DE3324666A1

DE3324666A1 - Process for generating patterns in the structure of fibre materials and device for carrying out the process

Info

Publication number: DE3324666A1
Application number: DE19833324666
Authority: DE
Inventors: Heinrich 3000 Hannover Haupt; Hans-Georg Meelfs; Günter Dipl.-Ind.Desig. 3008 Garbsen Vogt
Original assignee: Jh Benecke 3000 Hannover GmbH; JH Benecke GmbH
Current assignee: Benecke Kaliko AG
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1983-07-08
Publication date: 1985-01-24
Also published as: DE3324666C2

Abstract

The invention relates to a process for generating patterns in the structure of fibre materials, in particular in the surface structure of plastic fibres held in a plastic backing sheet and forming a pile. A solvent is applied to the fibre material in a manner corresponding to the structure to be generated, which solvent partly dissolves the fibres of the fibre material. In this way, there is a change in the shape or length of the partially dissolved fibres, resulting in a corresponding surface structure. The process can be carried out very simply with the aid of a roll which has on its surface projections corresponding to the structure to be produced. The projections are wetted with the solvent and bring the solvent in particular to the roots of the fibres. <IMAGE>

Description

Verfahren zur Erzeugung von Mustern in der Struktur von Faserstoffen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.Method for generating patterns in the structure of fibrous materials and device to carry out the procedure.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Mustern in der Struktur von Faserstoffen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for generating patterns in the structure of fibrous materials in the preamble of claim 1 mentioned type and a device for performing this method.

Durch die US-PS 3,6o7,992 ist ein Verfahren bzw. eine Einrichtung der betreffenden Art bekannt, bei der die Strukturierungswalze wie auch die in der Oberfläche glatte Andruckwalze kalt sind. Der aus einem thermoplastischen Material bestehende Faserstoff wird vor dem Einlaufen in den Spalt zwischen den beiden genannten Walzen erhitzt, und die durch die Struktur in der Oberfläche der Strukturierungswalze erzeugte Verformung wird aufgrund der niedrigen Temperatur der beiden Walzen eingefroren. Die so erzeugte Struktur soll bei einem Faserstoff dazu dienen, eine erhöhte Bindung an den strukturierten Stellen und damit eine Verfestigung des Faserstoffe an diesenFrom US Pat. No. 3,6o7,992 a method and a device of the type in question is known in which the structuring roller as well as the pressure roller with a smooth surface are cold. The fibrous material consisting of a thermoplastic material is heated before it enters the gap between the two rollers mentioned, and the deformation produced by the structure in the surface of the structuring roller is frozen due to the low temperature of the two rollers. In the case of a fibrous material, the structure produced in this way is intended to increase binding to the structured areas and thus strengthen the fibrous material at these

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Stellen zu bewirken. Zur Erzeugung ästhetischer Effekte eignet sich dieses bekannte Erfahren nicht, da das Gesamtaussehen beeinträchtigt wird. Insbesondere bei einen Flor bildenden, im wesentlichen senkrecht von einer Haltefolie hochstehenden Kunststoffasern ist eine vorherige Erhitzung nicht möglich, und außerdem würden im Falle der Verwendung einer heißen Prägewalze die Fasern des Flors so fest zusammengedrückt werden, daß ein unschönes Aussehen entsteht. Darüber hinaus tritt auch eine Glatzenbildung in einer genarbten Grundfolie ein.To effect bodies. This known experience is not suitable for generating aesthetic effects, since the overall appearance is affected. In particular in the case of a pile forming, essentially perpendicular to a retaining film upright synthetic fibers is a prior heating not possible, and in addition, if a hot embossing roller were used, the fibers of the pile would be compressed so tightly that an unattractive appearance is created. In addition, baldness also occurs in a pitted one Base foil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile der bekannten Einrichtung nicht auftreten, bei dem also die Fasern nicht zu einer festen Schicht zusammengeschweißt oder gedrückt werden und bei der die haltende Oberfläche eines Flors in ihrem Aussehen nicht beeinträchtigt wird.The invention is based on the object of specifying a method and a device in which the described Disadvantages of the known device do not occur, so in which the fibers do not form a solid layer welded or pressed together and in which the appearance of the holding surface of a pile is not impaired will.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebene Lehre bei einem Verfahren und durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 7 angegebene Lehre bei einer Vorrichtung gelöst.The object on which the invention is based is achieved by the teaching given in the characterizing part of claim 1 solved in a method and by the teaching specified in the characterizing part of claim 7 in a device.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, durch ein gezieltes Anlösen die Fasern eines Faserstoffes, insbeson-* dere eines Flors, so zu beeinflussen, daß sie ihre Form oder Länge ändern. Geschieht dies in der vorgeschriebenen Weise entsprechend der gewünschten zu erzeugenden Struktur, so machen sich in der Oberfläche des Faserstoffes dieseThe invention is based on the basic idea, through a targeted loosening of the fibers of a fiber material, in particular * influence those of a pile in such a way that they change their shape or length. If this happens in the prescribed According to the desired structure to be produced, these are made in the surface of the fiber material

Formen- oder Längenänderungen bemerkbar, indem die Fasern, insbesondere ihre Enden, die äußere Begrenzung der unbeeinflußten Fasern verlassen, so daß dadurch eine Höhenstruktur entsteht. Dieser Vorgang führt nicht zu einem Zusammenpressen der Fasern, so daß die strukturierten Flächenteile weiterhin ein gefälliges Aussehen behalten. Bei einem Flor auf einer Grundfolie kann auch keine Glatzenbildung · in der genarbten Oberfläche der Grundfolie eintreten.Changes in shape or length are noticeable in that the fibers, especially their ends, form the outer boundary of the uninfluenced Leaving fibers, so that this creates a height structure. This process does not lead to compression of the fibers, so that the structured surface parts continue to retain a pleasing appearance. At a Neither can the pile on a base foil develop baldness in the grained surface of the base foil.

Grundsätzlich ist das Anlösen der Fasern bei allen üblichen Faserstoffmaterialien möglich. Besonders geeignet ist die Anwendung bei Kunststoffen, insbesondere Polyvenylchlorid und Polyurethan-Kunststoffen. Als Lösungsmittel kann jedes für den jeweiligen Kunststoff geeignete Lösungsmittel verwendet werden. Zweckmäßig ist häufig eine Verwendung, eines schnell verdunstenden Lösungsmittels. Als besonders geeignet, insbesondere bei Polyvenylchlorid und Polyurethan, hat sich Tetrahydrofuran gezeigt.In principle, the fibers can be loosened with all common fiber materials. Particularly suitable is used for plastics, especially polyvinyl chloride and polyurethane plastics. Any solvent suitable for the particular plastic can be used as the solvent. It is often useful to use a rapidly evaporating solvent. As particularly suitable, especially with polyvinyl chloride and Polyurethane, tetrahydrofuran has been shown.

Die zu strukturierenden Fasern können als Ganzes mit dem Lösungsmittel benetzt werden. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, das Lösungsmittel im wesentlichen nur an dieThe fibers to be structured can be wetted as a whole with the solvent. Is particularly useful it, however, the solvent essentially only to the

be/ Wurzeln der Fasern zu bringen. Dadurch halten die Fasern ihren Grundcharakter bei, ändern jedoch ihre Richtung, ohne sich flach zu legen, so daß eine ansprechende Struktur entsteht.be / to bring roots of the fibers. As a result, the fibers retain their basic character, but change their direction, without lying flat, so that an attractive structure is created.

Dem Lösungsmittel kann auch ein Farbstoff hinzugefügt werden, der nach dem Verdunsten des Lösungsmittels in denA dye can also be added to the solvent, which after the solvent has evaporated into the

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Fasern verbleibt, so daß nebem dem Strukturierungsmuster auch ein Farbmuster entsteht.Fibers remains, so that next to the structuring pattern a color sample is also created.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht von einer Walzenanlage aus, die eine Strukturierungswalze aufweist, deren Oberfläche entsprechend der herzustellenden Struktur VorSprünge aufweist, während gleichzeitig eine Andrückwalze zum Andrücken des zu strukturierenden Faserstoffes an die Oberfläche der Strukturierungswalze vorgesehen ist. Erfindungsgemäß sind Mittel zur Zuführung von Lösungsmittel auf die Außenflächen der Vorsprünge vorgesehen. Dadurch wird das Lösungsmittel durch die VorSprünge stempelartig auf die zu strukturierenden Stellen, insbesondere an die Wurzeln der zu beeinflussenden Fasern,gebracht. Dadurch wird auch ein Verlaufen des Lösungsmittels und damit ein Verwaschen der Strukturbegrenzungen vermieden.The device for carrying out the method according to the invention is based on a roller system which has a structuring roller, the surface of which has projections corresponding to the structure to be produced, while at the same time a pressure roller for pressing the fibrous material to be structured against the surface of the Structuring roller is provided. According to the invention are means for supplying solvent to the outer surfaces of the projections provided. As a result, the solvent is stamped through the projections on the ones to be structured Places, especially at the roots of the fibers to be influenced, brought. This also causes a bleeding of the solvent and thus a blurring of the structure boundaries avoided.

Die Mittel zur Zuführung von Lösungsmittel weisen zweckmäßigerweise eine Walze auf, die in eine Wanne für das Lösungsmittel eintaucht und auf der Oberfläche der Strukturierungswalze aufliegt. Auf diese Weise wird erreicht, daß nur die Außenflächen der Vorsprünge auf der Strukturierungswalze in immer gleicher Stärke benetzt werden.The means for supplying solvent expediently have a roller that is in a tub for the solvent is immersed and rests on the surface of the structuring roller. In this way it is achieved that only the outer surfaces of the projections on the structuring roller are always wetted to the same degree.

In manchen Fällen kann es schwierig sein, die Menge des Lösungsmittels auf den Vorsprüngen der Strukturierungswalze zu dosieren, insbesondere eine ausreichende Menge aufzutragen, damit diese dann von den Vorsprüngen an dieIn some cases it can be difficult to control the amount of solvent on the protrusions of the patterning roller to dose, in particular to apply a sufficient amount so that this is then from the projections to the

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Fasern bzw. deren Wurzeln transportiert wird. Gemäß einer Weiterbildung sind in den radial nach außen gerichteten Stirnflächen der Vorsprünge Vertiefungen zur Aufnahme von Lösungsmittel vorgesehen. Diese Vertiefungen, die kalotten-, spalt- oder rillenartig sein können, sind in der Lage, auch größere Mengen des Lösungsmittels kapillar zu halten und so auf die zu strukturierende Oberfläche zu transportieren.Fibers or their roots is transported. According to a further development are in the radially outwardly directed End faces of the projections, recesses provided for receiving solvent. These depressions, the dome, Can be gap or groove-like, are able to hold larger amounts of the solvent capillary and so to be transported onto the surface to be structured.

Treffen die Vorsprünge der umlaufenden Strukturierungswalze bei einem Flor senkrecht auf die Fasern des Flors, so ist die Umkipp- oder Umbiegerichtung der Fasern zufällig, was das Äußere der erzeugten Struktur mit beeinflußt. Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Umfangsgeschwindigkeit der Strukturierungswalze von der der Faserstoffbahn, insbesondere von der der Andruckwalze, geringfügig verschieden. Dadurch wird eine Relativgeschwindigkeit zwischen den Außenflächen der Vorsprünge und der Faserstoffbahn erzeugt, wodurch erreicht wird, daß die Fasern sich immer in eine Vorzugsrichtung umlegen.Meet the projections of the rotating structuring roller in the case of a pile perpendicular to the fibers of the pile, the direction of overturning or bending over of the fibers is random, which affects the appearance of the structure produced. According to a further development of the device according to the invention the peripheral speed of the structuring roller of the the fibrous web, in particular that of the pressure roller, slightly different. This creates a relative speed between the outer surfaces of the projections and the Fibrous web generated, whereby it is achieved that the fibers always fold in a preferred direction.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail with the aid of the drawing will.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht im Prinzip eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Fig. 1 shows in side view in principle a device for implementation of the method according to the invention.

Fig. 2 zeigt eine Einzelheit II aus Fig. 1 stark vergrößert im Schnitt undFIG. 2 shows a detail II from FIG. 1, greatly enlarged, in section and

Fig. 3 zeigt entsprechend der Fig. 2 vergrößert und im Schnitt ähnlich wie Fig. 2 die fertige Faserstoffbahn.FIG. 3 shows enlarged and in section similar to FIG. 2 Fig. 2 shows the finished fibrous web.

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Λ V * Λ Λ V * Λ

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung weist eine Strukturierungswalze 1 auf, die zusammen mit einer Andrückwalze 2 einen Spalt bildet, durch den eine FaserStoffbahn 3 in Richtung eines Pfeiles 4 läuft. An der Oberfläche der Strukturierungswalze 1 liegt die Oberfläche einer Schöpfwalze an, die in ein Bad 6 von Lösungsmittel in einer Wanne 7 eintaucht, Dadurch wird bei Drehung der Walzen ständig Lösungsmittel 6 von der Oberfläche der Schöpfwalze 5 mitgenommen und auf die Oberfläche der Strukturierungswalze 1 aufgetragen.The device shown in Fig. 1 has a structuring roller 1, which together with a pressure roller 2 forms a gap through which a fibrous web 3 in the direction an arrow 4 runs. The surface of a scoop roller rests on the surface of the structuring roller 1, which is immersed in a bath 6 of solvent in a tub 7, as a result of which solvent 6 is constantly added as the rollers rotate taken from the surface of the scoop roller 5 and applied to the surface of the structuring roller 1.

Fig. 2 zeigt vergrößert und im Schnitt die Einzelheit II aus Fig. 1, also vergrößert den Preßspalt zwischen den Walzen 1 und 2. In dieser vergrößerten Darstellung sind Vorsprünge 8 erkennbar, in deren radialen Stirnflächen 9 Rillen 1o angebracht sind, die als kapillare Behälter für das von der Schöpfwalze 5 auf die radialen Stirnflächen 9 aufgetragene Lösungsmittel dienen, so daß dadurch eine größere Menge von Lösungsmittel für die Strukturierung zur Verfügung steht.Fig. 2 shows enlarged and in section the detail II from FIG. 1, that is, enlarges the press nip between the rollers 1 and 2. In this enlarged view, projections 8 can be seen, in their radial end faces 9 grooves 1o are attached, which act as a capillary container for the from the scoop roller 5 applied to the radial end faces 9 Solvent are used, so that a larger amount of solvent is available for structuring stands.

Die Faserstoffbahn 3 besteht aus einer Grundfolie 11 aus Polyvenylchlorid, und von deren Oberfläche 12 erstrecken sich Fasern 13, die einen Flor bilden.The fibrous web 3 consists of a base film 11 made of polyvinyl chloride, and from the surface 12 of which fibers 13 extend which form a pile.

Es ist zu ersehen, daß die stempel^artigen Vorsprünge 8 die Fasern 13 in dem Bereich der radialen Stirnflächen 9 bis zur Oberfläche 12 der Grundfolie 11 eingedrückt haben, so daß in den Rillen 1o befindliches Lösungsmittel unmittelbar bis an die Wurzeln der Fasern 13 gelangt. Da der Anlösungs-It can be seen that the stamp ^ like projections 8 the fibers 13 have pressed in in the area of the radial end faces 9 up to the surface 12 of the base film 11, see above that solvent located in the grooves 1o reaches the roots of the fibers 13 directly. Since the dissolution

_m t m _m tm

~¹°' 332A666~ ¹ ° '332A666

Vorgang eine bestimmte Zeit erfordert, ist eine merkliche Anlösung der Pasern 13 im Bereich der VorSprünge 8 nach Verlassen des Spaltes zwischen den Walzen 1 und 2 noch nicht erfolgt, so daß sich die von den VorSprüngen 8 zusammengedrückten Fasern zunächst wieder weitgehend aufrichten. Die Anlösung der Fasern 13 schreitet, insbesondere im Bereich von deren Wurzeln in der Nähe der Oberfläche 12 weiter, wodurch eine Längen- und Formänderung der Fasern entsteht, wodurch an den angelösten Stellen die strukturellen Längen- und Richtungsunterschiede in den Fasern 13 erfolgen. Die Verdunstung des Lösungsmittels im Bereich der äußeren Enden der Fasern 13 geht wesentlich schneller voran als im Bereich von deren Wurzeln, weil im Außenbereich eine stärkere Luftzirkulation erfolgt. Dadurch werden die Fasern im Bereich ihrer Enden nur wenig oder gar nicht angelöst und strukturell verändert. Es ist aber auch möglich, durch Wahl eines langsam verdunstenden Lösungsmittels oder evtl. auch durch eine Abdeckung der Faseroberfläche, die eine langsamere Verdunstung bewirkt, eine stärkere Strukturierung der Fasern auch in ihren Endbereichen zu erreichen. Für den Fachmann ergeben sich also viele Abwandlungsmöglichkeiten bei der strukturellen Veränderung der Fasern.The process that takes a certain amount of time is noticeable Loosening of the Pasern 13 in the area of the projections 8 after Leaving the gap between the rollers 1 and 2 has not yet taken place, so that the protrusions 8 are compressed First straighten the fibers largely again. The loosening of the fibers 13 progresses, in particular in the area of their roots in the vicinity of the surface 12, causing a change in length and shape of the fibers arises, whereby the structural differences in length and direction in the fibers 13 at the loosened points take place. The evaporation of the solvent in the area of the outer ends of the fibers 13 proceeds much faster than in the area of their roots, because there is stronger air circulation in the outside area. This causes the fibers only slightly or not at all loosened in the area of their ends and structurally changed. But it is also possible through Choice of a slowly evaporating solvent or possibly also by covering the fiber surface, which is slower Evaporation causes a stronger structuring of the fibers also in their end areas. For the A person skilled in the art will thus find many possible modifications in the structural change of the fibers.

Fig. 3 zeigt vergrößert ähnlich wie in Fig. 2 die Faserstoffbahn 3. Es ifit zu erkenne* daß die Fasern 13 im Bereich zwischen den Vorsprüngen 8 im wesentlichen unbeeinflußt sind, während Fasern 14 stark gekrümmt und in ihrer Länge verändert sind, so daß eine Oberflächenstruktur gebildet ist. FIG. 3 shows, enlarged, similar to FIG. 2, the fibrous web 3. It can be seen that the fibers 13 are in the area between the projections 8 are essentially unaffected, while fibers 14 are strongly curved and in their Length are changed, so that a surface structure is formed.

Claims

Expectations

1. Method of creating patterns in the structure of fiber materials, especially in the surface structure. of held in a carrier film made of plastic, one Pile-forming synthetic fibers, characterized in that according to the to be produced Structure a solvent is applied to the fiber material, which dissolves the fibers of the fiber material.

2. The method according to claim 1, characterized draws that the solvent is a rapidly evaporating solvent.

3. The method according to claim 1, characterized shows that the solvent is essentially only brought to the roots of the fibers.

4. The method according to claim 1, characterized in that tetrahydrofuran is used as the solvent.
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5. The method according to claim 4, characterized through the use of a fiber material whose Fibers made of polyvinyl chloride or polyurethane.

6. The method according to claim 1, characterized in that that dye is added to the solvent before application.

7. Apparatus for performing the method according to claim 1, with a structuring roller, the surface of which according to the structure to be produced has projections, and with a pressure roller for pressing the to structuring fiber material to the surface of the structuring roller, characterized by means for supplying solvent (6) to the surfaces (9) of the projections (8).

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the means for supplying solvent have a roller (1) which is immersed in a tub (7) for the solvent (6) and on the surface of the Structuring roller (1) rests.

9. Apparatus according to claim 7, characterized in that the projections (8) on their radially outwardly directed end faces (9) depressions (1o)

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have for receiving solvent (6).

1ο. Device according to Claim 7, characterized in that the peripheral speed of the structuring roller is slightly different from that of the fibrous web (3), in particular from that of the pressure roller (1)
is different.