DE2512772A1 - Verfahren zur herstellung von polymerbahnen mit faseriger oberflaeche - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Polymerbahnen mit faseriger Oberfläche Es wurden bereits Verfahren zur Herstellung von flächigen Erzeugnissen mit faseriger Oberfläche vorgeschlagen, wobei die flächigen Erzeugnisse aus einer Trägerfolie bestehen, die mit einem thermoplastischen Faserflor behaftet sind. Bei diesen Verfahren wird der thermoplastische Faserflor aus einer Polymerfolie gebildet, die mittels des Trägers an eine beheizte Walze angepreßt wird, bis sie unter Ankleben an der Walze und am Träger angeschmolzen ist und dann wird der Träger unter gleichzeitiger Kühlung von der Walze wieder abgezogen. Bei diesem Abziehvorgang werden aus der Polymerschicht eine Vielzahl von gleichartigen Fasern gebildet, die an dem Träger haften und eine velours-, plüsch- oder fellartige Oberfläche ergeben. Ähnliche Oberflächen werden üblicherweise ohne Anwendung obengenannten Verfahrens durch Tuften, Scheren, Weben oder durch eine elektrische Beflockung erzielt.
• Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß eine gesonderte Trägerbahn aus Textilgewebe, Papier oder Vliesen benötigt wird, an denen die Faserflore haften oder verankert werden. Für bestimmte Anwendungsfälle werden jedoch Kunststoffbahnen oder Folien mit faseriger Oberfläche verlangt, die keine Trägerbahn enthalten, die also insgesamt aus polymerem Material bestehen. Dabei ist erwünscht, daß diese Bahnen einen Faserflor aufweisen, wobei die Fasern die positiven Eigenschaften mehrerer Polymerer in sich vereinigen sollten oder daß die Fasern aus einem anderen Polymer bestehen, als die tragende Polymerfolie.
• Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Polymerbahnen mit faseriger Oberfläche.
• Die einzelnen Fasern des Faserflors können ggf. aus Mischungen verschiedener Polymerer bestehen, die bisher auf Kalandern oder in Extrudern nur schwer oder nicht miteinander vermischt bzw. legiert werden konnten.
• Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Polymerfolie mit einer Dicke von mindestens 50dz, vorzugsweise von 150 t2, an eine beheizte Ziehfläche angelegt, an der die Folie unter Anhaften ihrer Oberfläche bis auf einen Folienrestfilm - z.B. bis auf die Hälfte der Foliendicke - geschmolzen wird und dann unter gleichzeitiger Kühlung der entstehenden Fasern von der Ziehfläche abgezogen wird, wobei sich der geschmolzene Teil der Folie unter Bildung eines Faserflors von der beheizten Ziehfläche ablöst. Der nicht aufgeschmolzene Teil der Folie bildet also den Träger für den gebildeten Faserflor, der besonders fest an seiner Unterlage haftet.
• Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei der mehrere selbständige Folien verschiedener Polymerer mit z.B. unterschiedlichen Schmelzindices und/oder Schmelzviskositäten mit einer Gesamtdicke von mindestens 50 X, vorzugsweise 100 lyir , auf die beheizte Ziehfläche gebracht werden. Hierbei werden die Folien möglichst so auf die Ziehfläche gelegt, daß die Folie mit dem höheren Schmelzindex und/oder der niedrigeren Schmelzviskosität auf der beheizten Ziehfläche zu liegen kommt. Beim Anschmelzen der Folien und dem anschließenden Abziehen des nicht geschmolzenen Folienrestes erfolgt eine innige Vermischung der verschienen Polymeren unter Bildung homogener Mischfaser Die innige Vermischung der versrhiednen Polymeren beim Anschmelzen der Folien wird infolge der Scherkräfte, die zwischen dem nicht auf geschmolzenen Folienrest und der beheizten Ziehfläche entstehen, noch unterstützt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch dahingehend abgewandelt werden, daß zwei oder mehrere Folien aus unterschiedlichen Polymeren nacheinander auf die Ziehfläche aufgelegt werden.
• Bei einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß eine aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Polymerschichten bestehende Verbundfolie auf die beheizte Ziehfläche aufgezogen, angeschmolzen und unter Bildung des an dem Folien rest haftenden homogenen Faserflors oder Mischfaserflors von der beheizten Ziehfläche wieder abgezogen wird.
• Die Anwendung einer Verbundfolie, bei der die einzelnen Schichten bereits vor ihrem Aufbringen auf die Ziehfläche aneinander haften, ermöglicht in besonders einfacher Weise die Herstellung von Polymerbahnen mit faseriger Oberfläche, wobei die Fasern nur aus den oberhalb der die Trägerfolie bildenden Polymerschicht liegenden Polymerschichten gebildet sind.
• In das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Polymerbahnen mit faseriger Oberfläche können auch Polymerfolien eingesetzt werden, die vor dem Anlegen auf die beheizte Ziehfläche mit einer Schicht von Granulaten, Pulver oder Puder eines oder mehrerer anderer Polymeren beschichtet worden sind.
• Ein wesentliches Merkmal der Erfindung stellt die Tatsache dar, daß die in der Faserbildung entstehenden Fasern zur Fixierung, Stabilisierung und Erstarrung gekühlt werden. Die in ihrer Intensität einstellbare Kühlung - vorzugsweise Luft - soll von außen in den Abziehwinkel zwischen Restfolie und Ziehfläche wirken.
• Es hat sich als günstig erwiesen, daß zusätzlich eine Kühlung des nicht angeschmolzenen Restes der Folie auf ihrer der Ziehfläche abgewandten Seite vorgenommen wird, damit z.B. ein Durchschmelzen verhindert wird.
• Die Kühlung kann sowohl entlang des gesamten Anlegebereiches der Folien, al auch nur in einzelnen Teilbereichen erfolgen.
• Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich alle schmelzbaren thermoplastischen Folien und/oder Verbundfolien# sowie deren Mischungen, Verschnitte und Legierungen. In das erfindungsgemäße Bsfffahen können z.B. folgende Polymere und -verbindungen eingesetzt werden: Polyäthylen, polyamid, methyl metacrylat, Polyoximethylen, gesättigte Polyester, Polypropylen, Polyvinylacetat, Zelluloseacetobutyrat, (Chloroprenkautschuk, Polyvinylchlorid hart, Polyvinylciorid weich, Vinylchloridvinylacetat un/oder Polyäthylenterpolymer. Auch Pfropfungen, z.B. Polyamid niet auf#e#£ropftem Polyäthylen; Polyamid 6.6 gepfropft mit Polymethylmetacrylat können dem Verfahren unterworfen werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Schemata beschrieben.
• Es zeigen: Fig. 1 eine vergrößerte Darstellung des Faserziehvorganges unter Verwendung einer einzigen Folie; Fig. 2 den Faserziehvorgang bei zwei Folie bzw. einer aus zwei Polymerschichten bestehenden Verbundfolie und Fig. 3 den Faserziehvorgang bei Verwendung von drei Polymerschichten.
• Gem. Fig. 1 wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise auf einer als Ziehfläche 10 dienenden, beheizten Trommel derart durchgeführt, daß eine aus einem Polymer bestehende Folie ll an deren Oberfläche angelegt und in Richtung des Pfeiles 12 mit ihr mitbewegt wird. Die Folie 11 durchläuft darauf zuerst einen Anschmelzbereich 13, in dem sie - wie durch die Pfeile 14 und die gestrichelte Linie 15 angedeutet - angeschmolzen wird. Das Polymer geht in diese Bereich schichtweise in den geschmolzenen Zustand über. Die Ziehfläche 10 ist über den Schmelæpunkt des Polymers hinaus auf geheizt. Die Folienresldicke 16 wird nicht angeschmolzen.
• An den Anschmelzbereich 13 schließt sich die eigentliche Faserbildungszone 17 ar, zu deren Beginn die Folie lt bzw. die Folienrestdicke 16 fester Konsistenz über ein gleichzeitig als Kühlung dienendes Ablenkorgan 29 von der Ziehfläche weggezogen wird. Im ganzen Anlegebereich der Folie ist eine Rückseitenkühlung 40 angeordnet, die verhindert, daß die Folie durchschmilzt und reißt . Durch das Wegziehen der Folienrestdicke 16 entstehen aus dem geschmolzenen Polymer Fasern 18, die infolge des Temperaturgefälles von der Ziehfläche 10 weg abreißen. Dabei bildet sich auf der Ziehfläche 10 ein aus den einzelnen Faserendabreißpunkten bestehender Restfilm 19. Das Ablenkorgan 17 ist so ausgebildet, daß es zweckmäßigerweise gleichzeitig für die Kühlung des Restfilms sorgt.
• Zusätzlich dazu wirkt ein Kühlorgan in Richtung des Pfeiles 29 direkt in den Ziehwinkel zwischen der Folie und der Ziehfläche. Durch die Kühlung 29 werden die entstandenen Fasern 18 s#abilisiert, so daß auf der Folienrestdicke 16 ein kontinuierlicher Faserbelag entsteht, dessen einzelne Fasern 1S fest und dauerhaft mit dem Folienrest verbunden sind. Die Länge und Beschaffenheit der Fasern 18 kann durch die Intensität der Kühlung, durch den Ablenkwinkel, durch die AD-ziehgeschwindigkeit von der Ziehfläche und durch die Temperatur der Ziehfläche beliebig gesteuert werden. Dazu trägt auch die applizierte Kthl.mittelmenge und deren Wirkdruck bei. Ähnlich verhält es sich mit der Tiefe, bis zu der das Polymer im Anschmelzbereich 13 angeschmolzen wird. Um zu vermeiden, daß die Folie 11 zur Gänze durchgeschmolzen wird, hat es sich in der Praxis als zweckma#P#ig erwiesen, die Anlegestrecke in der Anschmelzzone untere schiedlich zu wählen.
• In Fig. 2 werden auf die Ziehfläche 10 zwei Folien 20 und 21, die beispielsweise aus verschiedenen Polymeren oder auch aus Polymeren mit verschiedenen Schmelzindices oder Schmelzviskositäten bestehen, aufgebracht.
• In der Anschmelzzone 23 wird - wie durch die gestrichelte Linie 25, die die Anschmelztiefe verdeutlicht - die Folienschicht 20 zur Gänze durchgeschmolzen und von der Schicht 21 noch ein bis auf die Folienrestdicke 26 verbleibender Folienanteil. Die geschmolzenen Polymeranteile werden z.B. durch die auf sie beim Abziehen einwirkenden Scherkräfte 22 intensiv miteinander vermischt. In der Faserbildungszone 27 wird dadurch guter Verbund der beiden Folienpolymere erreicht und/oder Mischfasern 28 gebildet, je nachdem, wieviel von der untersten Folie auf geschmolzen worden ist und sich mit der Schmelze der oberen Folie vermischt hat.
• Gem. Fig. 3 werden auf die Ziehfläche 10 drei Polymerfolen 30, 31, 32 bzw. eine Verbundfolie aus drei verschiedenen Schichten aufgebracht, von denen die Schichten 31 und 30 voll in die Schmelzphase übergeführt werden, während von der dritten Schicht 32 nur ein Teil bis zur Folienrestdicke 36 angeschmolzen wird.
• In der Faserbildungszone 37- werden Mischfasern 38 gezogen, die aus einer Polymermischüng der zwei Schichten 30, 31 bestehen. Durch Einstellung der Anschmelztiefe (gestrichelte Linie 35) läßt sich erreichen, daß von der dritten Polymerschicht 32 nichts oder nur ein geringer Oberflächenbereich für einen guten Verbund in die Schmelzephase übergeht. Denkbar wäre hierbei, daß die Schicht 32 spezielle physikalische Eigenschaften oder Klebe- oder Verbindungseigenschaften aufweist, die insbes. der Verwendbarkeit des entstehenden Produktes für spezielle Anwendungsfälle entgegenkäme. Durch den Pfeil 39 wird auch hier eine Kühlvorrichtung angedeutet, die bei der Herstellung des Faserflors notwendig ist, um die sofortige Stabilisierung der gebildeten Fasern zu unterstützen. Die Schmelzwalze 10 kann durch andere übliche Schmelzvorrichtungen, wie beheizbare Bandanlagen ersetzt werden.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können thermoplastische Bahnen, Folien und Platten mit faseriger Oberfläche hergestellt werden, was bisher nicht möglich ist. Nach bekannten in Extrudern oder Breitschlitzdüsen durchgeführten Verfahren können solche Mischungen nur schwer oder nicht hergestellt werden.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich insbes.
• zur Herstellung eines neuen Artikels, der nach keiner bisher beRannten Weise herstellbar war. Polymere, Bahnen, Folien oder Platten haben immer eine glatte, höchstens durch Kalander veränderte Oberfläche. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Folien, Platten, Bahnen mit einer velours-, plüsch- oder Nellartigen Oberfläche aus ein und demselben Mater in einem Arbeitsgang rationnell erzeugt werden,ohne daß es jedweder Drittstoffe oder mehrerer Areitsgänge bedarf.
• Ein solches neues Material eröffnet dem bisherigen Folien, Platten und Bahnenmaterial völlig neue Absatzgebiete,für die das Material scher nicht in Frage kam; z.B. für dekorative Gebiete, Täschnerware, Boden Wand- oder Deckenbeläge,für Verpackungen, Oberbekleidung, Automobil-, Fahrzeug-, Caravan- und Bootsindustrie, Schuhe, Spieltiere usw. Durch nachgeschaltete Arbeitsgänge wie z.B. Prägen, Scheren, Kräuseln, Bedrucken lassen sich weitere zahlteiche Variationen einstellen.
• Das rationelle Herstellungsverfahren durch einen Arbeitsgang und ohne Drittstoffe erlaubt die für den Verkauf wichtige günstige Preisgestaltung, die für einen großen Mengenabsatz wichtig ist. Eine weitere, wichtige Variante ist die Unabhängigkeit vom Fasermarkt, da man die Fasern selbst erzeugt und deren Qualität und Gestaltung selbst bestimmen kann.

Claims (10)

1. SCHUTZANSPRÜCHE

   Verfahren zur Herstellung von thermoplastischcn Bahnen mit faseriger Oberfläche, wobei die Fasern durch Abziehen eines nicht geschmolzenen Polymerrestfilms, der mit einem Film geschmolzenen Polymeranteils bedeckt ist, von einer beheizten Ziehfläche unter gleichzeitiger Kühlung der entstehenden Fasern gebildet werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß man thermoplastische Polymerverbindungen in einer Dicke von mindestens 50 t vorzugsweise 150!2 auf eine über den Schmelzpunkt der eingesetzten Polymerverbindungen aufgeheizte Ziehfläche einer Walze oder Bandanlage aufbringt, zum Teil anschmilzt und den nicht geschmolzenen Polymerrestfilm bei gleichzeitiger Kühlung der sich beim Abziehen bildenden Fasern von der beheizten Ziehfläche wieder abzieht, wobei die sich ausbildenden Fasern fest mit der nicht angeschmolzenen Restfolie verbunden sind.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß man zwei oder mehrere selbständige Folien mit unterschiedlichen Schmelzindices und/oder Schmelzviskositäten und/oder verschiedener physikalischer Eigenschaften gleichzeitig oder nacheinander auf die beheizte Ziehfläche aufbringt, wobei die Folien mit dem höheren Schmelzindex und/oder der niedrigeren Schmelzviskosität an der beheizten Ziehfläche liegen, diese bis zur der Ziehfläche abgewandten untersten Folie bzw. unter Anschmelzen eines Teiles der untersten Folie anschmilzt und dann die nicht geschmolzene Restfolie von der Ziehfläche abzieht, wobei sich Fasern der eingesetzten schmelzenden Polymeren bilden, die fest mit der nicht geschmolzenen Polymerrestfolie verbunden sind.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß man zwei oder mehrere selbständige Folien mit unterschiedlichen Schmelzindices und/oder Schmelzviskositäten und/oder verschiedener physikalischer Eigenschaften gleichzeitig oder nacheinander auf die beheizte Ziehfläche aufbringt, wobei die Folien mit dem höheren Schmelzindex und/oder der niedrigeren Schrnelzviskosität an der beheizten Ziehfläche liegen, diese bis zur der Ziehfläche abgewandten untersten Folie bzw. unter Anschmelzen eines Teils der untersten Folie anschmilzt und dann die nicht geschmolzene Restfolie von der Ziehfläche abzieht, wobei sich infolge der durch die. auftretenden Scherkräfte eintretenden Mischung der Schmelze Mischfasern aus den eingesetzten Polymeren bilden, die fest mit der nicht geschmolzenen Polymerrestfolie verbunden sind.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß man eine aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Polymerschichten bestehende Verbundfolie auf die beheizte Ziehfläche aufzieht anschmilzt und den nicht angeschmolzenen Restfilm unter Faserbildung des angeschmolzenen Teils der Polymeren von der Ziehfläche wieder abzieht.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß man eine Polymerfolie, die mit Granulaten, Pulver, Puder oder Paste eines oder mehrerer anderer Polymeren beschichtet ist, auf die beheizte Ziehfläche legt.
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zwei verschiedenen Polymerfolien auf die beheizte Ziehfläche aufzieht, wobei die an der Ziehfläche anliegende Folie mit bildförmigen Ausschnitten bzw. Rastern versehen ist, diese Folien anschmilzt und dann die nicht geschmolzene Restfolie unter Kühlung von der beheizten Ziehfläche abzieht, wobei sich ein bildförmig strukturierter Faserbelag bildet, unterschiedlich in Farbe und/oder Faserausbildung, der fest an der abgezogenen Restfolie haftet.
7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß man verschiedenfarbige Polymere einsetzt.
8. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß man die Rückseite der Folienschicht zwischen der Anlegezone und der Faserbildungszone einer Kühlung aussetzt, die von außen in Richtung auf die Ziehfläche gerichtet ist.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein direkt in den Ziehwinkel zwischen Ziehfläche und Folie gerichtetes Kühlorgan (39) eingesetzt wird, das die sich bildenden Fasern fixiert und gestaltet.
10. 10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß man folgende Polymere einsetzt: Polyäthylen, Polyamid, Polymethylmetacrylat, Polyoximethylen, gesättigte Polyester, Polypropylen, Polyvinylacetat, Zelluloseacetat, Chloroprenkautschuk, Polyvinylchlorid hart, Polyvinylchlorid weich, Vinylchlorid- vinylacetat und/oder Polyäthylenterpolymere, auch als Mischungen, Legierungen oder Pfropfpolymere.

    L e e r s e i t e