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Verfahren zur Herstellung von Flächengebilden aus Vinylpolymerisaten
Kunstleder
und andere geschichtete Werkstoffe werden bekanntlich unter Verwendung von plastischen
Massen, insbesondere Vinylpolymerisaten, wie Polyvinylchlorid, als Filmbildner überwiegend
in der Weise hergestellt, daß das Polymerisat mit Weichmachern, Farbstoffen, Füllstoffen
und erforderlichenfalls organischen Verdünnungsmitteln zu einer Paste angeteigt,
mittels Streichmesser oder durch Walzenauftrag auf Textilgewebe, Faservliese, Papier
u. dgl. aufgetragen und sodann durch Erwärmen ohne Druckverwendung zum Film verfestigt
wird. Die Erwärmung erfolgt hierbei unter langsames Leiten der bestrichenen Bahnen
über beheizte Flächen durch Einwirkung strahlender Wärme oder durch heiße Luft in
Vorrichtungen, vorzugsweise Heizkanälen, die einen sehr großen Raum benötigen.
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Vielfach ist es üblich, die Beschichtung in zwei oder mehr Strichen
vorzunehmen, wobei man die Aufstriche nicht jeweils einzeln völlig bei der zur Erreichung
der optimalen Eigenschaften erforderlichen Temperatur von etwa I60 bis 2000 C ausheizt,
sondern man führt die Gelierung der einzelnen Stücke zuerst nur Ns zu einer gewissen
Verfestigung, die ein knickfreies Aufrollen der Bahnen erlaubt, bei etwa I20° C
durch. Erst nach dem Schlußstrich erfolgt dann die Ausheizung.
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Bei diesen. Kanalgeliermethoden werden die Kunststoffschichten verhältnismäßig
langsam angewärmt, und die Verfestigung erfolgt erst nach geraumer Zeit, weshalb
der Platzbedarf der betreffenden Anlagen sowohl beim Arbeiten in Hängen als auch
in Spannrahmen recht groß ist Man hat zwar bereits vorgeschlagen, das. Vorgelieren
von. Bahnenware durch Führen über etwa 110 bis I20° C heiße Trommeln oder Walzen.
zu bewerkstelligen. Beil diesem Walzengelierverfahren ist jedoch die beschichtete
Bahnenseite von der
Metalloberfläche der Trommel abgewendet so daß
nur eine schlechte Wärmeübertragung erfolgen kann und für die Verfestigung der Aufstriche
eine so lange Zeit erforderlich ist, daß dieser Vorschlag praktisch kaum durchführbar
sein dürfte. Auch hier hat man es somit vermieden, die pastösen bis di ckflüssi
gen Aufstriehe durch direkte Beheizung mittels bewegter Metallflächen zu gelieren,
da man ein Ankleben der zu verfilmenden Schicht an den beim kontinuierlichen Arbeitsgang
in Frage kommenden Walzen befürchtete.
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Wie nun überraschenderweise gefunden wurde, kann man plastische Massen,
insbesondere Vi.nylpolymerisatpasten, die entweder nach dem Rakelstreich- oder Walzengieß-
oder -lackierverfahren auf Trägerbahnen frisch aufgetragen sind, augenblicklich
in einwandfreier Weise zum Gelieren bringen, d.h. sie verfilmen, verfestigen und
verformen, wenn man sie unmittelbar nach dem Auftrag in fortlaufendem Arbeitsgang
miltl der Schicht seite entlang oder zwischen sich drehende beheizte Walzen, Trommeln,
Zyliltider od. dgl. führt.
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Eine derartige unmittelbare Einwirkung heißer Metallflächen hat eine
bedeutend schnellere Gelierung und Verfilmung der Pastenmasse zur Folge, als dies
nach den bekannten Verfahren und Vorschlägen bisher möglich war, ohne daß deren
Ankleben oder Zersetzung zu befürchten wäre. Bei diesem neuen Walzengelierverfahren
benötigt man nur einen ganz geringfügigen Druck auf den Anstrich; er reicht trotzdem
aus, den Aufstrich so zu verdichten, daß - besisere porenfreie Flächengebilde entstehen
als bei der üblichen drucklosen Gelierung im Heizkanal.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet für verpastbare
Mischungen auf der Grundlage von Polymerisaten von Vinylverbindungen, wie Vinylchlorid
oder auch Acrylnitril, und solchen Mischpolymerisaten mit Styrol, Vinylestern, Vinyläthern
u. dgl., die gegenüber Weichmachern ein latentes Lösevermögen besitzen.
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Erfindungsgemäß werden die Walzen zweckmäßig auf mindestens etwa
I00° C, zweckmäßig auf I30 bis 1600 C geheizt; die Temperatureinstellung richtet
sich hierbei u.a. nach der Zusammensetzung der Streichmasse, der Auftragsstärke,
der Arbeitlsgeschwindigkeit und der Heizflächenlänge. Bei' Benutzung von Doppelwalzen
wird zweckmäßig die die Trägerseite berührende Walze auf unter 1000, die den Aufstrich
berührende Walze auf wenigstens I20° C gehalten. Dadurch erreicht man durch einen
wenn auch nur geringen Andruck der Schicht an die heißen Walzen bereits vor der
Ausgelierung der Folien und Überzüge eine Oberflächenglättung, wie sie bisher erst
an der ausgeheizten Ware durch Satinierwalzen erreicht wurde.
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Bei Einhaltung einer zweckentsprechenden Temperatur und Umlaufgeschwindigkeit
der Walzen sowie bei Benutzung von Walzen genügenden Umfanges erreicht man, daß
die verfestigten Aufstriche sofort einen zusammenhängenden Film bilden und sich
alsbald, ohne zu kleben, glatt von der Heizfläche abziehen und sogleich aufrollen
lassen. Anschließend oder erst später kann die Ausgelierung in üblicher Weise bei
etwa 160 bis 180°C stattfinden. Oder aber man wiederholt, ohne auszugelieren, ein-
oder mehrfach das Aufstreichen und Vorgelieren und geliert nach dem letzten Strich
fertig.
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Die sonst nach jedem Strich notwendige An- oder Vorgelierung in Hängen
oder langen Gelierkanälen ist erfindungsgemäß völlig entbehrlich. Bei Einhaltung
genügend hoher Temperaturen und langer Berührungsdauer kann durch die Gelierwalzen
aber auch sogar gleichzeitig ein Ausheizen erfolgen, so daß man selbst auf diese
Maßnahme verzichten kann und ein äußerst vereinfachtes Verfahren erzielt.
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Die der Unterlage zugewandte Walze braucht nicht unbedingt geheizt
zu sein, wenn die der zu gelierenden Schicht aufliegende Walze diese allein genügend
zu erwärmen und dadurch zu verfilmen vermag. Die Gegenwalze kann. daher auch als
elastische Walze, d. h. als gummierte Eisenwalze (sogenannte Gummiwalze), ausgebildet
sein. Man kann aber auch auf das Andrücken einer Gegenwalze ganz verzichten und
einfach die mit der Paste versehene - Unterlage unter Zug über eine beheizte Trommel
führen, wodurch man die' zur Ausführung des Verfahrens benötigte Anlage bei sonders
einfach und leistungsfähig gestalten kann.
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Die neue Geliermethode weist somit die großen Vorteile auf, daß einerseits
der Platzbedarf erheb lich verringert, andererseits eine bedeutende Zeitersparnis
erreicht wird.
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Es ist auch möglich, die Aufstriche vor der Walzenbehandlung anzugelieren
und dann erst an oder zwischen die geheizten Walzen zu leiten. Diese modifizierte
Arbeitsweise läßt sich vorteilhaft z.B. in der Weise durchführen, daß man den mit
einer Stützrakel bestrichenen Trägerstoff so dem Spalt eines heißen Walzenpaares:
zuführt, daß auf diesem Wege der Aufstrich von der Unterseite her mehr oder weniger
stark angeliert ist, bevor der Spalt passiert wird. Dieses Angelieren kann durch
Beheizen der nach dem Walzengießverfahren unter dem Trägerstoff laufenden Walze
oder durch Strahlenbeheizen von oben gefördert werden.
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Gießt oder streicht man die Pasten statt auf einer Tetil-, Papier-,
Glasfaser- oder ähnlichen Unterlage auf ein Metall-, z. B-. ein Kupferband und führt
im übrigen die Gelierung wie vorbeschrieben durch, so gewinnt man trägerlos Folien.
In beiden Fällen; erhält man, trotz des i;m Vergleich zu dem bei der Folienherstellung
nach dem Kalanderverfahren aufzuwendenden sehr geringen Druckes sehr glatte, beim
Arbeiten mit beheizten Hochglanzwalzen hochglänzende Folien oder Überzüge, so daß
man auch hier auf eine beim üblichen Arbeitsgang notwendige Satinierung zur Erzielung
glänzender Oberflächen verzichten kann. Mit anderen Worten können beim vorliegenden
Verfahren zum Gelieren beheizte Satinierwalzen verwendet werden.
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Die Narbung von mit plastischen Massen, z. B. mit Vinylpolymerisaten
als Filmbildner gewonnenen Folien und Schichtstoffen wird bisher in der Weise durchgeführt,
daß die Folien, oder das Kunstleder
im letzten Teil de& A,rbeiltsprozesses
dem Druck von Prägewalzen ausgesetzt wird. Dazu führt man das vorher ausgeheizte,
noch oder wieder etwa I00° C warme Flächengebilde durch einen Kalander, dessen Walzen
kalt gehalten sind. Durch Druck wird das Walzenrelief im die warme, plastische,
aber in ihrer inneren Struktur offenbar bereits verfestigte Schicht eingedrückt
und gleichzeitig eingefroren. Diese Prägungen haben den Nachteil, daß sie von latenter
Standfestigkeit und nicht wärmestabil sind, d. h. bei erneuter Erwärmung ohne Druckanwendung
geht die Narbung zurück.
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Wie nun überraschenderweise gefunden wurde, lassen sich Narbungen,
Mattlierungen u. dgl., die auch bei erneuter Erwärmung, z. B. beim Ausheizen, völlig
standfest sind, erzielen, wenn man in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens in der Weise verfährt, daß eine beheizte Prägewalze -gleichzeitig die
Aufgabe des Gelierzylinders übernimmt, d. h. daß man an Stelle glatter Gelierwalzen
geheizte Narb-, Präge- oder Mattierwalzen verwendet und somit das Gelieren mit der
Prägung kombiniert. Die Narbung der heißen Prägewalze wird durch leichtes Andrücken
des mit der Polymerisatpaste bestrichenen Metallbandes, Gewebes od. dgl. durch eine
Gegenwalze bekannter Ausführung oder durch Anpressen mittels Zug auf die noch nicht
gelatinierte Streichmasse übertragen.
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Wie beim Glätten ist auch hier ein wesentlich geringerer Andruck
nötig, ,/6 und weniger, als b,eism bisher üblichen Prägeverfahren, da die ungelatinierte,
fließfähige Polymerisatschicht noch keine Formfestigkeit besitzt und sich leicht
jeder Form anpaßt. Trotz des geringeren Druckes können auf diese Weise sehr viel
tiefere Narbungen und dadurch besondere Effekte erzielt werden. Bei mehrschichtigen
Aufstrichen wird das Prägen naturgemäß erst beim letzten Strich durchgeführt.
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Bei langsamer Arbeitsgeschwindigkeit, großem Walzenumfang, d. h.
ausreichender Verweilzeit und entsprechender Temperatur läßt sich sofort ein ausgelierter
genarbter Überzug oder eine derartige Folie erhalten. Es ist kennzeichnend für die
Neuerung, daß bei einer gegebenenfalls vorgenommenen Nacherhitzung bzw. Ausheizung
die Narbung ohne Druckanwendung nicht verschwindet, wie es unter gleichen Bedingungen
bei den nach der bisher üblichen Methode hergestellten Erzeugnissen erfolgen würde.
Dieser Vorteil ist bisher im laufenden Verfahren nicht erreichbar gewesen.
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Die genarbten Flächengebilde können in an sich bekannter Weise mit
Schattiermassen, Lackschichten usw. nachbehandelt werden. Dabei zeigt sich wi'eder
der Vorteil der wärmebeständigen Narbung, indem man bei diesen Nachbehandlungen
die bisher einzuhaltenden Temperaturgrenzen ohne Nachteil für die Prägung überschreiten,
z. B. nach dem Schattieren bei über I00° C trocknen oder ausheizen kann.
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Das neue Gelierverfahren weist somit außer der Erzielung dichter
Schichten und wärmestabiler Oberflächen noch die bedeutenden Vorteile auf, daß es
nicht nur umfangreiche Hängen, Spannrahmen und Gelierkanäle, die bisher praktisch
als unumgänglich notwendig erachtet wurden, sondern auch besondere Satinier- und
Prägekalander für die Verformung überflüssig macht und somit eine große Raum- und
Zeitersparnis bewirkt.