Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laminieren eines
gasdurchlässigen (atmungsfähigen) Blattmaterials, wie ein
Vlies, ein Gewebe, ein Gewirke, eine Webware, eine Fasermatte
oder eine Folie. Die Erfindung betrifft insbesondere ein
Verfahren zum Wärmelaminieren solcher gasdurchlässigen
Blattmaterialien in eine integrierte Laminatform, wobei ihre
Gasdurchlässigkeit beibehalten wird.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Laminieren
eines Blattmaterials mit Gasdurchlässigkeit, das auf
verschiedenen technischen Gebieten verwendet wird. Das
Blattmaterial wird zum Beispiel verwendet als Kleidungsstück,
Material im Sanitätsbereich, Verpackungsmaterial, verschiedene
Filtermaterialien, Baumaterial oder Substrat für ein
Elektretmaterial.
Hintergrund der Erfindung
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Bei einem seit vielen Jahren verwendeten Verfahren zum
Laminieren einer Vielzahl von gasdurchlässigen Materialien zu
einer integrierten Form werden die ein thermoplastisches
Material umfassenden Blattmaterialien auf ihren Schmelzpunkt
oder eine höhere Temperatur unter Verwendung einer Wärmewalze
erwärmt, und ein Druck wird zur gleichen Zeit oder sofort nach
dem Erwärmen der Blattmaterialien vertikal auf die
Blattmaterialien ausgeübt, zum Beispiel unter Verwendung einer
Presswalze entlang der Dickenrichtung der Materialien, so dass
die Haftung durch das geschmolzene thermoplastische Material
beschleunigt wird.
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Es besteht jedoch ein ungewünschter Effekt bei dem obigen
Verfahren, nämlich dass das thermoplastische Material durch die
Presswalze gewalzt wird, wodurch unnötigerweise viele
gasdurchlässige Poren durch das Flächenmaterial hinweg
verstopft werden, so dass die ursprüngliche Gasdurchlässigkeit
des Blattmaterials nicht beibehalten werden kann. Bei einem
solchen Stand der Technik Verfahren beträgt das Verhältnis der
Beibehaltung der Gasdurchlässigkeits bestenfalls ungefähr 65%.
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Zur Bewältigung des obigen Problems wurden verschiedene
Verfahren vorgeschlagen, um eine Vielzahl von gasdurchlässigen
Materialien unter Beibehaltung der Gasdurchlässigkeit in die
integrierte Form zu laminieren. Beispielsweise können die
folgenden Verfahren genannt werden:
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1) Ein schmelzbares Haftmittel wird auf einem Gasmaterial
punkte- oder linienförmig aufgebracht und dann wird ein
anderes gasdurchlässiges Material auf dem
gasdurchlässigem Material laminiert;
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2) ein Band oder Film mit Warmverformbarkeit wird auf einem
gasdurchlässigen Material in einem bestimmten Abstand
aufgetragen und dann wird ein anderes gasdurchlässiges
Material auf dem gasdurchlässigen Material aufgebracht,
um sie zu wärmelaminieren (siehe zum Beispiel Japanische
Patentveröffentlichung Kokai-Nr. 64433/1992 und
Japanische Patentveröffentlichung Kokai-Nr. 249739/1987;
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3) ein thermoplastisches synthetisches Harz wird auf einem
gasdurchlässigen Material ausgebreitet oder eine
thermoplastische synthetische Harzemulsion wird auf ein
gasdurchlässiges Material aufgetragen, woraufhin ein
anderes gasdurchlässiges Material auf das
gasdurchlässiges Material aufgebracht wird und beide
Materialien erwärmt werden, um das synthetische Harz zu
schmelzen, so dass die gasdurchlässigen Materialien
miteinander laminiert werden (siehe zum Beispiel
Japanische Patentveröffentlichung Kokai-Nr. 179545/1992
und Japanische Patentveröffentlichung Kokoku-Nr.
14889/1990);
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4) übereinander angeordnete gasdurchlässige Materialien
werden teilweise unter Verwendung einer Prägewalze in
Wärme geschmolzen (siehe zum Beispiel Japanische
Patentveröffentlichung Kokai-Nr. 194912/1989);
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5) ein Vlies, umfassend eine konjugierte Faser (nämlich eine
Verbundfaser, die eine Kern/durch Wärme schmelzbare
Hüllenstruktur umfasst), wird auf einem gasdurchlässigen
Material angeordnet und werden bei minimalem durch eine
Filzkalanderwalze aufgebrachten Druck wärmelaminiert
(siehe zum Beispiel Japanische Patentveröffentlichung
Kokai-Nr. 122752/1987); und
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6) der Zwischenraum (ein Abstand) zwischen den
Wärmelaminierwalzen, die Laminiertemperatur und die
Rotiergeschwindigkeit der Walze werden so eingestellt,
dass gasdurchlässige Materialien teilweise in der Wärme
schmelzen, um ein Verhältnis der geschmolzenen Fläche von
5 bis 95% zu erreichen (siehe zum Beispiel Japanische
Patentveröffentlichung Kokai-Nr. 293008/1991).
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Da bei den obigen Verfahren 1) bis 4) eine Oberfläche des
gasdurchlässigen Materials teilweise verstopft ist, wird die
Gasdurchlässigkeit des gasdurchlässigen Materials verringert,
so dass die dem Material innewohnende Gasdurchlässigkeit nicht
vollständig beibehalten werden kann. Darüber hinaus wird die
Gasdurchlässigkeit sogar bei Verwendung der Filzkalanderwalze
bei einem minimalen Druck wie in dem Verfahren 5) mindestens
30% verringert.
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Im Gegensatz zu diesen Verfahren tritt in dem Verfahren 6)
fast keine Verringerung der Gasdurchlässigkeit auf (die als
Zunahme des Druckabfalls gemessen wird), da in dem Verfahren
6)
der Abstand zwischen den Wärmelaminierwalzen so eingestellt
wird, dass das durch Wärme geschmolzene Gebiet im Bereich von
5-95% liegt. Die Einstellung des Abstandes ist jedoch so
empfindlich, dass die Gasdurchlässigkeit bei einer Änderung
des Abstandes um nur ungefähr 0,2 mm unmöglich beibehalten
werden kann. Außerdem ist die empfindliche Einstellung des
Abstandes immer dann erforderlich, wenn das Material oder das
Gewicht pro Einheit des Oberflächengebietes (METSUKE) des
gasdurchlässigen Materials geändert wird. Darüber hinaus
variiert ein herkömmlich verfügbares gasdurchlässiges
Material, beispielsweise ein Vlies, in seiner Dicke. Es ist
daher sehr schwierig, zum Laminieren einen gleichbleibenden
Druck aufzuerlegen, bei dem ein konstanter Abstand beibehalten
wird. Bei Verwendung einer Gummiwalze als Presswalze, um auf
ein solches Variieren der Dicke einzugehen, tritt das Problem
auf, dass der Abstand durch die Wärmeausdehnung nicht
kontrolliert werden kann.
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EP-A-480 724 offenbart eine Verstärkung von durch Luft
aufgebrachten Non-wovens, die ein gewebeähnliches
zusammengesetztes Laminat ist, umfassend eine im Nassen
aufgebrachte ungewebten Zweikomponenten-Faserwebschicht und
zwei ungewebte durch Luft aufgebrachte Zellstoffgewebeschichte
auf gegenüberliegende Seiten der Zweikomponenten-Schicht. Die
Schichten des Laminats sind durch Verbinden der Fasern der im
Nassen aufgebrachten Schicht mit den Fasern der durch Luft
aufgebrachten Schichten verbunden. Die Fusion wird durch
Erwärmen der geschichteten Struktur bewirkt, um die
Zweikomponentenfasern zu erweichen.
Offenbarung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebenen in
den Verfahren des Standes der Technik auftretenden Probleme zu
bewältigen, das heißt die Verringerung der Gasdurchlässigkeit
und die instabile Herstellung des Laminats, und ein Verfahren
zum Laminieren von gasdurchlässigen Materialien unter
Beibehaltung der Gasdurchlässigkeit bereitzustellen, wobei das
Verfahren durch Umgebungsfaktoren, wie das Gewicht oder die
Dicke des gasdurchlässigen Materials nicht beeinflusst wird
und sich zur bequemen Massenherstellung des Laminats eignet.
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Zur Erfüllung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein
Verfahren bereitgestellt, bei dem mindestens zwei
gasdurchlässige Blattmaterialien laminiert werden, wie im
anhängigen Anspruch 1 definiert.
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Insbesondere wird erfindungsgemäß ein Verfahren
bereitgestellt, bei dem mindestens zwei aneinandergrenzende
gasdurchlässige Blattmaterialien, wie ein Gewebe oder ein
Vlies oder eine Folie, laminiert werden, ohne die
Gasdurchlässigkeit der Blattmaterialien zu verschlechtern.
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Zur Erwärmung wird beispielsweise eine Wärmewalze oder eine
Wärmeplatte eingesetzt, die das thermoplastische Material auf
seinen Schmelzpunkt oder eine höhere Temperatur erwärmt. Kein
Druck wird auf die Blattmaterialien ausgeübt, weder positiv
noch in Dickenrichtung der Blattmaterialien.
Kurze Beschreibung der Abbildung
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Fig. 1 veranschaulicht schematisch eine Laminierausrüstung,
die zur Herstellung eines Laminats durch das
erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann.
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In Fig. 1 bedeuten die Referenznummern 1, 2 und 3
jeweils eine Abrollwalze, 5 eine Wärmewalze, 6 eine
Führungswalze und 7 eine Aufspulwalze.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Erfindungsgemäß bedeutet "kein Druck wird sofort nach dem
Erwärmen auferlegt", dass kein Druck auferlegt wird, wenn sich
das thermoplastische Material in einem geschmolzenen Zustand
befindet und immer noch schweißbar ist. Außerdem bedeutet
"ohne direkte Druckaufwendung entlang der Dickenrichtung der
Materialien", dass kein beabsichtigter Druck entlang der
Dickenrichtung der Blattmaterialien direkt auferlegt wird, zum
Beispiel durch die Presswalze. Wenn zum Transport von
Blattmaterialien beispielsweise Führungswalzen verwendet
werden, was dazu führt, dass die Blattmaterialien nicht in
einer geraden Linie angeordnet sind, kann ein Druck, der von
der Nichtanordnung resultiert, eine Teilkraft haben, die
entlang der Dickenrichtung verläuft. Ein solcher Transport
von Blattmaterialien ist von "ohne direkte Druckauferlegung"
umfasst. Außerdem ist eine spontane Druckauferlegung (oder
ein Pressen) auf ein unteres Blattmaterial durch das
Eigengewicht eines oder mehrerer oberer Blattmaterialien, die
auf das untere Blattmaterial gelegt werden, in "ohne direkte
Druckaufwendung" umfasst.
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Erfindungsgemäß bedeutet das gasdurchlässige Blattmaterial ein
Blattmaterial mit Gasdurchlässigkeit (einschließlich
Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und Atmungsfähigkeit), das als
Gewebematerial, Material im Sanitärbereich,
Verpackungsmaterial, verschiedene Filtermaterialien und
Baumaterial verwendet wird. Zum Beispiel kann das
gasdurchlässige Blattmaterial ein Vlies, ein Gewebe, ein
Gewirke, eine Webware oder eine Fasermatte sein.
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Außerdem ist das thermoplastische Material erfindungsgemäß zum
Beispiel ein Polyolefin (wie ein Polyethylen, ein Polypropylen
oder ein Polystyrol), ein Polyester, ein
Ethylenvinylacetatcopolymer, ein Polyvinylchlorid und ein
Polyvinylidenchlorid. Das Material ist nicht auf diese
Materialien beschränkt, vorausgesetzt, dass es eine geeignete
Warmverformbarkeit für eine vorgesehene Anwendung aufweist.
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Das gasdurchlässige Blattmaterial hat ein wie oben
beschriebenes thermoplastisches Material zumindest auf einem
Teil seines Oberflächenbereichs. Daher kann nur der
Oberflächenbereich des gasdurchlässigen Blattmaterials
vollständig aus dem gasdurchlässigen Material bestehen.
Alternativ kann das gasdurchlässige Blattmaterial vollständig
aus dem thermoplastischen Material bestehen und nicht nur im
Oberflächenbereich.
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Das gasdurchlässige Blattmaterial, das in dem
erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann, ist
beispielsweise ein Gewebe oder Vlies, das/der ein
synthetisches Harz mit Warmverformbarkeit, wie ein Polyolefin,
ein Polyester, ein Ethylenvinylacetatcopolmyer, ein
Polyvinylchlorid und ein Polyvinylidenchlorid, umfasst.
Außerdem kann beispielsweise ein Vlies oder eine Webware als
sein Vorläufer, umfassend eine konjugierte Faser, die eine
Kern/Hüllenstruktur mit einer Hülle hat, die aus dem
synthetischen Harz mit Warmverformbarkeit besteht, als
gasdurchlässiges Blattmaterial angeführt werden. Ein weiteres
Beispiel ist ein geformtes Material aus einer solchen
konjugierten Faser. Außerdem kann ein Verbundstoff eines
solchen Vlieses als gasdurchlässiges Blattmaterial verwendet
werden.
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Wenn die konjugierten Fasern mit einer solchen
Kern/Hüllenstruktur an andere gasdurchlässige Blattmaterialien
unter Verwendung einer Wärmepresse oder einer Laminierwalze
durch Wärme gepresst werden, ist insbesondere bekannt, dass
die Teile mit Umhüllung, die Warmverformbarkeit aufweisen, in
extrem kleinen Abständen linien- oder punktförmig verbunden
werden, so dass ein verbundenes Blattmaterial hergestellt
wird, das im Vergleich zu dem Fall, bei dem das Blattmaterial
unter Verwendung eines Klebstoffs verbunden wird (siehe zum
Beispiel Japanische Patentveröffentlichung Kokai-Nr.
83017/1987) und Japanische Patentveröffentlichung Kokai-Nr.
122752/1987) weniger verstopft ist. Erfindungsgemäß ist
folglich das eine solche konjugierte Faser umfassende Blatt
eines der nützlichsten.
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Erfindungsgemäß liefert das thermoplastische Material eine
Klebefunktion, so dass es mit einem gasdurchlässigen
Blattmaterial, das keine Warmverformbarkeit hat,
wärmelaminiert werden kann. Folglich ist es ausreichend, dass
zumindest eines der beiden aneinandergrenzenden zu
laminierenden Blattmaterialien die oben beschriebene
Warmverformbarkeit aufweist. Obgleich die
aneinandergrenzenden Blattmaterialien nicht notwendigerweise
beide das thermoplastische Material umfassen, können sie es
beide.
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Das gasdurchlässige Blattmaterial, das keine
Warmverformbarkeit aufweist, kann zum Beispiel sein ein
gestreckter poröser Film aus Polytetrafluorethylen (hiernach
als "PTFE" bezeichnet) (siehe Japanische
Patentveröffentlichung Kokoku-Nr. 18991/1976 und Japanische
Patentveröffentlichung Kokoku-Nr. 7967/1990), ein PTFE
aufgespaltetes Band (gewerblich unter dem Handelsnamen "Zitex"
von Performance Plastics Co. erhältlich), ein Gewebe oder ein
Vlies aus einer Polyimidfaser, ein Vlies aus einer Glasfaser
und ein Sintermetallmaterial mit Gasdurchlässigkeit. Das
Laminat, das erfindungsgemäß hergestellt wird, umfasst einen
porösen PTFE-Film als gasdurchlässiges Blattmaterial.
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Von großer Bedeutung ist erfindungsgemäß das kein positiver
Druck entlang der Dickenrichtung der gasdurchlässigen
Blattmaterialien auferlegt wird, wie es zum Beispiel der Fall
ist, wenn eine Presswalze zeitgleich oder direkt nachdem das
thermoplastische Material des/der gasdurchlässigen
Blattmaterials/materialien mindestens auf den Schmelzpunkt
erwärmt wurde/wurden, verwendet wird; hier liegt ein
Unterschied zum Stand der Technik. Das heißt, wenn die zu
verbindenden Materialien wie oben beschrieben erwärmt werden
oder direkt danach wird im Stand der Technik ein Druck positiv
entlang der Dickenrichtung der Blattmaterialien auferlegt, um
ihr Verbinden unter Verwendung der Presswalze zu unterstützen.
Erfindungsgemäß entfällt dieser Schritt der Druckauferlegung.
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Durch Steuerung der Führungswalzen, die erforderlich sind zum
Abrollen von Walzen und zum Aufrollen auf eine Walze, die sich
stromaufwärts und stromabwärts eines Schrittes zur
Übereinander-Anordnung der gasdurchlässigen zu laminierenden
Blattmaterialien befinden, und außerdem durch Steuerung der
Abrollgeschwindigkeit der gasdurchlässigen Materialien, kann
erfindungsgemäß nur eine geringe Spannung, beispielsweise 30
bis 170 g/cm, die mindestens bei einem gasdurchlässigen
Material auferlegt wird, das Wärmelaminieren der beiden
Materialien ermöglichen, wenn das das thermoplastische
Material aufweisende Blattmaterial mit einem Mittel zum
Erwärmen, zum Beispiel einer Wärmewalze oder einer
Wärmeplatte, in Kontakt gebracht wird.
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In einer besonderen Ausführungsform kann das Wärmelaminieren
sogar vollständig die erfindungsgemäße Wirkung erreichen, wenn
die gasdurchlässigen Blattmaterialen ohne jegliche Spannung
nur aufeinander gelegt werden (mit anderen Worten im
wesentlichen wird keine Spannung auf die Blattmaterialien
auferlegt: 0 g/cm Spannungszustand).
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Jedoch ist es erfindungsgemäß nicht wesentlich, dass die
Spannung gering ist. Wesentlich ist erfindungsgemäß, dass
keine positive und direkte Druckauferlegung entlang der
Dickenrichtung der gasdurchlässigen Blattmaterialien während
dem sich das thermoplastische Material in geschmolzenem
Zustand befindet, erfolgt. Im Laminierverfahren des Standes
der Technik wird ein Überdruck ausgeübt, so dass das
Verhältnis der Beibehaltung der Gasdurchlässigkeit schlecht
ist und daher wird die Erfindung durch Auslassen einer solchen
Überdruckauferlegung bereitgestellt.
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Daher ist es möglich, die Spannung innerhalb der Zugfestigkeit
des gasdurchlässigen Blattmaterials weiter zu erhöhen, wodurch
die Produktivität des Laminats verbessert wird.
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Das Heizmittel erwärmt das thermoplastische Material eines
Oberflächenbereiches von zumindest einem der gasdurchlässigen
Materialien auf den Schmelzpunkt oder eine höhere Temperatur.
Erfindungsgemäß kann das Heizmittel das thermoplastische
Material auf eine verhältnismäßig höhere Temperatur als den
Schmelzpunkt erwärmen. Das heißt, wenn auf ein bestimmtes
gasdurchlässiges Blattmaterial eine Spannung ausgeübt wird,
sollte der obere Grenzwert der Wärmetemperatur niedriger als
der Schmelzpunkt des Materials sein, aus dem der Körper des
gasdurchlässigen Blattmaterials besteht, wodurch der mögliche
Temperaturbereich beim Laminiervorgang breiter wird, so dass
das Verfahren weniger beschränkt ist.
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In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird
beispielsweise ein Vlies verwendet, das aus einer konjugierten
Faser mit einer Kern/Hüllenstruktur besteht, wobei die Hülle
aus einem Polyethylen und der Kern aus einem Polyester
hergestellt ist. In dieser Ausführungsform kann jede
Temperatur im Bereich vom Schmelzpunkt des Polyethylens bis
zum Schmelzpunkt des Polyesters, bevorzugt 140 bis 230ºC, beim
Laminiervorgang verwendet werden. Außerdem ist ein
erfolgreiches Laminieren möglich, wenn die Dauer der Erwärmung
(folglich die Bandgeschwindigkeit) stark geändert wird.
Insbesondere wird bei einer Bandgeschwindigkeit im Bereich von
1 bis 10 m/min die bessere Laminierung erreicht. Da die
Bedingungen für den erfindungsgemäßen Laminiervorgang derartig
vielseitig sind, ist es nicht erforderlich, dass eine
Verfahrensbedingung geändert wird, sogar wenn das Gewicht oder
die Dicke des Vlieses geändert wird, was auch ein
erfindungsgemäßes Merkmal darstellt.
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Zur Einschätzung des vorliegenden Verfahrens wird das
Verhältnis der Beibehaltung der Gasdurchlässigkeit gemessen;
dies wird nach den folgenden Verfahren gemessen.
Messung des Druckabfalls
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Ein Laminat aus gasdurchlässigen Blattmaterialien wird in
einen Kreis mit einem Durchmesser von 47 mm geschnitten und
das kreisförmige Laminat wird auf einen Halter mit einem
Permeationsgebiet von 12,6 cm² gelegt, woraufhin der
Druckabfall bei einer Luftgeschwindigkeit von 5,3 cm/s
gemessen wird.
Verhältnis der Beibehaltung der Gasdurchlässigkeit
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Das Verhältnis der Beibehaltung der Gasdurchlässigkeit wird
gemäß der folgenden Gleichung gemessen:
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Verhältnis der Beibehaltung der Gasdurchlässigkeit =
(Druckabfall vor der Laminierung / Druckabfall nach der
Laminierung) · 100 (%), wobei der Druckabfall vor der
Laminierung die Summe aus dem Druckverlust jedes zu
laminierenden gasdurchlässigen Blattmaterials ist.
Beispiele
Beispiel 1
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Eine Ausrüstung zur Laminierung, wie sie in Fig. 1
dargestellt ist, wurde verwendet, um gasdurchlässige
Blattmaterialien erfindungsgemäß zu laminieren. Bei der
Ausrüstung von Fig. 1 zur Laminierung werden die
gasdurchlässigen Blattmaterialien A, B und C jeweils von den
Abrollwalzen 1, 2 und 3 abgerollt und mit einer Wärmewalze 5
über eine Zufuhr/Führungswalze 4 erwärmt, gefolgt von dem
Abrollen durch eine Aufrollwalze 7 durch eine Führungswalze 6.
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Wie deutlich aus Fig. 1 erkennbar ist, gibt es keine Walze,
die beim Erwärmen der Blattmaterialien oder sofort danach
einen Druck in der Dickenrichtung der Blattmaterialien positiv
ausübt. Der Spannungsgehalt, der auf jedes Blattmaterial
ausgeübt wird, wurde eingestellt durch einen Bruch, mit der
jede der Abrollwalzen 1, 2 und 3 versehen ist. Die
Bandgeschwindigkeit wurde durch eine Aufwickelgeschwindigkeit
einer Aufwickeleinheit eingestellt.
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Ein Spinnvlies (ELEVES T0703WDO, Gewicht: 70 g/m², Druckabfall:
nicht größer als 9,81 Pa (1 mmAq), Dicke: 260 um, im Handel
von UNITIKA Ltd. erhältlich) aus einer konjugierten Faser mit
einer Kern/Hüllenstruktur, wobei die Hülle aus Polyethylen und
der Kern aus Polyester besteht, als gasdurchlässiges
Blattmaterial "A" wurde in diesem Beispiel von der Abrollwalze
bei einer Bandgeschwindigkeit von 5 m/min und einer
auferlegten Spannung von 170 g/cm abgerollt. Ein poröser PTFE
(Polytetrafluorethylen)-Film (Gewicht: 2 g/m², Druckabfall:
490,5 Pa (50 mmAq), Dicke: 4 um) als gasdurchlässiges
Blattmaterial "B" wurde auf das Material "A" bei einer
auferlegten Spannung von 20 g/cm angeordnet. Ein Spinnvlies
mit einer Doppelschicht (ELEFIT E0303WTO, Gewicht: 30 g/m²,
Druckabfall: nicht größer als 9,81 Pa (1 mmAq), Dicke: 190 um,
im Handel von UNITIKA Ltd. erhältlich) aus zwei konjugierten
Fasern, wobei jede eine Kern/Hüllenstruktur (eine davon hat
eine Polyethylenhülle und einen Polyesterkern und die andere
eine modifizierte Polyethylenhülle und einen Polyesterkern)
als gasdurchlässiges Blattmaterial "C" wurde von der
Abrollwalze bei einer Bandgeschwindigkeit von 5 m/min und
einer auferlegten Spannung von 40 g/cm abgerollt, um auf den
Materialien "A" und "B" angeordnet zu werden.
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Der poröse PTFE-Film, der in diesem Beispiel verwendet wird,
wurde gemäß einem Verfahren hergestellt, das in der
Beschreibung der Japanischen Patentanmeldung mit der Nr.
196663/1992 (entsprechend der Japanischen
Patentveröffentlichung Kokai-Nr. 202217/1993) offenbart ist.
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Konkret wurde feines PTFE-Pulver (Polyflon Fine Powder F-104,
im Handel von Daikin Industries Ltd. erhältlich) mit einem
Extrusionshilfsmittel Pasten-extrudiert und gerollt, um einen
Film mit einer Dicke von 100 um zu erzeugen, der anschließend
kontinuierlich in einem Ofen bei 339ºC wärmebehandelt wurde.
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Daraufhin wurde die Folie bei einer atmosphärischen Temperatur
von 300ºC auf das 200-fache der ursprünglichen Fläche der
Folie (ein Faktor der gestreckten Fläche) gestreckt, mit
anschließender Erwärmung bei 350ºC, um eine poröse Folie mit
einem Gewicht von 2 g/m², einem Druckabfall von 490,5 Pa (50
mmAq), Dicke: 4 um zu erzeugen.
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Die übereinander angeordneten Blattmaterialien "A", "B" und
"C" wurden mit der Wärmewalze in Kontakt gebracht, auf eine
Temperatur von 190ºC bei einer Bandgeschwindigkeit von 5 m/min
erwärmt, um ein zufriedenstellendes integriertes Laminat zu
erzeugen, das eine Dreischichtstruktur aufweist, die einen
Druckabfall von 52 mm Aq zeigte.
Beispiel 2
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An jedes der beiden Ränder eines Spinnvlieses (ELEVES
T1003WDO, Gewicht: 100 g/m², Druckabfall: nicht größer als
1 mmAq, Dicke: 330 um, im Handel von UNITIKA Ltd. erhältlich)
aus einer konjugierten Faser mit einer Kern/Hüllenstruktur,
bei der die Hülle aus Polyethylen und der Kern aus Polyester
besteht, wurde ein doppeltes Klebeband mit einer Breite von l
cm gelegt. Anschließend wurde zum Verbinden nur an den Enden
die gleiche poröse PTFE-Folie (Größe: 30 cm im Quadrat) wie in
Beispiel 1 (Gewicht: 2 g/m², Druckabfall: 490,5 Pa (50 mmAq),
Dicke: 4 um) auf das Vlies gelegt. Die übereinander
angeordneten Blattmaterialien wurden auf eine Wärmeplatte mit
einer Größe von 20 cm im Quadrat gelegt, dass eine Seite der
PTFE-Folie mit der Platte in Kontakt gebracht wurde und die
Wärmeplatte wurde ins Zentrum der übereinander angeordneten
Blattmaterialien gestellt. Anschließend wurde die Wärmeplatte
auf eine Temperatur von 230ºC erwärmt, und die übereinander
angeordneten gasdurchlässigen Blattmaterialien wurden 5
Minuten stehen gelassen, bevor die Materialien von der Platte
entfernt wurden. Daraufhin wurden die verbundenen Teile mit
den doppelten Klebebändern entfernt. Ein zufriedenstellendes
integriertes Laminat, das einen Druckabfall von
500,3 Pa (mmAq) aufweist, wurde sogar erhalten, wenn keine
Spannung (Spannung von 0 g/cm) im Herstellungsverfahren
auferlegt wurde.
Beispiel 3
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Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass zur Herstellung eines
Laminats die Blattmaterialien mit einer Bandgeschwindigkeit
von 1 m/min mit der Wärmewalze bei 140ºC in Kontakt gebracht
wurden. Die Materialien waren gut zusammengefügt und zeigten
einen Druckabfall von 490,5 Pa (50 mmAq).
Beispiel 4
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Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass eine poröse PTFE-Folie
(mit einem Gewicht von 3 g/m², einem Druckabfall von 735,8 Pa
(75 mmAq) und einer Dicke von 8 um) als Material "P"
übereinander angeordnet wurde und dass das Blattmaterial "A"
mit der Wärmewalze bei 230ºC bei einer auferlegten Spannung
von 30 g/cm und einer Bandgeschwindigkeit von 5 m/min in
Kontakt gebracht wurde. Die Materialien waren gut
zusammengefügt und zeigten einen Druckabfall von 833,9 Pa
(85 mmAq). Bei diesem Beispiel wurde das gasdurchlässige
Blattmaterial "B" gemäß dem gleichen Verfahren zur Herstellung
der porösen PTFE-Folie wie in Beispiel 1 hergestellt außer
dass das Streckverhältnis auf Basis des Faktors der
gestreckten Fläche das 120-fache betrug.
Beispiel 5
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Die gleiche Ausrüstung, wie in Fig. 1 gezeigt, wurde
verwendet, außer dass zwei Abrollwalzen bereitgestellt wurden.
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Ein Spinnvlies (ELEVES T0703WDO, Gewicht: 70 g/m², Druckabfall:
nicht größer als 9,81 Pa (1 mmAq, Dicke: 260 um, im Handel von
UNITIKA Ltd. erhältlich) aus einer konjugierten Faser mit
einer Kern/Hüllenstruktur, bei der die Hülle aus Polyethylen
und der Kern aus Polyester besteht, als gasdurchlässiges
Blattmaterial "A" wurde von der Abrollwalze bei einer
Bandgeschwindigkeit von 10 m/min bei einer auferlegten
Spannung von 90 g/cm abgerollt. Eine poröse PTFE
(Polytetrafluorethylen) -Folie (Gewicht: 3 g/m², Druckabfall
735,8 Pa (75 mmAq), Dicke: 8 um) als gasdurchlässiges
Blattmaterial "B", das dem in Beispiel 4 entspricht, wurde auf
dem Material "A" bei einer auferlegten Spannung von 20 g/cm
und einer Bandgeschwindigkeit angeordnet und mit der
Wärmewalze bei 190ºC in Kontakt gebracht, um ein gut
integriertes Zweischichtenlaminat bereitzustellen, das einen
Druckabfall von 765,2 Pa (78 mmAq) zeigte.
Beispiel 6
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Unter Verwendung der gleichen Ausrüstung wie in Beispiel 1
wurde ein Spinnvlies (ELEVES T1003WDO, Gewicht: 100 g/m²,
Druckabfall: nicht größer als 9,81 Pa (1 mmAq), Dicke: 330 um,
im Handel von UNITIKA Ltd. erhältlich) aus einer konjugierten
Faser mit einer Kern/Hüllenstruktur, bei der die Hülle aus
einem Polyethylen und der Kern aus einem Polyester besteht,
als gasdurchlässiges Blattmaterial "A" von der Abrollwalze bei
einer Bandgeschwindigkeit von 5 m/min unter Auferlegung einer
Spannung von 90 g/cm abgerollt. Eine poröse PTFE-Folie
(Polytetrafluorethylen) (Gewicht: 3 g/m², Druckabfall 735,8 Pa
(75 mmAq), Dicke: 8 um) als gasdurchlässiges Blattmaterial
"B", das dem in Beispiel 4 entspricht, wurde auf das
Blattmaterial "A" unter Auferlegung einer Spannung von 20 g/cm
angeordnet. Außerdem wurde ein Vlies einer
Mehrschichtverbundfaser (Melfit BT0303E, Gewicht: 30 g/m²,
Druckabfall nicht größer als 9,81 Pa (1 mmAq), Dicke: 80 um,
im Handel erhältlich von UNICEL Ltd.) aus einer
Polyesterfaser, die die eine zu verbindende Oberfläche
darstellt und aus einem Polypropylen, das die andere
Oberfläche darstellt, wurde außerdem als gasdurchlässiges
Blattmaterial "C" von der Abrollwalze unter Auferlegung einer
Spannung von 40 g/cm abgerollt, um mit den Materialien "A" und
"B" zu überlappen.
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Die übereinander angeordneten gasdurchlässigen
Blattmaterialien "A", "B" und "C" wurden mit der Wärmewalze
bei 170ºC in Kontakt gebracht um ein gut integriertes
Dreischichtenlaminat zu bilden, das einen Druckabfall von
784,8 Pa (80 mmAq) aufweist.
Beispiel 7
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Unter Verwendung der gleichen Ausrüstung wie in Beispiel 1
wurde ein Polyester (PET) Spinnvlies (Marix 20707WTA, Gewicht:
70 g/m², Druckabfall: nicht größer als 9,81 Pa (1 mmAq), Dicke:
240 um, im Handel von UNITIKA Ltd. erhältlich) als
gasdurchlässiges Blattmaterial "A" von der Abrollwalze bei
einer Bandgeschwindigkeit von 10 m/min unter Auferlegung einer
Spannung von 90 g/cm abgerollt. Ein Spinnvlies (ELEVES
T0153WDO, Gewicht: 15 g/m², Druckabfall: nicht größer als 9,81
Pa (1 mmAq), Dicke: 100 um, im Handel von UNITIKA Ltd.
erhältlich) aus einer konjugierten Faser mit einer
Kern/Hüllenstruktur (die eine Polyethylenhülle und einen
Polyesterkern aufweist) als gasdurchlässiges Blattmaterial "B"
wurde mit dem Material "A" (unter Auferlegung einer Spannung
von 20 g/cm) bedeckt und eine poröse PTFE-Folie (mit einem
Gewicht von 2 g/m², einem Druckabfall 490,5 Pa (50 mmAq) und
einer Dicke von 4 um) wurde außerdem als gasdurchlässiges
Blattmaterial "C" (unter Auferlegung einer Spannung von 30
g/cm) darauf gelegt. Die übereinander angeordneten
Materialien "A", "B" und "C" wurden mit einer Wärmewalze bei
160ºC in Kontakt gebracht zur Herstellung eines gut
integrierten Laminats mit einer Dreischichtstruktur, das einen
Druckabfall von 539,6 Pa (55 mmAq) zeigte.
Vergleichsbeispiel 1
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Beispiel 1 wurde wiederholt außer dass die Wärmetemperatur
190ºC betrug und eine Druckauferlegung unter Verwendung einer
Presswalze sofort nach dem Erwärmen der Materialien erfolgte,
so dass ein integriertes Laminat mit der Dreischichtstruktur
erhalten wurde. Da das Laminat einen Druckabfall zeigte, der
2349 Pa (300 mmAq) überschritt, war es nicht möglich, einen
Wert für den Druckabfall des Laminats zu erhalten.
Vergleichsbeispiel 2
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Die gleiche Bandgeschwindigkeit, die gleiche Spannung und die
gleichen Blattmaterialien wie in Beispiel 1 wurden verwendet
und die Blattmaterialien wurden mit der Wärmewalze bei einer
Temperatur von 100ºC in Kontakt gebracht, wobei die Temperatur
unter dem Schmelzpunkt des Polyethylens liegt. Das
Polyethylen der Hülle wurde nicht bei einer Temperatur unter
dem Schmelzpunkt integriert.
Vergleichsbeispiele 3 bis 5
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Unter Verwendung der gleichen Blattmaterialien wie in Beispiel
1 wurden die Blattmaterialien mit der Wärmewalze bei 135ºC bis
145ºC mit einer Bandgeschwindigkeit von 5 m/min im Quadrat
gebracht, während eine Druckauferlegung über eine Presswalze
erfolgte. Bei einer Wärmetemperatur von 140ºC
(Vergleichsbeispiel 4) wurde ein Laminat mit einer
Dreischichtstruktur hergestellt, dessen Druckabfall und
Laminierungszustand beide verhältnismäßig gut waren. Bei
einer Wärmetemperatur von 135ºC (Vergleichsbeispiel 3) waren
die Blattmaterialien jedoch nicht integriert. Im Gegenteil,
bei einer Wärmetemperatur von 145ºC (Vergleichsbeispiel 5)
zeigte das Laminat einen erhöhten Druckabfall, seine
Gasdurchlässigkeit war nicht ausreichend.
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Folglich ist ersichtlich, dass der Temperaturbereich, der ein
gutes Laminat erzeugt, bei Verwendung einer Presswalze sehr
eng ist, was eine verhältnismäßig starke Behinderung bei der
Herstellung des Laminats bedeutet.
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Die Ergebnisse der obigen Beispiele und der
Vergleichsbeispiele sind in der nachfolgenden Tabelle l
gezeigt.
Tabelle 1
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Pressen: Pressen mit einer Presswalze sofort nach dem Erwärmen
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Nicht gemessen: Druckabfall über 2349 Pa (300 mmAq)
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Laminierungszustand: "gut" (integrierte Form, die einfach handhabbar war); "schlecht" (nicht integriert)
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* 50 mmAq = 490,5 Pa, 75 mmAq = 735,8 Pa
Wirkung der Erfindung
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Das Weglassen der positiven Druckauferlegung wenn das
thermoplastische Material geschmolzen wird oder danach, das
in den Stand der Technik Verfahren eingesetzt wurde, liefert
ein Laminat mit einem höheren Verhältnis der Beibehaltung der
Gasdurchlässigkeit. Ein solches Verfahren ist insbesondere
nützlich, wenn der Anstieg des Druckabfalls wegen der
Laminierung des gasdurchlässigen Materials ein Problem
verursacht, insbesondere wenn ein Filtermaterial auf einem
Material laminiert wird, das das Filtermaterial trägt. Das
heißt, die Gasdurchlässigkeit, die dem Filtermaterial
inhärent ist, wird durch Laminieren des Filtermaterials mit
dem unterstützenden Material (das selbstverständlich
gasdurchlässig ist) gemäß dem Verfahren der Erfindung
laminiert. In einem solchen Fall liefert das unterstützende
Material eine mechanische Festigkeit und das Verhältnis der
Beibehaltung der Gasdurchlässigkeit des unterstützenden
Materials ist kein Problem. Außerdem ist die Erfindung
natürlich nützlich, wenn eine Vielzahl von Filtermaterialien
laminiert werden.
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Darüber hinaus bei Anwendungen, bei denen die
Gasdurchlässigkeit des Materials beibehalten wird, außer bei
der Herstellung des Filtermediums, zum Beispiel bei der
Herstellung eines Gewebes im Sportbereich, das gasdurchlässig
und/oder wasserabweisend ist, wird die Gasdurchlässigkeit,
die dem Material inhärent ist, durch das erfindungsgemäße
Verfahren beibehalten, so dass das vorliegende Verfahren sehr
wirksam ist.