DE1760436B2 - Verfahren zur Herstellung eines elastischen Bahnenmaterials - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Bahnenmaterials durch Vereinigung mindestens einer Stoffbahn mit gedehnten hochelastischen Fäden und Relaxation der Fäden unter Wellung der Stoffbahn.

Aus der USA.-Patentschrift 22 038 ist es bekannt, elastische gekräuselte oder gewellte Bahnerunaterialien herzustellen, indem man Gummifaden im gedehnten Zustand zwischen zwei Gewebebahnen anordnet und diese dann sich wieder zusammenziehen läßt. Die so Lcrgestellten Bahnenmaterialien sind schwer und unhandlich und nui mäßig porös. Abgeschnittene Ränder müssen gefaltet oder verklebt werden, um ein Ausfasern oder Trennen der Bahnen zu verhindern. Für verschiedene Verwendungszwecke, insbesondere als Verbandmaterial, muß die Bahn jedoch porös, sehr dünn und dennoch fest sein, so daß das Material durch einfaches Ziehen mit der Hand so weit gedehnt werden kann, daß die Wellung vollständig aufgehoben ist und sich beim Nachlassen der Zugspannung wieder zu seiner uisprünglichen Länge und seinem anfänglichen Aussehen zusammenzieht und sich unter normalen Lagerungs- und Verwendungsbedingungen nicht in seinen Abmessungen ändert.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für ein elastisch verformbares Material in der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, bei dem die heute zur Verfügung stehenden dünnen Faservliesbahnen und leichten hochelastischen Kunststoffäden in wirtschaftlicher Weise verarbeitet werden können.

Aus der deutschen Auslegebchrift 1109 638 ist zwar ein Verfahren zur Herstellung von Faserstoffbahnen bekannt, bei dem die einzelnen Fasern in den Abschnitten zwischen ihren Dor~s*^:~mgspunkten an der Verstärkungsschicht durch Verlängerung des Abstands dieser Befestigungspunkte auf ihren ursprünglichen Abstand derart gedehnt werden, daß sich die Fasern zwischen den Befestigungspunkten aus der Faserschichtebene heraus verkrümmen. Nach dieser Patentschrift wird die Längung der mit nicht dehnbaren Netzen verbundenen Fasern dadurch erzielt, daß man das Netz entweder unter Verwendung eines Schwingrahmens dehnt oder aber die Faserstoffbahn an einem Sprührohr vorbeibewegt und dann wieder

ίο trocknet. Das Material ist jedoch nicht ausreichend elastisch verformbar.

Die gestellte Aufgabe wird nun gemäß der Erfindung bei einem Verfahren zur Herstellung eines elastischen Bahnenmaterials durch Vereinigung mindestens einer Stoffbahn mit gedehnten hochelastischen Fäden und Relaxation der Fäden unter Wellung der Stoffbahn dadurch gelöst, daß man die hochelastischen Fäden unter Zugspannung von einer Rolle abzieht, sie beidseitig mit je einer Stoffbahn vereinigt.

wobei mindestens eine Bahn ein imprägniertes Wirrfaservlies ist, die Schichten miteinander verklebt, trocknet und anschließend unter Verminderung der Zugspannung das vereinigte Bahnenmaterial auf eine solche Temperatur erhitzt, daß eine Verkürzung und Verfestigung der Bahn eintritt.

Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung nimmt man das Verkleben der Schichten mittels eines ein Naturkautschuk-Latex enthallenden polymeren Bindemittels vor und bringt dieses Bindc-

mittel in einer solchen Menge auf, daß das Gewicht des Bahnenmaterials nach dem Trocknen annähernd verdoppelt wird. In der Zeichnung bedeutet die

F i g. 1 eine schematische Darstellung, die die Herstellung des elastischen Bahnenmaterials zeigt, und

F i g. 2 eine Darstellung in Planansicht eines Ausschnittes des Verfahrensprodukts.

Wie in F i g. 1 gezeigt wird, werden hochelastische Fäden 10 von einer Achse 11 unter Zugspannung, die durch eine Bremse 12 durchlaufend erzielt wird, und einen Kamm 14 abgewickelt. Dünne, nicht gewebte Stoffbahnen 15 und 17 von den Ablauftromrr.- 1 16 bzw. 18 oder erwünschtenfalls direkt von der Herstellungsmaschine werden mit den Fäden und miteinander zwischen den Preßwalzen 19 und 20 in Berührung gebracht, von denen die letzlere in eine Pfanne 21 eintaucht, welche ein flüssiges Bindemittel 22 enthält. Das \ ereinigte Bahnenmaterial wird direkt zu einem Trockenofen 24 und von dort zwischen die Zugtrommeln 25 und 26 geführt. Das Bahnenma-

5= tenal wird dann um eine Leitrolle 27 herum, zwischen den Heizplatten 28 und 29 hindurch, um die Zugtrommel 30 und die Leitrolle 31 geführt und unter Bildung der Vorratsrolle 32 aufgewickelt.

Die Preßwalzen 19 und 20 rotieren mit einer wesentlich höheren Oberflächengeschwindigkeit als die Achse 11, und demzufolge werden die Fäden 10 um einen entsprechenden Betrag gedehnt. Diese Dehnung wird durch das Betreiben der Zugtrommeln 25 und 26 und der Umkehrtrommel 27 mit derselben oder einer etwas höheren Geschwindigkeit, verglichen mit den Walzen 19 und 20, aufrechterhalten. Die Zujjirommel 30 und die Aufwickeltrommel 32 weiden jedoch wiederum mit einer niedrigeren Geschwindigkeit betrieben, um das Schrumpfen des Bahnenmaterials zu gestatten, während es die Heizplaitcn 28 und 29 passiert. Das vereinigte Bahnenmateri.u 34, welches, während es die Walze 27 erreicht, glatt ist, wird zunehmend gewellt oder gekräu-

seit, während es durch die Heizzone hindurchgeführt wird. Das Ergebnis dieser Behandlung wird in der F i g. 2 gezeigt.

Die Fäden 10 können z. B. aus Spandex- oder linearen Polyurethan-Einzelfäden von S20den bestehen, die in einem Abstand von 4 mm angeordnet werden. Jede der Bahnen 15 und 16 besteht aus Kunstseiden-Stapelfasern von 1,5 den und 20 mm Länge, die zu einer Wirrfaservliesbahn mit einem Gewicht von etwa 7 bis S g/m² verarbeitet sind. Ais> flüssiges Bindemittel 22 dient ein Naturkautschuk-Latex mit einer Konzentration von 60 %>, und es wird in das vereinigte Bahnenmaterial eine solche Menge aufgenommen, daß das Gewicht des Bahuenmaterials nach dem Trocknen annähernd verdoppelt wird. Die Achse 11 besitzt eine Oberflächengeschwindigkeit von 2,1 m/min, während die Geschwindigkeit an den Walzen 19 und 20 9,1 m/min, an den Walzen 25, 26 und 27 9,S m/min und an den Walzen 30 und 32 5,1 m/min beträgt.

Die Wärmeerzeugung an den Platten 28 und 29 reicht aus. um ein beträchtliches Dämpfen des Bahnenmaterials zu verursachen und dieses so weit zu entspannen, daß die hochelastischen Fäden sich zu sammenziehen und den erwünschten Wellungs- oder Kräuselungsgrad erzeugen, der durch die Geschwindigkeit der Zugtrommel 30 geregelt wird. Die Temperatur kann durch Einstellung sowohl der zugeführten Stromenergie als auch des Abstandes zwischen den Platten und dem Bahnenmaterial geregelt werden. In einer typischen Anordnung zur Herstellung eines Bahnenmaterials mit einer Endbreite von 82 cm vor dem Zuschneiden sind die elektrisch beheizten Platten jeweils 40 cm hoch und 100 cm breit und in einem Abstand zwischen 15 und 23 cm von dem Bahnenmateriai entfernt angebracht. Ein neben dem Bahnenmaterial angebrachtes Thermometer zeigt etwa 95 bis 120° C. Die Dauer der Wärmebehandlung kann für eine gegebene Plattenlänge durch Einstellung der Geschwindigkeit des Bahnenmaterials geregelt werden, wobei eint ausreichende Zeit vorgesehen wird, um das Zusammenziehen des Bahnenmaterials bis zu dem gewünschten Giad zu ermöglichen. Die Platten werden bei einer solchen Temperatur gehalten, daß das Bah.ienmaterial wahrend des Schrumpfungsvorganges zwischen den Walzen 27 und 30 bei der angezeigten Geschwindigkeit straff bleibt, die jedoch nicht so hoch ist, daß eine Zersetzung des Bahnenmaterials, die sich durch ein übermäßiges Dämpfen und durch Verfärbung zeigt, verursacht wird. Für die meisten Zwecke liegt die Länge des entspannten Bahnenmaterials nach dem Zusammenziehen im Bereich von etwa einem Drittel bis zwei Dritteln der voll ausgedehnten Länge. Die hochelastischen Fäden werden zu Anfang bis zu einer Länge von etwa dem Drei- bis Fünffachen ihrer vollständig entspannten Lage gedehnt und während der Wellungsstufe nur teilweise wieder entspannen gelassen. Trotzdem ist das erhaltene gekräuselte Bahnenmaterial abmessungsbeständig, wobei die Wärmebehandlung zur Erzielung eines wirksamen Grado der Wärmeverfestigung oder Stabilisierung dient; ^ schrumpft weder, noch dehnt es sich aus, wenn man es bei normalen Temperaturen und ohne äußere Bc lastung stehen läßt, und es nimmt dieselben Abmo sungen wieder an, wenn man es zunächst dehnt und sich dann wieder zusammenziehen iäßt. Das n:ü.'i dem Verfahren der Erfindung hergestellte Produkt kann als selbsthaftender poröser elastischer Verband verwendet werden. In der üblichen Breite von 15 cm oder darunter läßt sich das Bahnenmaterial leicht in jedem gewünschten Maße bis zur vollen Ausdehnbarkeit des Materials recken; wenn man es dann um einen verletzten Körperteil wickelt, paßt es sich vollkommen an und haftet von selbst Beim Anlegen eines Knie- oder Knöchelverbandes z.B. kann das Bahnenmaterial an den äußeren Bereichen unter minimaler Haltespannung und entlang dem verrenkten oder anderweitig verletzten Teils unter weitaus größerer Spannung angebracht werden. Der Verband verbleibt unter Spannung und fest an seinem Platz, klebt dennoch nicht an der Haut und läßt sich erwünschtenfalls leicht durch Abziehen wieder entfernen.

Das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Bahnenmaterial kann auch bei normalen Temperaturen nichtklebend sein, jedoch unter Hitze und Druck an sich selbst befestigt werden, wodurch die vereinfachte Herstellung von elastischen geformten Bemerkungen, wie z. B. Handschuhen, Kappen oder Taschen, ermöglicht wird.

Es ist weiterhin möglich, das Bahnenmateriai zu schrumpfen, z.B. zusätzlich um mindestens 10°/o des Produktes, das wie oben beschrieben hergestellt worden ist, und zwar durch ausreichendes weiteres Erhitzen unter belastungsfreien Bedingungen oder Bedingungen begrenzter Belastung; es wurde gefunden, daß die Struktur, die man durch Schrumpfung auf einen Betrag innerhalb der ungefähren vorstehend angegebenen Grenzen erhalten hat, einen Ausgleich der Eigenschaften liefert, die für die Verwendung des Materials für die angegebenen Zwecke am besten geeignet sind. So kann das erhaltene Bahnenmaterial, wenn es als elastischer, selbsthaftender Verband verwendet werden soll, rückfedernd bis zu einer Länge von etwa 30 cm aus einer entspannten Länge von 15 oder 18 cm dehnbar sein, während ein Bahnenmaterial, welches für die Herstellung einer Kappe, einer Gefäßbedeckung, einer Armbinde od. dgl. bestimmt ist, elastisch sogar bis zu etwa 50 oder 55 cm aus einer entspannten Länge von 18 cm gedehnt werden kann.

Die hochelastischen Fäden können z. B. auch aus elastischen Spandexfäden von 1120 den oder Gummigarn Nr. 70 bestehen, und der Abstand zwischen den Fäden kann von 3 bis 12 mm am Kamm 40 variieren, wobei die Fäden bis zu etwa 40 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des Bahnenmaterials ausmachen. Vorzugsweise machen die Fäden jedoch nicht mehr als 8 bis 10 % des Gesamtgewichts aus.

Die dünnen Stoffbahnen bzw. Wirrfaservliesbahnen werden geeigneterweise auf einer Garnettiermaschine oder vorzugsweise auf einer »Rando-Webber«-Maschine hergestellt. Bahnen aus Polyesteroder Kunstseiden-Stapelfasern oder Gemischen derselben werden bevorzugt. Die Fasern sind vorzugsweise etwa 1,5 den stark und etwa 19 bis 38 mm laug, und die Bahn besitzt ein Gewicht von 7 bis 16 g/m². Diese sehr dünnen Stoffbahnen sind zerbrechlich und empfindlich, zeigen jedoch eine überraschende Festigkeit, wenn sie als vereinigtes Bahnenmateriai der oben beschriebenen Art vorliegen. Die Stoffbahn kann durch leichte Behandlung mit einem verträglichen Bindemittel imprägniert werden. Zum Beispiel kann die imprägnierte Stoffbahn aus 90 Gevv.-Teilen Viskoseseidefasern und 10 Teilen

Polyäthylacrylat bestehen, wobei letzteres auf der Herstellungsmaschine durch Sättigung mit einer verdünnten Emulsion des Polymerisates, Entfernung des Überschusses zwischen Preßwalzen und Trocknung in einem Ofen aufgebracht worden ist.

Konzentrierter Naturkautschuk-Latex wird als Imprägnier- und Bindemittel bevorzugt, wenn Kohärenz zwischen den Schichten des vereinigten Bahnenmaterials erwünscht ist. Andere Elastomere oder Gemische von Elastomeren mit ähnlichen Eigenschaften können verwendet werden. Der getrocknete kautschukartige Rückstand haftet nicht an der Haut, obgleich er sich etwas klebrig anfühlt, sondern vermittelt eine kohärente Bindung mit ausreichender Kraft an sich selbst, .tobei die in Berührung stehenden Schichten gegenüber angemessen hohen Scherbelastungen zusammengehalten werden. Wenn die Bindung nur bei erhöhten Temperaturen erreicht werden soll, werden Polymerisate, wie Polyäthylacrylat, gegen die selbstklebrigen kautschukartigen Polymerisate ausgetauscht, wobei ein geeignetes Material aus einer Polyäthylacrylat-Dispersion besteht. Diese Imprägnier- und Bindemittel können ohne weitere Modifikation verwendet werden, werden jedoch normalerweise mit Pigmenten oder anderen sichtbaren as Modifizierungsmitteln vermischt. Bei elastischen Bahnenmaterialien, die als chirurgische Verbände od. dgl. verwendet werden sollen, wird es üblicherweise bevorzugt, Pigmente von dem Typ und in der Menge einzuverleiben, welche erforderlich sind, um eine Fleischfarbe in dem Blattprodukt zu erzeugen. Ein Beispiel dafür ist ein Gemisch aur jeweils 50 g der Pigmente Kolin^rtonm Cosmetic umber Ni. I¹¹SS und Raw Sienna Nr. 2&~¹~^t in jeweils 381 des flüssigen Latex. Für Schmuckanwendungen »'".^en je nach Wunsch andere Farbkörper statt der genannten verwendet werden.

Ein Beispiel für ein elastisches Bahnenmaterial mit besonderer Verwendbarkeit als kohäsiver Verband wird hergestellt unter Verwendung von vier Fäden elastischem Spandexgarn von linden pro 2,5cm Breite, die zwischen nicht gewebten faserartigen Stoffbahnen angeordnet werden, von denen jede 7,5 g/m² wiegt und 90 % Polyesterfasern von 1,5 den. und 19 mm sowie 10 % Polyäthylacrylat enthält, wobei das Gesamtgewicht 23 g/² beträgt^ und das Gebilde durch zusätzliche 38 g/m² eines leicht pigmentierten Naturkautschuks zusammengehalten wird. Das Balinenmaterial in gekräuselte:!· oder gewellter Form besitzt eine scheinbare Dickenabmessung von 0,5 mm, eine Fadenzahl yon etwas xnehr als 5 Fäden pro 2,5 cm Breite und wiegt 150 g/m², während bei vollständig gereckter oder auseinandergezogener Form die Dickenabmessung 0,18 mm beträgt (die Stärke wurde in beiden Fällen mit einem Papier-Dikkenmeßgerät bestimmt, das einen Andrückfuß und eine Auflageplatte mit einem Durchmesser von 13 mm aufwies). Der Porositätswerr, d. h. die Zeit, die erforderlich ist, um 400 ml Luft durch eine Probe des elastischen Bahnenmaterials mit einer Fläche von 650 mm² in einem Gurley-Densometer hindurchzuschicken, beträgt 6 Sekunden.

Für zahlreiche Anwendungsarten wird eine nichtporöse Struktur des Bahnenmaterials bevorzugt. Solche Bahnenmaterialien, die die Dehnbarkeit und Zusammenziehfähigkeit der oben beschriebenen Bahncnmaterialien besitzen, die aber zusätzlich nichtporös und wasserabstoßend sind, ui d die kohärent unter Druck, der entweder be^; Raumtemperatur oder bei erhöhten Temperaturen angewendet wird, an sich selbst gebunden werden können, sind besonders geeignet als wasserdichte Wickel- oder Verbandsmaterialien oder zur Herstellung von wasserfesten Bedeckungen, wie Gefäßabdeckungen oder Regenkappen. Der Austausch einer der porösen Stoffbahnen 15 oder 16 durch einen dünnen biegsamen Film oder eine Folie, für die ein Polyäthylenfilm von 0,1 mm oder eine dünne blanke Aluminiumfolie Beispiele sind, führt zu nichtporösen elastischen Bahnenmaterialien mit diesen gewünschten Eigenschaften. Die Verwendung von hellfarbigen, gemusterten oder reflektierenden Filmen oder Folien für solche Zwecke ergibt ein besonders attraktives, dekoratives elastisches Bahnenmaterial.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines elastischen Bahnenmaterials durch Vereinigung mindestens eil er Stoffbahn mit gedehnten hochelastischen Fäden und Relaxation der Fäden unter Wellung der Stoffbahn, dadurch gekennzeichnet, daß man die hochelastischen Fäden unter Zugspannung von einer Rolle abzieht, sie beiderseitig mit je einer Stoffbahn vereinigt, wobei mindestens eine Bahn ein imprägniertes Wirrfaserviies ist, die Schichten miteinander verklebt, trocknet und anschließend unter Verminderung der Zugspannung das vereinigte Bahnenmaterial auf eine solche Temperatur erhitzt, daß eine Verkürzung und Verfestigung der Bahn eintritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verkleben der Schichten mittels eines ein Naturkautschuk-Latex enthaltenden polymeren Bindemittels vornimmt und dieses Bindemittel in einer solchen Menge aufbringt, daß das Gewicht des Bahnenmateria'ls nach dem Trocknen annähernd verdoppelt wird.