Verfahren zum gleichzeitigen, kontinuierlichen Verfestigen und Beschichten eines Vliesstoffes

Abstract

 Verfahren zum gleichzeitigen, kontinuierlichen Verfestigen und Beschichten eines Vliesstoffes mit einem Bindemittel und mit einer Haftmasse, bei dem ein durch UV-Strahlen vernetzbares Bindemittel von der Unterseite synchron gegen die nach dem Puderpunkt- oder dem Siebdruckverfahren auf die Oberseite des Vliesstoffes aufgebrachte, thermoplastische Haftmasse in Form sich damit deckender Teilflächen gegengedruckt wird, derart, daß die Teilflächen einen Abstand voneinander haben und wonach der Vliesstoff mit Licht bestrahlt wird, das 10 bis 30% der Gesamtenergie in Form einer UV-Strahlung enthält, wobei die Gesamtleistung so bemessen wird, daß das Bindemittel vernetzt und die Haftmasse in ihrer geometrischen Verteilung eigenstabilisiert wird, und daß das Vlies durch anschließendes Trocknen bzw. Sintern der Haftmasse fertig behandelt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren µm gleichzeitigen, kontinuierlichen Verfestigen und Beschiozen eines Vliesstoffes mit einem Bindemittel und mit einer Haftnesse, bei dem das Bindemittel von der einen Seite synchron lagen die von der anderen Seite aufgedruckte Haftmasse in Fonr ch damit deckender Teilflächen gegengedruckt wird, wobei dif Teilflächen untereinander jeweils einen Abstand haben.

[0002] Ein solches Verfahren ist aus der japanischen Offenlegungsschrift 1667/1975 bekannt. Das Bindemittel und die Haftmassen werden dabei während des Hindurchleitens des Vliesstoffes durch ein Paar Gravur- oder Siebrollen aufgebracht. Die beiderseits erhaltenen Druckbilder sind demzufolge-identisch, was nicht im Sinne der Zweckbestimmung der beiden Substanzen ist.

[0003] Bindemittel dienen primär dazu, die Fasern eines Vliesstoffes untereinander zu verkleben und ihm dadurch Festigkeit zu verleihen. Die Festigkeit ist um so größer, je mehr Fasern untereinander verklebt sind. Es ist deshalb erwünscht, daß das Bindemittel in das Innere des behandelten Vliesstoffes eindringt und nach dessen Verfestigung möglichst gleichmäßig über den gesamten Querschnitt verteilt ist. Als Bindemittel kommen insbesondere vernetzbare polymere Substanzen zur praktischen Anwendung.

[0004] Die auf die Oberfläche von Fixiereinlagen aufgebrachten Haftmassen dienen demgegenüber dazu, eine Verklebung mit einem anderen Stoff zu ermöglichen. Gebräuchliche Haftmassen sind thermoplastische Substanzen, und die Aktivierung wird durch Anwendung von Druck und Wärme, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Bügeleisens, bewirkt. Im Gegensatz zu dem Bindemittel ist es deshalb erwünscht, daß die Haftmasse auch während des Verbügelns möglichst nicht in das Innere des verwendeten Vliesstoffes eindringt, sondern möglichst vollständig und konzentriert für die gegenseitige Verklebung der aufeinanderliegenden Oberflächen zur Verfügung steht.

[0005] Das eingangs angesprochene Verfahren ermöglicht es, das Bindemittel und die Haftmasse deckungsgleich auf die Ober- und auf die Unterseite des verwendeten Vliesstoffes aufzubringen. Bedingt durch das bei der Behandlung der Ober- und der Unterseite angewendete, identische Druckverfahren ergeben sich jedoch gleiche Einpresskräfte, und es ist deshalb äußerst schwierig, die erwünschte unterschiedliche Einpressung von Bindemittel und Haftmasse praktisch zu realisieren. Eine gegenseitige Modifizierung der Größe der aufgebrachten Teilflächen ist nicht möglich und größere Druckgeschwindigkeiten können insbesondere beim Behandeln nicht vorverfestigter Faservliese zu einem unsauberen Druckbild und damit zu undefinierten Eigenschaften der erhaltenen Fixiereinlage führen.

[0006] Aus der europäischen Patentanmeldung 12776 ist ein Verfahren bekannt, welches die Verfestigung eines Vliesstoffes durch Aufdrucken eines UV-härtbaren Bindemittels und anschließende Bestrahlung mit einer Quecksilber-Hochdrucklampe bei Arbeitsgeschwindigkeiten von mehr als 5o m/min ermöglicht. Das Aufbringen einer Haftmasse wird nicht angesprochen.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs angesprochene Verfahren derart weiter zu entwickeln, daß beim gleichzeitigen, kontinuierlichen Aufdrucken eines Bindemittels und einer Haftmasse auf einen unverfestigten Vliesstoff in Form von Teilflächen mit deckungsgleicher Mittellinie beiderseits ein präzises Druckbild gewährleistet wird und das es ermöglicht, die beiderseitige spezifische Auftragsmenge sowie die beiderseitige Einpressung zu variieren.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen ist in den Unteransprüchen Bezug genommen.

[0009] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein durch UV-Strahlen vernetzbares Bindemittel von der Unterseite gegen eine nach dem Puderpunkt- oder Siebdruckverfahren auf die Oberseite des Vliesstoffes aufgebrachte, thermoplastische Haftmasse gedruckt. Das Bindemittel wird anschließend durch UV-Strahlen vernetzt, wobei die Dosis so gewählt wird, daß sich gleichzeitig eine geometrische Eigenstabilisierung der Gestalt der Haftmassenflächen ergibt, die ausreichend ist in bezug auf das Verhindern eines Auseinanderlaufens und damit von Unsauberkeiten des Druckbildes während der Oberführung und der anschließenden Fertigbehandlung in einem Sinterkanal bzw. einem Trockner.

[0010] Zur Erzielung einer vollständigen Vernetzung des nach dem Drucken über den Querschnitt des Vlieses verteilten Bindemittels wird die UV-Bestrahlung mit Oberschußenergie betrieben. Diese Oberschußenergie, die zweckmäßig mehr als die Hälfte der eingesetzten elektrischen Energie ausmacht, wird erfindungsgemäß dazu ausgenutzt, die sich reliefartig über den Bindemittel enthaltenden Teilflächen des Vliesstoffes von dessen Oberfläche abhebenden Teilflächen im wesentlichen aus Haftmassenpartikeln soweitgehend ineinander bzw. mit der Oberfläche des Vliesstoffes zu verkleben, daß eine Veränderung der geometrischen Gestalt und insbesondere ein Auseinanderlaufen während der überführung in den anschließenden Trockner bzw. in die anschließende Temperkammer verhindert wird. Die eingesetzte elektrische bzw. Strahlungsenergie gewährleistet eine vollständige Vernetzung des innerhalb der Teilflächen in den Vliesstoff eingepressten Bindemittels bei gleichzeitiger Stabilisierung der Haftmassenteilflächen. Ein besonders günstiges Verhältnis zwischen UV-und Wärmebestrahlung ist bei Quecksilber-Mittel- und -Hochdruckstrahlern gegeben, wenn diese ohne Anwendung spezieller Filter und/oder einer speziellen Kühlung von beiden Seiten gegen die Oberfläche des bedruckten Vliesstoffes gerichtet werden. Die Anwendung einer Oberdosis der beanspruchten Energieaufteilung ist im allgemeinen nicht nachteilig, sondern begünstigt eher bei höchsten Arbeitsgeschwindigkeiten eine hochgradige Konturenschärfe des beiderseits erhaltenen Druckbildes. Es ist ein hervorzuhebender Vorteil, daß dieses auch dann erhalten bleibt, wenn auf das Vlies durch äußere Einwirkungen Schwingungen oder Schüttelbewegungen übertragen werden. Deren Unterdrückung ist in der angesprochenen Verfahrensstufe häufig äußerst schwierig, wobei auch zu berücksichtigen ist, daß die hier zur Diskussion stehenden Vliesstoffe eines Flächengewichtsbereiches von lo bis 5o g/m² bei einer Arbeitsbreite von mehr als 1 m in vielen Fällen bereits auf Luftschwingungen äußerst empfindlich reagieren.

[0011] Die für die Aufbringung der Haftmasse und des Bindemittels angewendeten Druckverfahren gehören grundsätzlich verschiedenen Gattungen an, wodurch erreicht wird, daß die beiden Substanzen, die bestimmungsmäßig verschiedenartige Aufgaben zu erfüllen haben, in einer günstigen gegenseitigen Abstimmung aufgebracht werden können. Es ist weiterhin von wesentlicher Bedeutung, daß von den beiden gegeneinanderlaufenden Druckzylindern zumindest einer weichelastische Eigenschaften aufweist, durch die Dicken-oder Elastizitätsunterschiede des bedruckten Vliesstoffes während des Druckvorganges soweit ausgeglichen werden, daß eine Störung des erzeugten Druckbildes vermieden wird.

[0012] Das Bindemittel kann unter Anwendung eines Hoch-, Flach- oder Tiefdruckzylinders mit einem weichelastischen Mantel aus Gummi aufgebracht werden. In allen drei Fällen wird eine gute Einpressung des Bindemittels in das Innere des Vliesstoffes erreicht. Das Hochdruckverfahren vereinigt in sich darüber hinaus den weiteren Vorteil einer besonders großen Elastizität der Oberfläche mit einer guten Verschmutzungssicherheit gegenüber sich von der Oberfläche des bedruckten Vliesstoffes ablösenden Faserbestandteilen.

[0013] Beim Hoch- und Flachdruckverfahren kann die spezifisch aufgetragene Bindemittelmenge durch Verstellen der verwendeten Druckeinrichtung kontinuierlich verändert werden. Sofern eine entsprechende Änderung bei Anwendung eines Tiefdruckverfahrens erforderlich ist, ist der Einsatz einer entsprechend geänderten Druckwalze erforderlich.

[0014] Geänderte Druckwalzen sind weiterhin erforderlich, wenn die Größe der Teilflächen beim Hoch-, Flach- oder Tiefdruckverfahren modifiziert werden soll. Eine solche Modifizierung kann.beispielsweise in einer Vergrößerung des Durchmessers bestehen, wenn verhindert werden soll, daß die Haftmasse beim Verbügeln der Fixiereinlage mit einem Oberstoff schlechter Saugfähigkeit in das Innere der Fixiereinlage eindringt.

[0015] Die Haftmasse kann in trockener Form als Pulver unter Anwendung des Puderpunktverfahrens auf den Vliesstoff aufgedruckt werden oder in Form eines pastenartig suspendierten Pulvers unter Anwendung eines Siebdruckverfahrens. Beim Pulverpunktverfahren ist es nicht erforderlich, die für die Anwendung des Siebdruckverfahrens erforderliche Trägerflüssigkeit nachträglich wieder zu entfernen, wodurch der spezifische Energieverbrauch niedriger ist. Die pro Flächeneinheit aufgebrachte Haftmassenmenge kann jedoch nicht wie beim Siebdruckverfahren kontinuierlich durch einfache Veränderung des Anstellwinkels des Rakels verändert werden, sondern es ist eine geänderte Auftragswalze erforderlich. Für die Herstellung ausgesprochener Massenprodukte mit gleichbleibendem, spezifischem Haftmassenauftrag bietet sich deshalb die Anwendung des Pulverpunktverfahrens an, während das Siebdruckverfahren für die Herstellung kleinerer Produktionsraten von Fixiereinlagen mit spezifischer Haftkraft bevorzugt wird.

[0016] In beiden Fällen können alle einschlägig verwendeten Haftmassen verarbeitet werden, beispielsweise solche auf Polyolefinbasis, Polyurethane, Copolyamide oder Copolyester. Der Schmelzpunkt liegt im allgemeinen im Bereich zwischen 1oo und 13o°C. Die Partikelgröße des eingesetzten Pulvers muß relativ fein sein, um eine ausreichende gegenseitige Vorverklebung unter Ausnutzung der Oberschußenergie aus der UV-Vernetzung des Bindemittels zu ermöglichen.

[0017] Gute Ergebnisse werden im allgemeinen erzielt, wenn der maximale Partikeldurchmesser beim Pulverpunktverfahren in wenigstens 95 % aller Fälle weniger als o,2 mm und beim Dispersionsdruckverfahren in wenigstens 95 % aller Fälle weniger als o,1 mm beträgt.

[0018] Die Teilflächen aus Bindemittel und Haftmasse werden mit sich deckender Mittellinie in einem identischen Flächenraster auf die Ober- und auf die Unterseite des Vliesstoffes aufgedruckt. Sie sind relativ fein ausgebildet, und können beispielsweise bei einem Durchmesser von o,4 bis o,7 mm einen gegenseitigen Mittelpunktsabstand von 1 mm haben. Die für die Herstellung derartiger Fixiereinlagen verwendeten Fasern haben demgegenüber eine Länge von wenigstens 25 mm, und ihre gegenseitige Zuordnung folgt einem unregelmäßigen Muster. Es wird angenommen, daß alle Parameter gemeinsam beteiligt sind, wenn Verzerrungen des Vlieses während der Behandlung in dem Druckwerk nicht beobachtet werden konnten.

Beispiel 1

[0019] Mit Hilfe mehrerer in Längsrichtung stehenden Krempeleinrichtungen wird ein 25 g/m² schweres Faservlies aus loo % Polyesterfasern 1,7 dtex/4o mm mit einer Geschwindigkeit von 6o m/min hergestellt. Das Vlies wird durch ein Paar gegengeinander angestellter und auf 15₀⁰C Oberflächentemperatur geheizter Walzen geleitet, und dabei mit einem Liniendruck von 15 kp/cm verdichtet. Sofort anschließend wird das Vlies durch eine Druckvorrichtung nach Figur 1 geleitet. Die obere Druckwalze ist eine Siebdruckschablone 1 mit einem 25-mesh-Raster. Der Lochdurchmesser ist einheitlich o,45 mm, die Schablonendicke beträgt o,19 mm. In dem Siebdruckzylinder ist ein in der Neigung zur Senkrechten verstellbares Rakel 3 angeordnet.

[0020] Mit diesem Siebdruckzylinder 1 wird eine wäßrige Haftmassenpaste 2 aufgedruckt, die 4o Gew. % eines ternären Copolyamid-Pulvers aus Laurinlactam, Caprolactam und AH-Salz (auf Basis Adipinsäure-Hexamethylendiamin) mit einem maximalen Partikeldurchmesser von lo bis 80 µ und einem Schmelzpunkt von 115°C enthält und die durch Zusatz eines Acrylatverdickers mit Ammoniak auf eine Viskosität von 15 ooo m Pas sec eingestellt ist. Die Auflage auf dem Vlies 4 beträgt naß 3o g/m², und nach dem Trocknen 12 g/m².

[0021] Die untere Druckwalze 5, d.h. die zweite Walze von oben, ist als Gummi-Hochdruckwalze ausgebildet. Der Gummi ist beständig gegen organische Flüssigkeiten und weist eine Shore-A-Härte von 65 auf. Die Teilung des Hochdruckmusters ist absolut identisch mit dem des Siebdruckzylinders, während der Durchmesser der Druckflächen o,8 mm beträgt. Die Gravurtiefe beträgt o,4 mm.

[0022] Von der auf 6₀° vorgeheizten Wanne mit Prepolymeren 6 wird die unten beschriebene Binder-Mischung über die Tauchwalze 7 aus Gummi und die ebenfalls auf 60°C beheizte, mit einer 60 mesh-Gravierung versehene verchromte Obertragswalze 8 auf die Gummi-Hochdruckwalze übertragen. Die Geschwindigkeit der Tauchwalze 8 ist so eingestellt, daß ein Druckauftrag von der Hochdruckwalze auf das Vlies von 2,5 g/m² resultiert.

[0023] Die beiden Druckwalzen sind so eingestellt, daß die Mittelpunkte der beiderseits aufgedruckten Teilflächen deckungsgleich übereinanderliegen.

[0024] Die Bindermischung hat die folgende Zusammensetzung:

[0025] Nach Verlassen des Druckwerkes wird das Vlies mit Hilfe eines Tragebandes aus Metall durch eine Lichtschleuse in einen Belichtungskasten transportiert, wo es durch 2 Reihen von Quecksilber-Hochdrucklampen mit einer-Leistung von 2oo Watt/cm - je eine Reihe von oben und von unten - geleitet wird. Die Härtung des Bindemittels erfolgt augenblicklich. Das Vlies verläßt durch eine zweite Lichtschleuse den Belichtungskasten und wird danach durch einen Spannrahmen von 15 m Länge geführt, in dem bei einer Umluft-Temperatur von 115⁰C die Haftmasse fertig getrocknet und fertig gesintert wird.

[0026] Nach dem Spannrahmen wird die Warenbahn mit Hilfe von Schneidwerken beidseitig randbeschnitten und in der Mitte geteilt, so daß 2 Bahnen 9o cm breiten, direkt verkaufsfähigen Einlage-Vliesstoffes aufgerollt werden können.

[0027] Der erhaltene Einlagevliesstoff ist sehr weich und drapierfähig, ausgezeichnet wasch- und chemischreinigungsfest, und auf allen herkömmlichen Fixiereinrichtungen einwandfrei verarbeitbar.

Beispiel 2

[0028] Mit Hilfe mehrerer quer zur Maschinenlaufrichtung stehender Krempeln und von Querlegern, wird auf einen Lattentisch ein quergelegtes Vlies abgelegt. Das Flächengewicht der mit dieser Geschwindigkeit laufenden Vliesbahn beträgt 27 g/m², die Bahnenbreite 195 cm. Die Fasermischung besteht aus

[0029] Das Faservlies wird wie bei Beispiel 1 durch ein Paar geheizter Walzen geleitet. Die Oberflächentemperatur der Walzen beträgt 190°C, der Liniendruck 3o kp/cm, die Umfangsgeschwindigkeit 25 m/min.

[0030] Sofort nach Passieren der geheizten Walzen wird das Vlies durch e,ine Druckvorrichtung nach Figur 2 geleitet.

[0031] Die unteren 3 Walzen samt Prepolymer-Wanne sind mit denen von Beispiel 1 identisch, ebenso die Zusammensetzung der PrepolymerMischung und deren Temperatur, sowie die Walzenheizung der übertragswalze.

[0032] Die oberste Walze ist als Puderpunkt-Auftragswalze 9 ausgebildet. Das Druckmuster ist als 25 mesh-Reihenpunkt ausgebildet. Seine Teilung ist mit dem 25-mesh-Raster der darunterliegenden Hochdruck-Gummiwalze 5 absolut identisch, wobei die Druckflächen bei einer ebenfalls kreisförmigen Ausbildung einen Durchmesser von o,8 mm haben. Die Gravurtiefe der Näpfchen ist o,25 mm, ihr Durchmesser beträgt o,4o mm.

[0033] Die Puderwalze ist auf eine Oberflächen-Temperatur von 68° C geheizt. Es werden damit 15 g/m² eines ternären Copolyamid-Pulvers lo mit einem maximalen Partikeldurchmesser von 1 bis 2oo u und einem Schmelzbereich von 12o bis 130°C aufgetragen.

[0034] Gleichzeitig und auf die gleichen Stellen der Warenbahn werden von unten mit Hilfe der Hochdruckwalze 5 aus Gummi 3 g/m² der in Beispiel 1 beschriebenen UV-härtbaren prepolymeren Binder- mischung aufgetragen. Die Warenbahn läuft nach Verlassen des Druckwerkes durch den in Beispiel 1 beschriebenen Belichtungskasten, wobei das Bindemittel ausgehärtet wird und die Haftmassenflächen geometrisch stabilisiert werden. Die bereits leicht vorverklebten Haftmassenpunkte werden in einem folgenden Infrarotfeld (Strahlertemperatur 4oo°C) endgültig festgesintert. Nach Passieren einer Kühlwalze wird, wie in Beispiel 1, die Warenbahn in 2 Bahnen von je 9o cm Fertigbreite geschnitten und aufgerollt.

[0035] Es resultiert ein besonders weiches, multidirektionales Einlagevlies von hohem Volumen, guter Drapierfähigkeit, und ausgezeichneter Beständigkeit gegen Wäsche und Chemischreinigung.

[0036] Die kreisförmigen Teilflächen aus Bindemittel haben in beiden Beispielen einen größeren Durchmesser als die Teilflächen aus Haftmasse. Die beim Thermofixieren der Fixiereinlagen schmelzende Haftmasse wird dadurch besser daran gehindert, in die Fixiereinlage einzudringen, als wenn die übereinanderliegenden Teilflächen gleiche Durchmesser haben. Neben den beschriebenen regelmäßigen Flächenrastern können die Teilflächen in jedem anderen gewünschten Flächenraster aufgebracht werden, beispielsweise auch in dem häufig bevorzugten Streuraster mit statistischer Orientierung. Neben runder Ausbildung ist jede andere gewünschte Form möglich.

Ansprüche

1. Verfahren zum gleichzeitigen, kontinuierlichen Verfestigen und Beschichten eines Vliesstoffes mit einem Bindemittel und mit einer Haftmasse, bei dem das Bindemittel von der einen Seite synchron gegen die von der anderen Seite aufgedruckte Haftmasse in Form sich damit deckender Teilflächen gegengedruckt wird, wobei die Teilflächen untereinander jeweils einen Abstand haben, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch UV-Strahlen vernetzbares Bindemittel von der Unterseite gegen eine nach dem Puderpunkt- oder dem Siebdruckverfahren auf die Oberseite des Vliesstoffes aufgebrachte, thermoplastische Haftmasse gedruckt wird, daß der Vliesstoff mit Licht bestrahlt wird, das lo bis 3o % der Gesamtenergie in Form einer UV-Strahlung enthält, wobei die Gesamtleistung so bemessen wird, daß das Bindemittel vernetzt und die Haftmasse in ihrer geometrischen Verteilung eigenstabilisiert wird, wonach das Vlies durch Trocknen bzw. Sintern der Haftmasse fertig behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vernetzung des Bindemittels und.zur Stabilisierung der Haftmasse eine Quecksilber-Mittel- oder Hochdrucklampe mit einer Leistung von 8o Watt/cm verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Siebdruck- oder Puderpunktverfahren ein Haftmassenpulver verarbeitet wird, das zu wenigstens 95 % einen maximalen Partikeldurchmesser von weniger als o,1 bzw. o,2 mm aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel und die Haftmasse in einem gleichmäßigen oder in einem ungleichmäßigen Flächenraster auf den Vliesstoff aufgedruckt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in Flächenbereichen aufgedruckt wird, die die von der Haftmasse bedeckten Flächenbereiche überdecken.

Zeichnung