NO161387B - Fremgangsmaate til betrykking av et fibroest banemateriale. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til betrykking av et fibrøst banemateriale i et mønster med en viskøs masse i form av et skum, ved anvendelse av en silketrykkmaskin.

En liknende fremgangsmåte er beskrevet i publisert europeisk patentsøknad 47 559. I denne søknad er anvendelsen av et skum nevnt på slutten av beskrivelsen.

De erfaringer man har med hittil benyttede skum har lært at det i banematerialet betrykkede mønster faktisk taper den skummete form umiddelbart. Skumblærene sprenges før eller under tørking, og resultatet er at materialet helt kommer i direkte kontakt med banematerialet. Dessuten kan det forekomme migrering i ubetydelig grad.

Ifølge ovennevnte paténtsøknad blir bruken av meget stabile skum uttrykkelig unngått, fordi de ikke ville bli absorbert tilstrekkelig hurtig av banematerialet. For en slik hurtig absorp-sjon, er en lavere skumstabilitet ansett som avgjørende.

Det har ifølge oppfinnelsen overraskende vist seg at det i forbindelse med trykkeanordningen som er beskrevet i ovennevnte europeiske patentsøknad, er fullt ut mulig å anvende.meget stabile skum, idet en slik anvendelse til og med kan medføre en rekke tekniske fordeler.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at det anvendes et skum med slike stabilitetsegenskaper at det etter 24 timer ved 20°C i en dekket målesylinder ikke utskilles væske, og at skummets struktur og mønsteret stort sett bibeholdes under på-føringen på underlaget og under etterfølgende tørking. Utgangs-punktet er fortrinnsvis et så stabilt skum at skumstrukturen i det vesentlige opprettholdes under påføringen i banematerialet og under den etterfølgende tørking. Idet skummet under dets påføring og under den etterfølgende transport av det behandlede underlag uunngåelig utsettes for høye skjærkrefter, vil en liten del av skumcellene tape deres opprinnelige struktur og briste. Dette vil generelt gjelde ikke over 10-15% av cellene.

Når det gjelder fibrøse banematerialer er én faktor den be-stemte dybde som det av silketrykkmaskinen pressede skum kan trenge innover. Når skumstabiliteten er så høy at skjærkreftene under og etter passasjen av rasteret ikke resulterer i urimelig høy destruksjon av den ytre skumstruktur, etterlates et sjablon-trykk i form av skum lokalt i banematerialet. I forbindelse med tilstrekkelig stabile skum har det overraskende vist seg mulig å trykke med svært skarpe konturer på denne måte, og at det opprinnelige skum kan opprettholdes etter tørking. Under oppretthol-delse av de fordeler som kan oppnås ved betrykking med skum på silketrykkmaskin med rotasjonsraster, såsom nøyaktig dosering per flateenhet, økonomisk effektforbruk og muligheten til hurtig for-deling i produksjonspartier, medfører denne effekt i tillegg til de fordeler som direkte knytter seg til trykkematerialets ytre skuraform. Dette kommer lettest til syne når fiberbanen betrykkes med en bindemiddelsammensetning brakt i en passende skumform. Det kan da sees at ikke bare steder for, men også dybden av pene-treringen av den påtrykkete skumsammensetning kan kontrolleres nøyaktig.

Når skummet tilføres avsettes det tydelig i banematerialet som en utpressingsstolpe. Ved hjelp av denne kontroll av skumfor-delingen kan alle slags materialeffekter oppnås i det endelige produkt, ikke bare i dekorativ henseende, men også strukturelt. Dette åpner for nye typer fiberbaner. Ved disse strukturer kan den ønskede kombinasjon av egenskaper understøttes ved et passende materialvalg for bindemiddeltype, fiberblanding og bane-struktur. Teknikken ved mønstertrykking ved hjelp av dimensjonsstabile skum åpner muligheten for å innføre nye strukturer ved: a. avsetning av skarpt definert mønster i banens plan. Dette er av dekorativ betydning, men har, spesielt når det gjelder fiberbaner, også betydning for overflatestrukturen. Bindemiddelmønsteret frembringer således en meget fleksibel bane med et begrenset antall frie fibre ved overflaten. b. arbeide med indre bindemiddelfrie soner, sett i banens tverrsnitt, ved å kontrollere penetreringsdybden for skumplasti-solen eller -pastaen. Dette kan være av viktighet for absorp-sjonsevnen. c. anvendelse av denne trykketeknikk ved justering av trykkesystemet for å påføre et relieffmønster av dimensjonsstabilt skum. d. realisering av dobbelte eller flerdobbelte betrykkinger på den ene eller begge sider av banen før etterbehandlingen ut-føres i et tørkeapparat, felles for alle trykk.

Alt dette demonstreres i eksemplene, uten at samtlige muligheter er uttømmende behandlet i disse.

Disse eksempler viser også at det ved bruk av dimensjons-stabil skumpasta ved hjelp av utelukkende silketrykk er mulig at to eller flere betrykkingsbehandlinger finner sted synkront eller den ene umiddelbart etter den annen, og deretter bare etterfulgt av tørking. Fordelen med denne behandling når det gjelder pro-sessøkonomi, er innlysende. I minst én av disse betrykkinger skal selvsagt det stabile skum ifølge oppfinnelsen anvendes.

Synkron betrykking av en fleksibel, porøs, flat struktur, såsom en fiberbane, med pastaer på motsatte sider er beskrevet i publisert europeisk patentsøknad 54 628, hvor det imidlertid på den ene side er uttrykkelig argumentert for at de to sider bør behandles ifølge innbyrdes avvikende trykketeknikk, idet det på den annen side ikke i det hele tatt er gjort bruk av et skum med høy stabilitet. Det er selve kombinasjonen av på den ene side fremgangsmåten forbedret med meget stabilt skum ved anvendelse av maskinen ifølge ovennevnte EP-A 47 559 med på den annen side muligheten av å anvende flere betrykkingsbehandlinger på samme tid eller i serie, hvilken mulighet har oppstått som et resultat av det meget stabile skum, som har gjort det mulig at den etter-følgende tørkebehandling ved varmepåvirkning kan finne sted samtidig for alle betrykkingsbehandlinger.

Sammensetningen av det dimensjonsstabile skum innebærer ikke noen nye spesialaspekter, den høye skumstabilitet kan oppnås ved å utnytte trekk som lenge har vært kjent innen fagområdet. I tillegg til et hensiktsmessig overflateaktivt stoff kan man således sørge for en høy viskositet, for tilsetningen av skumstabi-lisatorer eller antitørkende midler, for anvendelse av lavmoleky-lære emulgatorer, og for anvendelse av et høyt tørrstof f innhold. Tørrstoffinnholdte bør være minst 20%. Jo høyere tørrstoffinn-holdet er, desto hurtigere vil bindemidlet koagulere ved forsert tørking, og som et resultat av dette opprettholdes skumstrukturen.

Sammensetning av stoff hvorfra skummet fremstilles er van-ligvis en vandig dispersjon, selv om det er mulig å anvende andre løsningsmidler eller dispergeringsmidler, såsom etylacetat. Det er fordelaktig å benytte vann, som byr på små eller ingen miljø-problemer.

Dersom selve bindemidlet er flytende, slik tilfelle kan være ved f.eks. epoksy-systemer eller flytendegjorte, reaktive vannfrie systemer, er det også mulig å dispergere med løsnings-midlet .

Av betydning for det stabile skum, i tillegg til sammensetningen, er den fysiske finhet. For stabiliteten er det av viktighet at den gjennomsnittlige diameter av skumblærene bør være mindre enn halvparten av det gjennomsnittlige fiber-mellomrom i banematerialet. Skummets velegnethet for betrykkingsprosessen på silketrykkmaskinen kan vurderes på ulike måter. Det kan således eksempelvis anvendes en hurtiggående laboratorie-blander for å slå skummet til en viss finhet uttrykt ved tettheten i g/l. Jo høyere tettheten er, desto grovere er skumblærene. De med fordel benyttede verdier varierer mellom 50 og 300 g/l.

Det stabile skum som anvendes ifølge oppfinnelsen tilfreds-stiller følgende test: Et volum av 1 1 skum separeres i en dekket målesylinder og tillates å stå ved 20°C i 24 timer. Det utføres deretter vur-dering ved å måle mengden av bunnfellet væske. Et skum som passer for anvendelse i den stabile skumpasta vil ikke oppvise bunnfel-ling etter 24 timer.

I overensstemmelse med oppfinnelsen er det mulig å betrykke forskjellige fibrøse banematerialer, såsom tekstilstoffer,

strikkete stoffer, f.eks. et "Raschel"-stoff eller et trikotasje-stoff, ikke-vevde.stoffer, såkalte "non-wovens" enten alene eller i kombinasjon med et bomullslerret, skumstrukturer, f.eks. grovt polyuretanskum og liknende.

Nærmere bestemt er det mulig å benytte et lett armert banemateriale, såsom kombinert struktur av en fiberbane med et nett-verk, et vevd stoff eller et strikket stoff.

Et annet alternativ som kan være fordelaktig er anvendelsen av et banemateriale i form av en tekstilstruktur eller en skumstruktur.

Passende tekstilstoffer er bomull- og ullstoffer, og for-målstjenlige ikke-vevde stoffer, såkalte "non-wovens", utgjøres særlig av fiberbaner fremstilt fra naturfibre og fibre av syn-tetisk plastmateriale, men også bestå av fibre av glass, karbon og asbest.

Betrykkingen kan utføres med alle slags stoffer, avhengig av det endelige produkt som forventes fremstilt. Noen anvendel-seseksempler er bindingen av en fiberbane, betrykking av en fiberbane i et mønster med dekorativ karakter, dekorativ sammen-binding av en nålet bane, gjøre et underlag vannawisende eller påføre et vannabsorberende sjikt.

Det stabile skum fremstilles med utgangspunkt i kjente komponenter. Det materiale hvorfra skummet fremstilles inneholder generelt vann, et bindemiddel, et fortykningsmiddel, et overflateaktivt stoff (fuktemiddel), en skum-stabilisator og eventuelt et fyllstoff. Avhengig av det endelige produkt som forventes fremstilt, inneholder materialet ett eller flere andre stoffer som skal påføres på banematerialet. Disse kan f.eks. bestå av pigmenter, impregneringsforbindelser for å gjøre underlaget vanntett, forbindelser som sørger for vannabsorpsjon, bindemidler, antioksydanter, funksjonelle forbindelser såsom kjønrøk og liknende.

Bindemidler som egner seg for anvendelse i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse er lavere alkylakrylater, styren-butadiengummi, akrylnitril-gummi, polyuretan, epoksy-harpikser, polyvinylklorid, polyvinylidenklorid og kopolymerer av vinyliden-klorid med andre monomerer, polyvinylacetat, delvis hydrolysert polyvinylacetat, polyvinylalkohol, polyvinylpyrrolidon og liknende. Disse bindemidler kan eventuelt inneholde sure grupper, f.eks. ved å karboksylere dem. Et passende karboksyleringsmiddel er maleinsyre-anhydrid.

Hensiktsmessige overflateaktive stoffer er av de anioniske eller ikke-ioniske typer, såsom seper, alkylarylsulfonater, fettholdige alkoholsulfater, etoksylerte fettholdige syreforbindelser og liknende.

Som skum-stabilisatorer egnet for bruk i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse kan de følgende forbindelser anvendes: fettholdige syreamidkondensater, ammonium- og kaliumstea-rater, cykloheksanolalkylaminosalter av eddiksyre, maursyre og propionsyre, tertiære aminooksyder og liknende.

De fyllstoffer som skal benyttes i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse er de vanlige fyllstoffer fra skumbe-trykking, og omfatter pigmenter, aktive komponenter såsom kjøn-røk, hydrert aluminiumhydroksyd, blåst silika etc.

Fyllstoffenes partikkelstørrelse er fortrinnsvis høyst 20 um, etter som nærvær av større partikler kan gripe forstyrrende inn i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Skummaterialet skal omdannes et stabilt skum på kjent måte, f.eks. ved å piske sammensetningen i en hurtiggående blander med luft eller annen gass.

I etterfølgende eksempler I-VI illustreres anvendelsen av et stabilt skum. Tabell A angir egenskapene hos de anvendte skum.

Eksempel I

Binding og prikk-betrykking av en bane i ett trinn for fremstilling av et klebende innleggsstoff (mellom for).

En fiberbane på 30 g/m", bestående av 50% 1,7 dtex 40 mm viskosefibre, 40% 1,7 dtex 60 mm polyesterfibre og 10% polyestersmeltefibre med et smeltepunkt på 130°C, ble termofiksert med varm luft og deretter betrykket på en silketrykkemaskin ved hjelp av en mønstret sjablon med et åpent areal på 25%, med en mengde av 2 5 g/m 2 stabilt skum på o basis av en latex av karboksylert butylakrylat-harpiks med et tørrstoffinnhold av 40% og en skumtetthet av 200 g/l. På samme tid eller umiddelbart deretter ble baner på den samme maskin, betrykket med prikker av et latent klebemiddel ved hjelp av en sjablon med et liknende mønster men med indre åpninger, slik at det åpne areal nå er 10%. Det latente klebemiddel var en kopolyamid-løsning i p-toluensulfonamid med et tørrstoffinnhold av 30% og ble påo ført i en mengde av 50 g/m 2.

Etter denne dobbelte trykkingsoperasjon ble banen tørket ensartet, gelatinert og herdet i 30 sekunder ved 150°C.

Trykkene kan dersom det er ønskelig påføres på den samme side av fiberbanen eller på motsatte sider. Maskiner for dette formål er i og for seg kjent.

Eksempel II

Binding av en fiberbane i én farge med stabilt skum og prikkbetrykking med et latent bindemiddel.

En fiberbane på 50 g/m , bestående av 30% 1,7 dtex 40 mm

nylon-66 fibre, 60% 3,3 dtex 40 mm nylon-66 fibre og 10% 1,7 dtex 4 0 mm polypropylenfibre ble termofiksert og deretter betrykket på en rotasjonssilketrykkmaskin med 75 g/m stabilt skum på basis av en latex av myk karboksylert styrenbutadien-gummi med et tørr-stoffinnhold på 20% og en skumtetthet av 100 g/l ved hjelp av en roterende sjablon med en finhet av en 60 maskers sikt og et åpent areal av 4 5%. Deretter ble den således behandlete fiberbane prikkbetrykket med en mengde av 30 g/m 2 av en kopolyesterløsning med et skummemiddel, med et tørrstoffinnhold av 3 0%, ved hjelp av en roterende sjablon med en finhet svarende til en 17 maskers sikt. Etter disse to betrykkingstrinn ble bindemidlet tørket ensartet og herdet i en ovn, idet de påtrykkete prikker av det latente kopolyamid-bindemidlet på samme tid ble skummet og gelatinert. Dette varmebehandlingstrinn ved 150°C tok 40 sekunder. Produktet egner seg for bruk som mellomfor (innleggsstoff).

Eksempel III

Dekorativ binding av en nålet bane ved hjelp av pigmenterte skumbindemidler.

En 1,1 mm tykk nålet bane av 150 g/m , bestående av 100% 1,7 dtex polyesterfibre og hardgjort under en lett kalandertrykk ved 220°C, ble ført langs tre rotasjonssilketrykksjabloner, hvorved det suksessivt ble påført følgende bindemidler.

a. en mengde av 2 5 g/m 2 av et ustabilt skum på basis av en lysgrå pigmentert karboksylert akrylat-latex med et tørrstoffinn-hold av 40%, oppvisende mykgummi-egenskaper og med en skumtetthet av 100 g/l. Betrykking ble utført med en regulær sjablon med en finhet svarende til en 60 maskers sikt under et slikt trykk i det indre trykkesystem at bindemidlet trengte 0,25 mm inn i banen.

b. ved hjelp av en mønstret sjablon med et åpent areal av 60%, en mengde av 6,5 g/m 2 av stabilt skum med et tørrstoffinn-hold av 34% på basis av en lysgrå pigmentert latex av en myk fornettbar polyuretan med en skumtetthet på 100 m/l. Dette skum ble bragt til å trenge 0,1 mm inn i banen. c. ved hjelp av en mønstret sjablon med et åpent areal av 10%, en mengde av 2,0 g/m 2 av stabilt skum med et tørrstoffinn-hold på 43%, på basis av en mørkgrå pigmentert latex av myk fornettbar polyuretan med en skumtetthet på 200 g/l. Dette skum ble bragt til å trenge 0,1 mm inn i banen.

Etter disse tre operasjoner ble produktet tørket i en ovn og herdet ved 160°C i 2 minutter. Produktet kan benyttes som et koffert-fSr.

Eksempel IV

Binding av en ikke-vevd struktur og samtidig gjøre denne olje- og vanntett.

En 1,0 mm tykk fiberbane på o 60 m 2 , beståoende av en blanding av sorte polyesterfibre av 30% 1,7 dtex/40 mm og 60% 3,3 dtex/40 mm og 10% av blanke polyestersmeltefibre med et smeltepunkt på 130°C, ble etter termofiksering bundet ved hjelp av en roterende sjablon med et fullstendig åpent, dvs. ikke-mønstret areal, hvorved den ble påo ført en mengde av 100 g/m 2 av et stabilt skum med et tørrstoffinnhold av 30% på basis av en latex av ikke-fylt, hard, fornettbar akrylatgummi. Skumtettheten var 100 g/l. Denne første operasjon med roterende sjablon ble etterfulgt av en annen operasjon langs en roterende sjablon som også var åpen og hvorved, på o den samme side av banen, en mengde av 10 g/m 2 av stabilt skum, med et tørrstoffinnhold av 20%, på basis av ikke-fylt mel-amin-fettholdig syrekondensat og et fluorkarbon i form av en emulsjon. Skumtettheten var 100 g/l. Penetreringsdybden ved sistnevnte operasjon var 0,1 mm. Disse to operasjoner med roterende sjablon ble, for tørking og fullstendig fornetning, etterfulgt av en behandling i en ovn ved 130°C i 2 minutter. Produktet kan benyttes som innvendige trekk i motorkjøretøyer.

Eksempel V

Betrykking av forskjellige skumblandinger i et mønster.

En 2,0 mm tykk hvit polyesterfiberbane bestående av en blanding av 30% dtex/50 mm, 40% 17,0 dtex/80 mm og 30% 3,3 dtex/40 mm, idet 40% av sistnevnte slag består av en smeltefiber med en mykningstemperatur av 160-220°C, ble betrykket etter fik-sering ved 220°C ved hjelp av to umiddelbart etter hverandre føl-gende passasjer med roterende sjablon.

Den første sjablon hadde et mønster med 80% frie åpninger over arealet. Ved hjelp av denne sjablon ble det påført en mengde av 145 g/m 2 av et dimensjonsstabilt skum med et tørrstoffinnhold på 4 5%, på basis av en latex av en hard metylmetakrylatharpiks med en skumtetthet av 10 0 g/l.

Den andre sjablon var mønstret med 20% frie åpninger over arealet og betrykket underlaget synkront med mønsteret fra den første sjablon, nemlig på de fremdeles åpne partier av banematerialet. Dette ble utført ved hjelp av et dimensjonsstabilt skum son inneholdt 10 0% epoksyharpiks og med en skumtetthet av 200 g/l, i en mengde av 100 g/m 2.

Etter de to betrykkingsoperasjoner ble produktet i det vesentlige tørket ved 150°C i 2 minutter og deretter underkastet ettertørking og herding ved 14 0°C i 1 minutt.

Det oppnådde produkt kan ikke knuses og kan benyttes som et fleksibelt avstandsstykke for laminering.

Eksempel VI

Påføring av et ikke-korrosivt, vann-absorberende sjikt på banen.

En polyesterfiberbane på o g/m 2 , beståoende av 90% 1,7 dtex/40 mm og 10% 1,7 dtex smeltefiber med en smeltepunkt på 130°C og med et strekkfasthetsforhold i lengde- og tverretning på 5:1 ble ved hjelp av en roterende sjablon forsynt med et sammenhengende øvre belegg av 115 g/m 2 av dimensjonsstabilt skum på o basis av poly-vinylalkoholløsning i vinylacetat, med et tørrstoffinnhold på 40%, idet 30% av tørrstoffet besto av super-absorberende akrylat-pulver. Skumtettheten var 150 g/l.

Umiddelbart deretter, i den neste rotasjonspassasje ble den samme side av banen påført en mengde av 10 g/m av et ustabilt, tyknet skum med et tørrstoffinnhold på 10% og en skumtetthet av 200 g/l, på basis av en løsning av benzotriazol i etanol. Produktet ble tørket og herdet ved 50°C i 1 minutt.

I etterfølgende tabell A angis noen av egenskapene hos ulike skum. I den andre skumvolumtesten angis forholdet (%) mellom skummets opprinnelige volum og volumet etter angitt tid. Denne test benyttes for å vurdere stabile skum innbyrdes. Stabilitets-testen angir om et skum er stabilt eller ikke.

I tabell B er sammensetningen for ulike påtrykksmaterialer angitt. Kolonnen benevnt "mengde" angir mengden av produktet (emulsjon, pulver etc), inklusive løsningsmiddel etc. I den siste kolonne er sammensetningen angitt i % av det totale tørr-stof f innhold.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til betrykking av et fibrøst banemateriale i et mønster med en viskøs masse i form av et skum, ved anvendelse av en silketrykkmaskin, karakterisert ved at det anvendes et skum med slike stabilitetsegenskaper at det etter 24 timer ved 20°C i en dekket målesylinder ikke utskilles væske, og at skummets struktur og mønsteret stort sett bibeholdes under påføringen på underlaget og under etterfølgende tørking.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det fibrøse banemateriale betrykkes minst to ganger, hvorved minst én av behandlingene utføres med det stabile skum.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 2, karakterisert ved at behandlingen utføres samtidig og synkront på motsatte sider av banematerialet.