DE2532039A1 - Verstaerktes verbundflachmaterial sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung - Google Patents

Verstaerktes verbundflachmaterial sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung

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DE2532039A1 DE19752532039 DE2532039A DE2532039A1 DE 2532039 A1 DE2532039 A1 DE 2532039A1 DE 19752532039 DE19752532039 DE 19752532039 DE 2532039 A DE2532039 A DE 2532039A DE 2532039 A1 DE2532039 A1 DE 2532039A1
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Description

MÜLLER-BOItE · GROEXIXG · ^ECI-EI, · SCHÖN · HERTEL
P A Γ E J T Λ Ν "W Ä.iT K
S 2779/Hl
DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE H. W. GROENING. DIPL.-ING. DR. P. DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. A. SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTtL. DIPL.-PHYS.
SANYO-KOKUSAKU PULP CO., LTD. Tokyo, Japan
Verstärktes Verbundflachmaterial sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein verstärktes Verbundflachmaterial sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung.
Unter der Bezeichnung "verstärktes Papier" ist bereits ein Flachmaterial bekannt, welches aus einem Packpapier und einer gewebten Bahn von thermoplastischen flachen Garnen zusammengesetzt ist, die miteinander verklebt sind. Dieses Flachmaterial wird in weitem Rahmen für Säcke als Ersatz für aus mehreren Packpapierlagen bestehenden Säcken wegen seiner hervorragenden Festigkeit und wegen seines Widerstandes gegenüber dem Eindringen von Feuchtigkeit verwendet.
Da jedoch die Herstellung eines solchen Materials einen Webvorgang erforderlich macht r der im allgemeinen einen sehr niedrigen Prozeßwirkungsgrad hat, wird durch diesen, sich aus
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8MfNCIIKN HO · SIKHKHTSTIt. 4 ■ IOSTrAfH S0O72C · ΚΛΙΙΚΙ.: SIL'KIllH'AT - TKI.. (OHU) 47 10 70 · TKLKX «-!»(I.VJ ATTFIlXUSKIi HANK M ("XCIIKN UlI.Z 7IUClO i;CO>, KTO. JSÜfi/fi*a - POSTSCHECKAMT UUXCIIKX, KTO. Or,l9S-hOC
dem niedrigen Produktionswirkungsgrad ergebenden Nachteil der Vorteil wertlos, den man durch den relativ hohen Produktionswirkungsgrad beim Klebevorgang erhält, so daß insgesamt die Herstellungskosten sehr hoch werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein verstärktes Verbundflachmaterial der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung ohne kostensteigernde Faktoren zu schaffen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das zusammengesetzte Flachmaterial aus einer Basisbahn, einer Vielzahl von gereckten thermoplastischen Harzstreifen, einer aus einem gereckten thermoplastischen Harz hergestellten Oberflächenfolie und aus einer Bindeschicht bzw. Klebeschicht besteht. Die Oberflächenfolie wird an der Basisbahn mit der Klebeschicht verankert. Die flachen Streifen sind zv/ischen der Oberflächenfolie und der Basisbahn mit festgelegten Abständen zueinander angeordnet. Die Struktur des Verbundflach_ materials ist so ausgelegt, daß die Richtung des Reckens bzw. Ziehens, welches in seitlicher Richtung der Oberflächenfolie ausgeführt ist, sich mit der Richtung des Reckens bzw. Ziehens schneidet, die In Längsrichtung der flachen Streifen ausgeführt ist.
Bei der Herstellung des Flachmaterials wird die Oberflächenfolie kontinuierlich einer Kühlwalze zugeführt. Auf dem Suführungsweg zu dieser Walze werden die flachen Streifen durch einen Beschickungsmechanismus auf der Oberfläche der Gberflächenfolie in vorher festgelegten Abständen so abgelegt, daß die Reckachse der Oberflächenfolie sich mit den Reckachsen der flachen Streifen schneidet. Gleichzeitig damit wird die Basisbahn kontinuierlich zu einer Preßwalze geführt, die der Kühlwalze gegenüberliegt. Beim Zuführen wird auf die Oberfläche der Basisbahn ein Bindemittel bzw. ein
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klebendes Material aufgebracht. Schließlich werden die vier Komponenten, d. h. die Oberflächenfolie, die flachen Streifen, die Basisbahn und das Klebemittel in dem Spalt zwischen den beiden Walzen zusammengepreßt.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein verstärktes # Vein Gev/ebe bildendes Verbundflachmaterial, welches sich jedoch wie ein Gewebe anfühlt und bei welchem in Kette- und Schußrichtung die mechanischen Festigkeiten im Gleichgewicht sind. Dieses Verbundflachmaterial wird aus einer gereckten Oberflächenfolie aus thermoplastischem Harz und einer Anzahl von gereckten flachen Streifen aus thermoplastische- Harz hergestellt, welche beide an einer Basisbahn über eine Klebeschicht derart verankert sind, daß die flachen Streifen sandwichartig zwischen der Oberflächenfolie und der Basisbahn liegen. Die Richtung der auf die flachen Streifen ausgeübten Reckung schneidet sich vorzugsweise rechtwinklig mit der der Oberflächenfolie.
Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt perspektivisch ein Verbundflachmaterial. Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie C-C1 von Fig. 1.
Fig. 3 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine Vorrichtung zur Herstellung des Verbundflachmaterials.
Bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform eines verstärkten bzw. sehr festen Verbundflachmaterials 1 besteht dieses aus einer Basisbahn 2, einer Vielzahl von flachen Streifen 3, die an der Basisbahn 2 mittels einer dazwischenliegenden Klebeschicht 4 haften und sich in Längsrichtung des Verbundmaterials 1 erstrecken, sowie aus einer
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Oberflächenfolie 6, die als Schicht auf die Oberseite der Klebeschicht 4 und der flachen Streifen 3 aufgebracht wird.
Die Basisbahn 2 besteht aus einem Material wie Papier, Gewebe bzw. Tuch oder Metallfolie. Die ZwiSchenklebeschicht 4 besteht aus einem Material wie geschmolzenen Polyäthylenen niedriger Dichte, geschmozenen Polypropylenen, Heißschmelzenbindemitteln oder druckempfindlichen Bindemitteln.
Die flachen Streifen 3 sind in die Zwischenklebeschicht 4 so eingebettet, daß ihre oberen Flächen mit denen der Abschnitte der Klebeschicht 4 zwischen benachbarten flachen Streifen 3 bündig sind. Die flachen Streifen 3 sind im wesentlichen parallel zueinander und in vorgegebenen, vorzugsweise gleichen Abständen angeordnet.
Die flachen Streifen 3 und die Oberflächenfolie 6 sind beide aus thermoplastischen Harzen hergestellt, beispielsweise aus kristallinen Polypropylenen, Polyäthylenen hoher Dichte oder Polyäthylenterephthalaten.
Eine Kombination der flachen Streifen 3 mit der Oberflächenfolie 6 in der Struktur des verstärkten Verbundflachmaterials 1 erfolgt so, daß die Richtung des Reckens, die in Längsrichtung der flachen Streifen 3 ausgeführt ist, sich im wesentlichen rechtwinklig mit der Richtung des Reckens, das in Seitenrichtung der Oberflächenfolie 6 ausgeübt 1st, kreuzt. Das heißt mit anderen Worten, daß die Reck- bzw. Sugachsen der flachen Streifen 3 sich im wesentlichen rechtwinklig mit der Reck- bzw. Zugachse der Oberflächenfolie 6 kreuzen. Wenn beispielsweise bei dem Aufbau des dargestellten verstärkten Verbundflachmaterials die Reckachse der Oberflächenfoiie € in Richtung des Pfeils A
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verläuft, sollten die Reckachsen der flachen Streifen 3 in Richtung des Pfeiles B verlaufen. Wenn im Gegensatz dazu die Reckachse der Oberflächenfolie 6 in Richtung des Pfeiles B verlaufen würde, müßten die Reckachsen der flachen Streifen 3 in Richtung des Pfeiles A verlaufen.
Die Unterseite der Oberflächenfolie 6 steht in einem engen Flächenkontakt mit den Oberseiten der flachen Streifen 3. Sie sind jedoch nicht miteinander verklebt. Die flachen Streifen 3 sind an der Basisbahn 2 mittels der Klebeschicht 4 befestigt. Die Oberflächenfolie 6 ist an dem Basisstreifen 2 unabhängig von den Streifen 3 befestigt.
Unterhalb der Oberflächenfolie 6 liegt das Prozentverhältnis der Gesamtfläche der flachen Streifen 3 bezogen auf die gesamte Abstandsfläche der flachen Streifen 3 vorzugsweise in einem Bereich zwischen 3o und 7o. Wenn das Prozentverhältnis den oberen Grezzwert überschreitet, erhält man eine zu geringe Verankerung der Oberflächenfolie 6 an der Basisbahn Wenn das Prozentverhältnis unter den unteren Grenzwert geht, führt es zu einer schlecht ausgeglichenen Wirkung, die durch das vorstehend beschriebene Schneiden der Reckachsen verursacht wird, sowie dazu, daß sich das erhaltene verstärkte Verbundflachmaterial weniger als Textilmaterial anfühlt.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung zum Herstellen des verstärkten Verbundflachmaterials des vorstehend beschriebenen Aufbaus wird die Basisbahn 2 einer Druckv/alze 7 von einem nicht gezeigten Vorrat aus zugeführt. Gleichzeitig wird die Oberflächenfolie 6 zu einer Kühlwalze 6 von einem nicht gezeigten Vorrat zugeführt. In einer Stellung, in welcher die Oberflächenfolie 6 auf der Kühlwalze 8 die Basisbahn 2 auf der Druckw^ze 7 trifft, ist oberhalb ein
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Strangpreßwerkzeug bzw. eine Strangpreßdüse 9 vorgesehen, aus der das Bindemittel auf die Oberflächenfolie 6 und die Basisbahn 2 aufgebracht wird.
An einer Stelle an der Seite der Kühlwalze 8, die stromauf von der Stelle des Zusammentreffens der Oberflächenfolie 6 mit der Basisbahn 2 liegt, ist ein Zuführungsmechanismus 11 für die flachen Streifen 3 über der Laufbahn der Oberflächenfolie 6 vorgesehen. Wie bereits erwähnt, müssen die flachen Streifen 3 auf der Basisbahn 2 in vorgeschriebenen Abständen angeordnet werden. Um dies zu erreichen, hat der Beschickungsmechanismus 11 ein Paar von oberen und unteren Halteeinrichtungen 12a und 12b, welche die flachen Streifen 3 an ihren beiden Enden längs ihrer Laufrichtung halten. Die dem Beschickungsmechanismus 11 in vorgeschriebenen Abständen von einem stromauf gelegenen, nicht gezeigten Vorrat zugeführten flachen Streifen 3 werden zu der Oberflächenfolie 6 transportiert, während ihre gegebenen Abstände beibehalten werden, wenn die Halteeinrichtungen 12a und 12b umlaufen. An dem stromab gelegenen Ende des Beschickungsmechanismus 11 werden die flachen Streifen einzeln aus den Endspalten von den Halteeinrichtungen 12a und 12b abgegeben έηκϊ auf der Oberflächenfolie 6 in vorgeschriebenen Abständen angeordnet.
Auf diese Weise läuft die Oberflächenfolie € zu der Stelle des Zusammentreffens mit der Basisbahn 2, während die flachen Streifen 3 darauf in vorgeschriebenen Abständen befördert werden. Wenn die Stelle des Zusammentreffens erreicht ist, wird das Klebemittel den drei Elementen 2,3 und 6 zugeführt, die dann in den Spalt zwischen den beiden Walzen 7 und 8 eingeführt und darin unter Druck gesetzt werden.
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Während des weiteren Umlaufs um die Kühlwalze 8 in Kontakt damit wird das Bindemittel bzw. das Klebematerial durch die Kühlwalze 8 abgekühlt, bis sie sich verfestigt und die dazwischenliegende Bindemittelschicht 4 bildet, wie sie in Fig. 2 zu sehen ist.
Nach einer ausreichenden Verfestigung des Bindemittels wird das Verbundflachmaterial 1 von der Kühlwalze 8 geführt von einer Führungswalze 13 abgegeben.
Als Ersatz der Strangpreßdüse 9, wie sie bei der gezeigten Ausführungsform verwendet wird, kann ein Beschichtungskopf mit einem strömenden Vorhang oder ein Walzenbeschichter insbesondere für Heißschmelzenharzbindemittel oder druckempfindliche Bindemittel verwendet werden.
Erforderlichenfalls kann die Laufgeschwindigkeit des Beschickungsmechanismus 11 variabel gestaltet werden, so daß die Abstände zwischen benachbarten flachen Streifen 3 auf der Oberflächenfolie 6 frei geändert werden können.
Die flachen Streifen 3 können dem Beschickungsmechanismus 11 in Form einer ununterbrochenen langgestreckten Bahn zugeführt werden, welche querverlaufende unterbrochene Schnittlinien in Abständen hat, die gleich der Breite der flachen Streifen sind, d. h. der Abmessung der flachen Streifen 3 in Längsrichtung des Verbundflachmaterials 1 entsprechen. In diesem Fall kann der Beschickungsmechanismus 11 mit einer Einrichtung zum Abreißen der flachen Streifen längs der querverlaufenden unterbrochenen Schnittlinien von der ununterbrochenen länglichen Bahn versehen werden. Dieses Abreißen sollte in vorgeschriebenen Zeitintervallen erfolgen. Die abgerissenen flachen Streifen 3 werden gehalten und stromab zu der Oberflächenfolie 6 durch die Bahn der Halteeinrichtungen 12a und 12b, wie im vorhergehenden Fall, transportiert.
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Anhand des nachstehenden Beispiels wird die Erfindung näher erläutert.
Beispiel
Unter Verwendung einer Vorrichtung, die im wesentlichen der in Fig. 3 gezeigten entspricht, wird eine Polyäthylenfolie hoher Dichte mit einer Stärke von 16 p, die in seitlicher Richtung gereckt ist, als Oberflächenfolie 6 verwendet, während als flache Streifen 3 flache Garne aus Polyäthylen hoher Dichte mit einer Stärke von 1ooo Deniers und einer Breite von 3,5 mm verwendet werden, wobei das Strecken der flachen Garne in ihrer Längsrichtung vorgenommen ist. Die so behandelten flachen Streifen 3 werden jeder für sich auf der Oberflächenfolie 6 in Abständen von etwa 5 mm längs der Laufrichtung dieser Folie abgelegt. Als Basisbahn 2 wird ein Sackpackpapier mit einem Flächen-
gewicht von 7o p/m verwendet, wobei das Bindemittel Polyäthylen niedriger Dichte bei einer Temoaratur von 29o°C ist. Die Zuführung des Bindemittels erfolgt mittels eines Extrudiersystems. Die Stärke der Bindemittelschicht beträgt 3o u. Die Dichte bzw. das Flächengewicht des erhaltenen
Flachmaterials 1 beträgt 119,5 p/m .
Als Kontrolle wird ein herkömmliches Verbundflachmaterial verwendet, weiches aus einem einachsig gereckten gewobenen Stoff aus Polyäthylen hoher Dichte zusammengesetzt ist, welches mit einem Sackpackpapierstreifen von 7o p/m mittels Polyäthylen niedriger Dichte verklebt ist. In der nachstehenden Tabelle ist ein Vergleich der Ergebnisse der Funktionstests» die mit den Materialien ausgeführt wurden, dargestellt.
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TABELLE
Erfindungs- herkömmliches gemäßes Produkt Produkt
2
Flächengewicht p/m		 119,5 13o
Zugfestigkeit in Längs
richtung kp/5 cm		 39,2 33,4
Zugfestigkeit in
seitlicher Richtung
kp/5 cm		 38,8 26,7
Reißfestigkeit in
Längsrichtung kp
Reißfestigkeit in
seitlicher Richtung
kp		 2,37
1,38		 1,79
2,47
Die in der. Tabelle angegebenen Werte sind jeweils das Mittel aus fünf Versuchen.
Das bei der Prüfung verwendete Textilmaterial hat einen Aufbau, bei welchem die Kettfadendichte vier Enden pro 2,5 cm beträgt, jedes Garn eine Stärke von 95o Deniers hat, die Kettendichte bei 3,5 Schußfäden pro 2,5 cm liegt, jedes Garn eine Stärke von 95o Deniers hat und die Dichte
2 bzw. das Flächengewicht des Verbundflachmaterials 13o p/m beträgt.
Wie sich aus den vorstehenden Angaben ergibt, hat die Erfindung folgende Vorteile:
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1) Bei der Struktur des erhaltenen Verbundflachmaterials wird die Oberflächenfolie in einem engen Flächenkontakt zu den flachen Streifen gehalten, ist jedoch nicht daran durch Kleben befestigt. Wenn deshalb das Verbundflachmaterial infolge des Anlegens einer bestimmten äußeren Kraft gespannt wird, kann zwischen Oberflächenfolie und den flachen Streifen ein leichter Schlupf auftreten. Infolge dieser relativ lockeren Kombination der beiden Bauelemente hat das erhaltene Verbundflachmaterial verglichen mit den herkömmlichen Verbundflachmaterialien eine geringe Steifigkeit, während die starke Flexibilität die Textilgriffigkeit bzw. das Anfühlen wie ein Textil gibt.
2) Die Oberflächenfolie und die flachen Streifen sind in dem Aufbau des Verbundflachmaterials so angeordnet, daß die Richtungen der auf sie ausgeübten Reckung bzw. des auf sie ausgeübten Zugs einander schneiden. Dieses Schneiden der Reckachsen gewährleistet eine ausgeglichene Festigkeit des erhaltenen Produktes. Das heißt, daß das Produkt gut ausgeglichene Festigkelten in I^ngs- und Querrichtung hat«
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Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Verstärktes Verbundflachmaterial, gekennzeichnet durch eine Basisbahn (2), eine Vielzahl von gereckten flachen Streifen (3) aus thermoplastischem Harz, die in vorgeschriebenen Abständen an der Basisbahn (2) mittels einer Bindemittelschicht (4) befestigt sind, und durch eine gereckte Oberflächenfolie (6) aus einem thermoplastischen Harz, die an der Basisbahn (2) mittels der Bindemittelschicht (4) in engem und teilweisem Oberflächenkontakt mit den flachen Streifen (3) in einer solchen Anordnung befestigt ist, daß die Richtung der in Seitenrichtung der Oberflächenfolie (6) angelegten Reckung sich mit der Richtung der in Längsrichtung der flachen Streifen (3) erfolgten Reckung schneidet.
    Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Richtung der an die Oberflächenfolie (6) angelegten Reckung bzw. des daran angelegten Zugs im wesentlichen rechtwinklig zu der Richtung der an die flachen Streifen (3) angelegten Reckung bzw. des daran angelegten Zugs schneidet.
    Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der an die Oberflächenfolie (6) angelegten Reckung im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des verstärkten Verbundflachmaterials (1) verläuft.
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    4. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Streifen (3) voneinander in vorgeschriebenen Abständen in seitlicher Richtung des verstärkten Verbundflachmaterials (1) angeordnet sind.
    5. Material nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Streifen (3) im wesentlichen in
    gleichen Abständen voneinander angeordnet sind.
    6. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prozentverhältnis der Gesamtfläche der flachen Streifen (3) bezogen auf die gesamte Abstandsfläche der flachen Streifen (3) in einem Bereich zwischen 3o und 7o liegt.
    7. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisbahn (2) aus einem Material wie Papier, Gewebe oder Metallfolie besteht.
    8. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Streifen
    (3) aus einem Material wie kristallinen Polypropylenen, Polyäthylenen hoher Dichte oder Polyäthylenterephthalaten bestehen.
    9. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenfolie
    (6) aus einem Material wie kristallinen PoIypropylenen, Polyäthylenen hoher Dichte oder PoIyäthylenterephthalaten besteht.
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    1ο. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelschicht aus einem Material wie geschmolzenen Polyäthylenen niedriger Dichte, geschmolzenen Polypropylenen, Heißschmelzenbindemitteln oder druckempfindlichen Bindemitteln besteht.
    11. Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Verbundflachmaterials nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenfolie kontinuierlich zugeführt wird, daß die flachen Streifen auf der Oberflächenfolie in vorgeschriebenen Abständen kontinuierlich derart abgelegt werden, daß die Richtungen der Reckungen, die auf die Oberflächenfolie und auf die rflachen Streifen ausgeübt sind, einander schneiden, daß die Basisbahn gleichlaufend mit der Zufuhr der Oberflächenfolie kontinuierlich zugeführt wird, daß die Oberfläche der Basisbahn kontinuierlich mit Bindemittel beschichtet wird, daß die zugeführte Oberflächenfolie mit der zugeführten Basisbahn zusammengebracht wird, um ein einziges Verbundflachmaterial derart zu bilden, daß die flachen Streifen und die Bindemittelschicht zwischen diesen beiden Elementen liegen, daß Druck auf das Verbundflachmaterial in Stärkenrichtung ausgeübt wird und daß die Bindemittelschicht verfestigt wird.
    12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Einrichtungen (8) zum kontinuierlichen Zuführen der Oberflächenfolie (6) durch einen Beschickungsmechanismus (11), der über der Zuführungseinrichtung (8) für die Oberflächenfolie (6) zum Zuführen der flachen Streifen (3) auf die Oberflächenfolie (6) in vorgeschriebenen
    B09887/0935
    Abständen angeordnet ist, durch Einrichtungen (7) zum kontinuierlichen Zuführen der Basisbahn (2), durch Einrichtungen (9) zum überziehen der Basisbahn (2) mit der Bindemittelschicht (4) und durch Einrichtungen (7, 8) für das Zusammentreffen der Oberflächenfolie (6) mit der Basisbahn (2) unter Druck, wobei die flachen Streifen (3) und die Bindemittelschicht (4) sich zwischen diesen beiden Elementen befinden.
    509887/0935
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