DE2657736A1

DE2657736A1 - Beschichtetes gewebe und/oder film sowie verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2657736A1
Application number: DE19762657736
Authority: DE
Inventors: Donald Harris Stannard
Original assignee: Royal Industries Inc
Current assignee: Royal Industries Inc
Priority date: 1976-01-26
Filing date: 1976-12-20
Publication date: 1977-12-08
Also published as: JPS5291990A; US4146667A; FR2339017B1; NO764015L; US4149921A; FR2339017A1

Description

ROYAL INDUSTRIES, INC., eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Delaware, 980 South Arroyo Parkway, Pasadena, California 91105 (V.St.A.)

Beschichtetes Gewebe und/oder Film sowie Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf ein beschichtetes Gewebe, einen Film aus einer synthetischen elastomeren Verbindung sowie Verfahren zur Herstellung derselben.

In der Luftfahrt verwendet man heute leichte Treibstoffzellen oder -tanks aus nicht-metallischen Materialien, und diese Treibstoffzellen müssen vorbestimmte physikalische Eigenschaften erfüllen und chemisch resistent sein. Die physikalischen Eigenschaften sind besonders wichtig bei Verwendung in Hubschraubern, weil eine dafür bestimmte Treibstoffzelle sehr flexibel sein muß, damit sie sich leicht und schnell an der vorgesehenen Stelle einbauen läßt. Neben einer sehr hohen Abriebfestigkeit, Lecksicherheit und chemischen Resistenz muß eine solche Treibstoffzelle heutzutage ein vorbestimmtes Gewicht haben. Früher wurden Flugzeug-Treibstofftanks aus Gummi oder Gummimischungen

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hergestellt, weil dieses Material damals Vorteile hatte. Heute wird beim Bau von Treibstoffzellen der Gummi durch mit Kunststoff beschichtete Gewebe ersetzt, weil diese bestimmte überlegene physikalische Eigenschaften haben. Besonders bewährt hat sich hier mit Urethan beschichtetes Gewebe, und es gibt verschiedene Gewebetypen, einschließlich synthetischer Gewebe, die man in der Vergangenheit in Verbindung mit Urethan-Kunststoff verwendet hat. Die meisten dieser bekannten Treibstoffzellen wurden mit konventionellen Fabrikationstechniken hergestellt, zu denen das Formen oder Gießen von Gummi und Gummimischungen und von kunststoffbeschichteten Geweben gehören. Da Gewicht besonders bei einem Hubschrauber eine Rolle spielt, ist es wichtig, während des Herstellprozesses periodisch das Mater!algewicht zu kontrollieren, welches zur Herstellung eines Gegenstandes, wie eines Treibstoffbehälters, benutzt wird. Für die Herstellung von mit Kunststoff beschichteten Geweben zur Verwendung in Treibstoffzellen hat es bisher noch keine einfache billige Technik gegeben, bei der sich auch noch die Dicke der Beschichtung und damit das Gewicht der daraus resultierenden Treibstoffzelle kontrollieren ließen, ohne auf konventionelle Verfahren zurückzugreifen. Einer der Gründe, warum man das Gewicht eines beschichteten Gewebes nicht in dem Maße kontrollieren konnte, daß das Gewicht des daraus resultierenden Endproduktes innerhalb bestimmter spezifizierter Grenzen fällt, ist darin zu sehen, daß man nicht in der Lage war, das Ausmaß der Eindringung des Kunststoffmaterials in das Gewebe zu kontrollieren. Daher ergaben sich bei konventionellen Herstellverfahren unterschiedliche Gewichte im fertigen Gewebe und damit unterschiedliche physikalische und chemische Resistenz-Eigenschaften.

Der Anmelder hat nun herausgefunden, daß das vollständige "Durchweichen" des Gewebes aus mindestens drei Gründen,

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welche die resultierenden physikalischen Eigenschaften des Materials betreffen, nicht erwünscht ist: Erstens hat ein vollständig mit Kunststoff gesättigtes Gewebe nicht die Zerreißfestigkeit, als wenn ein Film oder eine Schicht mit der Oberfläche des Gewebes verbunden ist. Zweitens ist es wegen der ungleichmäßigen Eindringrate des Kunststoffes in das Gewebe schwierig, eine gleichmäßige Dicke und damit ein gleichmäßiges Schichtgewebe-Gewicht einzuhalten. Und drittens ist bei Anwendung konventioneller Beschichtungsverfahren zur Herstellung mit Kunststoff beschichteter Gewebe immer Luft mit im Spiel, und sie wird durch das Gewebe in das Kunststoffmaterial geleitet. Es hat sich gezeigt, daß sehr viel von dieser Luft in Form von Blasen in dem Kunststoffmaterial eingeschlossen bleibt, und das ergibt sogenannte "Nadellöcher¹¹ (pinholes). Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes und relativ billiges Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gewebes aufzuzeigen, mit dessen· Hilfe sich ein solches Gewebe so herstellen läßt, daß die Dicke der Kunststoffbeschichtung und deren Eindringtiefe in das Gewebe stets korrekt steuerbar sind, so daß ein Endprodukt mit vorbestimmten) Gesamtgewicht entsteht.

Bei Anwendung der Erfindung erzielt man ein verbessertes und relativ billiges mit Kunststoff beschichtetes Gewebe, das sich sowohl bei der Herstellung von Treibstoffzellen als auch von vielen anderen Endprodukten verwenden läßt, welche bestimmte physikalische und/oder chemische Eigenschaften aufweisen müssen, wie sie bei Materialien zur Herstellung von Treibstoffzellen verlangt werden. Das in den anliegenden Patentansprüchen aufgezeigte erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, die Dicke der Kunststoff beschichtung zu kontrollieren und in Verbindung mit ausgewählten Kunststoffen eine Fülle von Substratmaterialien zu verwenden. Einige Endprodukte aus dem erfindungsgemäß

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hergestellten beschichteten Gewebe sind außer Treibstoffzellen Förderbänder, Auskleidungen für Rutschen oder Behälter zur Aufnahme abriebverursachender Materialien, Farbkissen für die Druckindustrie, große chemische Tanks, Gewebestufe "B" zur Verwendung in der Formindustrie usw. Die erfindungsgemäß hergestellten beschichteten Gewebe weisen physikalische Eigenschaften auf, zu denen eine außergewöhnliche Abriebfestigkeit, hohe Streckfestigkeit, ausgezeichnete Zerreißfestigkeit, guter Walkwiderstand sowie eine ausgezeichnete Resistenz gegenüber Öl, Lösungsmittel und Ozon und ähnliche chemische Eigenschaften gehören.

In Bezug auf ein Endprodukt gehört zur Erfindung ein beschichtetes Gewebe mit einer ausgehärteten Schicht aus einer synthetischen elastomeren Verbindung, die ohne Sättigung des Gewebes durch die Mischung bindend in das Gewebe imprägniert ist. Die synthetische Mischung kann ein beliebiges wärmeaktiviertes Kunststoffmaterial sein, und als Substrat eignen sich sowohl synthetische als auch natürliche Fasern. Die synthetischen elastomeren Verbindungen sind ausgewählt auf der Basis von physikalischen und chemischen Eigenschaften, wie sie für die schließliche Verwendung des beschichteten Gewebes erforderlich sind. Das im Sinne der Erfindung hergestellte Endprodukt kann auch ein Film oder eine Schicht aus einer synthetischen elastomeren Mischung von durchgehend einheitlicher Dicke sein.

Außerdem bietet die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gewebes mit vorbestimmtem Gewicht und gewünschten physikalischen Eigenschaften. Das Verfahren beinhaltet das Vorbereiten einer synthetischen elastomeren Mischung, weiche ein Härtemittel in Verbindung mit ausgewählten Ansetzmaterialien enthält. Die Mischungsbestandteile

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sind so gewählt, daß das beschichtete Endprodukt vorbestimmte physikalische Eigenschaften aufweist. Die vorbereitete Mischung wird weiter so kontrolliert, daß sie eine vorbestimmte Viskosität bei etwa Umgebungstemperatur hat, welche auf die Art des gewählten .zu beschichtenden Gewebes abgestimmt ist. Bei Verwendung eines Kunststoffes ist die vorbereitete Mischung halbfest, und sie besitzt eine kurze Topfzeit in der Größenordnung von drei Minuten. Die so vorbereitete Mischung wird über die Oberfläche verteilt, so daß sie einen vorbestimmten Oberflächenbereich bedeckt und in einer einheitlichen vorbestimmten Tiefe über diesen gesamten Oberflächenbereich weg eindringt. Das Positionieren des zu beschichtenden Gewebes ist der nächste Verfahrensschritt, und dazu wird das Gewebe auf die Oberseite der freiliegenden Mischungsoberfläche aufgelegt, und zwar ohne irgendwelchen Druck auf das Gewebe auszuüben, damit die Mischung so in das Gewebe eingesaugt wird, wie es die vorbestimmten physikalischen Eigenschaften und das Gewicht des Gewebes erfordern. Dies gilt für eine vorbestimmte Viskosität der Mischung innerhalb des Zeitraumes der Topfzeit der Mischung, und dann wird die in das Gewebe eingedrungene Mischung schnell der Wärme im Bereich von 93° C über einen vorbestimmten Zeitraum hinweg ausgesetzt, wobei die Mischung aushärtet und dabei ein beschichtetes Gewebe mit dem gewünschten Gewicht und den gewünschten physikalischen Eigenschaften entsteht.

Die gleiche Methode wie hier beschrieben wendet man zur Herstellung eines dünnen Filmes aus einer synthetischen elastomeren Verbindung ohne ein Substrat an, der eine vorbestimmte einheitliche Dicke haben soll.

Verfahrens-mäßig ist ferner im Rahmen der Erfindung vorgesehen, eine synthetische elastomere Mischung mit einem

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Härtemittel in Verbindung mit vorbestimmten Ansetzmaterialien vorzubereiten, worin sämtliche Materialien so gewählt sind, daß das beschichtete Endprodukt vorbestimmte physikalische Eigenschaften aufweist. Die Mischung wird so präpariert, daß sie etwa bei Umgebungstemperatur eine vorbestimmte Viskosität aufweist, welche auf den physikalischen Aufbau des zu beschichtenden Gewebes abgestimmt ist. Die vorbereitete Mischung befindet sich im halbfesten Zustand und wird über eine Oberfläche so verteilt, daß sie einen vorbestimmten Oberflächenbereich bedeckt, und zwar in einer vorbestimmten einheitlichen durchgehenden Tiefe. Dann wird ein zu beschichtendes Gewebe über die Oberseite der aufgetragenen Mischung gelegt, ohne irgendwelchen Druck auf das Gewebe auszuüben, so daß sich die Mischung in das Gewebe so einsaugen kann, wie es der physikalische Aufbau und das Gewicht des Gewebes sowie die vorbestimmte Viskosität der Mischung ermöglichen. Anschließend wird dann das mit der Mischung imprägnierte Gewebe schnell der Wärme im Bereich von 93° C über einen vorbestimmten Zeitraum hinweg ausgesetzt, damit die Mischung aushärtet und das beschichtete Gewebe als Endprodukt entsteht.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1A-1F einzelne Schritte eines Verfahrens

zur Herstellung eines beschichteten Gewebes in schematischer perspektivischer Darstellung, und

Fig. 2 eine andere schematische Darstellung eines Verfahrens zur kontinuierlichen Herstellung eines beschichteten Gewebes im Sinne der Erfindung.

Wir beginnen zunächst mit der Beschreibung der Erfindung in Form eines manuellen Verfahrens zum Herstellen eines beschichteten Gewebes, insbesondere eines zur Herstellung

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eines Flüssigkeitsbehälters, wie einer Treibstoffzelle oder eines Treibstofftanks für einen Hubschrauber vorgesehenen beschichteten Gewebes. Für das Material einer Hubschrauber-Treibstoffzelle wird beispielsweise gefordert, daß es abriebfest ist, eine hohe Streck- und Zerreißfestigkeit sowie einen guten flexiblen Formwiderstand aufweist, und lecksicher sowie resistent ist gegenüber Angriffen von Flüssigkeiten wie Treibstoffen und Treibstoffzusätzen, Ölen und atmosphärischen oder Umwelt-Bedingungen, denen das Material ausgesetzt wird. Außerdem sollte das Gewebe leicht sein, und beim Herstellprozeß muß die Möglichkeit bestehen, das Gewicht des Produktes innerhalb gegebener Toleranzen einzuhalten, ohne daß die zuvor aufgezählten physikalischen und chemischen Eigenschaften beeinträchtigt werden.

Das in den Verfahrensstufen gemäß Fig. IA bis IF hergestellte erfindungsgemäße beschichtete Gewebe 10 besteht aus einem ursprünglich unbeschichteten Gewebe 1OF und einer ausgehärteten synthetischen elastomeren Verbindung 1OG, die ohne Sättigung in das Gewebe hineinimprägniert und mit der einen Oberfläche des Gewebes verbunden ist. Fig. IF läßt besonders gut erkennen, daß die elastomere Mischung IOC nicht vollständig in das Gewebe 1OF eingedrungen ist, so daß auf der einen Seite des beschichteten Gewebes (Erzeugnis) 10 das Grundgewebe 1OF vollkommen freiliegt. Die andere Seite des Gewebes 1OF ist dagegen nicht nur vollständig von der elastomeren Mischung IOC bedeckt, sondern bis zu einer kontrollierten Tiefe C" vollständig und koexistent umschlossen. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die ausgehärtete synthetische elastomere Mischung IOC ein synthetisches Elastomer sein, dem ein Urethan-Prepolymer beigemischt ist, erhältlich beispielsweise bei der Thiokol Chemical Division of the Thiokol Corporation, 930 Lower Ferry Road, Trenton, New Jersey, U.S.A., Handelsbezeichnung

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"Solithane"-Harze. Diese mit Urethan-Harz präparierte synthetische elastomere Mischung wird mit einem ausgewählten Härtemittel in Verbindung mit anderen vorgewählten Ansetzmaterialien gemischt, und die fertige elastomere Mischung hat etwa bei Umgebungstemperatur eine halbfeste Viskosität und drei Minuten Topfzeit. Die so präparierte Mischung wird zum Verbinden mit dem Gewebe 1OF einer Temperatur von etwa 93 C ausgesetzt und damit ausgehärtet. Der Urethan-Harz-Prepolymer ist nicht der einzige Kunststoff material -Typ, der sich für ein erfindungsgemäßes Herstellverfahren zur Erzeugung des beschichteten Gewebes 10 benutzen läßt. Vielmehr ist eine Urethan-Beschichtung für ein Gewebe besonders günstig, wenn man Hubschrauber-Treibstoffzellen oder ähnliche Flüssigkeitscontainer herstellen will, die bestimmte physikalische und chemische Eigenschaften haben müssen. Vielmehr läßt sich nach dem hier offenbarten Verfahren jedes wärmeaktivierte Kunstharz einschließlich Polyester-Kunststoffen verwenden. Grundsätzlich kann man sagen, daß man das zum Präparieren der elastomeren Mischung verwendete spezielle Kunststoffmaterial danach aussucht, welche physikalischen Eigenschaften beim Endprodukt erwünscht sind und welcher Gewebetyp jeweils damit zu beschichten ist.

Die Gewebe können synthetische und natürliche Fasern enthalten. Folgende Substrat-Materialien hat man bereits zur Herstellung von Flüssigkeitszellen für Hubschrauber erfolgreich mit synthetischen elastomeren Mischungen beschichtet: Nylon, Rayon, Kevlar, Baumwolle und ähnliche Gewebe. Nylon beispielsweise hat man mit folgenden unterschiedlichen physikalischen Charakteristiken oder Gewichten verwendet: 2-Unzen, 12-Unzen oder 15-Unzen-Materialien. Es scheint kaum Einschränkungen hinsichtlich der im Rahmen der Erfindung zu verwendenden Substrate oder Gewebe 1OF zu geben, wenn man sie erfindungsgemäß beschichten will, man muß in erster Linie nur darauf achten, daß man

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eine gute Bindung zwischen der Mischung und dem Gewebe erzielt, ohne das Gewebe dabei vollständig zu sättigen bzw. zu durchdringen.

Es sei bemerkt, daß die unter der Handelsbezeichnung "Solithane" erhältlichen Harze oder Urethane vom Hersteller für konventionelle Gieß- oder Form-Techniken spezifiziert sind. Die üblichen Endprodukte aus Solithane-Harzen sind beispielsweise geformte Rollen, Lenkrollen, Hammerköpfe und ähnliche hochabriebfeste und chemisch resistente Fertigteile. Der Hersteller empfiehlt seine Urethan-Harze wegen ihrer sehr kurzen Topfzeit nicht für andere außer Gieß- oder Form-Techniken. Wie schon gesagt, liegt die Topfzeit des Urethan-Elastomers in der Größenordnung von drei Minuten, und danach wird die Mischung fest, und die Weiterverarbeitung wird sehr schwierig, falls die Beschichtung nicht unmittelbar ausgehärtet wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden jedoch die Empfehlungen des Herstellers für das Präparieren des Elastomers befolgt, und unter Befolgung dieser empfohlenen Maßnahmen für das Beimischen des Härtemittels und der Ansetzmaterialien werden keine mechanischen Maßnahmen, wie Misch- und Entlüftungsgeräte angewendet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gewebes kann man als "umgekehrtes" Beschichtungsverfahren bezeichnen, welches sich aus den Versuchen zum Beschichten eines Gewebes mit Solithane-Urethanharz ergab, wo man die Erfahrung machte, daß das "Benetzen" bzw. das Eindringen des Kunststoffes in das Gewebe nicht vorhersehbar war, und es mußten viele Schichten aus Kunststoff auf das Gewebe aufgetragen werden, bis sich eine leckdichte Beschichtung herausstellte. So kommt man zwar auch zu einem physikalisch festen Erzeugnis, aber die Herstellung ist untragbar und relativ teuer.

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Der erste Verfahrensschritt im Hinblick auf die Fig. IA bis ID ist das Anmischen der elastomeren Mischung für die umgekehrte Beschichtung. Die Mischung ist ein wärmeaktiviertes synthetisches Polymer, wie beispielsweise das zuvor erwähnte und von Thiokol in U.S.A. beziehbare Urethan-Polymer. Zusammen mit diesem ausgewählten Prepolymer wird ein polymerer Härter mit ausgewählten Ansetzmaterialien beigemischt, um die gewünschte Mischung IOC zu erzeugen. Wie schon gesagt, wählt man die Materialien so aus, daß das fertige Endprodukt die gewünschten physikalischen und chemischen Eigenschaften aufweist. Selbstverständlich wird auch das zu beschichtende Gewebe nach diesen Gesichtspunkten ausgewählt. Die angesetzte Mischung IOC wird auf eine sogenannte "Caul"-Platte 12 aufgetragen, und zwar innerhalb eines vorbestimmten Flächenbereiches und in einer vorbestimmten gleichmäßigen Dicke. Die gleichmäßige Dicke erreicht man dadurch, daß man mit einem Streichlineal 13 über das Ganze hinwegfährt und dabei die Mischung gleichmäßig auf der "Caul"-Platte verteilt. Kufen 14 und 15 an den Enden des Streichlineals 13 sind in ihrer Höhe so gewählt, daß die richtige Schichtdicke erzielt wird. Damit in dem fertigen Endprodukt keine durch Staub oder Lufteinschlüsse in der Mischung hervorgerufenen Nadellöcher auftreten können, trägt man eine Anzahl von Schichten der Mischung auf die Platte 12 auf. Falls man die Mischung beispielsweise mit mechanischen Hilfsmitteln anmixt, kann man diese Extraschritte fortlassen.

Als nächster Schritt wird auf die freie Oberfläche der aufgetragenen Mischung IOC ein Gewebe 1OF ohne Andruck aufgelegt, siehe Fig. IC. Das Gewebe kann auch unter äußerst geringer Druckanwendung auf die freie Oberfläche der Mischung aufgewalzt werden. Erfindungsgemäß ist erwünscht, daß das Eindringen der Mischung IOC in das Gewebe 1OF durch die physikalischen Eigenschaften, wie Gewebegewicht und Viskosität der Mischung gesteuert wird.

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Das Eindringen bzw. Hineinsaugen der Mischung IOC in das Gewebe 1OF kann man als löschblattähnlichen Saugprozeß betrachten. Dieser Prozeß vollzieht sich ohne Andruck, und es findet ein kontrolliertes Eindringen des Kunststoffes in das Gewebe statt, ohne das Gewebe vollständig zu sättigen. Es ist erwünscht, daß der bei diesem Schritt verfahrensgemäß erfolgende Andruck durch das Gewicht des Gewebes bestimmt ist.

Nach dem Auflegen des Gewebes verbringt man das Präparat vor dem Verstreichen der Topfzeit der Mischung IOC in eine Aushärtestation, wo durch Zufuhr von Wärme in der Größenordnung von etwa 93 C die elastomere Mischung aushärtet und fest mit dem Gewebe abbindet. Nach Abschluß der Aushärtezeit nimmt man das entstandene beschichtete Gewebe von der Caul-Platte 12 ab und kann es seiner Verwendung zuführen. Das fertigen Gewebe 10 ist in den Pig. IE und IF dargestellt, und wie man erkennt, befindet sich die elastomere Beschichtung im wesentlichen nur auf der einen Seite des ursprünglichen Gewebes 1OF. An dieser Stelle sei bemerkt, daß die Caul-Platte 12 mit einem vorgezeichneten Muster versehen sein kann, welches sich dann in der ausgehärteten Kunststoffbeschichtung eingräbt. Dieses Muster kann man beispielsweise als Richtlinie zum Zuschneiden und zur Weiterverarbeitung des fertigen Endproduktes benutzen.

Nun zu der in Fig. 2 schematisch dargestellten Vorrichtung zur kontinuierlichen Fertigung des beschichteten Gewebes Hier ist das Kunststoffmaterial, wie beispielsweise Urethan-Harz auf einem Hilfsträger bzw. Förderer aufgetragen, welcher das zu verarbeitende Kunststoffmaterial kontinuierlich durch die verschiedenen Stationen bzw. erforderlichen Verfahrensechritte transportiert. Im vorliegenden Falle ist dieser Hilfsträger bzw. Förderer ein an einem Ende eines Beschichtungstisches 21 auf einer Spule 20 bevorrateter Teflon-Film 22,

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der mittels einer Aufwickelspule 23 über den Beschichtungstisch 21 hinweg und durch alle Verfahrensstationen gezogen wird. Dazugehörige Antriebsmotoren 2OM und 23M sind in Fig. 2 schematisch angedeutet. Die Vorschubgeschwindigkeit des als Förderer dienenden Teflon-Films 22 durch die verschiedenen Verfahrensstationen ist einerseits auf die Topfzeit der verwendeten elastomeren Mischung und andererseits auf die physikalischen Eigenschaften des Gewebes abgestimmt, um ein einwandfrei beschichtetes Gewebe herzustellen. Zur richtigen Verteilung des Kunststoffmaterials auf dem Teflon-Film 22 dient ein Querverteilerkopf 24, welcher die auf das Gewebe 1OF aufzutragende elastomere Mischung IOC enthält und damit den Förderer bzw. Teflon-Film 22 überquert, damit auf demselben eine vorbestimmte Fläche beschichtet wird. Mit Hilfe eines in richtiger Höhe oberhalb des Teflon-Films 22 angebrachten Abstreichmessers 25 wird die Mischung gleichmäßig und in gewünschter einheitlicher Dicke auf dem Teflon-Film 22 verteilt. Die so verteilte und gleichmäßig dicke Schicht aus der elastomeren Mischung IOC wird in Richtung auf das Gewebe 1OF weitertransportiert. Das auf einer Spule 26 bevorratete Gewebe 1OF wird kontinuierlich auf die freie Oberfläche der sich vorwärts bewegenden Kunststoffschicht aufgelegt, um den Kunststoff aufzusaugen. Die Vorratsspule 26 für das Gewebe wird durch einen Motor 26M angetrieben, und Führungsrollen 27 sorgen dafür, daß das Gewebe 10F einwandfrei auf die freie Oberfläche der Mischungsschicht IOC aufgelegt wird.

Nach dem Auflegen des Gewebes 1OF auf die Schicht der Mischung IOC ohne Druckanwendung wandert das Ganze in einen Ofen 28 mit einer Heizzone von etwa 93°C, wo die Kunststoffmischung aushärtet und sich fest mit dem Gewebe zu dem gewünschten beschichteten Endprodukt verbindet. Selbstverständlich ist die Durchlaufzeit durch den Ofen so gewählt, daß ausreichend Zeit zum Aushärten und Verbinden

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mit dem Gewebe 1OF zur Verfügung steht. Wenn schließlich das fertige ausgehärtete beschichtete Gewebe 10 rückseitig aus dem Ofen 28 austritt, wird der Teflon-Film 22 vom beschichteten Gewebe abgelöst und auf seiner Aufwickelspule gespeichert. In ähnlicher Weise wird das beschichtete Gewebe 10 auf einer besonderen Aufwickel spule 29 mit Motor 29M gespeichert.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist der als Förderelement dienende Teflon-Film 22 oberseitig mit einem Muster versehen, das sich automatisch in das fertige beschichtete Gewebe 10 eingräbt und sichtbar wird, sobald das Gewebe von dem Film 22 abgelöst ist. Wie schon erwähnt, kann man dieses Muster zum Zerschneiden und/oder für die Weiterverarbeitung des beschichteten Gewebes 10 in das gewünschte Endprodukt benutzen.

Das nach den beschriebenen Verfahren hergestellte fertige beschichtete Gewebe 10 kann man zur Herstellung von Flüssigkeitsbehältern, wie beispielsweise Hubschrauber-Treibstoff tanks oder für andere Endprodukte, wie Förderbänder, Rutschen, Tröge u. dgl. verwenden. Das Endprodukt erreicht seine hervorragenden Eigenschaften durch die kontrollierte Dicke der Beschichtung und Eindringtiefe ins Gewebe 1OF bei vorausschaubarem Gewicht.

Nun kann das fertige Endprodukt auch vollständig gewebefrei sein, also lediglich ein dünner und im wesentlichen einheitlich dicker Film aus einer Kunststoffverbindung, den man auf mehr oder weniger konventionelle Art mit anderen Substraten verbinden kann. Es hat sich gezeigt, daß sich beispielsweise bei Verwendung eines Urethan-Kunststoffes als Prepolymer in einer elastomeren Mischung zum Beschichten eines Gewebes Vorzüge gegenüber Gummi in ähnlichen Anwendungsbereichen ergeben. Ein mit Urethan

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beschichtetes Gewebe 10 ist weitgehend gegenüber Treibstoff sowie chemisch resistent, auch sehr resistent gegenüber Ozon und UV-Licht. Glühlampen haben offensichtlich wenig Einfluß auf das beschichtete Gewebe. Der Abriebwiderstand des beschichteten Gewebes 10 ist dreimal besser als der von Naturgummi. Ferner eignet sich das beschichtete Gewebe 10 sehr gut in der Massenfabrikation zur Herstellung von Hubschrauber-Treibstoffzellen. Die präparierte elastomere Mischung läßt sich im ungehärteten oder ^MB"-Zustand verarbeiten, weil sie nicht klebt. Das benutzte und vom Hersteller bezogene Urethan befindet sich zu 100% im Festzustand. Im Gegensatz dazu muß man beispielsweise bei der Verwendung von Gummi bestimmte Gummitypen auswählen, je nachdem, ob man Brennstoffe oder andere Chemikalien damit zusammenbringen will. Außerdem hat Gummi bekanntlich eine schlechte Verträglichkeit gegenüber UV-Licht und Ozon. Deshalb ist es besser, Gummiprodukte bei der Lagerung in Warenhäusern und dergleichen in Kartons zu verpacken. Bei aus Butyl- oder Nitrat-Gummi hergestellten Hubschrauber-Brennstoffzellen hat sich gezeigt, daß diese wenig abriebfest sind, und ferner sind synthetische Gummitypen nicht so gut wie Naturgumrai. Da die Gummioberfläche klebrig ist, muß man sorgfältig damit umgehen, und das erhöht die Laborstunden bei der Gummiverarbeitung beträchtlich. Gummi-Formteile sind nicht wiederverwendbar, und die Ausschußrate bei der Herstellung von Gummiprodukten ist sehr hoch. Außerdem sind die mit Gummi zu beschichtenden Gewebearten beschränkt gegenüber den Gewebearten, die man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichten kann. Einige Gewebearten erfordern einen Primer für die Gummibeschichtung. Bei einem Gummierzeugnis müssen die Säume mit einem Kleber abgebunden werden, der ein Lösungsmittel als Verdünner enthält. Das Lösungsmittel muß getrocknet werden, sonst bilden sich beim Herstellvorgang Blasen durch das Vergasen.

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Kurz zusammengefaßt handelt es sich hier um ein beschichtetes Gewebe mit einer fest gebundenen ausgehärteten synthetischen elastomeren Mischung. Die Herstellung erfolgt in der Weise, daß das Gewicht des Endproduktes sowie andere physikalische und chemische Eigenschaften desselben vorausschaubar gesteuert werden. Das Verfahren beinhaltet das Zusammenbringen eines Gewebes mit der elastomeren Mischung innerhalb deren Topfzeit in der Weise, daß die Mischung in das Gewebe löschblattartig eindringt, und dann wird die elastomere Mischung schnell ausgehärtet.

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Leerseite

Claims

2657735 Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines ein vorbestimmtes Gewicht aufweisenden beschichteten Gewebes, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Verteilen einer synthetischen elastomeren Mischung, die ein wärmeaktiviertes Harz und einen Härter enthält, über eine vorbestimmte Fläche bis zu einer im Einklang mit dem gewünschten Gewicht des beschichteten Gewebes stehenden vorbestimmten gleichförmigen Tiefe, Positionieren eines mit der Verbindung zu beschichtenden Gewebes auf die Oberseite der Schicht dieser Mischung, so daß es leicht daraufliegt, wobei das Gewebe die elastomere Mischung ansaugt, und danach schnelles Zuführen von Wärme zu dem so imprägnierten Gewebe, um die synthetische elastomere Mischung auszuhärten, bevor der Zeitraum der Topfzeit der Mischung abgelaufen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem wärmeaktivierten Harz ein Urethan-Prepolymer gehört.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu beschichtende Gewebe ein synthetischer Gewebetyp mit einem vorbestimmten Gewicht ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Gewebe ein Nylon-Gewebe ist.

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5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Gewebe ein Kevlar-Gewebe ist.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Gewebe ein Rayon-Gewebe ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu beschichtende Gewebe ein Naturfaser-Gewebe mit vorbestimmtem Gewicht ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe Baumwolle ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringtiefe der Mischung in das Gewebe dadurch gesteuert wird, daß die Viskosität der Beschichtungsmischung sowie die Gewebeart vorgewählt werden, und ferner auf die Anwendung von Druck beim Auflegen des Gewebes auf die Mischung verzichtet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die synthetische elastomere Mischung inklusive Härtemittel unter Verzicht auf mechanische Einrichtungen sowie Entlüftungsmittel präpariert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das impräi
geheizt wird.

daß das imprägnierte Gewebe auf etwa 93° C (200° F) auf-

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Verarbeitung des Gewebes mit der Mischung auf die freiliegende Oberfläche des beschichteten Gewebes ein vorbestimmtes Muster dauerhaft eingezeichnet wird.

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13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte Muster zuvor in eine Oberfläche eingegraben wird, auf welche die synthetische elastomere Mischung aufgetragen wird, so daß sich das Muster durch Kontaktübertragung während der Beschichtung des Gewebes auf die gegenüberliegende Mischungsoberfläche überträgt und sichtbar wird, wenn das ausgehärtete und beschichtete Gewebe von dieser Oberfläche entfernt wird.

14. Verfahren zur Herstellung eines leckdichten Gewebes mit einem gewünschten Gewicht, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Verteilen einer halbfesten wärmeaktivierten plastischen Mischung, die einen Härter enthält und eine vorbestimmte Viskosität zeigt, über eine vorbestimmte Fläche bis zu einer vorbestimmten einheitlichen Tiefe, Positionieren eines zu beschichtenden Gewebes auf die Oberseite der Schicht dieser Mischung, damit sie in das Gewebe angesaugt wird, und Beheizen der plastischen Mischung und des Gewebes, so daß die Mischung aushärtet und sich mit dem Gewebe verbindet.

15. Verfahren zur Herstellung einer Schicht, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Verteilen einer synthetischen elastomeren Mischung, die ein wärmeaktiviertes Mischungshärtemittel enthält, in vorbestimmter Höhe auf eine Oberfläche, schnelles Zuführen von Wärme zu der ausgebreiteten Mischung, bevor deren Topfzeit verstreicht, um diese auszuhärten, und Entnehmen der ausgehärteten elastomeren Mischung von der Oberfläche.

16. Verfahren zur Herstellung einer Schicht, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

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Präparieren einer synthetischen elastomeren Mischung, die ein Härtemittel in Kombination mit ausgewählten Ansetzmaterialien enthält, die aus vorbestimmte physikalische Eigenschaften aufweisenden wärmeaktivierten Kunststoffen ausgewählt sind, wobei die resultierende präparierte Mischung bei etwa Umgebungstemperatur eine im wesentlichen halbfeste Konsistenz aufweist, Verteilen der so präparierten elastomeren Mischung zu einer Schicht über eine Oberfläche nach einem vorbestimmten Muster und in einer vorbestimmten Höhe, schnelles Zuführen von Wärme an die Mischungsschicht, bevor deren Topfzeit verstreicht, um die Mischung auszuhärten, und Entnehmen der ausgehärteten Mischungsschicht von der Oberfläche.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in die Auftragungsoberfläche für die Mischung ein vorbestimmtes Muster eingezeichnet und dieses Muster in die gegenüberliegende Oberfläche der ausgehärteten Schicht übertragen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in einer dünnen Schicht auf ein sich kontinuierlich auf einer vorbestimmten Bahn vorwärtsbewegendes Fördermittel kontinuierlich aufgetragen wird, daß kontinuierlich ein Streifen des zu beschichtenden Gewebematerials auf die obere Oberfläche der vorwärtsbewegten Kunststoffmischung aufgelegt wird, damit sich der Kunststoff in das zu beschichtende Material einsaugt, daß die Fördereinrichtung mit der Mischung und dem zu beschichtenden Material durch eine Heizzone hindurchbewegt wird, um das Kunststoffmaterial auszuhärten, und daß das ausgehärtete beschichtete Material dann von der Fördereinrichtung .abgestreift wird.

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19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungsschicht in die Aushärtestation mit einer Geschwindigkeit hineinbewegt wird, welche auf die Topfzeit der Mischung abgestimmt ist, und daß in der Aushärtestation eine Wärme
zugeführt wird.

tion eine Wärme im Bereich von etwa 93 C (200 Fahrenheit)

20. Verfahren nach Anspruch 1, 14 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in einem halbfesten Zustand und mit einer Viskosität angesetzt wird, welche bei Umgebungstemperatur mit den physikalischen Eigenschaften des zu beschichtenden Kunststoffes übereinstimmt, daß das$ zu beschichtende Gewebe ohne Druckanwendung auf dasselbe auf die obere Seite der aufgetragenen Mischung aufgelegt wird, so daß sich die Mischung entsprechend den physikalischen Eigenschaften sowie dem Gewicht des Gewebes und der der ausgewählten Viskosität der Mischung in das Gewebe einsaugen kann, und daß danach schnell der in das Gewebe eingedrungenen Mischung Wärme im Bereich von 93° C für einen vorbestimmten Zeitraum zugeführt wird, um die Mischung auszuhärten und dabei das beschichtete Gewebe als Endprodukt herzustellen.

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21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördereinrichtung ein durchgehender Abschnitt eines Trägermaterials verwendet wird, daß auf das Trägermaterial die sich im wesentlichen im halbfesten Zustand befindende Mischung in einer vorbestimmten Breite sowie in einer vorbestimmten Höhe über die gewählte Breite aufgetragen wird, und daß eine durchgehende, zu beschichtende Gewebebahn drucklos auf die sich auf dem Trägermaterial vorwärtsbewegende Mischung so aufgelegt wird, daß sich die Mischung in das Gewebe einsaugt.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeaushärtestation ein Ofen verwendet wird, dessen Temperatur auf etwa 93° C (200° Fahrenheit) gehalten wird.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermaterial ein auf einer Vorratsspule bevorrateter Teflon-Film benutzt wird, welcher durch eine Aufnahmespule wieder aufgewickelt wird, nachdem die ausgehärtete Mischung von dem Teflon-Film abgezogen worden ist.

24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das zu beschichtende Gewebe einer Vorratsspule fortlaufend entnommen und fortlaufend auf die Mischung aufgelegt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der als Träger dienende Teflon-Film auf einer Seite mit einem vorbestimmten aufgezeichneten Muster versehen ist und so vorwärtsbewegt wird, daß diese mit dem Muster versehene Seite der darauf abzulagernden Mischung zugekehrt ist, so daß sich das vorbestimmte Muster auf die gegenüberliegende Mischungsoberfläche dauerhaft eingräbt.

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26. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß fortlaufend eine durchgehende Länge eines Trägermaterials über eine vorbestimmte Bahn bewegt, fortlaufend auf das Trägermaterial eine Schicht einer mit einem Härtemittel versehenen synthetischen elastomeren Mischung im halbfesten Zustand über eine vorbestimmte Breite des Trägermaterials und in einer im wesentlichen gleichförmigen Höhe aufgetragen, fortlaufend eine durchgehende Länge eines zu beschichtenden Gewebes ohne Anwendung äußeren Druckes auf die Oberseite der aufgetragenen und mit dem Trägermaterial vorwärtsbewegten Mischung aufgelegt und dabei die Mischung in das Gewebe einimprägniert wird, daß fortlaufend das mit dem imprägnierten Gewebe belegte Trägermaterial durch eine Wärmeaushärtestation hindurchbewegt wird, um die Mischung auszuhärten, und daß nach dem Durchlauf das ausgehärtete, imprägnierte und mit dem Gewebe verbundene Mischungsprodukt von dem Trägermaterial abgestreift wird.

27. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aushärtestation ein Ofen benutzt und auf einer Temperatur von etwa 93 C (200° Fahrenheit) gehalten wird.

28. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermaterial ein Teflon-Film verwendet wird, der von einer Vorratsspule abgewickelt und nach dem Ablösen von dem ausgehärteten Mischungsprodukt von einer Aufwickelspule wieder aufgewickelt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Vorratsspule ein ausgewähltes, zu beschichtendes Gewebe abgewickelt und anschließend auf die Mischung aufgelegt wird.

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30. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Teflon-Trägerschicht auf einer Seite mit einem eingezeichneten ausgewählten Muster versehen ist, welches sich beim Vorwärtstransport dieses Trägerfilmes in die zugekehrte Seite der darauf abgelagerten Mischung eingräbt, so daß das Muster permanent in die ausgehärtete Mischung eingegraben wird.

31. Synthetische elastomere Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß eine ausgehärtete Schicht einer elastomeren synthetischen Mischung mit gleichförmiger vorbestimmter Dicke nach dem Verfahren gemäß Anspruch 15 hergestellt ist.

32. Schicht nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung ein wärmeaktiviertes Kunststoffmaterial enthält, welches unter dem Gesichtspunkt gewünschter physikalischer Eigenschaften ausgesucht worden ist.

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