser unteren Oberfläche zur mechanischen Verblockung des Kunststoffblattmaterials und des Substrats herumlegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß das Kunststoffblattmaterial nach der Berührung mit dem Substrat auf seine Wärmenachgiebigkeitsstufe erwärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffblattmaterial gleichförmig auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht wird, und zwar durch Anwendung eines Unterdrucks bezüglich der verbleibenden Oberfläche des Substrats, wenn das Kunststoffblattmaterial auf seine Wärmenachgiebigkeitsstufe erwärmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffblattmaterial aus einer Gruppe bestehend aus Poly-, urethan, Polyäthylen, Polypropylen, PVC, Mischungen aus PVC und ABS, Mischungen aus PFC und Gummi, und Polystyren ausgewählt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffblattmaterial einen Polyurethanfilm mit einer Dicke bis zu fünf Mil ausmacht, der auf eine Temperatur im Bereich von etwa 25o° F bis etwa 35o° F bei der Anwendung des Unterdrucks erwärmt wird.

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6. Verfahren nach Anspruch l_f dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein Textil- bzw. Gewebematerial mit sich schneidenden Fasern zur Begrenzung von Zwischenräumen aufweist und daß das Kunststoffblattmaterial auf die Außenseite des Textilmaterial aufgebracht wird, wobei das Kunststoffblattmaterial angrenzend an die Innenseite des Textilmaterials aufgebrochen und um die Zwischenräume begrenzende Fasern und Knotenpunkte von Fasern des Textilmaterials herumgelegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffblattmaterial eine Dicke im Bereich von etwa ein Mil bis etwa zehn Mil aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen des Kunststoffblattmaterials den Schritt einer Zuführung von Strahlungsenergie zum Kunststoffblattmaterial enthält.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Kunststoffblattmaterials den Schritt einer Anwendung von Infrarotwärme auf einen undurchsichtigen Film aus Kunststoffblattmaterial enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Kunststoffblattmaterials die Anwendung einer Mikrowellenenergie ausgewählter Frequenz für eine bevorzugte Erwärmung des Kunststoffblattmaterials vorsieht.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- j sehen dem Kunststoffblattmaterial und dem Substrat ein Kleb- * stoff zur Verbesserung der Bindung zwischen dem Kunststoffblattmaterial und dem Substrat benutzt wird. i
12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Schritt

eines Trocknens oder Härtens des Klebstoffs nach der Erzeugung der Porosität in der Zusammensetzung.

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."-:.'.- 240Ü642
13. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte eines gleichmäßigen Verteilens eines Klebstoffs zwischen dem Kunststoffblattmaterial und dem Substrat, bevor das Substrat und das Kunststoffblattmaterial in gegenseitige Berührung gebracht werden, und eines Bewegens des Klebstoffs in die Zwischenräume des Substrats, indem der erwärmte Kunststoff in die Zwischenräume, gezogen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein mit einem Klebmittel wie Polyvinylazetat beschichtetes Papierfasertextil ist.
15. Veffahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck gleichförmig über die volle Breite des durchgehend langen Substrats und des Kunststoffblattmaterials verteilt wird, wobei weitgehend alle Zwischenräume des Substrats, die von dem Kunststoffblattmaterial bedeckt sind, dem Unterdruck ausgesetzt sind.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium Umgebungsatmosphäre einschließt.
17. Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch die Schritte eines Messens der erzeugten Porosität der Zusammensetzung während der Führung längs der kontinuierlichen Bearbeitungsstrecke und einer Steuerung der Porosität der Zusammensetzung entsprechend der Porositätsmessung.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Porosität durch wahlweises Steuern der Erwärmung des Kunststoffblattmaterials, der Durchlauf- bzw. Strekkengeschwindigkeit und des angewendeten Unterdrucks erfolgt.
19. Durchlaufvorrichtung zur Herstellung eines perforierten Verbundmaterials aus nicht porösem, verfestigtem Kunststoffblatt material und porösem Substratmaterial, gekennzeichnet durch

a) eine durchgehende Streckeneinrichtung bzw. Durchlauf-

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strecke zur Begrenzung eines Führungspfades für Materialien (lo, 18) durchgehender Länge von einer Eintrittseinrichtung über eine mittlere Bearbeitungseinrichtung zu einer Ausgangseinrichtung,

b) eine Einrichtung (12, 16; 68, 7o) zum Führen eines länglichen Substrats (lo) durchgehender Länge mit begrenzten Zwischenräumen in die Durchlaufstrecke und zum Leiten des Substrats in Längsrichtung derselben,

c) eine Einrichtung (2o^ 14; 72, 7o) zum Zuführen eines länglichen Kunststoffblattmaterials (18) durchgehender Länge, in Form eines verfestigten nicht perforierten Films von weitgehend gleichförmiger Dicke, in die Durchlaufstrecke und zum Leiten des Kunststoffblattmaterials in Längsrichtung durch dieselbe,

d) eine Einrichtung zum kontinuierlichen Zuführen des Substrats und des Kunststoffblattmaterials in Längsrichtung und unter angrenzender Ausrichtung, während jedes Teil durch die Durchlaufstrecke mit weitgehend derselben Längsgeschwindigkeit geführt wird,

e) eine Einrichtung, mit der das Kunststoffblattmaterial weitgehend der gesamten einen Oberfläche des länglichen Substrats überlagert wird, um eine nicht poröse Zusammensetzung in diesem Bereich der Überlagerung zu schaffen,

f) Unterdruckeinrichtungen (32, 42; 8o, 82, 84) zum Anwenden von Unterdruck an der verbliebenen Oberfläche des Substrats bei der Stützung der Zusammensetzung während ihrer Führung längs der Durchlaufstrecke,

g) Erwärmungseinrichtungen (31, 4o; 76) zum Konditionieren des Kunststoffblattmaterials und zum Erwärmen desselben auf seinen thermoplastischen Bereich während der Aufbringung des Unterdrucks auf die verbliebene Oberfläche des Substrats,

h) eine Einrichtung zum Steuern der Erwärmung des Kunststof fblattmaterials (18) ,

i) eine Einrichtung (91, 92, 94) zum Steuern der Längsgeschwindigkeit der Wanderung bzw. Führung der Zusammensetzung über die Unterdruckglieder und durch - 29 -

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j) eine Einrichtung (12ο, 121, 122) zum Steuern der Unterdruckeinrichtungen, um das erwärmte Kunststoffblattmaterial in Zwischenräume des Substrats zu ziehen, wobei die durch die Unterdruckeinrichtungen induzierte Gasströmung gesteuert wird, um das Kunststoffblattmaterial innerhalb der Zwischenräume aufzubrechen und eine Porosität in der Zusammensetzung zu schaffen, und zwar in dem Bereich der überlagerung des Kunststoffblattmaterial
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckeinrichtungen (32, 42) ausgedehnte Oberflächenbereiche bilden, die auf die verbliebene Oberfläche des Substrats zuweisen und diese stützen, während durch eine Öffnungs anordnung (58, 62, 64) in dem ausgedehnten Oberflächenbereich Unterdruck ausgeübt wird, und daß die Öffnungsanordnungen weit gehend alle Zwischenräume des Substrats über dessen volle Breite während der Führung über die Unterdruckeinrichtungen dem Unterdruck aussetzen.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungseinrichtung eine Strahlungsenergie-Erwärmungseinrichtung aufweist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungseinrichtung eine Mikrowellenenergieeinrichtung mit einer weiteren Einrichtung zur Freguenzwahl für eine bevorzugte Erwärmung des Kunststoffblattmaterials darstellt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (21, 23) zum gleichförmigen Verteilen eines Klebstoffs (22) zwischen dem Kunststoffblattmaterial und dem Substrat, bevor diese Teile in Berührungskontakt gebracht werden.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Trocknen bzw. Härten des Klebmittels, die längs der Durchlaufstrecke hinter der Stufe zur Erzeugung der Porosität in der Zusammensetzung angeordnet ist.

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25. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (Io4) zum Messen der Porosität der Zusammensetzung bzw. des Verbundes nach dem Unterdruck-Ziehvorgang, wobei die Zusammensetzung längs der Durchlaufstrecke wandert, und durch eine Einrichtung (llo) zum Steuern der Porosität der Zusammensetzung entsprechend dem Ergebnis der Einrichtung zur Messung der Porosität.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Steuern der Porosität eine Einrichtung zum wahlweisen Steuern der Erwärmung des Kunststoffblattmaterials, der Durchlauf- oder Streckengeschwindigkeit und des angewendeten Unterdrucks entsprechend dem Ergebnis der Einrichtung zur Messung der Porosität enthält.
27. Gewebeartiges, zusammengesetztes bzw. Verbundmaterial als Herstellungsprodukt durchgehender Länge und gesteuerter Porosität, gemäß einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet durch ein perforiertes, durch gehendes Gewebesubstrat (lo) mit Teilen zur Begrenzung entgegengesetzter Oberflächen und Schnitt- bzw. Knotenpunkten derartiger Teile zur Begrenzung von sich zwischen entgegengesetzten Oberflächen des Substrats erstreckenden Zwischenräumen und durch eine verfestigte Kunststoffilmbeschichtung, die längs Teilen des Substrats zur Begrenzung einer Oberfläche des Substrats durchgehend verläuft, wobei der verfestigte Kunststoff ilm Teile des Substrats, die ausgewählte Zwischenräume zwischen entgegengesetzten Oberflächen des Substrats begrenzen, beschichtet bzw. bedeckt und sich durch die ausgewählten Zwischenräume auf die verbliebene Oberfläche des Substrats erstreckt und um Teile des Substrats auf der verbliebenen Oberfläche unter mechanischer Verblockung des Substrats und des verfestigten Kunststoffilms zu einer zusammenhängenden Zusammensetzung bzw. zu einem Verbund herumgelegt ist.
28. Verbundmaterial nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der verfestigte Kunststoff!Im aus der Gruppe bestehend aus

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Polyurethan, Polyäthylen, Polypropylen, PVC, Mischungen aus PVC und ABS, Mischungen aus PVC und Gummi, und Polystyren ausgewählt ist.
29. Verbundmaterial nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der verfestigte Kunststoff!Im Polyurethan mit einer Dicke im Bereich von einem Mil bis etwa fünf Mil längs der durchgehend beschichteten Teile zur Begrenzung einer Oberfläche darstellt.
30. Verbundmaterial nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der verfestigte Kunststoff!Im undurchsichtig oder trübe ist.
31. Verbundmaterial nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der verfestigte Kunststoff!Im transparent ist.
32. Verbundmaterial nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein Textil oder Gewebe aus sich schneidenden Fasern zur Begrenzung der Zwischenräume oder Maschen darstellt.
33. Verbundmaterial nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus der Gruppe bestehend aus Pflanzenfasern, Proteinfasern, Mineralfasern und synthetischen Fasern ausgewählt sind.
34. Verbundmaterial nach Anspruch 27, ferner gekennzeichnet durch ein Bindungsklebmittel zwischen dem Substrat und dem verfestig ten KunststoffiIm.
35. Verbundmaterial bzw. flexibles, perforiertes, zusammengesetztes Tuch, das zumindest längs einer Oberfläche widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit und Verschleiß ist, gekennzeichnet durch ein Textilsubstrat mit sich schneidenden Fasern zur Begrenzung von sich zwischen entgegengesetzten äußeren und inneren Oberflächen des Textilsubstrats erstreckenden Zwischenräumen und durch eine dünne flexible Beschichtung aus einem Thermoplast, das in verfestigter Form auf die Außenoberfläche des Textilsubstrats zur Bildung eines durchgehenden, gleichförmig

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dicken, verbundenen Films längs der Fasern auf der Oberfläche des Textilsubstrats aufgebracht ist, wobei die thermoplastische Beschichtung an ausgewählten und über das Textilsubstrat Verteilten Zwischenräumen unterbrochen ist und sich in die Zwischenräume zu der inneren Oberfläche des Substrats erstreckt, und zwar unter Umschlingung von Fasern an der inneren Oberfläche, um das Substrat und die thermoplastische Beschichtung zu einer zusammenhängenden Zusammensetzung bzw. zu einem Verbund zu verblocken.
36. Verbundmaterial oder zusammengesetztes Tuch nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus der Gruppe bestehend aus Pflanzenfasern, Mineralfasern, Proteinfasern und synthetischen Fasern ausgewählt sind.
37. Verbundmaterial oder zusammengesetztes Tuch nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Beschichtung aus verfestigten Filmen bestehend aus Polyurethan, Polyäthylen Polypropylen, PVC, Mischungen aus PVC und ABS, Mischungen aus PVC und Gummi, und Polystyren ausgewählt ist, wobei die Filme eine gleichförmige Dicke im Bereich von etwa einem Mil bis etwa zehn Mil aufweisen.

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