DE2917943C3

DE2917943C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Kunststoff-Folien- und Gewebebahnen mit einer Klebstoffmasse

Info

Publication number: DE2917943C3
Application number: DE2917943A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Marks
Original assignee: Beiersdorf AG
Current assignee: MARKS, REINHARD, DIPL.-ING., 2000 HAMBURG, DE
Priority date: 1979-05-04
Filing date: 1979-05-04
Publication date: 1982-04-08
Also published as: DE2917943B2; DE2917943A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beschichten von Kunststoffolien- und Gewebebahnen mit einer Klebstoffmasse. Unter Beschichtung versteht man den Vorgang, daß eine (Klebstoff)-Masse auf eine laufende Bahn aufgerakelt und anschließend getrocknet wird. Ein solches Verfahren ist in der einschlägigen Technik ebenso wie die zugehörige Vorrichtung bekannt.

Es ist ein Verfahren zum Überziehen und Glätten von Geweben mit Hilfe von Kunststoff bekannt (US-PS 40 52 521), wobei bei diesem Verfahren der Kunststoff in zwei Beschichtungsgängen aufgetragen wird. Nach jedem Beschichtungsvorgang geliert oder polymerisiert der zunächst noch fließfähige Kunststoff unter Wärmeeinwirkung. Anschließend wird die beschichtete Bahn jeweils durch einen Kalander geschickt. Während sämtlicher Arbeitsvorgänge wird die Bahn in Längsoder Querrichtung unter Spannung gehalten. Der Zweck des bekannten Verfahrens besteht darin, daß auf diese Art und Weise Knoten des Gewebes und abstehende Fäden im Kunststoff eingebettet werden, so daß insgesamt eine glatte und ebene Ware erzeugt wird, die z. B. für Lastkraftwagen-Planen geeignet ist. Aus der Beschreibung des bekannten Verfahrens kann man keine Beziehung zur Beschichtung von Gewebebahnen mit einer hochviskosen lösungsmittelhaltigen Klebstoffmasse ableiten.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nur bei lösungsmittelhaltigen Massen zur Beseitigung von Grenzflächenblasen möglich. Der Grund ist folgender:

Bei Wärmezufuhr verdampft an den Phasengrenzflächen (zwischen Beschichtungsmasse und Luft) Lösungsmittel. Dieser Vorgang vergrößert die zunächst sehr kleinen Grenzflächenbläschen bis sie schließlich platzen.

Weiterhin ist es im Zusammenhang mit einem zweistufigen Beschichtungsverfahren bekannt (Artikel »Coating« 3/73, S. 54 bis 68) einen angetriebenen Trockenzylinder einzusetzen, der nicht nur dem Transport und der Stützung der Materialbahn dient, sondern als solcher auch für viele Veredelungsverfahren eine hervorragende Trocknung (Kontakttrocknung) ermöglicht. Es ist auch bekannt, einen Trockenzylinder mit einem Konveküonstrockner 2u kombinieren. Man verwendet diese Trockner, wenn es darum geht, eine Papierbahn mit einer Dispersion zu beschichten.

Die kontinuierliche Phase einer Dispersion ist Wasser. Das Fließverhalten einer dispersen Beschichtungsmasse wird durch die Eigenschaften der kontinuierlichen Phase bestimmt. Die Viskosität einer dispersen

ίο Masse aus 50% Wasser und 50% Kunststoff beträgt nur ca. 1% der Viskosität einer Kautschuk-Klebemasse mit 50% Feststoff-Anteil, die in Benzin gelöst ist

Die Viskosität einer Beschichtungsmasse beeinflußt den Beschichtungsvorgang entscheidend. Die Probleme, die beim Beschichten einer Papierbahn mit einer Dispersion auftreten, sind völlig anders geartet als die Probleme, die entsteheil, wenn man eine Kunststoffoder eine Gewebebahn mit einer hochviskosen Lösungsmittel-Klebemasse beschichtet.

Zur Beschichtung und Trocknung gehören im Sinne der folgenden Beschreibung alle diejenigen Arbeitsvorgänge, die notwendig sind, um auf einer Bahn eine relativ dünne Schicht aus einer gelösten oder lösungsmittelhaltigen Masse zu erzeugen und um das Lösungsmittel aus der Masse zu entfernen. Hierbei ist es üblich, daß die Bahn mit möglichst großer Geschwindigkeit durch eine Beschichtungsvorrichtung bewegt wird und dabei die lösungsmittelhaltige Masse auf die Bahn aufgetragen wird und die aufgetragene Masse wiederum von dem Lösungsmittel durch Trocknen befreit wird.

Beim Beschichten von Bahnen, insbesondere mit hochviskosen Beschichtungsmassen, treten häufig blasenförmige Beschichtungsfehler auf, die aus verschiedenen Gründen sehr unangenehm sind. Diese sind u. a.:

1. Die Kohäsivität der Beschichtungsmasse verringert sich durch Blasen, dadurch kann es z. B. bei Selbstklebebändern zu sog. Umspulerscheinungen kommen.

2. Die Beschichtungsmasse kann schaumig werden. Dadurch ergeben sich Schwierigkeiten beim Schneiden der beschichteten Bahnen, weil die zum Schneiden verwendeten Messer schnell verschmutzen.

3. In dem Fall, wo es sich bei der Beschichtungsmasse

um eine Selbstklebemasse handelt, wirken Blasen dem Klebeeffekt entgegen, weil durch die Blasen die klebende Fläche verringert wird

4. Sichtbare Blasen werden vom Verbraucher der beschichteten Bahn als Fehler empfunden, wobei insbesondere dann, wenn die Bahn selbst eine andere Farbe als die Beschichtungsmasse hat, die beschichtete Bahn als minderwertig eingestuft wird.

Blasen in Beschichtungen von Bahnen sind auf verschiedene Ursachen zurückzuführen, wie aus der nachfolgenden Aufstellung einiger besonders wichtiger Arten von Blasen hervorgeht.

1. Kochbläschen. Kochbläschen sind gelöste Gase oder mikroskopische Gaseinschlüsse in der Beschichtung, die sich bei der nachfolgenden Trocknung der beschichteten Bahn stark vergrößern.
2. Grenzflächenbläschen. Grenzflächenbläschen sind kleine unbenetzte Stellen zwischen der Oberfläche der Bahn und der Beschichtungsmasse. Auch Grenzflächenbläschen vergrößern sich beim nachfolgenden Trocknen und können dazu führen, daß

die beschichtete und getrocknete Bahn für den vorgesehenen Verwendungszweck nicht brauchbar ist. Grenzflächenbläschen treten regelmäßig bei der Beschichtung von Gewebebahnen auf und sind bei Bahnen mit glatter Oberfläche seltener. 3. Wasserbläschen. Wasserbläschen treten auf, wenn Bahnen aus hygroskopischen Materialien, zum Beispiel Papier und Gewebe, beschichtet werden. Bei der Trocknung der Beschichtungsmasse wird unbeabsichtigt teilweise das hygroskopisch gebundene Wasser der Bahn verdampft und dringt in die teilweise getrocknete Beschichtungsmasse ein. Der dort befindliche Wasserdampf kann aber nicht mehr aus der Beschichtungsmasse austreten, weil sich an der Oberfläche der Beschichtungsmasse bereits eine Haut gebildet hat, die für den Wasserdampf undurchlässig geworden ist

Kochbläschen aus der Beschichtungsmasse einer Bahn können beseitigt werden, indem die Beschichtungsmasse in einer zusätzlichen Anlage vor dem Beschichtungsvorgang entgast wird (DE-OS 26 22 189). Grenzflächenbläschen und auch Wasserbläschen können auf diese Weise jedoch nicht entfernt werden.

Tatsächlich gibt es bislang keine Möglichkeit, Grenzflächenbläschen und/oder Wasserbläschen aus der Beschichtungsmasse von Bahnen zu beseitigen. Man glaubt in der Praxis jedoch, daß dadurch, daß die beschichtete Bahn sehr schonend, d. h. bei niedriger Temperatur und mit geringem Temperaturanstieg und bei niedriger Trockengeschwindigkeit, getrocknet wsrd, die Grenzflächenbläschen und die Kochbläschen beseitigt werden können. Tatsächlich kann dadurch die Zahl der Blasen in einer Beschichtung nicht verringert werden, wohl aber deren Größe, so daß bei schonender Trocknung die Blasen klein bleiben. Diese kleinen Blasen werden wohl oder übel in Kauf genommen, insbesondere, wenn sie nicht oder nur mittels eines Vergrößerungsgerätes sichtbar sind. Bei niedrigen Temperaturen hingegen kann nur langsam getrocknet werden, so daß lange Verweilzeiten zum Trocknen von beschichteten Bahnen und damit sehr große langgestreckte Trocknungsanlagen erforderlich sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Beseitigung der Grenzflächenbläschen bei der Beschichtung von Bahnen mit Beschichtungsmassen, sie basiert dabei auf zwei bedeutsamen Erkenntnissen.

viel derartige Lufteinschlüsse pro Flächeneinheit der Bahn auf. Durch die bekannte »schonende Trocknung« können derartige Lufteinschlüsse nicht beseitigt werden, vielmehr werden die aus den Lufteinschlüssen gebildeten Grenzflächenbläschen ■n einem gewissen Maß toleriert, obgleich sie nicht nur vom Ästhetischen her störend sind, sondern zum Beispiel dazu führen, daß die Klebkraft einer beschichteten Klebebahn sich im Vergleich zu einer

κι blasenfrei beschichteten Bahn verschlechtert.

Die Grenzflächenbläschen II. Art entstehen dadurch, daß bei der üblichen Art und Weise der Auftragung der Beschichtungsmasse vor dem Streichrakel und unmittelbar auf der Bahn das

H Beschichtungsmaterial sich ansammelt und dabei

von der sich bewegenden Bahn und von dem ortsfesten Streichrakel beeinflußt wird. In der Nähe der Bahn befindliche Teile der Beschichtungsmasse werden von dieser zunächst mitgerissen, jedoch an der weiteren Bewegung zusammen mit der Bahn durch den Streichrakel gehindert Zwangsweise werden diese Teile eine nach oben und sodann entgegen zur Bahnrichtung gerichtete Bewegung ausführen. Schließlich führen sie eine nach unten auf die Bahn zu gerichtete Bewegung aus und gelangen wieder in die Nähe und unter den Einfluß der sich bewegenden Bahn. In der Praxis spricht man im Zusammenhang mit dieser Erscheinung von einer Rolle, die sich vor dem Streichrakel bildet. Es ist ersichtlich, daß durch diese Bewegung der Beschichtungsmasse Luft mitgerissen wird, und insbesondere in den Grenzbereich zwischen Bahn und Beschichtungsmasse gelangt. Auch hier wird die Entstehung de:r Bläschen durch die Oberflächengüte der Bahn beeinflußt, jedoch kann tatsächlich der Anteil an Grenzflächenbläschen II. Art in einer beschichteten Bahn dadurch verringert werden, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Bahn beim Streichvorgang verringert wird, was im Hinblick auf eine wirtschaftliche Fertigung jedoch nicht erwünscht ist.

1. Es ist erkannt worden, daß — wie vorangehend bereits aufgezeigt — zum Stand der Technik kein Verfahren gehört, mit dem die Grenzflächenbläschen bei der Beschichtung von Bahnen beseitigt werden können, sondern lediglich Verfahren bekannt sind, die den Einfluß vorhandener Grenzflächenbläschen auf ein akzeptables Ausmaß begrenzen.

2. Es ist erkannt worden, daß die Entstehung von Grenzflächenbläschen auf zwei unterschiedliche Ursachen zurückzuführen ist. Es sind dies:

Die Grenzflächenbläschen I. Art entstehen unvermeidbar dadurch, daß beim Auftragen der Beschichtungsmasse Luft in der oder an der Bahnoberfläche in Form kleinerer nicht zusammenhängender Bereiche durch die aufgetragene Beschichtungsmasse auf der Bahn abgeschlossen bzw. zwischen Beschichtungsmasse und Bahn eingeschlossen wird. Bei porösen Oberflächen, insbesondere bei Gewebebahnen, treten verhältnismäßig Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe des Verfahrens der eingangs genannten Art bzw. der zugehörigen Vorrichtung, Bahnen zu beschichten, die keine Grenzflächenbläschen mehr enthalten.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß bei Verwendung einer hochviskosen, lösungsmittelhaltigen

so Klebstoffmasse diese nach dem Aufrakeln einem Wärmestrom einer Wärmestromdichte von etwa MJ/m² · h, von der der Beschichtung entgegengesetzten Seite der Bahn her ausgesetzt und eine weitere Klebstoffbeschichtung mittels einer Rakel aufgebracht wird, bzw. daß die nach dem ersten Rakelauftragswerk vorgesehene Heizeinrichtung als Kontaktheizplatte ausgebildet ist.

Das zweistufige Beschichten ist im Zusammenhang mit Verfahren zum Streichen von Papier (DE-AS 12 75 352 und 12 84 8:28) bekannt, jedoch gelten im Zusammenhang mit der Beschichtung von Papier und dem Trocknen beschichteten Papiers andere Bedingungen im Vergleich zur vorliegenden Erfindung. Bei diesen bekannten Verfahren kann auch nach dem ersten Streichvorgang eine Zwischentrocknung erfolgen, welche dazu dient, das Lösungsmittel der Beschichtungsmasse in die umgebende Luft abzugeben. Insofern gilt für diese Zwischentnccknung das, was bereits im

Zusammenhang mit der »schonenden Trocknung« gesagt worden ist.

Durch das Merkmal »hohe Intensität des Wärmestromes« wird zum Ausdruck gebracht, daß es sich hierbei gerade nicht um eine »schonende Trocknung« handeil, ^rt und zwar zum einen, weil gemäß der Erfindung Wärmestromdichten in der Größenordnung vom Hundertfachen des sonst Üblichen, z. B. 84 MJ/m^J ■ h angestrebt werden, und zum anderen, weil nicht die Trocknung der Beschichtungsmasse, sondern ein Aufreißen oder Aufplatzen der Lufteinflüsse durch die Beschichtungsmasse hindurch erreicht werden soll. Insgesamt wird durch die relativ hohe zugeführte Wärmemenge pro Zeit und Fläche die Beschichtungsmasse auch nicht getrocknet, sondern vielmehr in einem is fließfähigen Zustand gehalten, deren Oberfläche etwa so flüssig oder fließfähig bleibt wie vor dem Auftragen selbst. Daher nimmt die Oberfläche des auf diese Art und Weise behandelten Beschichtungsmaterials das Aussehen einer Kraterlandschaft an, was bei den üblichen Verfahren zum Beschichten einer Bahn mit Beschichtungsmasse gerade nicht erwünscht wird, damit beispielsweise ein Klebeband eine zufriedenstellende Klebkraft erhält.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Figur der Beschreibung beispielsweise erläutert, welche schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung zeigt.

Die gezeigte Vorrichtung ist besonders geeignet zur Herstellung eines Baumwoll-Gewebe-Klebebandes. Die der Klebstoffmasse abgewandte Seite ist mit einer gas- und wasserundurchlässigen Lackschicht versehen Als Klebstoffmasse wird ein Kontaktkleber auf Kautschuk-Harz-Basis eingesetzt. Die Auftragsdicke des Klebers beträgt in getrocknetem Zustand 115 g/m². Der Kleber ist vor der Beschichtung in Benzin gelöst, und zwar in einem Mischungsverhältnis von einem Teil Trockensubstanz zu einem Teil Benzin, wobei an der ersten Beschichtungsstelle etwa '/3 und an der zweiten Beschichlungsslelle etwa ²h der Gesamtauftragsdicke des Klebers aufgebracht wird.

Eine Gewebebahn 1 wird von einer Abrollung 2 abgerollt. Die Gewebebahn 1 wird über eine Leilwalze 3 zu dem ersten Rakelauftragswerk 5 geführt. Das Rakelauftragswerk 5 besteht aus einer Streichwalze 4a und einem Rakel 46. Im ersten Rakelauftragswerk 5 werden ca. 35 g/m² Klebemasse, bezogen auf die Trockensubstanz, aufgetragen. Vor dem Rakel 4b ist die Klebemasse 8 gezeigt.

Hinter dem Rakel-Auftragswerk 5 befindet sich eine Kontaktheizplatte 6. Diese Heizplatte wird mit 3,5 bar Sattdampf beheizt. Durch die intensive Wärmezufuhr vergrößern sich vorhandene Grenzflächenbläschen, die zwischen Gewebe und Klebstoffmasseschicht vorhanden sind. Da die Oberfläche der beschichteten Bahn feucht ist und wenig fest ist, vermag sie dem Druck der Grenzflächenbläschen nicht zu widerstehen, so daß die Grenzflächenbläschen aufplatzen. Insgesamt nimmt daher die Oberfläche der Klebstoffmasseschicht ein kraterförmiges Aussehen an, was beispielsweise durch mikroskopische Aufnahmen bei 75facher Vergrößerung unter Beweis gestellt werden kann.

Nach dieser Behandlung der Gewebebahn bzw. der Klebstoffmasseschicht gelangt die Bahn 1 zum zweiten Rakelauftragswerk 9 und wird erst dann zum Trockner geführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Beschichten von Kunststoffolien- und Gewebebahnen mit einer Klebstoffmasse, bei dem die Klebstoffmasse auf die laufende Bahn aufgerakelt und anschließend getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer hochviskosen, lösungsmittelhaltigen Klebstoffmasse diese nach dem Aufrakeln einem Wärmestrom einer Wärmestromdichte von etwa 84 MJ/m² · h von der der Beschichtung entgegengesetzten Seite der Bahn her ausgesetzt und eine weitere Klebstoffbeschichtung mittels einer Rakel aufgebracht wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Rakelauftragswerken und He^:z- und Trockeneinrichtungeii, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem ersten Rakelauftragswerk (5) vorgesehene Heizeinrichtung als Kontaktheizplatte (6) ausgebildet ist.