CH636045A5 - Verfahren zum verbinden von formteilen auf weich-pvc-basis mit solchen auf polyolefinbasis. - Google Patents

Verfahren zum verbinden von formteilen auf weich-pvc-basis mit solchen auf polyolefinbasis. Download PDF

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CH636045A5
CH636045A5 CH194578A CH194578A CH636045A5 CH 636045 A5 CH636045 A5 CH 636045A5 CH 194578 A CH194578 A CH 194578A CH 194578 A CH194578 A CH 194578A CH 636045 A5 CH636045 A5 CH 636045A5
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CH
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soft pvc
polyolefin
resin
pvc
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CH194578A
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Erwin Moeschter
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Dynamit Nobel Ag
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Publication date
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Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Formteile auf Weich-PVC-Basis mit Formteilen auf Polyolefinbasis dauerhaft unter Anwendung von Wärme ohne zusätzlichen Druck mit einer guten Haftung, d.h. hohen Trennfestigkeiten, zu verbinden. Hierbei ist einerseits das Erzielen einer guten Haftung und zugleich das Vermeiden der Weichmacherwanderung aus dem Formteil auf Weich-PVC-Basis zu berücksichtigen.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass auf die zu verbindende Oberfläche des Formteiles auf Weich-PVC-Basis eine Schicht aus einem vernetzenden Lackkunstharz auf Basis hydroxylgruppenhaltiger Acrylharze zusammen mit Isocyanathärtern aufgebracht und diese vor dem Ende der Vernetzung des Lackkunstharzes mit dem Formteil auf Polyolefinbasis durch Flammkaschierung verbunden wird. Überraschend hat sich herausgestellt, dass durch die Verwendung einer Beschichtimg auf Basis eines vernetztenden hydroxylgruppenhaltigen Acrylharzes gleichzeitig ein guter Haftvermittler mit einer hohen Haftfestigkeit und eine Weichmachersperre gegen die Weichmacherwandung aus dem PVC erzielt wird. Damit ist es aber möglich geworden, Formteile auf Weich-PVC-Basis mit Formteilen auf Polyolefinbasis mittels Flammkaschierung zu verbinden, ein äusserst wirtschaftliches Verfahren, das mit geringem Aufwand durchführbar ist.
Die durch das erfindungsgemässe Verfahren erreichbaren Trennfestigkeiten des Verbundes liegen über denen der Materialfestigkeiten der einzelnen Formteile. Mit dem erfin-dungsgemässen Verfahren kann also in rationeller Weise mit geringem Aufwand ein Verbund von Formteilen auf Weich-PVC-Basis mit Formteilen auf Polyolefinbasis hergestellt werden, bei dem die verschiedenen Materialeigenschaften voll genutzt werden können, damit auch nachträgliche Verformungen des Verbundes durchgeführt werden können, ohne dass ein späteres Auftrennen des Verbundes zu befürchten ist.
Die zu verbindenden Formteile haben bevorzugt die Gestalt von Bahnen, Folien, Platten, die sich kontinuierlich flammkaschieren lassen. Jedoch ist die Anwendung der Erfindung nicht auf diese ebenen flächigen Gebilde beschränkt.
Für die Formteile auf Weich-PVC-Basis kommen insbesondere Weich-PVC-Formmassen, z.B. in Gestalt von Fo-
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lien und Weich-PVC-Schaumstoffe in Frage. Als Weichmacher kommen alle die für PVC bekannten Weichmacher in Frage, wie Phthalate, wie Dioxylphthalat, Phosphatweichmacher, Adipate usw.
Für die Polyolefinformteile kommen sowohl unvernetzte als auch vernetzte Polyolefine, auch in geschäumter Form in Frage. Bevorzugt werden Polyäthylenfolien und Polyäthylenschaumstoffe, insbesondere auch vernetzte Polyäthylenschaumstoffe, wie z.B. mittels Dicumylperoxyd als Vernetzungsmittel und Azodicarbonamid als Treibmittel hergestellte Polyäthylenschaumstoffe auf Basis von Hochdruckpolyäthylen. Die im erfindungsgemässen Verfahren zur Anwendung kommenden wärmehärtenden Acrylharze sind im allgemeinen OH-Gruppen enthaltende Copolymere von Acryl-bzw. Methacrylsäureestern.
Ein wesentliches erfindungsgemässes Verfahrensmerkmal ist darin zu sehen, dass die Beschichtung mit dem Lackkunstharz auf das Weich-PVC aufgetragen wird, z. B. mittels Spritzen, Drucken, Giessen, Rakeln, Streichen, Sprühen, da hier zwischen dem ausgewählten Lackkunstharz und dem Weich-PVC eine gute Haftung erzielbar ist. Zugleich bildet aber auch die aufgetragene Schicht eine Weichmachersperre, d.h. durch diese Schicht wird eine Sperrwirkung derart ausgeübt, dass die Weichmacherwanderung aus dem PVC unterbleibt.
Bei Auftragen der erfindungsgemäss vorgesehenen Beschichtung zuerst auf das Polyolefin ist kein ausreichender Verbund mit dem Weich-PVC herstellbar. Das Verbinden des erfindungsgemäss beschichteten Formteiles auf PVC-Ba-sis mit dem Formteil auf Polyolefinbasis kann sofort oder auch später erfolgen, muss jedoch auf jeden Fall noch vor dem Ende der Vernetzung des die Beschichtung bildenden Lackkunstharzes durch Flammkaschieren vorgenommen werden. Die Zeitdauer zwischen dem Auftragen der Beschichtung und dem Ende der Vernetzung kann bis zu einem Tag oder mehr betragen, dies richtet sich nach der Zusammensetzung des für die Beschichtung verwendeten Lackkunstharzes. Die Reaktionszeit des Lackkunstharzes kann von einigen Minuten bis zu einer Reihe von Stunden betragen. Bevorzugt wird für die Beschichtung ein Lackkunstharz mit hydroxylgruppenhaltigen Polyacrylaten bzw. Poly-methacrylaten zusammen mit einem Isocyanathärter verwendet. Zum Variieren auch der Reaktionszeit des Lackkunstharzes weist dieser bevorzugt die folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozenten auf: 10 bis 99 hydroxylgrup-penhaltiges Acrylharz, 1 bis 50 Härter auf Isocyanatbasis, 0 bis 90 Lösungsmittel, z.B. Ester, Ketone, aromatische Kohlenwasserstoffe, Glykolätheracetate, 0 bis 70 Füllstoffe, z.B. Kreide, Silikate, Pigmente.
Ein Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist in den Eigenschaften der Beschichtung begründet, die gute bis sehr gute Haftung auf dem Weich-PVC bzw. dem Polyolefin-material aufweist und durch Vernetzbarkeit erhärtet und ausreagiert.
Das erfindungsgemäss vorgesehene Flammkaschieren ergibt unerwartet hohe Trennfestigkeiten zwischen den miteinander verbundenen Polyoleftnmaterialien und den Weich-PVC-Materialien, die über den Materialfestigkeiten der einzelnen Werkstoffe liegen. Darüber hinaus werden diese hohen Trennfestigkeiten durch das Flammkaschieren ohne zusätzliche Anpressvorgänge oder weitere Verfahrensschritte erzielt.
Je nach Zusammensetzung des Lackkunstharzes für die Beschichtung sowie des Verfahrens des Aufbringens der Beschichtung, z.B. durch Drucken, Spritzen, Giessen, Rakeln, Streichen, Sprühen usw. ist die Beschichtung mehr oder weniger nass. Es ist daher vorgesehen, dass die Schicht aus
Lackkunstharz vor der Flammkaschierung getrocknet werden kann. Die aufgebrachte Schicht aus Lackkunstharz ist im allgemeinen relativ dünn und sie weist bevorzugt eine Stärke von etwa 10 bis 50 jx nass auf. Nach dem Trocknen ist sie dann entsprechend verringert.
Der fertige Verbund aus den beiden Formteilen unterschiedlicher Werkstoffe kann gegebenenfalls einer Temperung, d.h. einer Wärmebehandlung unterworfen werden, um Spannungen und damit verbundene Verwerfungen abzubauen.
Das erfindungsgemässe Verfahren findet bevorzugt Anwendung auf das kontinuierliche Verbinden von Bahnen oder Platten aus vernetztem Polyäthylenschaumstoff mit Weich-PVC-Schaumstoffbahnen bzw. Weich-PVC-Folien durch Flammkaschieren. Solche Verbundmaterialien eignen sich als wärmeisolierende oder schallisolierende bzw. stoss-energieverzehrende Abdeckungen, Beläge usw.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachfolgend mit zwei Verfahrensbeispielen erläutert.
Verfahrensbeispiel 1 Auf eine chemisch getriebene PVC-Schaumstoffbahn mit dem Verhältnis PVC zu Weichmacher, z.B. Benzylbutyl-phthalat, von 63:37, die in Rollenform vorliegt, wird in einer Druckmaschine mittels einer 48iger Rasterwalze rückseitig auf die Weich-PVC-Schaumstoffbahn die Beschichtung aus Lackkunstharz aufgetragen. Dieser besteht aus 35 Gew.-% hydroxylgruppenhaltigem Acrylharz, z. B. Paraloid OL-42 der Fa. Rohm & Haas, USA oder Degalan LS 50/100 oder Degalan 150/300 der Fa. Degussa oder Macrynal SM 500 der Fa. Hoechst AG, 32 Gew.-% Füllstoffen (Kreide, Silikate und Pigmente), 13 Gew.-% Xylol, 12 Gew.-% Äthyl-glykolacetat, 8 Gew.-% Isocyanathärter (z.B. Desmodur® N,IL) der Fa. Bayer AG. In einem sich anschliessenden Trocknungskanal wird die Lackschicht bis zu einem als staubtrocken bezeichneten Trocknungsgrad getrocknet. Die getrocknete Beschichtung hat dann eine Dicke von ca. 6 bis 7 n, während vorher die nass aufgetragene Schicht etwa eine Stärke von 30 jx nass hatte. Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, dass die Beschichtung getrocknet wird. Anschliessend läuft die so beschichtete Bahn in die Flammkaschie-rungsvorrichtung mit Flammbalken und wird unmittelbar hinter dem Flammbalken mit einer kontinuierlich zulaufenden vernetzten Polyäthylenschaumstoffbahn beim Durchlaufen eines nachfolgend angeordneten Walzenpaares mit einem Walzenspalt von beispielsweise 19 mm bei 20 mm Gesamtmaterialdicke verbunden und dann auf die gewünschte Grösse abgelenkt. Die hieraus resultierenden Verbundplatten werden zur Abkühlung und Aushärtung ein bis zwei Tage auf ebenen Lagerblöcken gelagert. Diese Platten können gegebenenfalls einer Temperatur unterworfen werden, um Spannungen und Verwerfungen abzubauen. Danach werden sie randbeschnitten und konfektioniert.
Verfahrensbeispiel 2 Auf eine handelsübliche Weich-PVC-Dachdichtungs-bahn mit einem Verhältnis PVC zu Weichmacher von 62:38 wird in einem kontinuierlichen Prozess in einer Druckmaschine mittels einer 48iger Rasterwalze die Beschichtung aus Lackkunstharz in der gleichen Zusammensetzung, wie in Beispiel 1 angegeben, einseitig aufgetragen. Nach dem Trocknen der Beschichtung läuft die beschichtete Bahn wiederum in die Flammkaschiervorrichtung ein und wird, wie in Beispiel 1, mit einer kontinuierlich zugeführten vernetzten Polyäthylenschaumstoffbahn verbunden. Je nach Wunsch werden die Verbundbahnen auf Rollen aufgewickelt und ab-
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gelenkt und verbleiben dann noch ein bis zwei Tage auf Lagerböcken, gegebenenfalls unter Temperung, bevor sie weiter konfektioniert werden. Solche Verbundmaterialien können z.B. bei wärmeisolierenden Abdeckungen Verwendung finden. 5
Das Verfahren ist nun nicht nur auf Formteile, die einschichtig auf PVC-Basis bzw. Polyolefinbasis aufgebaut sind, beschränkt. Es ist auch möglich, mehrschichtige Formteile, die jeweils eine Schicht auf Polyolefinbasis bzw. auf Weich-PVC-Basis aufweisen, zü verbinden.
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1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

636045 PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Verbinden von Formteilen auf Weich-PVC-Basis mit Formteilen auf Polyolefinbasis unter Anwendung von Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zu verbindende Oberfläche des Formteiles auf Weich-PVC-Ba-sis eine Schicht aus einem vernetzenden Lackkunstharz auf Basis hydroxylgruppenhaltiger Acrylharze zusammen mit Isocyanathärtern aufgebracht und diese vor dem Ende der Vernetzung mit dem Formteil auf Polyolefinbasis durch Flammkaschierung verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das Lackkunstharz hydroxylgruppenhaltige Poly-acrylate bzw. Polymethacrylate zusammen mit Isocyanathärtern verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Lackkunstharzes aus
10 bis 99 Gew.-% hydroxylgruppenhaltiges Acrylharz 1 bis 50 Gew.-% Härter auf Isocyanat-Basis 0 bis 90 Gew.-% Lösungsmittel, z.B. Ester, Ketone, aromatische Kohlenwasserstoffe, Glyko-ätheracetate
0 bis 70 Gew.-% Füllstoffe, z.B. Kreide, Silikate, Pigmente.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Lackkunstharz vor der Flammkaschierung getrocknet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Lackkunstharz in einer Stärke von 10 bis 50 |i nass aufgetragen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verbundenen Formteile getempert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Formteile aus Weich-PVC bzw. Weich-PVC-Schaumstoff mit Formteilen aus unvernetztem oder vernetzten! Polyolefin bzw. Polyolefinschaumstoif, vorzugsweise auf Polyäthylen-Basis, miteinander flammkaschiert werden.
Der Gegenstand der Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zum Verbinden von Formteilen aus Weich-PVC-Basis mit Formteilen auf Polyolefinbasis unter Anwendung von Wärme.
Bisher ist es nicht möglich gewesen, mittels einer Flammkaschierung Formteile aus Weich-PVC mit solchen aus Polyolefinen gut miteinander zu verbinden, weil das angeschmolzene Polyolefinmaterial keine Haftung zum Weich-PVC aufweist. Auch Kaschierungen unter Zuhilfenahme eines Klebers bringen nur geringe Haftfestigkeiten bzw. keine dauerhafte Haftung. Hierfür gibt es zwei wesentliche Ursachen. Die eine ist in der geringen Haftung der Kleber zu den Polyolefinen zu sehen, die andere in dem Vorhandensein von Weichmachern in dem Weich-PVC, was im Laufe der Zeit zu einer Weichmacherwanderung aus dem PVC in den Kleber führt und damit das Absinken der Haftung zur Folge hat.
In der DE-OS 2 261 299 sind bereits die Haftungsprobleme bei der Herstellung eines Verbundwerkstoffes aus einem Polyäthylenschaumstoff mit einem beschichteten oder unbeschichteten Synthesegewebe mittels Wärme beschrieben. Nach der DE-OS 2 261 299 wird der Schichtstoffverbund durch Beschichten des Gewebes mit einem Ein-oder Zwei-Komponenten-Polyurethanharz und unter Anwendung von Temperaturen oberhalb des Schmelzbereiches des Polyäthylenschaumstoffes und von zusätzlichem Druck beim Zusammenführen mit dem Polyäthylenschaumstoff hergestellt. Das aus der DE-OS 2 261 299 zum Verbinden von Polyäthylenschaumstoff mit synthetischen Geweben bekannte Verfahren ist jedoch nicht geeignet, um Formteile aus Weich-PVC mit Formteilen auf Polyolefinbasis dauerhaft zu verbinden, da mit den verwendeten Polyurethanharzen keine ausreichende Weichmachersperrwirkung, d.h. keine ausreichende Unterbindung der Wanderung des Weichmachers aus dem Weich-PVC in die Zwischenschicht erzielbar ist. Weiterhin ist die Anwendung von Druck für die beim Schichtaufbau beteiligten Schaumstoffe nachteilig, da sie zu bleibenden Verformungen führt.
Das Vorgenannte gilt auch für das aus der DE-OS 2 246 750 bekannte Verfahren, bei dem ebenfalls eine Poly-urethanschaumstoffbahn als Haftvermittler zum Herstellen von Verbundstoffen aus Schaumstoffen aus unvernetzten Thermoplasten mit anderen flächigen Gebilden wie Textilien, Vliesen usw. unter Anwendung von Wärme und Druck bekannt ist.
Bei dem Verfahren nach der DE-OS 2 435 510 wird zum Herstellen eines Verbundwerkstoffes mit einer Schicht Polyäthylenschaumstoff als Haftvermittler Polyurethanharz auf den Polyäthylenschaumstoff aufgebracht und dann der beschichtete Polyäthylenschaumstoff weiterverbunden. Dieses Verfahren versagt jedoch, wenn damit ein Weich-PVC-Formteil durch Klammkaschieren verbunden werden soll.
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