Verfahren zur Beschichtung eines Substrates

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung eines Substrates. Im Bereich Drucktücher ist die kompressible Schicht des Drucktuches meist als mikroporöse Schicht ausgebildet.

Die Herstellung eines Drucktuches mit einer kompressiblen Schicht wird beispielsweise in DE 10 2010 036 717 AI beschrieben. Hierbei wird die kompressible Schicht mittels beheizter Walzen mikroporös ausgebildet.

Zur Ausbildung der mikroporösen Schicht werden häufig Mikrokugeln verwendet.

So werden zum Beispiel in DE-OS 2 117 892 Mikrokugeln für den Einsatz in der kompressiblen Schicht von Gummidrucktüchern vorgeschlagen. Hohle, thermoplastische Kunststoff-Mikrokugeln können dabei sowohl in vorexpandierter Form als auch in expandierbarer Form eingesetzt werden. Ein in DE-OS 2 117 892 vorgeschlagenes und häufig genutztes Verfahren zur Einbringung der Mikrokugeln in das Kautschukpolymer besteht in einem Verteilen der Mikrokugeln in einer Kautschukmischungslösung aus Kautschukmischung und organischem Lösemittel. Diese Lösung wird dann zu einer Schicht gewünschter Dicke vergossen oder verteilt (Rakel verfahren), getrocknet und vulkanisiert. Die Lösung kann dabei direkt auf andere Schichten des Drucktuches aufgegossen oder darauf verteilt werden, beispielsweise auf einer Verstärkungsschicht aus einem Gewebe. Das Verfahren ist lösemittelbehaftet und daher ökologisch bedenklich. Ferner ist es energie- und kostenintensiv, da zunächst eine Kautschukmischungslösung hergestellt werden muss und nach dem Verteilen das Lösemittel vor der Vulkanisation wieder ausgetrieben werden muss. Hierzu werden in der Regel vorexpandierte

Mikrokugeln verwendet.

In EP 2 275 475 Bl wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung für Drucktücher beschrieben, bei dem die Mikrokugeln in vorexpandierter Form zunächst mit einem Weichmacheröl vermischt werden und dann erst der Kautschukmischung zugeführt werden. Dadurch wird die Zerstörung der Mikrokugeln durch die Scherkräfte im

Mischprozess verringert.

Ebenso ist es möglich, nicht-expandierte Mikrokugeln einzusetzen. Hier muss die Schicht, welche die Mikrokugeln enthält bzw. das gesamte Endprodukt in einem Schichtenverbund anschließend einem Blähverfahren unterworfen werden, damit die Mikrokugeln expandieren können und sich so die gewünschte poröse Struktur bilden kann. Das

Blähverfahren findet meist in einem geschlossenen Kessel statt, was maschinentechnisch aufwendig, energieintensiv und zudem auch noch kostenintensiv ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Beschichtung eines Substrates bereitzustellen, um eine mikroporöse Schicht zu erhalten, welches einfach und vergleichsweise günstig und in ökologisch unbedenklicher Weise durchzuführen ist.

Gleichzeitig soll sich die Dicke des Substrates incl. der Beschichtung gut, d.h. ohne größere Schwankungen, einstellen lassen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das Verfahren wenigstens folgende Verfahrensschritte enthält:

- Einmischen von wenigstens einem physikalischen und / oder chemischen Blähmittel in eine Elastomermischung in einem ersten

Verfahrens schritt und

- Ausformen der Elastomermischung enthaltend das physikalische und / oder chemische Blähmittel mittels eines Kalanders oder einer Roller- Head- Anlage in wenigstens einem weiteren Verfahrensschritt und

- Applizierung der kalandrierten Elastomermischung enthaltend das physikalische und / oder chemische Blähmittel auf ein zu beschichtendes Substrat in wenigstens einem weiteren Verfahrens schritt und

- Erwärmung und Aufblähung der Beschichtung enthaltend das physikalische und / oder chemische Blähmittel mittels wenigstens einer

Wärmequelle in einem weiteren Verfahrensschritt. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass sich durch die Kombination von Kalandrieren und Erwärmen mittels wenigstens einer Wärmequelle das Blähverhalten des eingesetzten Blähmittels gut einstellen lässt. Diese Einstellung erfolgt über die Temperatur der

Wärmequelle und über die Kalandereinstellungen.

Die aufgeblähte Elastomerschicht muss im Weitergang, bspw. zur Verwendung in einem Drucktuch, in der Regel mit weiteren Substraten kombiniert werden, Dies ist nunmehr ohne weitere Zwischenheizung möglich, da die Dicke der Aufgeblähten Elastomerschicht gut eingestellt werden kann. Hieraus ergibt sich, dass die noch unvulkanisierte Oberfläche nicht mehr separat mit einer Haftschicht versehen werden muss, sondern direkt dubliert werden kann. Dies ergibt neben der Einsparung an Haftschichten noch einen zusätzlichen logistischen Vorteil. Im Vergleich zum bisher bekannten Aufstreichen der Blähmittel, insbesondere der Mikrokugeln, enthaltenden Elastomerschicht, bei dem meist ein

Lösung skneter, Streichmaschinen und Kessel benötigt werden, ist erfindungsgemäß lediglich ein Kalander erforderlich. Dies spart mehrere technisch aufwendig zu bedienende Vorrichtungen ein.

Das Erwärmen und Aufblähen der Beschichtung erfolgt bevorzugt in direktem Anschluss an das Applizieren, d.h. während des Plattierungsvorgangs.

Plattieren bedeutet das Ausformen der Elastomermischung mittels Kalander und das direkt anschließende Aufbringen dieser Schicht auf ein mitlaufendes Substrat, wobei es sich bei dem mitlaufenden Substrat bevorzugt um eine Gewebebahn, eine Folie, ein Blech oder eine sonstige Bahnware handelt.

Die Applikation erfolgt bevorzugt mit einem Kalander oder einer Roller-Head- Anlage.

Als Blähmittel werden üblicherweise porenbildende Treibgase wie z. B. Azo- und Diazo- Verbindungen, bezeichnet, die unter dem Einfluß von Wärme oder Katalysatoren Gase (z. B. N2 oder C02) abspalten und daher zur Herstellung geschäumter

Polymermischungen dienen. Derartige chemische Blähmittel zersetzen sich hierbei bei einer bestimmten Temperatur während der Verarbeitung unter Gas-Bildung oder bei Zusatz von flüchtigen Lösemitteln während der Polymerisation bzw. Vulkanisation.

Als physikalische Blähmittel werden häufig Mikrokugeln verwendet. Diese können in expandierter oder in nicht-expandierter Form eingesetzt werden. Bevorzugt handelt es sich um nicht-expandierte Mikrokugeln, welche vorzugsweise als hohle Mikrokugeln vorliegen, insbesondere aus Glas, Phenolharz oder Kohlenstoff. Bevorzugt werden jedoch

Mikrokugeln aus thermoplastischem Kunststoffmaterial eingesetzt. Diese weisen eine gewisse Elastizität auf und halten den Scherkräften im Misch verfahren und während des Kalandrierens besser stand.

Bei dem thermoplastischen Kunststoffmaterial handelt es sich bevorzugt um wenigstens ein Acrylnitrilpolymer. Derartige Mikrohohlkugelns sind unter anderem unter dem

Handelsnamen Expancel ^® von der Firma Akzo Nobel erhältlich.

Die Menge der Mikrokugeln in der Elastomerschicht beträgt bevorzugt zwischen 0,5 und 10m , besonders bevorzugt zwischen 1 und 5 m .

Als Wärmequelle können alle bekannten Wärmequellen, wie bspw. ein Heißluftofen, verwendet werden. Bevorzugt handelt es sich aber bei der Wärmequelle um einen

Infrarotstrahler (IR-Strahler). Bei dem IR-Strahler handelt es sich bevorzugt um einen Keramikstrahler.

Bei einem Keramikstrahler werden die Keramikkörper indirekt von metallischen

Heizwendeln aufgeheizt. Die Keramikkörper sind bevorzugt quadratisch oder rechteckig ausgebildet. Diese lassen sich sehr gut zu den gewünschten Flächen aneinandersetzen, so dass sich ein homogenes Strahlerfeld und somit ein homogenes Temperaturfeld erzielen lässt.

Ebenso können alternativ so genannte Quarzstrahler verwendet werden, die ähnlich einer Lampe sind. Diese lassen sich allerdings nur röhrenförmig anordnen.

Die Keramikstrahler haben bevorzugt eine Oberflächentemperatur zwischen 300 und 500°C und strahlen vorzugsweise breitbandig in einem Wellenlängenbereich zwischen 2 und ΙΟμιη. Dies führt zu Oberflächentemperaturen des beschichteten Substrats zwischen 180 und 190°C. Bei dieser Temperatur wird das beschichtete Substrat durch die gesamte Schichtdicke expandiert. Die Schichtdicken der Elastomerschicht betragen bevorzugt zwischen 0,1mm und 1mm. Der Expansionswert liegt bevorzugt zwischen 50 und 150%. Das nach dem erfindungs gemäßen Verfahren beschichtete Substrat kann bevorzugt für die Herstellung einer kompressiblen Gummischicht verwendet werden. So können beispielsweise dünne Moosgummiplatten oder kompressible Gummischichten von

Drucktüchern auf einfache und ökologisch unbedenkliche Weise erzeugt werden.

Anhand einer Figur soll die Erfindung näher erläutert werden, ohne dabei auf diese beschränkt zu sein.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer schematischen Darstellung. Das zu beschichtende Substrat 1 wird mittels einer Rolle 2 abgewickelt und im Rahmen eines Plattierungsprozesses wird über einen Kalender 3 die Elastomermischung enthaltend das physikalische und / oder chemische Treibmittel aufgebracht. Nach einer weiteren Führung des nunmehr beschichteten Substrates über diverse Rollen 2", 2" 'erfolgt die Expansion des Treibmittels mittels einer Wärmequelle 4, bevorzugt mittels Infrarotstrahler.

Anschließend wird das expandierte und beschichtete Substrat mittels einer weiteren Rolle 2"" aufgewickelt und steht zur Weiterverarbeitung, insbesondere zu Herstellung eines Drucktuches bereit.

Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung)

1 Substrat

2, 2', 2", 2"', 2" " Rolle

3 Kalander

4 Wärmequelle