DE102004016773B3

DE102004016773B3 - Beschichtungsmittel für Sonnenschutzartikel

Info

Publication number: DE102004016773B3
Application number: DE102004016773A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bauer; Joachim Haussmann
Original assignee: Sattler AG
Current assignee: Sattler AG
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2024-04-02
Also published as: CA2502909A1; EP1582621A1; US20050261408A1; US7758765B2

Abstract

Es wird ein pastenförmiges Beschichtungsmittel für textile Sonnenschutzartikel beschrieben, dass feinteilige Polymerpartikel, Flammschutzmittel, Metallpigmente, Wasser sowie ggf. weitere Zusätze enthält. Die Paste dient zum Beschichten von Sonnenschutzartikeln wie Markisen, Sonnenschutzrollos, Zelten, Beschattungssysteme wie Sonnenschirme und dergleichen. Die so ausgerüsteten Sonnenschutzartikel weisen ein hohes Reflektionsvermögen, hervorragende Farbeffekte auf und sind schwer entflammbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsmittel in Form einer Paste für Sonnenschutzartikel wie Markisen, Beschattungssysteme wie z. B. Sonnenschirme, Zeltstoffe, Dachbespannungsstoffe z. B. für Yachten und dergleichen, ein Verfahren zur Herstellung derartiger Pasten sowie mit derartigen Pasten ausgerüstete Sonnenschutzartikel.

Beschichtungsmittel der verschiedensten Art sind bereits seit langem bekannt. Sie weisen je nach Einsatzzweck unterschiedliche Zusammensetzungen auf und sind je nachdem auf welches Substrat sie aufgebracht werden sollen, entsprechend zusammengesetzt. Darüber hinaus hängt die Zusammensetzung der Beschichtungsmittel auch davon ab, welche Eigenschaften sie insbesondere dem Substrat verleihen sollen.

So werden z. B. in der DE 199 45 848 A1 Beschichtungsmittel für Elastomere beschrieben, die als wässrige Polyurethanlack-Dispersionen eingesetzt werden und die zum Beschichten von Elastomeren zur Erzielung einer Oberfläche dienen, die einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten hat. Derart beschichtete Elastomerteile eignen sich zum Abdichten von Fensterschächten, für bewegliche Glasteile und/oder als Dichtungsprofile im Fahrzeugbau, vorzugsweise im Automobilbau. Die dort beschriebenen Beschichtungsmittel sind jedoch als Beschichtungsmittel für textile Sonnenschutzartikel keineswegs geeignet.

Es ist bekannt, dass man Gewebe, welche zu Sonnenschutzartikeln wie z. B. Sonnenschutzrollos bearbeitet werden sollen, mit Kunststoffen zu beschichten, insbesondere mit Polyvinylchlorid. Die Verwendung von Polyvinylchlorid ist jedoch im Hinblick auf Umweltschäden (Dioxinfreisetzung im Brandfalle oder auch bei normalem Verbrennen) bedenklich.

Man hat zwar bereits versucht, diesen Gefahren entgegen zu wirken, indem man den textilen Träger mit zwei verschiedenen Schichten einer aus duroplastischem Kunststoff und einer aus thermoplastischem Kunststoff beschichtet und diesen Schichten ein halogenfreies Flammschutzmittel zusetzt.

Es ist ferner bekannt, Beschichtungsmitteln, wie in der DE 198 49 321 A1 beschrieben, die verschiedensten Pigmente zu zu setzen.

In der DE 197 08 160 A1 wird ein nicht-brennbarer wettergerechter Markisenstoff beschrieben, der aus einem Glasfasergewebe besteht, das Aluminium bedampft ist und eine schwer entflammbare Acrylbeschichtung aufweist. Der Einsatz von Metallpigmenten wird in dieser deutschen Anmeldung nicht erwähnt.

In der DE 85 06 847 U1 wird ein einseitig metallbeschichteter textiler Träger beschrieben. Die dort erwähnte Metallbeschichtung wird mittels einer Metall bedampften Folie durchgeführt. Die Metallbeschichtung ist im übrigen nur im Bereich der Kreuzungspunkte der Fäden oder Fasern vorhanden. Auch dieser Schrift ist der Einsatz von Metallpigmenten nicht zu entnehmen.

In der DE 80 11 539 U1 wird ein schwerentflammbares Sonnenschutzrollo beschrieben, bei dem ein textiler Träger mit zwei verschiedenen Schichten imprägniert worden ist, nämlich zunächst mit einem durplastischen Kunststoff und sodann mit einem thermoplastischen Kunststoff. Dadurch wird das Gesamtverfahren zur Herstellung dieser textilen Träger kompliziert. Das Aufbringen von Metallpigmenten ist diesem Gebrauchsmuster nicht zu entnehmen.

In der WO 97/32930 A1 werden zwar die verschiedensten wässrigen Dispersionen beschrieben, die zum Beschichten von Textilien geeignet sind. Diese Dispersionen können auch Flammschutzmittel enthalten. Aber der Einsatz von Metallpigmenten wird auch in diesem Dokument nicht gelehrt.

Die vorstehend beschriebenen Sonnenschutzartikel bzw. Beschichtungsmittel weisen jedoch eine ganze Reihe von Nachteilen auf. So werden sie in verschiedener Hinsicht nicht den Anforderungen gerecht, die man heutzutage an einen Sonnenschutzartikel stellt. Auch ist die Herstellung der Produkte kompliziert.

Es besteht somit noch ein Bedürfnis nach verbesserten Beschichtungsmitteln für Sonnenschutzartikel, die einfach herzustellen sind und auf einfache Weise verarbeitet werden können und die zu Sonnenschutzartikeln mit einer Vielzahl von guten wünschenswerten Eigenschaften führt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Beschichtungsmittel zur Verfügung zu stellen, dass PVC frei ist, das einfach herstellbar ist und sich leicht auf Sonnenschutzartikel auftragen lässt und das zu Sonnenschutzartikeln führt, die sich durch Flammfestigkeit, gutes Aussehen und ein hohes Reflektionsvermögen auszeichnen und die sowohl im Innen- als auch im Außenbereich eingesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein pastenförmiges PVC-freies Beschichtungsmittel für textile flächenförmige Sonnenschutzartikel gelöst, das ein oder mehrere Polymerdispersionen, Flammschutzmittel, Metallpigmente enthält.

Die erfindungsgemäße Paste kann weitere Zusatzmittel nämlich Emulgatoren und/oder Verdickungsmittel, Vernetzungsmittel, Hydrophobierungsmittel und Haftungsmittel enthalten.

Vorzugsweise enthält die Paste

a) 40–80 Teile Polymerdispersion,
b) 20–40 Teile Flammschutzmittel,
c) 1–20 Teile Metallpigmente,

Es ist vorteilhaft, wenn die Paste 1–50 Teile Zusatzmittel enthält.

Als Polymerdispersion bzw. Polymerdispersionen können übliche marktgängige insbesondere wässrige Polymerdispersionen eingesetzt werden. In diesen Dispersionen sind im allgemeinen die Polymere feinteilig verteilt, wobei die PartikelgröBe üblicherweise in einem weiten Bereich variieren kann.

Als Polymere sind besonders geeignet Acrylate, Acetate oder Polyurethane, vorteilhaft sind auch Mischungen von Polymeren.

Als Flammschutzmittel ist Antimontrioxid besonders geeignet, vorteilhaft sind ferner als Flammschutzmittel phosphorhaltige Verbindungen, insbesondere auf Basis von Phosphonsäureestern.

Als Metallpigment ist insbesondere Aluminium geeignet.

Das Beschichtungsmittel gemäß der Erfindung kann vorteilhaft auch Zusatzmittel wie Emulgatoren, Verdickungsmittel, Haftungsmittel und weitere Pigmente wie Glanzpigmente, Glitterpigmente oder Farbstoffpigmente enthalten.

Gegenstand der Erfindung ist weiter ein Verfahren zur Herstellung eines Beschichtungsmittels, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Polymerdispersion vorlegt und in diese Dispersion der Reihe nach Flammschutzmittel und anschließend das Metallpigment einrührt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens legt man eine Polymerdispersion vor und rührt in diese Dispersion der Reihe nach Pigmente, Emulgatoren, sodann Flammschutzmittel und anschließend das Metallpigment ein.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein textiler flächenförmiger Sonnenschutzartikel, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er mit einem der vorstehend beschriebenen pastenförmigen Beschichtungsmitteln bzw. einem Beschichtungsmittel, das nach dem vorstehend angegebenen Verfahren hergestellt worden ist, beschichtet wurde und nach dem Beschichten getrocknet wurde.

Vorzugsweise weist dieser Sonnenschutzartikel zusätzlich einen Schutzfilm auf.

Im Rahmen der Erfindung sind als Polymere insbesondere Acrylate, Polyurethane, hier insbesondere die Gruppe der PUR-Elastomere und Acetatpolymere geeignet

Zu den Acrylatpolymeren, die im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden können, sind insbesondere Polymere der Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure und Copoplymere dieser Ester zu zählen, die als weitere Comonomerkomponente noch Styrol oder Butadien aufweisen können sowie N-Methylolacrylamid.

Zu den Acetatpolymeren, die im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden können, sind insbesondere zu zählen Vinylacetatpolymere oder -copolymere, z. B. mit Vinylchlorid oder Acrylaten. In diesem Zusammenhang sind auch Polyvinylalkohol und Polyvinylmethylether zu nennen.

Geeignet sind u. a. auch Polymere wie Polyamide, Polyamine, Polyepoxide usw.

Das Beschichtungsmittel kann ein einziges Polymer enthalten, brauchbar sind jedoch auch Gemische der Polymere, insbesondere Gemische von Acrylat und Polyurethanen.

Die Polymere liegen in dem Beschichtungsmittel in feinteiliger Form vor. Sie werden zum Aufbau des Beschichtungsmittels in Form von wässrigen Dispersionen eingesetzt. Die Dispersionen enthalten soviel Wasser, dass es auch noch möglich ist, die weiteren Zusätze nämlich die Flammschutzmittel und das Metallpigment sowie ggf. weitere Zusätze homogen zu verteilen, sodass eine gut streichfähige Paste entsteht.

Als Flammschutzmittel im Rahmen der Erfindung eignen sich übliche Flammschutzmittel, insbesondere Flammschutzmittel auf Basis von Antimoniumtrioxid sowie phosphorhaltige Verbindungen, insbesondere Phosphonsäureester.

Sehr geeignet sind Kombinationen von zwei oder mehr Flammschutzmitteln wie z. B. Antimontrioxid sowie einem Halogenspender z. B. Fluorkohlenwasserstoffe, Bromverbindungen.

Als Metallpigment sind Aluminiumpigmente besonders geeignet. Anstelle von Aluminium können aber auch andere Metallpigmente verwendet werden, z. B. Kupfer.

Das Beschichtungsmittel ist PVC frei. Neben den drei Hauptbestandteilen nämlich Polymerteilchen, Flammschutzmittel und Metallpigmenten sowie Wasser, das von der Polymerdispersion herrührt, können die Pasten noch weitere Zusätze enthalten, z. B. um gezielte Farbeffekte zu erreichen. Hierzu gehören Pigmente wie beispielsweise Eisenoxyd, Azofarbmittel, Ruß, Phthalocyanine und dergleichen.

Auch können weitere Zusätze zugesetzt werden, um günstige Gebrauchseigenschaften zu erhalten wie Verbesserung der Streichfähigkeit, Verbesserung der Haftung usw. Hier sind zu nennen Emulgatoren wie Arylpolyglycolether, Verdickungsmittel wie z. B. Polymerisate auf der Basis von Acrylsäure oder Acrylsäure und Acrylamid. Als Pigmente sind ferner besonders geeignet Perlglanzpigmente oder auch Glitterpigmente insbesondere auf PES Basis. Als Haftungsmittel sind insbesondere Melaminformaldehydharze geeignet. Durch Zusatz derartiger Haftungsmittel wird die Haftung zwischen Pigment und den übrigen Bestandteilen der Paste verbessert.

Als Sonnenschutzartikel, die mit der erfindungsgemäßen Paste beschichtet werden können, sind insbesondere Gewebe zu nennen, Markisenstoffe, Sonnenrollos, Beschattungssysteme wie Sonnenschirme, Zeltstoffe, Verdecke insbesondere solche, die zum Abdecken von kleineren Booten wie Paddelbooten, Yachten und dergleichen dienen.

Das Reflektionsvermögen und auch die Schwerentflammbarkeit des Endprodukts kann über die Pastenzusammensetzung und auch die Menge der aufgetragenen Paste gesteuert werden. Im allgemeinen reicht es aus, wenn das Substrat mit einer Menge von 5 bis 150 g/m² Paste beschichtet wird.

Das Auftragen der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel kann über alle gängigen Auftragsverfahren wie Foulardverfahren oder sonstige Beschichtungsverfahren, wie minimal Auftragssysteme und auch Druckverfahren (Rotations und Flachdruckverfahren) erfolgen.

Der Auftrag kann einseitig oder beidseitig, vollflächig oder ggf. auch zwecks Erzielung einer definierten Lichttransmission in Abhängigkeit eines frei wählbaren Flächengewichtes, auch teilflächig also partiell erfolgen.

Um einen besonderen Glanzgrad zu erhalten, können Metallpigmente unterschiedlicher Körnung verwendet werden. Das Substrat, d. h. das textile flächenförmige Material, das mit der Paste beschichtet wird, kann ein textiles Flächengebilde wie Gewebe oder auch Gewirke sein, das im wesentlichen aus synthetischem Material wie Polyester insbesondere Polyethylenterephthalat, Polyacrylnitril, Polypropylen und Polyethylen besteht, kurzum aus Materialien, aus denen die üblichen synthetischen Fasern hergestellt werden. Es können jedoch auch Glasfasern ggf. im Gemisch mit synthetischen Fasern sowie cellulosische Faserstoffe eingesetzt werden.

Es ist vorteilhaft, wenn der beschichtete Sonnenschutzartikel nach der Trocknung mit einem zusätzlichen Schutzfilm versehen wird. Dadurch ist es möglich, das Schmutzabweisungsvermögen zu verbessern sowie die Benetzbarkeit mit Wasser z. B. Regenwasser zu reduzieren. Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mit zwei Pastenvariationen näher erläutert:

Bei dem zu beschichtenden Substrat werden in Kettrichtung Monofilfäden im Feinheitsbereich von ca. 320 dtex und PET Stapelfasern, beispielsweise Trevira CS im Feinheitsbereich von ca. 650 dtex (167 dtex × 3) im Faden-Verhältnis von 2 Monofilfäden zu 1 Stapelfaser eingesetzt, während in Schussrichtung ein modifiziertes Acrylnitril wie z. B. Modacryl (MAC) mit der Feinheit von ca. 30 tex × 2 oder auch 60 tex Einfachgarn verwendet wird, wobei die Substratzusammensetzung ein Flächengewicht von ca. 250 g/m² aufweist.
Um eine optimale Haftung der nachfolgend aufzutragenden Paste zu erreichen, sollte durch einen 3-fädigen Blatteinzug im Webblatt der Stapelfäden jeweils in der Mitte der beiden Monofilfäden im Gewebeverbund zum Liegen kommen.
Die Vorbehandlung und Veredelung des Substrates erfolgt durch sodaalkalisches Waschen mit nichtionengenen Tensid plus Komplexbildner und einer Nachbehandlung mit Sequestriermittel. Sodann folgt die Trocknung über einen 7 Felder Spannrahmen bei einer Umluft-Durchschnittstemperatur von 130°C, einer Geschwindigkeit von ca. 14 m/min und einer Restfeuchte von ca. 35 %; der Beschichtungsauftrag erfolgt über ein textiltechnisch übliches Minimalauftragssystem, die Trocknung und Fixierung über einen 7 Felder Spannrahmen bei einer Durchschnittsumlufttemperatur von 155°C und einer Geschwindigkeit von ca. 10 m/min.
Die dabei erfindungsgemäß verwendeten beiden Pastenrezepturen weisen folgende Zusammensetzungen auf, wobei die Wirkung am Endprodukt bei Pastenbeispiel 1 in Richtung optimiertes d. h. maximales Reflektionsvermögen zielt, bei Pastenbeispiel 2 dagegen in Richtung Kombination d. h. Kompromiss zwischen Reflektionsvermögen und Farbeffekten:
Pastenbeispiel 1
Pastenbeispiel 2
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Auftragspastenvariationen selbst durchläuft folgende Verfahrensschritte, wobei die Einhaltung der Reihenfolge zu beachten ist:
Die Komponenten Polymerbinder, Glanzperlpigmente (bzw. Glitterpigmente), Emulgator, Flammschutzmittel werden in dieser Reihenfolge und mit den jeweils genannten Anteilen vermengt, sodann bei 80 Hz (Einstellung des üblichen Wandelmotors) bei einer Rührzeit von 5 Minuten aufgerührt, anschließend nach Beimengung der Aluminiumpigmente bei wiederum 80 Hz 10 Minuten gerührt. Unmittelbar vor dem Beschichtungsschritt erfolgt die Beimengung der Kunstharzkomponente und anschließendem 15-minütigem Rühren bei 80 Hz. Sodann erfolgt eine Farbkontrolle.
Nach dem Auftragsverfahren erfolgt eine Nachbehandlung in Form eines Auftrags eines Schutzfilmes über das beschichtete Gewebe. Die Durchführung geschieht mittels Foulard, Kondensation des Films über einen 7 Felder Spannrahmens bei einer Umluft-Durchschnittstemperatur von 155°C und einer Geschwindigkeit von ca. 14 m/min. Die dabei verwendete Appreturrezeptur beträgt pro Liter Wasser:
4 g Phosphorsäureester als Netzmittel,
20 g Fluorcarbonharz,
40 g Fettmodifiziertes Kunstharz (Melaminderivat),
30 g Kunstharz (Melamin-Formaldehyd-Harz),
12 g Magnesiumchlorid (Katalysator),
2 g Harnstoff,
1 g Zitronensäure.
Aufgrund dieses Ausführungsbeispiels treten am fertig behandelten Endprodukt folgende Gebrauchseigenschaften besonders in den Vordergrund und sind über die Pastenkomponenten in ihrer Intensität steuerbar:

– höchstmögliche Reflektion des auftretenden Sonnenlichtes bei guter Transmission des Lichtes in das Rauminnere
– durch die hohe Reflektion und geringe Absorption des Produktes ergeben sich kleine g-Werte (Energiedurchlasswerte), wodurch sich das Rauminnere nur wenig erwärmt, aber dennoch als gut belichtet von aussen erscheint
– das Produkt erscheint aufgrund der Stapelfäden im Substrat und der PVC-freien Paste sehr natürlich gegenüber anderen derzeit am Markt befindlichen Produkten
– das Produkt ist PVC-frei
– bei Erwärmung des Produkts erfolgt keine Veränderung desselben in Form von Klebrigkeit oder Geruchsentwicklung wie z. B. bei PVC-Produkten bei erhöhter Erwärmung

– gute Dimensionsstabilität
– verbessertes Rollvermögen
– guter Griff zum Konfektionieren
– gutes Laufverhalten am Gestänge
– gute Öl- und Schmutzabweisung
– keine Lagenklebrigkeit bei Hitzeeinwirkung
– gute Permanenz der Paste
– beim Verbrennen entstehen keine schädlichen Dämpfe wie beispielsweise bei PVC-beschichteten Produkten

Claims

Pastenförmiges Beschichtungsmittel für textile flächenförmige Sonnenschutzartikel umfassend eine oder mehrere Polymerdispersionen, Flammschutzmittel, Metallpigmente.
Pastenförmiges Beschichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste weitere Zusatzmittel nämlich Emulgatoren und/oder Verdickungsmittel, Vernetzungsmittel, Hydrophobierungsmittel und Haftungsmittel enthält.
Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste enthält a) 40–80 Teile Polymerdispersion, b) 20–40 Teile Flammschutzmittel, c) 1–20 Teile Metallpigmente,
Pastenförmiges Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste 1 bis 50 Teile Zusatzmittel enthält.
Beschichtungsmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es als Polymer Acrylate, Acetate oder Polyurethane enthält.
Beschichtungsmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Mischung von Polymeren enthält.
Beschichtungsmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es als Flammschutzmittel Antimontrioxid enthält.
Beschichtungsmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es als Flammschutzmittel phosphorhaltige Verbindungen enthält.
Beschichtungsmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es als Metallpigment Aluminium enthält.
Beschichtungsmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es als Zusatzmittel Emulgatoren, Verdickungsmittel, Haftungsmittel und weitere Pigmente wie Glanzpigmente, Glitterpigmente oder Farbstoffpigmente enthält.
Verfahren zur Herstellung eines Beschichtungsmittels gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Polymerdispersion vorlegt, in diese Dispersion der Reihe nach Flammschutzmittel und anschließend das Metallpigment einrührt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Polymerdispersion vorlegt, in diese Dispersion der Reihe nach Pigmente, Emulgatoren einrührt, sodann Flammschutzmittel und anschließend das Metallpigment einrührt.
Textiler flächenförmiger Sonnenschutzartikel, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem pastenförmigen Beschichtungsmittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 bzw. hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 11 bis 12 beschichtet ist und anschließend getrocknet wurde.
Sonnenschutzartikel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonnenschutzartikel zusätzlich einen Schutzfilm aufweist.