DE10101112B4

DE10101112B4 - Verfahren zur Herstellung wiederverwertbarer mehrschichtiger Platten

Info

Publication number: DE10101112B4
Application number: DE2001101112
Authority: DE
Inventors: Michael Rosner
Original assignee: Michael Rosner
Current assignee: ROSNER, MICHAEL, 86529 SCHROBENHAUSEN, DE
Priority date: 2001-01-10
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2021-01-11
Also published as: DE10101112A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von wiederverwertbaren mehrschichtigen Platten mit wenigstens einer Polyurethanschicht und wenigstens einer Vliesschicht, wobei die Polyurethanschicht aus 40 bis 80 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanschaum,
5 bis 15 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanstaub,
5 bis 15 Gew.-% Faserstoffen,
5 bis 20 Gew.-% Isocyanat-haltigem Bindemittel und
bis zu 10 Gew.-% Wasser und sonstigen Zusätzen besteht,
umfassend die Schritte:
a) Mischen der Bestandteile der Polyurethanschicht,
b) Aufbringen eines Trennmittels auf Presstisch und Pressstempel,
c) Aufbringen der Bestandteile der Polyurethanschicht in gleichmäßiger Dicke auf die Trennmittelschicht,
d) Vorverdichten der Polyurethanschicht,
e) Tränken eines Vlieses mit einem Isocyanat-haltigen Bindemittel,
f) Aufbringen des mit Isocyanat-haltigen Bindemittel getränkten Vlieses auf die vorverdichtete Polyurethanschicht,
g) Verpressen der Polyurethanschicht mit der Vliesschicht,
h) Belüften der verpressten Platte nach dem Pressvorgang, jedoch vor dem vollständigen Öffnen der Presse.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wiederverwertbarer mehrschichtiger Platten.
Stand der Technik
Bei Stadtbussen werden Fußböden aus Finnischer Birke (Kombiholz) sowie Pressspan (melaminharzbeschichteter Sandwich) verwendet. Ungeachtet der ausreichenden mechanischen Eigenschaften treten bei diesen Werkstoffen sowohl bei der Fertigung, als auch im alltäglichen Betrieb Probleme auf, die insbesondere in der zu großen Feuchtigkeitsaufnahme begründet sind. Die Bodenplatten müssen wegen des gesamten Fertigungsablaufs vor der Lackierung der Rohkarosse eingebaut werden, wodurch diese beim Durchlaufen der Lackiervorgänge unterschiedlichen Temperaturbeanspruchungen ausgesetzt werden. Der Fußboden wird auf der Innenseite durch einen PVC-Belag und auf der Unterseite durch einen Unterbodenschutz vor äußeren Einflüssen geschützt. Entstehen im Laufe der Betriebszeit Undichtigkeiten in dem PVC-Belag bzw. im Unterbodenschutz, so dringt Feuchtigkeit in das Holz. Dadurch können aufgrund der Ausdehnung bzw. Aufquellung des Holzes Wülste an den Stoßkanten des PVC-Belages entstehen. Weiterhin könnten diese Undichtigkeiten längerfristig zu einer Verrottung des Holzes führen.
Da aus Gründen der Fertigungsablaufplanung die Bodenplatten zu Beginn der Lackiervorgänge eingebaut werden müssen, werden sie beim Durchlaufen der Trockenöfen erhöhter Wärmeeinwirkungen ausgesetzt. Hierin liegt ein weiteres Problem der eingesetzten Platten. Durch die ständigen Aufheiz- und Abkühlvorgänge wechselt der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes. Hat der Werkstoff beim Einkleben des PVC-Belages bzw. beim Aufbringen des Unterbodenschutzes noch nicht seine Normalfeuchtigkeit erreicht, so befindet sich das Holz in einem geschrumpften Zustand. Erreicht das Holz danach wieder seinen Gleichgewichtszustand, so wird es sich ausdehnen. Dies führt wiederum zu Rissbildungen beim PVC-Belag bzw. beim Unterbodenschutz. Zur Beseitigung der aufgeführten Mängel müsste ein Werkstoff eingesetzt werden, der einerseits keine Feuchtigkeit aufnimmt, andererseits die geforderten mechanischen Eigenschaften erfüllt.
Durch den Einsatz von melaminbeschichteten Pressspan-Sandwichen hat man das Problem des stark schwankenden Feuchtigkeitsgehaltes weitestgehend gelöst. Die maßgebliche Schwachstelle dieses Werkstoffes liegt jedoch in den mangelhaften mechanischen Eigenschaften, vor allem in der niedrigen Schlagfestigkeit.
Die ebenfalls in Kraftfahrzeugen verwendeten textilen Oberböden werden üblicherweise dadurch hergestellt, dass man zunächst einen textilen Bodenbelag in einer Matrizenform des Bodenbleches des Kraftfahrzeuges formt. Bedingt durch den Getriebetunnel oder auf den Bodenblechen befindlichen Erhöhungen oder Vertiefungen treten hierbei Höhendifferenzen von wenigen Millimetern bis mehreren Zentimetern auf. Üblicherweise werden rückenbeschichtete, Velours- oder Nadelfilzbodenbeläge eingesetzt. Die EP 0 651 700 B1 beschreibt, dass zur verbesserten Schallisolierung bei hochwertigen Fahrzeugen die Bodenbeläge mit einer sogenannten Schwerfolie versehen werden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine bis zu 70 Gew.-% Füllstoff enthaltende EPDM-Folie. Das so erhaltene Laminat aus rückenbeschichtetem Teppichboden und Schwerfolie wird üblicherweise der Verformung unterzogen. Zum Ausgleich der Bodenunebenheiten des Bodenbleches und zur Schallabsorption wird mit Hilfe des Hinterspritzverfahrens ein Absorptions-Schaumrücken auf das oben genannte Laminat aufgebracht. Insbesondere wird die Verwendung eines gefüllten Zweikomponenten-Polyurethenschaums (Schwerschaum) angesprochen, der im Verbund mit der Schwerfolie akustisch wirksam ist.
Ein besonderes Problem ist gegeben, wenn Schaumstoffflocken, beispielsweise recyclierte Flocken, mit in das System eingebracht werden sollen. Schwierigkeiten treten dadurch auf, dass über die gesamte Fläche des textilen Bodenbelags die Dichte des Absorptionsschaums möglichst gleichmäßig sein sollte. Unterschiedliche Dichten bewirken Störungen des Schallabsorptionssystems und damit eine verminderte akustische Wirksamkeit.
Aus der DE 40 15 413 A1 ist die Herstellung eines Formteils beliebiger Form und Größe aus Recyclierungstoffen bekannt. Das Formteil besteht aus Schaumstoffen bzw. Schaumstoffabfällen, die in Flockenform gerissen und mit einem Ein-Komponenten-Binder auf der Basis von Mais- und/oder Weizenstärke innig vermischt werden.
Die DE 34 30 775 A1 beschreibt ein Teppichteil zur Schallisolation, insbesondere in Kraftfahrzeugen, aus einem Teppich und einer darunter angeordneten oder mit dem Teppich ein einheitliches Ganzes bildenden Schwerschicht und einer darunter angeordneten synthetischen Unterschicht, wobei die Unterschicht aus einer Kombination von Schaumstoff oder Vliesschichten mit verschiedenen Strömungswiderständen besteht. Die Schichtfolge besteht beispielsweise aus Teppich, Schwerschicht, Schaumstoffschicht mit relativ hohem Strömungswiderstand und einer Schaumstoffschicht mit relativ niedrigem Strömungswiderstand.
Die DE 36 23 789 A1 betrifft ein zweidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen, vorzugsweise in Kraftfahrzeugen, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale viskoelastischer Polyurethan-Schaum mit eingeschäumten, mechanisch hartelastischen Verbundschaumstücken, Kupplungsvlies, thermoplastische Schwerschicht, Textilteppich mit Kunststoffbindung und Thermoplastfolie. Das Abdeckelement ist insbesondere im Boden- und Stirnwandbereich von Kraftfahrzeugen einsetzbar.
Ein Verfahren zur Aufarbeitung von Polyurethan-Hartschaum ist aus JP 57 34 926 A und FR 20 29 622 A bekannt. Dabei wird aus Partikeln eines harten Polyurethanschaumes und einem Bindemittel ein Material für Verpackungs- und Isolationszwecke hergestellt. Die Partikel werden entsprechend zerkleinert auf unter 20 bzw. 10 mm, mit dem Bindemittel gemischt und dann in einer beheizten Presse komprimiert, um die so erhaltenen Platten als wärmedämmendes Material einzusetzen. Allerdings haben diese Platten eine geringe Elastizität und Bruchfestigkeit, so dass sie als formbeständige Platten nicht eingesetzt werden können, sondern allenfalls als Ersatz für Steinwolle oder Matten.
Aus der DD 144 885 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Polyurethanschaumabfällen bekannt, bei dem zerkleinerte Polyurethanschaumabfälle mit einer Korngröße zwischen 0,5 mm und 10 mm Durchmesser mit einer Gummilösung benetzt werden. Aus diesem Ausgangsmaterial werden Platten, Beläge und Formteile hergestellt.
Zur Herstellung von flexiblen Bodenbelagplatten schlägt die DE 24 39 672 A1 vor, geschnitzelte Kunstlederabfälle und andere zerkleinerte Materialien aus thermoplastischem Kunststoff in einer Strangpressmaschine zu plastifizieren und aus dem so durchgearbeiteten Material mit Hilfe einer Presseinrichtung eine Bahn zu erzeugen, die dann in Einzelplatten zerschnitten wird.
Ferner ist es bekannt aus einem Gemisch aus Integralschaum-Granulat und Flocken sowie weichem Polyurethanschaum in einer beheizten Presse bei etwa 190 bis 200°C rutschfeste Auslegeware herzustellen ( DD 114 927 A2 ). Die Flocken aus weichem Polyurethanschaum dienen hierbei als das Bindemittel.
Schließlich ist der DE 38 44 664 C2 zu entnehmen, in einem Zweischrittverfahren aus entsprechend zerkleinertem Polyurethanschaum und einem Bindemittel zunächst einmal mit geringerem Druck das Material zu komprimieren, um dann in einem zweiten Schritt mit höherem Druck das Material endzuverdichten. Die so hergestellten Platten sollen Spanplatten hinsichtlich Elastizität und Bruchfestigkeit übertreffen.
Die EP 0 586 644 B1 schlägt vor, zur Herstellung von Formkörpern aus wiederverwertetem Polyurethan das Ausgangsprodukt auf 2 bis 4% Feuchtigkeit zu trocknen und dann in eine das Formteil vorgebende, mehrteilige Form einzufüllen. Die Formen werden unter Erzeugung des Verdichtungsdruckes zusammengepresst und verriegelt. Die Formteile werden dabei unter Belassung von Entlüftungswegen verdichtet. Die Formen werden dann von außen bis zu einer Formguttemperatur von 80 bis 180°C erwärmt, für eine vorgegebene Haltezeit geschlossen gehalten und die Formteile dann ausgeformt.
Zum Stand der Technik offenbart die DE 40 41 864 A1 ein Verfahren zur Herstellung von Plattenkörpern unter Wiederverwertung duroplastischer Polyurethan-Schaumabfälle, die mit einem Vlies kaschiert werden. Ferner offenbart die DE 197 43 447 A1 ein Herstellungsverfahren einer Platte aus Polyurethan-Reststoffen mit beidseitigen Polyesterfolien, die durch Verpressen mit dem Schichtstoff auf diesen kaschiert werden.
Trotz dieser aus dem Stand der Technik bekannten Alternativen besteht weiterhin ein Bedarf an kostengünstigen Plattenbelägen, die günstige mechanische Eigenschaften aufweisen.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Herstellung wiederverwertbarer mehrschichtiger Platten bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zur Herstellung wiederverwertbarer mehrschichtiger Platten gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 2 gelöst. Weitere Details, Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den abhängigen Ansprüchen und den Beispielen.
Die nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten wiederverwertbaren mehrschichtigen Platten umfassen wenigstens eine Polyurethanschicht und wenigstens eine Vliesschicht. Die Polyurethanschicht besteht aus 40 bis 80 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanschaum, 5 bis 15 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanstaub, 5 bis 15 Gew.-% Faserstoffen, 5 bis 20 Gew.-% Isocyanat-haltigem Bindemittel und bis zu 10 Gew.-% Wasser und sonstigen Zusätzen.
Polyurethan-Platten weisen eine sehr geringe Wasseraufnahme auf und erfüllen damit die für den Einsatz in z. B. Kraftfahrzeugen geforderte Eigenschaft. Günstige mechanischen Eigenschaften, also eine Erhöhung der Biegesteifigkeit, der Festigkeit und der Schlagzähigkeit, werden durch eine Verstärkung der Polyurethanschicht mit wenigstens einer Vliesschicht erreicht.
Bei den Ausgangsstoffen handelt es sich um Polyurethan-Schleifstaub, Polyurethan-Thermoformschaum (TF-Schaum) und Faserstoffe, die als Produktionsreststoffe in der Industrie anfallen. Bei dem Polyurethan-Schleifstaub handelt es sich um Schleifstaub, der bei der Bearbeitung von Polyurethan-Werkstoffen anfällt. Der TF-Schaum ist ein thermisch verformbarer Polyurethan-Schaum, der im Automobilbereich z. B. bei Dachhimmel, Türseitenverkleidung etc. seine Anwendung findet. Es handelt sich hierbei um einen offenzelligen, zähharten Schaum.
Besonders günstige Eigenschaften weisen wiederverwertbare mehrschichtige Platten auf, deren Polyurethanschicht aus 50 bis 75 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanschaum, 7,5 bis 12,5 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanstaub, 7,5 bis 12,5 Gew.-% Faserstoffen, 10 bis 15 Gew.-% Isocyanat-haltigem Bindemittel und bis zu 10 Gew.-% Wasser und sonstigen Zusätzen bestehen. Diese Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden daher bevorzugt.
Besonders bevorzugt werden wiederverwertbare mehrschichtige Platten, deren Polyurethanschicht aus 59 bis 68 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanschaum, 9 bis 11 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanstaub, 9 bis 11 Gew.-% Faserstoffen, 12 bis 14 Gew.-% Isocyanat-haltigem Bindemittel und 2 bis 5 Gew.-% Wasser besteht.
Als Vliesschicht wird bevorzugt ein Polyester- oder Polyamid-Material verwendet. Die Faserstoffe bestehen bevorzugt aus Polyester, Polypropylen, Polyamid, Viskose, Zellulose, Baumwolle, Glasfasern, Papierfasern, natürlichen Fasern wie Schafwolle, Zellstoffe oder deren Mischungen. Besonders bevorzugte Mischfaserstoffe sind ein Faserstoff aus 33% Polyester, 33% Polyamid und 33% Viskose, sowie ein Faserstoff aus 50% Polyester und 50% Viskose. Als Isocyanat-haltiges Bindemittel wird bevorzugt ein Isocyanat-Bindemittel oder ein Zweikomponenten-Kleber bestehend aus einem Isocyanat und einem Polyol verwendet. Bei Verwendung dieser bevorzugten Materialen ergeben sich besonders günstige Eigenschaften im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften der Platten bzw. in Hinblick auf deren kostengünstige und einfache Herstellung.
Aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften werden Ausführungsformen besonders bevorzugt, gemäß denen die Platten aus einer Polyurethanschicht und zwei Vliesschichten bestehen, wobei jeweils eine Vliesschicht ober- bzw. unterhalb der Polyurethanschicht angeordnet ist.
Die Vliesschicht weist bevorzugt eine Dicke von rund 0,5 mm und die Polyurethanschicht bevorzugt eine Dicke zwischen 3 mm und 30 mm auf.
Besonders bevorzugt werden wegen ihrer günstigen Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf die Trittsicherheit, wiederverwertbare mehrschichtige Platten die aus zwei Polyurethanschichten und zwei Vliesschichten bestehen, wobei die Schichten in der Folge Vliesschicht, Polyurethanschicht, Vliesschicht, Polyurethanschicht angeordnet sind.
Für sämtliche Ausführungsformen wird es bevorzugt, dass als sonstige Zusätze Salmiak, Bittersalz, Borwasser, Ameisensäure, Kalk, Gips oder deren Gemische verwendet werden. Die Zugabe dieser Stoffe bewirkt, dass die Platten der Brandklasse B1 nach DIN 4102 genügen.
Ohne Zusatz der genannten Stoffe genügen die Platten der Brandklasse B2 nach DIN 4102.
Die vorliegende Erfindung umfasst Verfahren zur Herstellung von wiederverwertbaren mehrschichtigen Platten. Alle nachfolgend beschriebenen Verfahren haben gemeinsam, dass der TF-Schaum und die Faserstoffe zunächst getrennt voneinander einen Schredder mit nachgeschalteter Schneidmühle durchlaufen und danach in der Stofffilteranlage gefiltert bzw. gesiebt werden. Dadurch erhält man eine zuvor definierte Korn- bzw. Fasergröße, die man je nach Rezeptur variieren kann. Das Granulat wird in Silos gelagert und gelangt von dort aus in die Dosierwaage. Zu diesem Mahlgut wird dann ein Isocyanat-haltiges Bindemittel und Wasser hinzudosiert. Hierbei findet eine chemische Reaktion des Wassers mit dem Isocyanat unter Bildung eines Poly-Harnstoffes statt, der die Funktion eines Bindemittels übernimmt (vgl. Leppkes, 1993, S. 7f). Das Gemisch wird in einem Pflugscharmischer mehrfach umgewälzt und mit Hilfe einer Streuvorrichtung unter Berücksichtigung der Schütthöhe in einem Schüttrahmen bzw. einer Schüttform verteilt. Um ein späteres Lösen des Schüttrahmens bzw. der Schüttform von dem Mahlgut zu gewährleisten verwendet man ein Trennmittel.
Allen Verfahren ist darüberhinaus gemeinsam, dass nach Ende des Pressvorgangs, jedoch vor dem vollständigen Öffnen der Presse eine Belüftung stattfindet, um die Bildung von Kernrissen in der Platte durch dampfförmige Anteile zu verhindern. Anschließend wird die heiße Platte einer Kaltpresse übergeben und dort unter geringem Druck spannungsfrei abgekühlt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen wiederverwertbaren mehrschichtigen Platten umfasst die Schritte Mischen der Bestandteile der Polyurethanschicht, nämlich wiederverwerteter Polyurethanschaum, wiederverwerteter Polyurethanstaub, Faserstoffe, Isocyanat-haltiges Bindemittel, Wasser und sonstige Zusätze in den gewünschten Anteilen, Aufbringen eines Trennmittels auf Presstisch und Pressstempel, Aufbringen der Bestandteile der Polyurethanschicht in gleichmäßiger Dicke auf die Trennmittel-Schicht, Vorverdichten der Polyurethanschicht, Tränken eines Vlieses mit einem Isocyanat-haltigen Bindemittel, Aufbringen des mit Isocyanat-haltigem Bindemittel getränkten Vlieses auf die vorverdichtete Polyurethanschicht, Pressen der Polyurethanschicht und der Vliesschicht.
Bevorzugt wird ein Verfahren, bei dem zusätzlich ein weiteres Vlies mit einem Isocyanat-haltigen Bindemittel getränkt wird, dieses Vlies zunächst auf die Trennmittel-Schicht aufgebracht wird und die Bestandteile der Polyurethanschicht dann in gleichmäßiger Dicke auf die Vliesschicht und nicht auf die Trennmittel-Schicht aufgebracht werden.
Durch die veränderbaren Parameter Pressdruck, Pressdauer und Presstemperatur beim abschließenden Pressen der Polyurethanschicht und der Vliesschicht können die Geometrie, insbesondere die Dicke, und die mechanischen Eigenschaften der Platten beeinflusst werden. Die gewünschten Eigenschaften ergeben sich in besonders günstiger Weise bei den folgenden bevorzugten Parametern: Das Pressen erfolgt für einen Zeitraum zwischen 120 Sekunden und 1200 Sekunden, insbesondere für einen Zeitraum zwischen 240 Sekunden und 900 Sekunden. Das Pressen wird bei einer Temperatur zwischen 120°C und 150°C, insbesondere bei einer Temperatur von rund 135°C durchgeführt. Der Pressdruck beträgt zwischen 19,62·10⁵ Pa (20 kg/cm²) und 29,43·10⁵ Pa (30 kg/cm²), insbesondere rund 24,53·10⁵ Pa (25 kg/cm²).
Als Trennmittel wird bevorzugt ein silikonbeschichtetes Trennpapier oder eine Wachs-Wasser-Emulsion verwendet.
Sämtliche oben beschriebenen Platten können mit einer zusätzlichen Polyurethan-Schicht als Tretbelag versehen werden. Zum Aufbringen dieser Polyurethan-Schicht wird ein 2-Komponentensystem C 6698/50 oder C 6698/70 eingesetzt. Die Schichtdicken dieser zusätzlichen Polyurethan-Schicht liegen zwischen 1,5 mm und 6 mm.
Sämtliche oben beschriebenen Platten können durch die Beimischung von den "sonstigen Zusätzen" Eisenoxid-Pulver oder Farbpasten farblich gestaltet werden. Die Farbintensität wird durch die Menge an zugegebenem Farbstoff gesteuert.
Die nach einem der oben beschriebenen Verfahren hergestellten wiederverwertbaren mehrschichtigen Platten werden bevorzugt in der Kraftfahrzeugindustrie, insbesondere als Bodenplatten oder als Innenverkleidung von Kraftfahrzeugen verwendet. Daneben wird auch die Verwendung in der Möbel-, Bau- oder Verpackungsindustrie bevorzugt. Außerdem können die wiederverwertbaren mehrschichtigen Platten im Sportbereich, insbesondere Reitsportbereich, und im Freizeitbereich eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist auch die Verwendung als beschichtete Sitzauflagen für Kindergärten und Kinderspielplätze, weil die Verletzungsgefahr im Vergleich zu Holzsitzflächen deutlich reduziert ist.
Die nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Platten weisen deutlich verbesserte Festigkeitskennwerte auf. Eine Prüfung nach der Prüfvorschrift DIN ISO 178 ergibt eine gleichmäßigere Oberflächen-Shore Härte, eine verbesserte Biegebruchspannung, ein verbessertes E-Modul, eine verbesserte Druckbelastung, usw.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In den nachfolgenden Beispielen 1 bis 9 wurden die folgenden Rohstoffe verwendet:

– Polyurethan-Thermoform-Schaum (Polyurethan-TF-Schaum) wird in Ballen gepresst bezogen und mit Hilfe einer Schneidmühle mit 4 mm bzw. 6 mm Lochsieb zerkleinert.
– Die Faserstoffe bestehen zu 50% aus dem synthetischen Material Polyester und zu 50% aus Viskose/Baumwolle/Zellulose. Die Faserstoffe werden in Ballen gepresst oder als Rollenware bezogen und mit Hilfe von Schneidmühlen mit 6 mm bzw. 12 mm Lochsieb zerkleinert.
– Der Polyurethan-Schleifstaub wird von der Firma Sika (Bad Urach) in Fassgebinden oder Sackgebinden bezogen und kann direkt in dieser Form verwendet werden.
– Als Isocyanat-haltiges Bindemittel wird Lupranat M 20 S der Firma Elastogran verwendet. Lupranat M 20 S ist ein lösungsmittelfreies Produkt auf Basis von 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat mit höherfunktionellen Oligomeren und Isomeren. Die mittlere Funktionalität von Lupranat M 20 S ist ca. 2,7. Der NCO-Gehalt betragt rund 31,2 g/100 g gemäß ASTM D 5155-91 A. Die Acidität ausgedrückt als HCl beträgt rund 220 mg/kg gemäß ASTM D 1638-74. Die Viskosität bei 25°C beträgt 200 mPas gemäß DIN 53018. Die Dichte bei 25°C beträgt 1,23 g/cm³ gemäß DIN 51757. Die Anlieferung von Lupranat M 20 S erfolgt in Fassgebinden oder Containern zu 1.000 kg oder in Tankkraftwagen.

Die Beschichtung der gemäß den Beispielen 1 bis 9 hergestellten Polyurethanschichten wird wie folgt durchgeführt:

– Das Verpressen des Vlieses erfolgt in einem Arbeitsgang mit dem Polyurethan-Schüttgut. Als Trennung zum Presstisch und zum Pressstempel dient silikonbeschichtetes Papier (Trennmittel, Klüberchemie 9025 A). Der Vliesstoff, der als Rollenware angeliefert wird, wird über einem Walzenstuhl mit Lupranat 20 intensiv benetzt. Der Vliesstoff muss komplett durchgetränkt werden. Danach wird das 0,5 mm dicke, mit Lupranat 20 getränkte Vlies auf das Trennpapier aufgelegt. Das Polyurethan-Schüttgut wird in gleichmäßiger Dicke auf den Vliesstoff aufgebracht. Anschließend wird das Polyurethan-Schüttgut vorverdichtet. Danach wird nochmals ein weiterer Vliesstoff mit Lupranat 20 intensiv benetzt. Der Vliesstoff muss wiederum komplett durchgetränkt werden. Danach wird das 0,5 mm dicke, mit Lupranat 20 getränkte Vlies auf das Polyurethan-Schüttgut aufgelegt. Zuletzt wird unter Einhaltung der angegebenen Pressparameter (Presszeit, Presstemperatur, Pressdruck) gepresst. Zum Erreichen der gewünschten Dicke muss beim Pressen ein Schwundmaß von bis zu 7% berücksichtigt werden.

Sämtliche Pressvorgänge wurden in einer Laborpresse mit einer Pressfläche von 950 mm·950 mm, also 0,9025 m², durchgeführt. Die in den einzelnen Beispielen angegebenen absoluten Werte der Rohstoffzusammensetzung beziehen sich also auf eine Pressfläche von 0,9025 m².
Die Beschichtung verbessert die Festigkeitskennwerte deutlich. Es ergibt sich eine gleichmäßigere Oberflächen-Shore Härte, eine verbesserte Biegebruchspannung, ein verbessertes E-Modul, eine verbesserte Druckbelastung, usw.
Beispiel 1
Herstellung von Bodenplatten für Kleinnutzfahrzeuge
Rohstoffzusammensetzung der Polyurethan-Schicht für Raumgewicht 800 kg/m³ und Pressdicke 12 mm:

Polyurethan-TF-Schaum 6 mm 5650 g 64,6%

Faserstoff, 12 mm 860 g 9,8%

Schleifstaub 860 g 9,8%

Bindemittel LUP 20 1125 g 12,9%

Wasser 250 g 2,9%

Schüttgewicht 8745 g 100%
Eine Mischung aus Polyurethan-TF-Schaum, Faserstoff und Schleifstaub wird für 5 Minuten im Zwangsmischer (Pflugschar) unter langsamer Zugabe von Bindemittel und Wasser gemischt. Anschließend wird bei einer Presstemperatur von Presstischen und Stempel von 135°C ein Pressdruck von 24,53·10⁵ Pa (25 kg/cm²) für eine Zeit von 350 Sekunden ausgeübt.
Beispiel 2
Herstellung von Bodenplatten für Kleinnutzfahrzeuge
Rohstoffzusammensetzung der Polyurethan-Schicht für Raumgewicht 800 kg/m³ und Pressdicke 25 mm:

Polyurethan-TF-Schaum 6 mm 11730 g 64,7%

Faserstoff, 12 mm 1800 g 9,9%

Schleifstaub 1800 g 9,9%

Bindemittel LUP 20 2300 g 12,7%

Wasser 500 g 2,8%

Schüttgewicht 18130 g 100%
Eine Mischung aus Polyurethan-TF-Schaum, Faserstoff und Schleifstaub wird für 5 Minuten im Zwangsmischer (Pflugschar) unter langsamer Zugabe von Bindemittel und Wasser gemischt. Anschließend wird bei einer Presstemperatur von Presstischen und Stempel von 135°C ein Pressdruck von 24,53·10⁵ Pa (25 kg/cm²) für eine Zeit von 720 Sekunden ausgeübt.
Beispiel 3
Herstellung von Bodenplatten für Kleinnutzfahrzeuge
Rohstoffzusammensetzung der Polyurethan-Schicht für Raumgewicht 800 kg/m³ und Pressdicke 20 mm:

Polyurethan-TF-Schaum 6 mm 9400 g 64,7%

Faserstoff, 12 mm 1450 g 10,0%

Schleifstaub 1450 g 10,0%

Bindemittel LUP 20 1900 g 13,1%

Wasser 320 g 2,2%

Schüttgewicht 14520 g 100%
Eine Mischung aus Polyurethan-TF-Schaum, Faserstoff und Schleifstaub wird für 5 Minuten im Zwangsmischer (Pflugschar) unter langsamer Zugabe von Bindemittel und Wasser gemischt. Anschließend wird bei einer Presstemperatur von Presstischen und Stempel von 135°C ein Pressdruck von 24,53·10⁵ Pa (25 kg/cm²) für eine Zeit von 420 Sekunden ausgeübt.
Beispiel 4
Herstellung von Bodenplatten für Kleinnutzfahrzeuge
Rohstoffzusammensetzung der Polyurethan-Schicht für Raumgewicht 800 kg/m³ und Pressdicke 16 mm:

Polyurethan-TF-Schaum 6 mm 7540 g 64,9%

Faserstoff, 12 mm 1160 g 10,0%

Schleifstaub 1160 g 10,0%

Bindemittel LUP 20 1500 g 12,9%

Wasser 250 g 2,2%

Schüttgewicht 11610 g 100%
Eine Mischung aus Polyurethan-TF-Schaum, Faserstoff und Schleifstaub wird für 5 Minuten im Zwangsmischer (Pflugschar) unter langsamer Zugabe von Bindemittel und Wasser gemischt. Anschließend wird bei einer Presstemperatur von Presstischen und Stempel von 135°C ein Pressdruck von 24,53·10⁵ Pa (25 kg/cm²) für eine Zeit von 380 Sekunden ausgeübt.
Beispiel 5
Herstellung von Bodenplatten für Kleinnutzfahrzeuge
Rohstoffzusammensetzung der Polyurethan-Schicht für Raumgewicht 800 kg/m³ und Pressdicke 8 mm:

Polyurethan-TF-Schaum 6 mm 3770 g 64,7%

Faserstoff, 12 mm 580 g 9,9%

Schleifstaub 580 g 9,9%

Bindemittel LUP 20 750 g 12,9%

Wasser 150 g 2,6%

Schüttgewicht 5830 g 100%
Eine Mischung aus Polyurethan-TF-Schaum, Faserstoff und Schleifstaub wird für 5 Minuten im Zwangsmischer (Pflugschar) unter langsamer Zugabe von Bindemittel und Wasser gemischt. Anschließend wird bei einer Presstemperatur von Presstischen und Stempel von 135°C ein Pressdruck von 24,53·10⁵ Pa (25 kg/cm²) für eine Zeit von 330 Sekunden ausgeübt.
Beispiel 6
Herstellung von Bodenplatten für Kleinnutzfahrzeuge
Rohstoffzusammensetzung der Polyurethan-Schicht für Raumgewicht 800 kg/m³ und Pressdicke 10 mm:

Polyurethan-TF-Schaum 6 mm 4700 g 64,6%

Faserstoff, 12 mm 720 g 9,9%

Schleifstaub 720 g 9,9%

Bindemittel LUP 20 940 g 12,9%

Wasser 200 g 2,7%

Schüttgewicht 7280 g 100%
Eine Mischung aus Polyurethan-TF-Schaum, Faserstoff und Schleifstaub wird für 5 Minuten im Zwangsmischer (Pflugschar) unter langsamer Zugabe von Bindemittel und Wasser gemischt. Anschließend wird bei einer Presstemperatur von Presstischen und Stempel von 135°C ein Pressdruck von 24,53·10⁵ Pa (25 kg/cm²) für eine Zeit von 330 Sekunden ausgeübt.
Beispiel 7
Herstellung von Bodenplatten für Kleinnutzfahrzeuge (Pferdetransportanhänger)
Rohstoffzusammensetzung der Polyurethan-Schicht für Raumgewicht 800 kg/m³ und Pressdicke 30 mm:

PU-TF-Schaum 6 mm 14000 g 63,3%

Faserstoff, 12 mm 2160 g 9,8%

Schleifstaub 2160 g 9,8%

Bindemittel LUP 20 2800 g 12,7%

Wasser 1000 g 4,5%

Schüttgewicht 22120 g 100%
Eine Mischung aus Polyurethan-TF-Schaum, Faserstoff und Schleifstaub wird für 5 Minuten im Zwangsmischer (Pflugschar) unter langsamer Zugabe von Bindemittel und Wasser gemischt. Anschließend wird bei einer Presstemperatur von Presstischen und Stempel von 135°C ein Pressdruck von 24,53·10⁵ Pa (25 kg/cm²) für eine Zeit von 900 Sekunden ausgeübt.
Die erhaltenen Bodenplatten werden anschließend mit einer zusätzlichen Polyurethan-Schicht als Tretbelag versehen. Dazu wird ein 2-Komponentensystem C 6698/50 oder C 6698/70 eingesetzt. Die Schichtdicken dieser zusätzlichen Polyurethan-Schicht liegen zwischen 1,5 mm und 6 mm.
Beispiel 8
Herstellung von Platten für die Innenverkleidung von Kraftfahrzeugen
Rohstoffzusammensetzung der Polyurethan-Schicht für Raumgewicht 800 kg/m³ und Pressdicke 5 mm:

Polyurethan-TF-Schaum 6 mm 2350 g 63,7%

Faserstoff, 12 mm 360 g 9,8%

Schleifstaub 360 g 9,8%

Bindemittel LUP 20 470 g 12,7%

Wasser 150 g 4,1%

Schüttgewicht 3690 g 100%
Eine Mischung aus Polyurethan-TF-Schaum, Faserstoff und Schleifstaub wird für 5 Minuten im Zwangsmischer (Pflugschar) unter langsamer Zugabe von Bindemittel und Wasser gemischt. Anschließend wird bei einer Presstemperatur von Presstischen und Stempel von 135°C ein Pressdruck von 24,53·10⁵ Pa (25 kg/cm²) für eine Zeit von 260 Sekunden ausgeübt.
Beispiel 9
Herstellung von Platten für die Innenverkleidung von Kraftfahrzeugen

Rohstoffzusammensetzung der Polyurethan-Schicht für Raumgewicht 800 kg/m³ und Pressdicke 4,2 mm:

PU-TF-Schaum 4 mm	1950 g	61,7%
Faserstoff, 12 mm	300 g	9,5%
Schleifstaub	300 g	9,5%
Bindemittel LUP 20	390 g	12,3%
Wasser	100 g	3,2%
Salmiak	60 g	1,9%
Bittersalz	60 g	1,9%
Schüttgewicht	3690 g	100%

Eine Mischung aus Polyurethan-TF-Schaum, Faserstoff und Schleifstaub wird für 5 Minuten im Zwangsmischer (Pflugschar) unter langsamer Zugabe von Bindemittel und Wasser gemischt. Anschließend wird bei einer Presstemperatur von Presstischen und Stempel von 135°C ein Pressdruck von 24,53·10⁵ Pa (25 kg/cm²) für eine Zeit von 290 Sekunden ausgeübt.
Die Zugabe von Salmiak und Bittersalz bewirkt, dass die Platten der Brandklasse B 1 nach DIN 4102 genügen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von wiederverwertbaren mehrschichtigen Platten mit wenigstens einer Polyurethanschicht und wenigstens einer Vliesschicht, wobei die Polyurethanschicht aus 40 bis 80 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanschaum, 5 bis 15 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanstaub, 5 bis 15 Gew.-% Faserstoffen, 5 bis 20 Gew.-% Isocyanat-haltigem Bindemittel und bis zu 10 Gew.-% Wasser und sonstigen Zusätzen besteht, umfassend die Schritte: a) Mischen der Bestandteile der Polyurethanschicht, b) Aufbringen eines Trennmittels auf Presstisch und Pressstempel, c) Aufbringen der Bestandteile der Polyurethanschicht in gleichmäßiger Dicke auf die Trennmittelschicht, d) Vorverdichten der Polyurethanschicht, e) Tränken eines Vlieses mit einem Isocyanat-haltigen Bindemittel, f) Aufbringen des mit Isocyanat-haltigen Bindemittel getränkten Vlieses auf die vorverdichtete Polyurethanschicht, g) Verpressen der Polyurethanschicht mit der Vliesschicht, h) Belüften der verpressten Platte nach dem Pressvorgang, jedoch vor dem vollständigen Öffnen der Presse.
Verfahren zur Herstellung von wiederverwertbaren mehrschichtigen Platten mit wenigstens einer Polyurethanschicht und wenigstens zwei Vliesschichten, wobei die Polyurethanschicht aus 40 bis 80 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanschaum, 5 bis 15 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanstaub, 5 bis 15 Gew.-% Faserstoffen, 5 bis 20 Gew.-% Isocyanat-haltigem Bindemittel und bis zu 10 Gew.-% Wasser und sonstigen Zusätzen besteht, umfassend die Schritte: i) Mischen der Bestandteile der Polyurethanschicht, j) Aufbringen eines Trennmittels auf Presstisch und Pressstempel, k) Tränken eines ersten Vlieses mit einem Isocyanat-haltigen Bindemittel, l) Aufbringen des mit Isocyanat-haltigen Bindemittel getränkten Vlieses auf die Trennmittelschicht, m) Aufbringen der Bestandteile der Polyurethanschicht in gleichmäßiger Dicke auf die Vliesschicht, n) Vorverdichten der Polyurethanschicht mit dem Vlies, o) Tränken eines zweiten Vlieses mit einem Isocyanat-haltigen Bindemittel, p) Aufbringen des mit Isocyanat-haltigen Bindemittel getränkten zweiten Vlieses auf die vorverdichtete Polyurethanschicht, q) Verpressen der Polyurethanschicht mit den Vliesschichten, r) Belüften der verpressten Platte nach dem Pressvorgang, jedoch vor dem vollständigen Öffnen der Presse.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Pressen in Schritt g) bzw. q) für einen Zeitraum zwischen 120 Sekunden und 1200 Sekunden erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Pressen in Schritt g) bzw. q) für einen Zeitraum zwischen 240 Sekunden und 900 Sekunden erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Pressen in Schritt g) bzw. q) bei einer Temperatur zwischen 120°C und 150°C erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Pressen in Schritt g) bzw. q) bei einer Temperatur von rund 135°C erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Pressen in Schritt g) bzw. q) bei einem Druck zwischen 19,62·10⁵ Pa und 29,43·10⁵ Pa erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Pressen in Schritt g) bzw. q) bei einem Druck von rund 24,53·10⁵ Pa erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polyurethanschicht aus 50 bis 75 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanschaum, 7,5 bis 12,5 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanstaub, 7,5 bis 12,5 Gew.-% Faserstoffen, 10 bis 15 Gew.-% Isocyanat-haltigem Bindemittel und bis zu 10 Gew.-% Wasser und sonstigen Zusätzen besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polyurethanschicht aus 59 bis 68 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanschaum, 9 bis 11 Gew.-% wiederverwertetem Polyurethanstaub, 9 bis 11 Gew.-% Faserstoffen, 12 bis 14 Gew.-% Isocyanat-haltigem Bindemittel und 2 bis 5 Gew.-% Wasser besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vliesschicht aus Polyester oder Polyamid besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Faserstoffe aus Polyester, Polypropylen, Polyamid, Viskose, Zellulose, Baumwolle, Glasfasern, Papierfasern, natürlichen Fasern wie Schafwolle, Zellstoffe oder deren Mischungen bestehen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Isocyanathaltiges Bindemittel ein Isocyanat-Bindemittel oder ein Zweikomponenten-Kleber bestehend aus einem Isocyanat und einem Polyol verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vliesschicht eine Dicke von rund 0,5 mm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polyurethanschicht eine Dicke zwischen 3 mm und 30 mm aufweist.