DE69030609T2

DE69030609T2 - Verstärkte Folie und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE69030609T2
Application number: DE69030609T
Authority: DE
Inventors: D Mark Woiceshyn
Original assignee: Bay Mills Ltd
Current assignee: Saint Gobain Technical Fabrics Canada Ltd
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1990-09-07
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2010-09-08
Also published as: CA2024860A1; US5057172A; DE69030609D1; ATE152395T1; EP0416660A2; EP0416660A3; EP0416660B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft verstärkte, gegenüber Regen oder anderen Flüssigkeiten oder Gasen undurchlässige Filme, die als Planen, Abdeckungen für Boote und Lastkraftwagen, Gartenmöbel, Zeltbahnen, Zelte, Anzeigen und dergleichen nützlich sind. Die erfindungsgemäßen Filme können erheblich verbesserte Eigenschaften bezüglich der Widerstandsfähigkeit gegen hydrostatischen Druck, verringerter Wasserabsorption und im wesentlichen kein Aufsaugen von Feuchtigkeit aufweisen. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem die Herstellung derartiger Filme. In einer bevorzugten Austührungsform enthält der Film ein offenes Polyestergewebe und mindestens eine in gehärtetem Polyvinylchlorid (PVC) eingebettete Polyestermatte.

Beschreibung des Standes der Technik

Wasserundurchlässige, verstärkte Industriemembranen können aus einem verstärkten Gewebe bestehen, das sich zwischen zwei Kunststoffllmen befindet. Das Gewebe liefert in der Hauptsache Festigkeit und die Filme machen die Membran nicht porös und wasserundurchlässig. Eine höhere Zugfestigkeit trägt zu einer höheren Zerreißfestigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Durchlöcherung bei. Eine gute Reißoder Bruchfestigkeit ist erforderlich, um eine Verschlimmerung eines zufälligen Einstichs zu verhindern. Andere wichtige Kriterien sind Widerstandsfähigkeit gegen hydrostatischen Druck und eine geringe Aufnahme durch das Gewebe.
In der Vergangenheit waren für die Industrie bezüglich wasserundurchl:;ssiger, verstärkter Industriemembranen hauptsächlich zwei Gewebearten verftigbar. Diese waren offene, lose laminierte Textilien aus Faservues (verwoben oder nicht-verwoben) und sehr eng verwobenes, herkömmliches Leinenbindungs-Gewebe.
Die offene laminierte Textilie aus Faservues erlaubte eine äußerst hohe Adhäsion zwischen zwei auf jeder Seite des Gewebes laminierten Filmen, da jeder Film durch die Öffnungen der laminierten Textilie einfach aneinander band. Aufgrund dieser starken Adhäsion zwischen den Filmen war wenig oder keine Adhäsion zwischen den Filmen und dem Garn des Gewebes erforderlich. Die Garne konnten sehr einfach durch die Membran gleiten, um "sich anzuseilen" und eine relativ hohe Zerreißfestigkeit zu liefern. Aufgrund der geringen oder kleinen Anzahl von Garnen, mit denen ein offenes Gewebe erhalten werden kann, war die Zugfestigkeit relativ gering. Darüberhinaus war es aufgrund der Natur des offenen laminierten Textilgewebes schwierig, Flüssigbeschichtungsverfahren einzusetzen, um auf jeder Seite dieser Gewebe Filme auszubilden. Membranen wurden daher durch Laminieren eines Faservueses zwischen zwei zuvor hergestellten Filmen hergestellt. Bei der Herstellung von Membranen des Standes der Technik unter Verwendung von offenen Faservijes-Geweben wurden beispielsweise zuerst zwei PVC- Filme durch Extrusion gebildet, gehärtet und dann an jede Seite eines Polyester- Faservljeses laminiert, gegebenenfalls mit einem Kleber zwischen ihnen. Eine derartige Laminierungstechnik ergab keinen einzelnen Einheitsfilm und führte, wenn nicht vollständig durchgeführt, zu einer Membran, die sich unter Beanspruchung leicht delaminierte. Darüberhinaus neigten die Garne des Gewebes bei bereits kleinster Delaminierung dazu, in die Membran Feuchtigkeit aufzunehmen. Die Aufhahme von Feuchtigkeit (die Möglichkeit für Feuchtigkeit an den Ecken, Brüchen oder Öffiiungen in und entlang der Garne hineinzusickern) verschlimmert das Problem der Delaminierung.
Ein alternatives Herstellungsverfahren einer nicht-porösen Membran gemäß dem Stand der Technik unter Verwendung eines offen gewirkten Gewebes ist das Rotationsscheibenverfahren. Bei diesem Verfahren wird eine dicke Paste aus sehr viskosem, thermoplastischem Polymer, mit beispielsweise einer Viskosität im Bereich von 50.000 g/m² s (Centipoise ("cps")) in einen aus einer Scheibe bestehenden, rotierenden Zylinder überführt. Eine Presse oder ein Schaber extrudiert die Paste aus dem Zylinder, wo sie in ein Gewebe übergeführt wird. Werden zwei derartige rotierende Zylinder auf jeder Seite eines offen gewirkten Gewebes angeordnet, kann auf beiden Seiten davon ein Film gebildet werden. Die Ausrüstung für dieses Verfahren ist jedoch teuer und die Adhäsion des Filmes an das Gewebe ist nicht maximal, da die dicke Paste die Garne des Gewebes nicht vollständig imprägniert.
Bei undurchlässigen, verstärkten Industriemembranen wurde in der Vergangenheit für Anwendungen mit hoher Zugbeanspruchung auch ein eng verwobenes, herkömmlich gewirktes Gewebe eingesetzt. Da in diesen Geweben im wesentlichen keine Öffiiungen vorhanden waren, konnten Flüssigbeschichtungsverfahren eingesetzt werden um auf jeder Seite des Gewebes Filme zu bilden. Aufgrund des dichten Gewebes war es jedoch unmöglich, einen einzelnen Einheitsfilm herzustellen und die beiden Filme auf jeder Seite wiesen keine Adhäsion zueinander auf. Die Festigkeit hing daher von der Adhäsion des Filmes an das Garn ab. Diese Film-zu-Garn-Adhäsion zusammen mit dem engen Gewebe führte dazu, daß die Garne an ihrer Stelle gehalten wurden und nicht gleiten konnten, was die Zerreißfestigkeit des Gewebes erheblich verringerte. Das heißt, die Garne konnten nicht zusammenarbeiten (d.h. "sich anseilen"), um den Reißkräften zu widerstehen, sondern wurden einzeln zerrissen.
Einige Versuche zur Herstellung eines verbesserten Gewebes beschäftigten sich mit dem Gewebestoff Die US-P-3,250,662 betrifft beispielsweise einen modifizierten Gewebeaufbau, der in den frühen Sechziger Jahren entwickelt wurde. Dieses Gewebe verwendet eine Webkette mit Garnen mit zwei unterschiedlichen Denier-Größen, die so angeordnet sind, daß zwei der kleineren Denier-Garne sich mit einem einzelnen Garn mit größerem Denier abwechseln.
In einem weiteren Gewebeautbau wurden die Füllgarne nur auf einer Seite des Webkettengarns gelegt, anstatt eine Verbindung zwischen den Webkettengarnen zu bilden. Aufgrund der Natur der in den späten Sechziger Jahren verwendeten Ausrüstung zur Ibereitstellung neuer Gewebeanordnungen wurden die Füllgarne in einem überlappenden Kreuzmuster in einem Winkel von 5º in das Webkettengarn inseriert.
In einer anderen Gewebeanordnung des Standes der Technik wurden die Füllgarne zueinander parallel und senkrecht zu der Webkette inseriert. Dieses Gewebe wurde in der Industrie als schußinseriertes Kettengewirk (WIWK) bekannt. Dieses Gewebe ergab eine bessere Reiß- und Zugfestigkeit, kann jedoch unter Verwendung der vorliegenden Erfindung weiter verbessert werden.
Aus der GB-A-2 055 057 ist eine poröse Einzelschicht-Matte, die mit Kunststoff beschichtet ist, bekannt. Nach Bilden und Aushärten des Substrates kann dem Einzelschicht-Substrat der porösen Matte und dem Kunststoff eine Abnutzungsschicht zugesetzt werden. Dieses bekannte Produkt ist beispielsweise als Substrat unter dem Bodenbelag gedacht. In derartigen Substraten ist die Masse gewöhnlich ein wichtiger Faktor, wobei das Substrat ein gewisses Maß an Festigkeit aufveisen muß. Eine große Festigkeit ist nicht von Bedeutung.
Aus der US-A-3 149 019 ist eine Struktur bekannt, bei der ein wärmehärtbares Harz mit einer Fasermatte und einer verstärkenden Struktur kombiniert wird. Eine flüssige Harzlösung wird auf eine Auskleidung geschichtet und die Matte und die Verstärkung werden einfach auf den mit dem Harz beschichteten Träger unter deren Eigengewicht überschichtet. Auf diese Art und Weise werden lediglich im wesentlichen alle Filamente in den Fasern mit Harz umgeben.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen nicht-porösen, verstärkten Film herzustellen, der für Flüssigkeiten oder Gase undurchlässig ist, und der die Eigenschaft eines Einheitsfilmes aufweist und weniger zur Delaminierung neigt und anderweitig verbesserte Eigenschaften aufweist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen wasserun durchlässigen, verstärkten Einheitsfilm bereitzustellen, der ein offenes Gewebe enthält, das manchmal als Netz, Gewebe oder Gitterstoff bezeichnet wird, welches mit mindestens einer leichtgewichtigen porösen Matte versehen ist und mit Kunststoff imprägniert ist. Der so erhaltene Film weist eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber hydrostatischem Druck auf und ist gegenüber Wasserabsorption resistent, d.h. nimmt nur wenig Feuchtigkeit auf Das Gewebe nimmt vorzugsweise im wesentlichen keine Feuchtigkeit auf
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit dem/der der vorstehend beschriebene Film unter Verwendung einer unkomplizierten Maschinenanordnung hergestellt werden kann.
Diese und andere Aufgaben werden durch die nachstehende ausführliche Beschreibung klar und können besser verstanden werden.

Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen nicht-porösen, wasserundurchlässigen, verstärkten Einheitsfilm. Der Film enthält ein offenes Gewebe, das sich neben mindestens einer leichtgewichtigen, porösen Matte befindet. Eine viskose Flüssigkeit, die einen wärmeverformbaren Kunststoff enthält, wird überschichtet und in das Gewebe und die Mattenkombination imprägniert. Die Flüssigkeit kann beispielsweise eine Trägerflüssigkeit enthalten, in der der Kunststoff emulgiert, dispergiert, gelöst oder anderweitig vertlüssigt oder suspendiert ist. Die Flüssigkeit strömt durch das offene Gewebe und die poröse Matte. Die Flüssigkeit imprägniert die Garne des Gewebes und umgibt die Filamente der Matte. Der Kunststoff wird dann in situ auf dem Gewebe und der Matte, beispielsweise durch teilweises Aushärten, durch Trocknen oder durch starkes Reduzieren seiner Viskosität und jeglicher Klebrigkeit festgesetzt. Das imprägnierte Gewebe und die Mattenkombination wird dann mittels Kalandrieren kontinuierlich erhitzt und unter Druck gesetzt, was dazu führt, daß der Kunststoff (a) die Fasern des Garnes und die Filamente der Matte weiter imprägniert und umgibt, (b) Poren und Leerräume in der mit der Kunststoff imprägnierten Kombination aus Gewebe und Matte aufzufüllen, um einen kontinuierlichen, nicht-porösen Einheitsfilm zu bilden und (c) die Gewebe/Matte- Kombination in dem Film einzubetten. Der Kunststoff dringt daher durch das offene Gewebe und die poröse Matte und haftet an den Garnen des Gewebes und den Filamenten oder Matte. Das so erhaltene, erfindungsgemäße Produkt ist vorzugsweise ein homogener Einheits-Kunststoffilm, wobei die Verstärkung vollständig darin eingebettet ist, und die Obertläche des Filmes wird durch das Gewebe oder die Matte nicht durchbohrt und weist keine anderen Diskontinuitäten auf.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung des wasserundurchlässigen Films. Der Film wird durch ein kontinuierliches Verfahren hergestellt, bei dem eine viskose Flüssigkeit (beispielsweise eine Emulsion, Dispersion, Lösung oder eine andere Suspension), die einen wärmeverformbaren Kunststoff enthält, auf einem offenen
Gewebe und mindestens einer leichtgewichtigen, porösen Matte aufgetragen und imprägniert wird. Ein Naß-Laminationsverfahren kann ebenfalls verwendet werden. Das imprägnierte Gewebe und die impragnierte Matte oder Matten liegen Seite an Seite und bilden eine Kombination, die die viskose Flüssigkeit beinhaltet. Die viskose Flüssigkeit wird in situ aus einer Zwischenkombination aus impragniertem Gewebe und Matte, die noch Poren enthalten kann, festgesetzt. Diese imprägnierte Zwischenkombination wird dann kontinuierlich in einem Kalandrierungsbetrieb ausreichender Wärme und ausreichendem Druck ausgesetzt, um den Kunststoff zu verformen, ihn weiter in das Garn und die Matte oder die Matten zu treiben, die Poren und Leerräume zu schließen und den Kunststoff auf jeder Seite der Kombination durch Öffhung in dem Gewebe und Poren in der Matte in klebendem Kontakt mit dem Kunststoff auf der anderen Seite zu bringen. Derartige Kunststoffe, Matten und Schritte werden so gewählt und durchgeführt, daß ein undurchlässiger, verstärkter, kontinuierlicher Einheitsfilm mit geringer Feuchtigkeitsaufnahme gebildet wird.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren führt die kontinuierliche Natur des Kalandrierens dazu, daß der Kunststoff das Gewebe und die Matten imprägniert und darin eingebettet ist, und führt zu einem kontinuierlichen Einheitsfilm, wobei der so erhaltene Film im wesentlichen nicht-porös ist und keine inneren Leerräume autweist.
Ein besseres Verständnis dieser und anderer Vorteile der vorliegenden Erfindung, sowie mögliche Einsatzgebiete davon können unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die einen weiteren Teil hierfür darstellen, und auf die beiliegende Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung erläutert und beschrieben werden, erhalten werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines undurchlässigen Einheitsfilmes gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Verwendung in dem Herstellungsverfahren der Erfindung.
Fig. 3 ist eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zur Verwendung bei dem Herstellungsverfahren der Erfindung.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht eines wasserundurchlässigen Einheitsfilmes gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
Fig. 5 ist noch eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Verwendung bei dem Herstellungsverfahren der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 ist der wasserundurchlässige, verstärkte Einheitsfilm 5 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform erläutert. Der Film 5 enthält ein offenes Gewebe 10 und eine poröse Matte 20. Das offene Gewebe 10 ist vorzugsweise ein schußinseriertes Kettengewirk (WIWK) Polyethylen-Terephthalat (PET)-Textilgewebe. Andere Materialien, wie Polyester, Polyamid, aromatisches Amid, Polyethylen, Glas, Fiberglas und Nylon können ebenfalls verwendet werden. Andere Gewebe, wie jene, die durch ein Weboder ein Nichtweb-Verfahren hergestellt werden, können verwendet werden. Das offene Gewebe 10 kann 4 bis 20 Garne/Inch in Maschinenrichtung oder Quer-Maschinenrichtung enthalten. Es ist jedoch bevorzugt, 6 bis 9 Garne/Inch in Maschinenrichtung und 6 bis 18 Garne/Inch in Quer-Maschinenrichtung zu haben. Das Gewebe kann ein Gewicht von 34 bis 274 g/m² (1 bis 8 Unzen/Yard²) aufweisen, wobei jedoch 102 bis 144 g/m² (3 bis 4,2 Unzen/Yard²) bevorzugt ist.
Die Matte 20 ist im allgemeinen eine Einzelschicht aus zufällig orientierten, kontinuierlichen oder Stapel-Filamenten, vorzugsweise aus Polyester. Die Polyestermatte 20 kann eine spinnverwobene Polyesterschicht mit einem Gewicht im Bereich von 6,8 bis 51 g/m² (0,2 bis 1,5 Unzen/Yard²) aufweisen, wobei 13,6 bis 23,8 g/m² (0,4 bis 0,7 Unzen/Yard²) bevorzugt ist. Ein typischerweise verwendetes Material ist die unter dem Handelsnamen "Reemay" bekannte Polyestermatte. Andere Materialien, die für die Matte 20 eingesetzt werden können, sind Polyamid, Polyethylen, Glas, Fiberglas, Nylon und andere Gewebe, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Die Polyestermatte 20 überbrückt den Spalt zwischen den Garnen des Polyestergewebes 10 und hält ausreichend aufgebrachten, wärmeverformbaren Kunststoff 30, so daß nach Kalandrieren die Beschichtung durch die Matte und die Garne des Gewebes ohne verbleibende Löcher in dem Endprodukt durchgebracht wird.
Das Polyestergewebe 10 und die Polyestermatte 20 werden mit einer geeigneten, wärmeverformbaren Kunststoffschicht 30 beschichtet. Bevorzugte Materialien für die Schicht 30 sind Polyvinylchloride, wie PVC-Plastisol und PVC-Latex, mit Schmelztemperaturen im Bereich von 135 bis 218ºC (275 bis 425ºF). Andere verwendbare Polymermaterialien beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, Polychloropren, Polyurethan, Polyethylen und Acryle, Acetatlatex und chlorsulfoniertes Polyethylen.
In dem so erhaltenen Film sind alle Zwischenräume gefüllt und die Obertlächen sind glatt und keine Leerräume oder Luftblasen existieren. Die so erhaltene Schicht 5 ist wasserundurchlässig, fest, nicht-porös und weist die Merkmale einer hohen Widerstandsfähigkeit gegenüber hydrostatischem Druck und Wasserabsorption auf, d.h. sie nimmt nur wenig Feuchtigkeit auf Eine hydrostatische Widerstandsfähigkeit über 13,8 bar (200 Psi) ist bevorzugt, gemessen gemäß ASTM-Test Nr. D-3393. Ein Material dieses Typs eignet sich insbesondere zur Verwendung als eine wasserundurchlässige Membran für Planen, Boot- und Lastkraftwagenabdeckungen, Gartenmöbel, Zeltplanen und dergleichen.
Die Aufhahme von Feuchtigkeit kann dadurch untersucht werden, indem eine Ecke eines verstärkten Filmes oder einer verstärkten Membran abgeschnitten wird, die abgeschnittene Ecke für eine kurze Zeitspanne mit der Obertläche einer zu untersuchenden Flüssigkeit, wie Wasser mit einem Farbstoff, gehalten wird, die Gewebeecke aus der Flüssigkeit entnommen wird und beobachtet wird, wie weit die Flüssigkeit durch die Kapillarwirkung entlang der Garne bis in den Film oder die Membran gezogen wurde. Während industrielle Membrane des Standes der Technik die zu untersuchende Flüssigkeit bis zu einem Inch in die Membran aufnehmen, nehmen die erfindungsgemäßen Filme die Feuchtigkeit im wesentlichen nicht auf Das heißt, sie ziehen bei einer Untersuchung, wie beschrieben, im wesentlichen keine Flüssigkeit in den Film.
Eine Flüssigkeitsabsorptions-Untersuchung kann ebenfalls durchgeführt werden, bei der eine Probenschicht eines Gewebes mit bestimmter Größe für eine bestimmte Zeitspanne in die Testfliissigkeit eingetaucht wird. Die Schicht wird dann entfernt und die Menge an absorbierter Flüssigkeit, wenn überhaupt, wird entsprechend gemessen. Die erfindungsgemäßen Filme ergeben im Bezug auf den Stand der Technik in dieser Untersuchung ebenfalls ein besseres Verhalten. Zusätzlich zu der Bildung eines Filmes mit einem offenen Gewebe und mindestens einer Matte können zusätzliche Gewebe oder Matten in oder neben dem Film vorgesehen sein.
Fig. 2 erläutert eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchflihrung eines Verfahrens zur Herstellung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche eine Speisewalze zur Beschickung des WIWK-Polyestergewebes 10 durch ein viskoses Flüssigkeitsbad 42 beinhaltet. Die Art der verwendeten Rolle hängt von dem verwendeten Materialtyp ab. Stahl oder Gummi oder andere geeignete Materialien können beispielsweise verwendet werden. Das Flüssigkeitsbad 42 in dem Behälter 40 ist im allgemeinen eine Mischung mit geringer Viskosität. Obwohl Viskositäten im Bereich von 50 bis 10.000 g/m².s (Centipoises (cps)) verwendet werden können, ist es bevorzugt, daß die Beschichtungen Viskositäten im Bereich von 1.000 bis 4.000 g/m².s (cps) autweisen, wobei Viskositäten von 2.000 bis 3.000 g/m².s (cps) am meisten bevorzugt sind. Der Kunststoff in der Flüssigkeit sollte wärmeverformbar sein, so daß er in einer späteren Stufe kalandriert werden kann.
Der Behälter 40 ist größer als die Rolle 60, so daß jede überschüssige Flüssigkeit in das Flüssigkeitsbad 42 zurückfällt. Ein bevorzugter Flüssigkeitsspiegel des Bades ist dergestalt, daß eine Tiefe in der Größenordnung von 2 bis 3 Inch aufrechterhalten wird. Obwohl der Beschichtungsschritt als ein Eintauchschritt beschrieben wurde, können andere herkömmliche Beschichtungstechniken eingesetzt werden, einschließlich, ohne darauf begrenzt zu sein, Streichen oder Sprühen, so daß eine zweckmäßige Beschichtung aufgetragen wird.
Das Flüssigkeitsbad enthält vorzugsweise etwa 85% Feststoffe gegenüber Flüssigkeiten (beispielsweise Organosol gegenüber Plastisol). Nach Bedarf können Additive zugesetzt werden, um die gewünschten Eigenschaften in dem so erhaltenen Film zu erhalten, wie Durchsichtigkeit, Opazität, Flammhemmung und Flexibilität. Oberflächenaktive und Benetzungsmittel, wie das oberflächenaktive Silikon-Mittel Sag 47 von Union Carbide können nach Wunsch ebenfalls zugesetzt werden, je nach beispielsweise dem verwendeten Gewebe und der Matte und der Viskosität der Flüssigkeit.
Die Polyestermatte 20 wird auf das so erhaltene, beschichtete WIWK- Polyestergewebe 50 gebracht. Die Polyestermatte 20 und das beschichtete Gewebe 50 werden in eine Foulard-Rollvorrichtung 70 überführt, die sich neben der Zutührrolle 60 befindet.
Die Foulard-Rollvorrichtung 70 liefert mit der Rolle 60 einen ausreichend engen walze nspalt, um die Flüssigkeit einheitlich über und in die Kombination aus Gewebe und Matte zu verteilen. Die Viskosität der Flüssigkeit und die Größe des Spaltes zwischen den Rollen 60 und 70 werden so eingestellt, daß eine große Menge an wärmeverformbarem Kunststoff aufgenommen wird. Es ist bevorzugt, daß das prozentuale Trockengewicht des aufgenommenen Kunststoffes (d.h. Gewicht an Kunststoff abzüglich Lösungsmittel und anderen Flüssigkeiten in der Beschichtungslösung 42, oder "DPU") 100 bis 800%, bezogen auf das Gewicht der Gewebe/Matte-Kombination, beträgt. Es ist bevorzugt, daß das DPU-Gewicht des auf der Kombination befindlichen, wärmeverformbaren Kunststoffes 200 bis 500% beträgt, wobei 170 bis 280% am meisten bevorzugt sind.
Obwohl gezeigt ist, daß die Polyestermatte 20 nach dem Flüssigkeitsbad 42 auf das beschichtete Gewebe 50 aufgebracht wird, liegt es im Bereich der Erfindung, das äquivalente Verfahren, wie daß die Polyestermatte 20 zusammen mit dem Polyestergewebe 10 in das Flüssigkeits-Beschichtungsbad 42 in der Anfangsstufe des Verfahrens eingebracht wird, oder daß die Matte 20 in das Bad 42 eingebracht wird, um mit dem Gewebe 10 später vereinigt zu werden, verwendet werden können.
Die nun imprägnierte Kombination 52 aus offenem Gewebe und Matte wird einer Absetzstufe 80 zugeführt. Wie hier verwendet, bezeichnet Absetzen Trocknen, teilweises Aushärten des Kunststoffes durch Einsatz von Wärme oder starkes Reduzieren der Viskosität und jeder Klebrigkeit der den Kunststoff enthaltenden Flüssigkeit auf andere Art und Weise. Das Gewebe in der Absetzstufe kann auf eine Temperatur im Bereich von etwa 290ºF erhitzt werden. Die Absetzstufe 80 kann Öfen oder erhitzte Rollen oder Walzen beinhalten. Nach dieser Stufe verbleibt nur wenig oder keine der in der Flüssigkeit 42 verwendeten Trägertlüssigkeit in der impragnlerten Kombination aus Gewebe und Matte und die Zwischenkombination ist noch etwas porös. Offene Polyestergewebe ohne eine Matte gemäß dem Stand der Technik würden bei dieser Stufe Luftdurchlässigkeitsindizes von über 300 ms (1.000 Kubikfiiß Sekunden/Fuß²) autweisen. Obwohl das erfindungsgemäße Gewebe unter Verwendung einer Matte einen Luftdurchlässigkeitsindex von 0 bis 1.500 an dieser Stufe haben kann, ist es bevorzugt, daß das Gewebe 54 einen Luftdurchlässigkeitsindex von 0 bis 90 autweist, wobei etwa 45 am meisten bevorzugt ist.
Die Zwischenkombination 54 wird dann einer Kalandrierungsstufe 95 zugeflihrt. Die Kalandrierungsstufe 95 beinhaltet Preßwalzen 90 und 100. Das Kalandrieren wird gewöhnlich bei erhöhten Temperaturen durchgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Rolle 100 eine Heißrolle, wobei die Matte 20 mit der Rolle 100 in Kontakt tritt, wie nachstehend erklärt ist. Die Rolle 100 kann auf eine Temperatur im Bereich von 121º bis 232ºC (250 bis 450ºF) erhitzt werden, wobei die genaue Temperatur von dem verwendeten Kunststoff und der Geschwindigkeit des Verfahrens abhängt. Es ist bevorzugt, eine Temperatur von etwa 1930 bis 210ºC (380 bis 410ºF) einzusetzen. Die Rolle 90 kann mit Gummi beschichtet sein.
Es ist bevorzugt, die Matte gegen die heiße Rolle 100 bei dem Walzenspalt anzuordnen, da davon ausgegangen wird, daß der Kunststoff gegen die Wärme hin fließt. Durch eine dergestalte Anordnung der Matte und der heißen Rolle füllt der Kunststoffjede Pore aus und umschließt die Filamente der Matten, wobei Diskontinuitäten auf der äußeren Oberfläche verringert oder eliminiert werden und eine kontinuierliche Filmoberfläche gebildet wird. Eine Neigung der Matte durch die Oberfläche des Filmes zu brechen wird daher durch die Tendenz des Kunststoffes, sich in Richtung der Wärme zu bewegen, verringert und die Matte kann daher in dem Film eingebettet werden.
Aufgrund des Druckgradienten an dem Walzenspalt weist der Kalandrierungsschritt 95 erhebliche Auswirkungen auf Er flächt die Garne ab. Er hat eine Neigung, den Kunststoff zwischen den Filamenten des Garns und der Matte durchzutreiben. Er bewirkt, daß sich die Beschichtung einheitlich ausbreitet, um einen Einheitsfilm zu schaffen, der wasserundurchlässig und frei von Leerräumen ist. Er zwingt zudem den Kunststoff auf beide Seiten der Kombination aus Gewebe und Matte durch die Öffnungen in dem Gewebe und den Poren in der Matte, um mit dem Kunststoff auf der anderen Seite in klebenden Kontakt zu treten.
Der Kalandrierungsschritt 95 bewirkt zudem, daß die thermoplastische Beschichtung in alle "Fenster" fließt und diese schließt, die in der Kombination bei 54 vorkommen können und fördert die Adhäsion des Polyestergewebes 10 an die Polyestermatte 20. Der unter Verwendung von Rollen mit etwa 30 Inch im Durchmesser aufgebrachte Druck kann etwa 894 bis 5.362 kg/m (50 bis 300 Pfund pro linearem Inch) betragen. Ein Druck von etwa 2.681 bis 3.575 kg/m (150 bis 200 Pfund pro linearem Inch) ist bevorzugt.
An dieser Stufe dient die Polyestermatte 20 weiter dazu, das Polyestergewebe 10 abzupolstern. Diese Polsterung ermöglicht, daß im Kalandrierungsschritt 95 ein höherer Druck aufrecht erhalten werden kann, und fördert und ermöglicht, daß das Kalandrieren die gewünschten Wirkungen besitzt. Darüberhinaus werden auch jegliche Leerräume oder Öffnungen verschlossen. Der höhere Druck führt zu einem nicht-porösen, verstärkten Einheitsfilm 5, bei dem alle "Fenster" und alle Poren in diesen Fenstern gefüllt sind.
In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform erhalten das Polyestergewebe oder Textilgewebe und die Polyestermatte ein viskoses Polyvinylchlorid in flüssiger Form. Die Matte hält das Polyvinylchlorid in den Räumen zwischen den Garnen des Textilgewebes. Die imprägnierte Kombination wird zuerst festgesetzt oder getrocknet und dann zu einem Walzenspalt überführt (kalandriert), um aus der Kombination aus imprägniertem und beschichtetem Polyester-Textilgewebe und der Polyestermatte einen gehärteten, verstärkten Polyvinylchloridfilm herzustellen. Der so erhaltene Film ist der wasserundurchlässige, verstärkte Einheitsfilm der vorliegenden Erfindung.
Obwohl das offene Gewebe und die Matte vor Imprägnierung miteinander laminiert werden können (beispielsweise unter Erwärmen und Druck), werden sie vorzugsweise nicht derart laminiert, sondern separat in Kontakt mit dem wärmeverformbaren Kunststoff gebracht, der eine viskose Flüssigkeit umfaßt. Vorzugsweise wird erst anschließend die Flüssigkeit so eingestellt, um das Gewebe und die Matte miteinander zu laminieren. Dieses Naßimprägnierungsverfahren vor Laminierung der Matte und des Gewebes durch Wärme führt wahrscheinlich zu einer besseren Imprägnierung der Matte und der Garne des Gewebes und zu besseren, so erhaltenen Eigenschaften.
Ein solcher Einheitsfilm 5 liefert die Merkmale von äußerst geringer oder keiner Feuchtigkeitsaufiiahme und einer sehr hohen Beständigkeit gegenüber hydrostartischem Druck.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung. Beispiel Ein gegenüber Wasser undurchlässiger, verstärkter Film, der im wesentlichen keine Leerräume enthält und wenig oder keine Feuchtigkeit aufnimmt, wird wie folgt hergestellt:
Ein schußinseriertes Kettengewirk-Polyester-Textilgewebe mit einem Gewicht von 102 bis 119 g,m² (3 bis 3,5 Unzen/Yard²), das aus kontinuierlichem, 1.000-Denier- Polyesterfilament mit 354 x 472 Garnen/Meter (9 x 12 Garne/Inch) besteht, wird durch ein PVC-Plastisolbad mit einer Viskosität von 2.500 g/m² s (cps) in einer Tiefe von 5 bis 7,5 cm (2 bis 3 Inch) durchgeleitet.
Das Plastisolbad enthält 85% Feststoffe (Organosol bis Plastisol). Das beschichtete Textilgewebe wird separat oder mit einer Polyestermatte verbunden, die 17 g/m² wiegt (0,5 Unzen/Yard²), durch Spaltwalzen mit einem Durchmesser von etwa 12 Inch geleitet. Die Spaitwalzen quetschen das Gewebe derart, daß die verbleibende Flüssigkeit im Beschichtungsbad den Hauptteil der Fenster in dem Gewebe ausfüllt. Der DPU beträgt 170 bis 220%.
Das Gewebe wird dann über Walzentrockner oder -rollen bei einer Temperatur von etwa 143ºC (290ºF) geleitet, um die imprägnierte Kombination zu trocknen und festzusetzen. Die Luftdurchlässigkeit an diesem Punkt beträgt 120 bis 210 ms (400 bis 700 ( Kubikfüß) (Sekunden) pro Fuß²). In dieser Stufe verbleibt nur wenig oder keine Trägerflüssigkeit.
Die Kombination wird dann zu zwei Spaltwalzen mit einem Durchmesser von 0,76 m (30 Inch) (einer Gummi, einer Stahl) geleitet. Die Stahirolle wird auf etwa 204ºC (400ºF) erhitzt. Die Spaltwalzen üben einen Druck von etwa 2681 bis 3575 kg/m (150 bis 200 Pfund pro linearem Inch) aus, so daß der Kunststoff strömt, um die Garne weiter zu impragnieren, in die Matte einzudringen und alle Leerräume, Zwischenräume und Poren auszufilllen. Die Gummirolle ist im Zentrum geballt, um über der Weite der Rolle auch bei Verwendung von Druck einen einheitlichen Druck zu liefern. Der Kunststoff wird mittels Wärme ausgehärtet Der so erhaltene, verstärkte Einheitsfilm ist nicht porös, wasserundurchlässig und nimmt nur wenig Feuchtigkeit auf.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer anderen Austührungsform der Vorrichtung zur Verwendung bei dem Herstellungsverfahren der Erfindung. Die gleichen Bezugszeichen wurden für die gleichen Elemente der Ausführungsform von Fig. 2 verwendet und eine weitergehende Erläuterung wird nur nach Bedarf gegeben, um die Merkmale der Ausführungsform von Fig. 3 zu erläutern.
In dieser Ausführungsform wird ein WIWK-Polyestergewebe 10 mit einer Polyestermatte 21 auf einer Zuführrolle 60 in das in dem Behälter 40 befindliche Flüssigkeits-Beschichtungsbad gebracht. Die Polyestermatte 21 weist im wesentlichen die gleichen Eigenschaften auf, wie die unter Bezug auf die Ausführungsform in Fig. 2 erläuterte Polyestermatte 20. Die Matte 20 wird dann gegebenenfalls in die Kombination aus Gewebe 10 und Matte 21 gebracht und verläßt das Flüssigkeits-Beschichtungsbad 42. Die Matte 20 wird daher auf der der Matte 21 gegenüberliegenden Seite aufgebracht, wobei das Gewebe 10 dazwischenliegt. Diese drei Schichten werden dann zwischen Zuführrollen 60 und der Spaltwalze 70 eingebracht. Die so erhaltene Kombination 56 aus dieser Stufe wird dann in die Absetzstufe und die Kalandrierungsstufe, wie in der Ausführungsform von Fig. 2, überführt.
Obwohl gezeigt wurde, daß die Matte 21 und die Matte 20 zusammen mit dem Gewebe bei der Stufe 42 der Auftragung der Flüssigkeit eingebracht werden, soll die vorliegende Erfindung nicht auf diese bevorzugte Ausführungsform beschränkt sein. Tatsächlich kann jede der Matten 20 und 21 einzeln in dieser Stufe neben das Gewebe 10 gebracht werden. Darüberhinaus können mehr als zwei Matten in dieser Stufe eingebracht werden. So viele Matten wie gewünscht können an dieser Stufe eingebracht werden, indem das neue Konzept der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
Fig. 4 zeigt einen gemäß der in Fig. 3 erhaltenen Ausführungsform erhaltenen, wasserundurchlässigen Film 15. Wie nachstehend erläutert, zeigt Fig. 4 auch einen so erhaltenen, wasserundurchlässigen Film 15 gemäß der in Fig. 5 gezeigten Austührungsform.
Das so erhaltene Gewebe 15 enthält ein offenes Gewebe 10, eine Matte 20 und eine Matte 21. Dieses Gewebe und diese Matten können ähnliche Eigenschaften wie jene aufweisen, die mit Bezug auf die Ausführungsform von Fig. 1 erläutert wurden. Infolgedessen wird eine weitere Beschreibung der Eigenschaften davon nicht gegeben und es kann auf die vorstehende Erläuterung Bezug genommen werden. Die Matten 20 und 21 überbrücken den Spalt zwischen den Garnen des Gewebes 10 und halten ausreichend aufgetragenen, wärmeverformbaren Kunststoff, so daß nach Kalandrieren die Beschichtung durch die Matte und die Garne des Gewebes durchgebracht wird und keine Löcher in dem Endprodukt verbleiben.
In dem so erhaltenen, verstärkten Film 15 sind alle Zwischenräume gefüllt, die Oberflächen sind glatt und keine Leerräume oder Luftblasen existieren. Der so erhaltene Film 15 ist wasserundurchlässig, fest und nicht-porös und weist das Merkmal auf, eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber hydrostatischem Druck zu besitzen.
Fig. 5 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Verwendung bei dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung. Für die gleichen Elemente wurden die gleichen Bezugszeichen wie in den vorstehenden Ausführungsformen verwendet und eine weitergehende Erläuterung wird nun nach Bedarf zur Erklärung der vorliegenden Ausführungsform gegeben.
Das Gewebe 10 wird in das in dem Behälter 40 befindliche Flüssigkeitsbad 42 überführt. Aus dem Bad heraus wird das Gewebe gegen die Quetschstufe 140, die Spaltrollen 120 und 130 beinhaltet, geführt. An dieser Stufe werden die Matten 20 und 21 aus geeigneten Zuführrollen 110 entlang von Leitungsrollen 105 gegen die Spaltrollen 120 und 130 geführt. Die Kombination 53 wird dann nachfolgenden Stufen zugeführt, bei denen sie gesetzt und kalandriert wird, gewöhnlich bei erhöhten Temperaturen, wie vorstehend erläutert.
Wie bezüglich der vorstehenden Ausführungsform von Fig. 3 erläutert, liegt es im Bereich der vorliegenden Erfindung, eine der Matten 20 und 21 einzeln neben das Gewebe 10 in der Stufe 140 zu führen. Darüberhinaus können ebenfalls mehr als die angegebene Anzahl von Matten eingebracht werden. Durch Verwendung der neuen Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 5 gezeigt, kann der so erhaltene Film 15, wie in Fig. 4 gezeigt, erhalten werden. Der Film 15 enthält aufjeder Seite des Gewebes 10 die Matten 20 und 21, wobei eine geeignete Kunststoftbeschichtung 30 die Schichten durchsetzt. In dem so erhaltenen, verstärkten Film 15 sind alle Zwischenräume gefüllt und er weist glatte Obertlächen auf, wobei im wesentlichen keine Leerräume oder Luftblasen verbleiben. Der 150 erhaltene Film 15 ist ebenso wasserundurchlässig, fest, nicht porös und weist das Merkmal auf, daß er eine hohe Widerstandskraft gegenüber hydrostatischem Druck aufweist, und gegenüber Wasserabsorption resistent ist, d.h. eine geringe Aufnahme von Feuchtigkeit besitzt.
Wie vorstehend bemerkt, dienen die beschriebenen Verfahren ledigüch zur Erläuterung von Verfahren, die zur Herstellung verschiedener erfindungsgemäßer Gewebe verwendet werden könnten. Es ist klar, daß nicht nur die Gewebe, sondern auch die offenbarten Verfahren lediglich der Erläuterung dienen. Die vorstehende ausführliche Beschreibung und das Beispiel werden daher nur zur Erläuterung gegeben und sind nicht dazu gedacht, den Bereich der vorliegenden Erfindung zu beschränken. In dem Bereich der vorliegenden Erfindung können verschiedene Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden, die nur durch den Bereich der anliegenden Ansprüche beschränkt sein sollen.

Claims

1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines verstärkten, wasserundurchlässigen Einheitsfilms, welches die folgenden Schritte umfaßt:

Bereitstellen einer viskosen, imprägnierenden Flüssigkeit (42), die einen wärmever formbaren Kunststoff (30) enthält,

Bereitstellen eines offenen Gewebes (10),

Bereitstellen mindestens einer leichtgewichtigen, porösen Matte (20),

Imprägnieren des Gewebes und der Matte mit der Flüssigkeit und Ausbilden einer

Seiten an Seiten-Kombination des imprägnierten Gewebes und der Matte, Aushärten des Kunststoffes in situ auf der imprägnierten Kombination von Gewebe und Matte,

kontinuierliches Kalandrieren der ausgehärteten Kombination von Kunststoff, Gewebe und Matte mit ausreichender Wärme und Druck unter Verformung des Kunststoffes,

Verformen des ausgehärteten Kunststoffes unter Bildung eines nicht porösen, wasserundurchlässigen, kontinuierlichen, im wesentlichen leerraumfreien, Einheitsfilm mit germger Saugwirkung, wobei das darin eingebettete Gewebe und die Matte verstärkt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Gewicht des auf der impragmerten Kombination befindlichen, wärmeverformbaren Kunststoffes, als aufgenommenes Trockengewicht gemessen, relativ zu dem vereinigten Gewicht von Gewebe und Matte 100 bis 800 % beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Flüssigkeit PVC-Plastisol ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Viskosität der Flüssigkeit zwischen 50 und 10000 g/m s (cps) liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das offene Gewebe ein in einer Kettwirkware enthaltenes Schußgarn ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Gewebe 157 bis 787 Garne/Meter (4 bis 20 Garne/Inch) enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Gewebe ein Gewicht von 34 g/m² bis 274 g/m² (1 bis 8 Unzen/Yard²) aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Matte eine Faserverbundmatte aus Polyesterfilamenten mit 6,8 bis 51 g/m² (0,2 bis 1,5 Unzenlyard²) ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die imprägnierte Kombination nach Aushärten des Kunststoffes eine Luftdurchlässigkeit von 0 bis 1500 ms (0 bis 5000 Fuß³ Sekundenlfuß²) aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt, die ausgehärtete Kombination einem Druck auszusetzen,Kalandrieren umfaßt, indem ein Druck von etwa 75 bis 450 kglm (50 bis 300 Ptund/Inch) angewendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das Kalandrieren weiter Erhitzen auf eine Temperatur von 121ºC bis 177ºC (250 bis 350ºF) umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das offene Gewebe biaxial ist.

13. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Film durch Naßlamination des offenen Gewebes an die Matte hergestellt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der so erhaltene Film im wesentlichen nicht saugend ist.

15. Film, der durch ein Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist.

16. Wasserundurchlässiger, verstärkter Einheitsfilm (5), welcher umfaßt: mindestens eine leichtgewichtige, poröse Matte (20) mit Filamenten,

gekennzeichnet durch,

ein offenes Gewebe (10), das Garne enthält, und

einen wärmeverformbaren Kunststoff (30), mit dem das Gewebe und die Matte imprägniert sind, wobei

der Kunststoff, das Gewebe und die Matte zuerst durch Trocknen teilweise ausgehärtet werden und dann unter ausreichender Wärme und Druck dergestalt kalandriert werden, daß die Garne des Gewebes und die Filamente der Matte mit dem Kunststoff imprägniert werden und an den Kunststoff haften und wobei

die Kombination von Kunststoff, Gewebe und Matte einen im wesentlichen nicht porösen, wasserundurchlässigen, verstärkten Einheitsfilm bildet.

17. Film nach Anspruch 16, bei dem der Film im wesentlichen nicht saugend ist.

18. Film nach Anspruch 16, bei dem das Gewicht des Kunststoffes 100 bis 800 % des Gewichtes von Gewebe und Matte beträgt.

19. Film nach Anspruch 16, bei dem das offene Gewebe 34 bis 274 g/m³ (1 bis 8 Unzen/yard²) beträgt.

20. Film nach Anspruch 17, wobei die leichtgewichtige, poröse Matte 6,8 bis 51 g/m² (0,2 bis 1,5 Unzen/yard²) wiegt.

21. Film nach Anspruch 16, wobei das Gewebe 205 bis 1710 g/m² (6 bis 50 Unzen/Yard²) wiegt.

22. Film nach Anspruch 16, der einen hydrostatischen Widerstand von mehr als 13,8 bar (200 psi) aufweist