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Die
vorliegende Erfindung betrifft neue monomerenarme, niedrigviskose
Zubereitungen aus isocyanatgruppenhaltigen Isocyanuraten und phthalatfreien
Weichmachern, ihre Verwendung als Haftvermittler für Beschichtungsmittel
auf Basis von weichgemachtem Polyvinylchlorid (PVC), sowie Beschichtungen
und beschichtete Substrate.
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Es
ist bekannt, die Haftfähigkeit von weichgemachtem PVC auf
Substraten dadurch zu verbessern, dass dem weichgemachten PVC ein
isocyanatgruppenhaltiger Haftvermittler zugesetzt wird. Eine derart
verbesserte Haftfähigkeit ist beispielsweise wichtig, wenn
mit einem PVC-Belag versehene synthetische Textilstoffe hergestellt
werden sollen. Als Haftvermittler werden bevorzugt isocyanatgruppenhaltige
Isocyanurate eingesetzt, die sich durch Oligomerisierung, insbesondere
Trimerisierung, aus Diisocyanaten herstellen lassen. Die hierfür
am besten geeigneten Diisocyanate sind die kommerziell gut verfügbaren
Mischungen der isomeren Diisocyanatotoluole (TDI), bestehend hauptsächlich
aus 2,4-Diisocyanatotoluol (2,4-TDI) und 2,6-Diisocyanatotoluol
(2,6-TDI). Diese lassen sich auf einfache Weise nahezu vollständig
in isocyanatgruppenhaltige Isocyanurate umsetzen. Der nahezu vollständige
Umsatz ist notwendig, denn aus Gründen der Arbeits- und Produktsicherheit
ist erforderlich, dass der Restgehalt an Diisocyanaten in der Haftvermittler-Zubereitung
unter 1,0 Gew.-% bleibt. Weniger geeignet sind die ebenfalls gut
verfügbaren Diisocyanatodiphenylmethane (MDI), die sich
im Vergleich mit TDI schlechter trimerisieren lassen und so zu einem
unerwünscht hohen Restgehalt an Diisocyanaten führen
können. Darüber hinaus zeigen isocyanatgruppenhaltige
Isocyanurate auf Basis von MDI eine schlechte Löslichkeit
und neigen zur Kristallisation.
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Isocyanatgruppenhaltige
Isocyanurate lassen sich als Haftvermittler vor allem dann einfach
handhaben, wenn sie in Form einer Lösung in einem Weichmacher
angewendet werden. Die Herstellung der isocyanatgruppenhaltigen
Isocyanurate aus TDI wird praktischer Weise ebenfalls in dem als
Lösungsmittel verwendeten Weichmacher durchgeführt.
Derartige Haftvermittler und weichmacherhaltige Haftvermittler-Zubereitungen,
ihre Herstellung und ihre Anwendung sind beispielsweise in
DE 24 19 016 A1 beschrieben.
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Weichmacher
sind Stoffe, die beim Mischen mit dem an sich harten und spröden
PVC einen weichen, zähen Werkstoff ergeben, das so genannte
weichgemachte PVC. Bekannte Weichmacher sind beispielweise die Ester
der Phthalsäure, Adipinsäure oder Benzoesäure.
In weichgemachtem PVC können diese Weichmacher in großen
Mengen enthalten sein, teilweise über 50 Gew.-% des weichgemachten
PVC. Der Weichmacher kann sich unter Gebrauchsbedingungen oberflächlich absondern
oder in benachbarte Materialien übergehen. Bei der Verwendung
von weichgemachtem PVC besteht daher die Gefahr einer Kontamination
von Mensch und Umwelt mit dem Weichmacher. Vor dem Hintergrund dieser
Problematik wird in letzter Zeit vermehrt von den verwendeten Weichmachern
gefordert, dass sie für den Menschen harmlos und nicht
bioakkumulierend sind.
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Nach
der in der Europäischen Union gültigen Richtlinie
2005/84/EG dürfen beispielsweise die Weichmacher Di(2-ethylhexyl)phthalat,
Dibutylphthalat und Benzylbutylphthalat nicht mehr in Spielzeug
oder Babyartikeln verwendet werden und die Weichmacher Diisononylphthalat,
Diisodecylphthalat und Di-n-octylphthalat nicht mehr in Spielzeug
oder Babyartikeln, die von Kindern in den Mund genommen können,
verwendet werden. Angesichts dieser Einschränkungen, die
für manche Konsumenten als unübersichtlich und
verunsichernd erscheinen können, gehen viele Hersteller
dazu über, bei der Herstellung von weichgemachtem PVC generell auf
alle phthalathaltigen Weichmacher zu verzichten. Daher besteht ein
Bedarf an phthalatfreien Weichmachern, die hinsichtlich Verarbeitbarkeit
und Nutzeigenschaften das Leistungsniveau von phthalathaltigen Weichmachern
erreichen.
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Als
phthalatfreie Weichmacher werden im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung solche Weichmacher bezeichnet, die keine Phthalsäuredialkylester
enthalten, insbesondere Weichmacher, die weniger als 0,1 Gew.-%
Phthalsäuredialkylester enthalten.
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Der
Verzicht auf phthalathaltige Weichmacher wird nun auch von weichmacherhaltigen
Haftvermittler-Zubereitungen gefordert, insbesondere für
sensible Anwendungen wie Spielzeug oder Babyartikel. Es besteht
daher ein großer Bedarf an Haftvermittler-Zubereitungen,
die keine Phthalate enthalten, aber dennoch die guten Haftungseigenschaften
phthalathaltiger Haftvermittler-Zubereitungen aus dem Stand der
Technik aufweisen. Weiterhin wird gefordert, dass die Zubereitungen
klar und frei von Feststoffen sind, keine flüchtigen Lösungsmittel
enthalten und für eine gute Verarbeitbarkeit eine Viskosität
bei 23°C von kleiner als 30.000 mPas aufweisen. Der Restgehalt
an Diisocyanaten soll weniger als 1,0 Gew.-% betragen. Eine Kombination aller
dieser Produkteigenschaften ist im Stand der Technik bisher nicht
beschrieben.
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So
sind die in
WO 2005
70984 A1 beschriebenen Haftvermittler-Zubereitungen auf
Basis von Diisononylphthalat für sensible Anwendungen nicht
mehr geeignet. In
DE
25 51 634 A1 und
EP
1 378 529 A1 wird behauptet, als Haftvermittler geeignete
isocyanatgruppenhaltige Isocyanurate auf Basis von TDI lassen sich in
beliebigen Lösungsmitteln, darunter auch in phthalatfreien
Weichmachern, herstellen. Die unten angeführten Vergleichsbeispiele
zeigen jedoch, dass keineswegs alle phthalatfreien Weichmacher zu
Haftvermittler-Zubereitungen führen, die die beschriebenen Anforderungen
erfüllen.
DE
30 41 732 A1 beschreibt als Haftvermittler geeignete Lösungen
von isocyanatgruppenhaltigen Isocyanuraten, die allerdings aus MDI
hergestellt werden. Diese Lösungen sind aus den oben genannten
Gründen ungeeignet.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung war es daher, als Haftvermittler geeignete
Zubereitungen von isocyanatgruppenhaltigen Isocyanuraten zur Verfügung
zu stellen, die zwar phthalatfreie Weichmacher enthalten, aber in
ihren mechanischen Eigenschaften, wie z. B. Haftfestigkeiten, das
Niveau der phthalathaltigen Haftvermittler-Zubereitungen aus
WO 2005 70984 A1 erreichen.
Die isocyanatgruppenhaltigen Isocyanurate sollen auf großtechnisch
verfügbaren Isomerenmischungen des TDI basieren, insbesondere
soll die Verwendung von reinem 2,4-TDI aus wirtschaftlichen Gründen
vermieden werden. Die Zubereitungen sollen klar sein, ihre Viskosität
soll < 30.000 mPas
bei 23°C und der Gehalt an freiem TDI (alle Isomere) soll < 1,0 Gew.-% betragen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch Zubereitungen von isocyanatgruppenhaltigen
Isocyanuraten mit einer Viskosität von < 30.000 mPas bei 23°C und
einem Anteil an freiem TDI von ≤ 1,0 Gew.-% (Summe aller TDI-Isomere),
dadurch gekennzeichnet, dass sie
- A) 15 bis
50 Gew.-% isocyanatgruppenhaltige Isocyanurate, die aus einer Mischung
isomerer Diisocyanatotoluole enthaltend 65 bis 95 Gew.-% 2,4-Diisocyanatotoluol
und 5 bis 35 Gew.-% 2,6-Diisocyanatotoluol unter Katalyse durch
Dialkylaminogruppen enthaltende phenolische Katalysatoren und in
Abwesenheit aliphatischer Hydroxyl- und/oder Urethangruppen hergestellt
wurden, und
- B) 85 bis 50 Gew.-% Alkansulfonsäurearylester-haltige,
phthalatfreie Weichmacher enthalten.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten
die Zubereitungen 20 bis 35 Gew.-% isocyanatgruppenhaltige Isocyanurate
und 80 bis 65 Gew.-% Alkansulfonsäurearylester-haltige,
phthalatfreie Weichmacher.
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Zur
Herstellung der Komponente A) werden großtechnisch verfügbare
Gemische bestehend im Wesentlichen aus 2,4-TDI und 2,6-TDI verwendet.
Bevorzugt enthalten die TDI-Isomerenmischungen 75 bis 85 Gew.-%
2,4-TDI im Gemisch mit 15 bis 25 Gew.-% 2,6-TDI. Ein Beispiel für
diese bevorzugt zu verwendenden TDI-Isomerenmischungen ist das kommerziell
von der Bayer Material Science AG erhältliche Produkt Desmodur® T80.
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Zur
Herstellung der Komponente A) werden weiterhin Dialkylaminogruppen
enthaltende phenolische Katalysatoren verwendet, die dem Fachmann
unter der Bezeichnung Mannich-Basen hinlänglich bekannt
sind. Die Synthese geeigneter Mannich-Basen ist beispielsweise in
DE 25 51 634 A1 und
WO 2005 70984 A1 beschrieben.
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Die
Herstellung der Komponente A) geschieht durch Trimerisierung der
Diisocyanatmischungen nach an sich bekannten Verfahren, wie sie
beispielsweise in
WO
2005 70984 A1 beschrieben sind. Vorteilhaft wird die Trimerisierung
in Gegenwart der Weichmacherkomponente B) durchgeführt.
Die Trimerisierungsreaktion erfolgt im Temperaturbereich von 40
bis 140°C, vorzugsweise 40 bis 80°C. Wenn der
Gehalt an freiem TDI in der Reaktionsmischung unter 1,0 Gew.-% liegt,
wird die Trimerisierung durch thermische Zersetzung des Katalysators
oder aber bevorzugt durch Zugabe eines Katalysatorengifts abgebrochen.
Das Produkt enthält dann 3 bis 7 Gew.-% Isocyanatgruppen.
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Die
Alkansulfonsäurearylester-haltigen, phthalatfreien Weichmacher
der Komponente B) enthalten erfindungsgemäß < 0,1 Gew.-% Phthalsäuredialkylester
und > 0,1% Alkansulfonsäurearylester.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden
als Komponente B) phthalatfreie Weichmacher mit > 90 Gew.-% Alkansulfonsäurearylester
eingesetzt. Die Alkansulfonsäurearylester leiten sich von
primären oder sekundären C6-
bis C20-Alkansulfonsäuren oder
Mischungen dieser Sulfonsäuren ab. Bei den in den Alkansulfonsäurearylester
enthaltenen Arylresten handelt es sich um Phenyl, mit ein bis fünf
C1- bis C20-Alkylresten
substituiertes Phenyl oder mit einem C6-
bis C10-Arylrest substituiertes Phenyl.
Besonders bevorzugt ist als Komponente B) eine Mischung von Alkansulfonsäurephenylestern
enthalten. Solche Mischungen sind im industriellen Maßstab
gut verfügbar, wie beispielsweise die Produkte Messmoll® oder Messmoll® II
der Lanxess Deutschland GmbH.
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Die
erfindungsgemäßen Zubereitungen sind klare, leicht
gelbliche Flüssigkeiten, die auch nach mehrwöchiger
Lagerung weder zur Kristallisation noch zur Bildung von Ausfällungen
oder Phasentrennung neigen. Außerdem zeichnen sie sich
auch nach Lagerung durch einen äußerst geringen
Gehalt an freiem TDI aus, was wegen des relativ niedrigen Siedepunktes
dieses toxikologisch bedenklichen Diisocyanats ein besonderer Vorteil
der erfindungsgemäßen Zubereitungen ist.
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Da
als Haftvermittler geeignete Zubereitungen isocyanatgruppenhaltiger
Isocyanurate nach dem Stand der Technik am besten durch Trimerisation
von Diisocyanaten im Weichmacher hergestellt werden und der Verlauf
der Trimerisierungsreaktion nicht nur vom Katalysator, sondern auch
beispielsweise durch den eingesetzten Weichmacher, die Isomerenzusammensetzung
des TDI oder gleichzeitig anwesende beispielsweise hydroxylgruppenhaltige
Verbindungen beeinflusst wird, war es nicht zu erwarten, dass gerade
die erfindungswesentliche Kombination von Weichmacher, Katalysator
und Höchstmenge an 2,6-TDI bei gleichzeitiger Abwesenheit
von Hydroxyverbindungen Haftvermittler-Zubereitungen mit den geforderten
Eigenschaften liefern würde. Tatsächlich zeigen
die unten angeführten Vergleichsbeispiele 2 und 3, dass
die dieser Erfindung zugrunde liegende Aufgabe nicht mit beliebigen
phthalatfreien Weichmachern zu lösen ist.
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Die
erfindungsgemäßen Zubereitungen eignen sich als
Haftvermittler für weichgemachtes PVC und insbesondere
als haftvermittelnde Zusätze für PVC-Plastisole.
Besonders vorteilhaft werden die erfindungsgemäßen
Zubereitungen als Haftvermittler zwischen Substraten aus Chemiefasern
mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen
Gruppen, wie z. B. Polyamid- oder Polyesterfasern, und PVC-Plastisolen
bzw. Weich-PVC-Schmelzen verwendet. Selbstverständlich
kann mit den erfindungsgemäßen Lösungen
auch die Haftung von weichgemachtem PVC bzw. PVC-Plastisolen an
flächigen Substraten, wie beispielsweise an Folien, verbessert
werden.
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Daher
ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung
der erfindungsgemäßen Zubereitungen als Haftvermittler
für Beschichtungsmittel auf Basis von weichgemachtem PVC.
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Bei
der erfindungsgemäßen Verwendung der erfindungsgemäßen
Zubereitungen kann beispielsweise so vorgegangen werden, dass die
erfindungsgemäßen Zubereitungen auf die zu beschichtenden
Substrate gedruckt, gerakelt, gerastert oder gesprüht oder
durch Tauchen aufgebracht werden. Je nach herzustellendem Artikel
werden auf die so vorbehandelten Substratoberflächen eine
oder mehrere haftvermittlerfreie PVC-Schichten, z. B. als Plastisole
oder durch Extrusions- oder Schmelzwalzenbeschichtung oder durch
Laminierung, aufgebracht. Besonders bevorzugt können die
erfindungsgemäßen Zubereitungen auch einem PVC-Plastisol
vor dessen Applikation zugesetzt werden.
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Die
erfindungsgemäßen Zubereitungen werden normalerweise
in solchen Mengen eingesetzt, dass, bezogen auf weichmacherfreies
PVC der Beschichtungsmasse, 0,5 bis 200 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis
30 Gew.-% isocyanatgruppenhaltige Isocyanurate vorliegen. Die erfindungsgemäßen
Lösungen können jedoch auch in beliebigen anderen,
dem jeweiligen Anwendungsgebiet angepassten Mengen eingesetzt werden.
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Die
Herstellung der fertigen Schichten, also die Reaktion der Isocyanatgruppen
des Haftvermittlers mit dem Substrat und die Gelierung der PVC-Schicht,
erfolgt unabhängig von der Art des Auftrags nach der üblichen
Weise bei höheren Temperaturen, wobei je nach Zusammensetzung
der PVC-Schichten Temperaturen zwischen 110 und 210°C angewandt
werden.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Beschichtungen
und beschichtete Substrate für Textilien oder Gewebe, die
unter Verwendung der oben beschriebenen Haftvermittler-Zubereitungen
erhältlich sind. Die erfindungsgemäßen
Zubereitungen eignen sich als Haftvermittler für Beschichtungen
auf Basis von weichgemachtem PVC, insbesondere zur Herstellung von
Planen, Billboards, Traglufthallen und anderen textilen Bauten,
flexiblen Behältern, Zeltdächern, Markisen, Schutzbekleidungen,
Förderbändern, Flockteppichen oder Schaumkunstleder.
Besonders gut geeignet sind die erfindungsgemäßen
Zubereitungen als haftvermittelnde Zusatzmittel bei der Beschichtung
von Substraten mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen
Gruppen, insbesondere bei der Beschichtung von Garnen, Matten und
Geweben aus Polyester- oder Polyamidfasern.
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Anhand
der nachfolgenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert,
ohne dass dadurch eine Einschränkung der Erfindung bewirkt
werden soll.
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Beispiele
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Sofern
nicht anders vermerkt, beziehen sich alle Teile und Prozentangaben
auf das Gewicht.
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Als
Kenndaten der Produkte wurden der Festkörpergehalt (Dickschichtmethode:
Deckel, 1 g Probe, 1 h 125°C Konvektionsofen, Grundlage DIN
EN ISO 3251), die Viskosität bei 23°C
(Rotationsviskosimeter VT550 der Fa. Haake GmbH, Karlsruhe) sowie
der Gehalt an freiem TDI (Gaschromatographie, Hewlett Packard 5890
nach DIN ISO 55956) bestimmt. Die Bestimmung des
Isocyanatgehaltes erfolgte nach EN ISO 11909.
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Ausgangsstoffe
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- Desmodur® T80: TDI-Isomerengemisch
aus 80 Gew.-% 2,4-TDI und 20 Gew.-% 2,6-TDI, Bayer Material Science
AG.
- Vestinol® 9 DINP: Diisononylphthalat,
Oxeno GmbH.
- Vestinol® AH: Di-2-ethylhexylphthalat,
Oxeno GmbH.
- Adimoll® DO: Di-2-ethylhexyladipat,
Lanxess Deutschland GmbH.
- Benzoflex® 2088: Mischung aus
Diethylenglycoldibenzoat, Triethylenglycoldibenzoat und Dipropylenglycoldibenzoat,
Velsicol Chemical Corp.
- Mesamoll®: Alkansulfonsäurephenylester,
Lanxess Deutschland GmbH.
- Mesamoll® II: Alkansulfonsäurephenylester
mit ≤ 0,25 Gew.-% flüchtigen paraffinischen Verbindungen,
Lanxess Deutschland GmbH.
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Katalysator
(Herstellung nach
DE
24 52 532 A1 ): 188 Gewichtsteile Bisphenol A wurden mit
720 Teilen einer 25%igen wässrigen Dimethylamin-Lösung
und 425 Gewichtsteilen einer 40%-igen wässrigen Formaldehyd-Lösung
für zwei Stunden auf 80°C erhitzt. Nach Erkalten
wurde die organische Phase abgetrennt und bei 90°C und
15 mbar eingedampft. Der Rückstand wurde in einer Mischung
aus gleichen Volumenteilen Butylacetat und Xylol aufgelöst,
so dass die erhaltene Katalysatorlösung 30 Gew.-% der gewünschten
Mannich-Base enthielt. Die Mengenangaben in den folgenden Beispielen
beziehen sich auf diese Katalysatorlösung.
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Vergleichsbeispiel 1 (nicht erfindungsgemäß)
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180
Teile Desmodur® T80 wurden bei
45°C in 489 Teilen Vestinol® 9
DINP mit 7,85 Teilen der Katalysatorlösung trimerisiert.
Nach 84 Stunden wurde die Reaktion durch Zugabe von 4,65 Teilen
para-Toluolsulfonsäuremethylester unterbrochen und bei
60 bis 70°C eine Stunde nachgerührt. Der Feststoffgehalt
wurde durch Zugabe von 13,4 Teilen Vestinol® 9
DINP auf 27% eingestellt. Es wurde eine klare Lösung mit
einem Isocyanatgehalt von 4,7%, einer Viskosität bei 23°C
von 5.700 mPas und einem Gehalt an freiem TDI von 0,16% erhalten.
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Vergleichsbeispiel 2 (nicht erfindungsgemäß)
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180
Teile Desmodur® T80 wurden bei
45°C in 414 Teilen Adimoll® DO
mit 2,2 Teilen der Katalysatorlösung trimerisiert. Nach
fünf Stunden wurde die Reaktion durch Zugabe eines Stoppers
unterbrochen, da eine starke Trübung auftrat und somit
kein homogenes Produkt erhalten wurde.
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Vergleichsbeispiel 3 (nicht erfindungsgemäß)
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180
Teile Desmodur® T80 wurden bei
45°C in 414 Teilen Benzoflex® 2088
mit 1,8 Teilen der Katalysatorlösung trimerisiert. Nach
84 Stunden wurde die Reaktion durch Zugabe von 1,65 Teilen para-Toluolsulfonsäuremethylester
unterbrochen und bei 60 bis 70°C für eine Stunde
nachgerührt. Es wurde eine klare Lösung mit einem
Isocyanatgehalt von 4,8%, einer Viskosität bei 23°C
von > 200.000 mPas
und einem Gehalt an freiem TDI von 1,09% erhalten.
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Vergleichsbeispiel
1 entspricht Beispiel 2 aus
EP
1 711 546 A1 und dient dazu, die Eigenschaften der erfindungsgemäßen
Haftvermittler-Zubereitungen mit dem Stand der Technik vergleichen
zu können. Wie die nicht erfindungsgemäßen
Vergleichsbeispiele 2 und 3 zeigen, hat die Auswahl des Lösemittels
einen entscheidenden Einfluss auf das Ergebnis der Trimerisation.
So kann die gewünschte Eigenschaftskombination durch Verwendung
der im Stand der Technik beschriebenen phthalatfreien Weichmacher
wie Di-2-ethylhexyladipat oder Alkylenglykoldibenzoat-Mischungen
nicht erzielt werden.
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Beispiel 1
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180
Teile Desmodur® T80 wurden bei
45°C in 489 Teilen Mesamoll® mit
7,85 Teilen der Katalysatorlösung trimerisiert. Nach 84
Stunden wurde die Reaktion durch Zugabe von 4,65 Teilen para-Toluolsulfonsäuremethylester
unterbrochen und bei 60 bis 70°C eine Stunde nachgerührt.
Der Feststoffgehalt beträgt ca. 27%. Es wurde eine klare
Lösung mit einem Isocyanatgehalt von 5,3%, einer Viskosität
bei 23°C von 10.400 mPas und einem Gehalt an freiem TDI
von 0,78% erhalten.
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Beispiel 2
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180
Teile Desmodur® T80 wurden bei
50°C in 420 Teile Mesamoll® II
mit 7,85 Teilen der Katalysatorlösung trimerisiert. Nach
84 Stunden wurde die Reaktion durch Zugabe von 4,65 Teilen para-Toluolsulfonsäuremethylester
unterbrochen und bei 60 bis 70°C eine Stunde nachgerührt.
Der Feststoffgehalt wurde durch Zugabe von Mesamoll® II
auf 26% eingestellt. Es wurde eine klare Lösung mit einem
Isocyanatgehalt von 4,8%, einer Viskosität bei 23°C
von 11.600 mPas und einem Gehalt an freiem TDI von 0,25% erhalten.
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Anwendungstechnische Prüfung
und Prüfergebnisse
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In
einem praxisnahen Prüfsystem wurde Polyestergewebe mit
einer PVC-Plastisol/Haftvermittlerbeschichtung versehen. Die Haftfestigkeit
dieser Beschichtung wurde anschließend an einem normierten
Teststreifen bestimmt. Dazu wurden mit einem Rakel Polyestergewebe
mit einem haftvermittlerhaltigen Haftstrich und zwei haftvermittlerfreien
Deckstrichen mit ansonsten gleicher Zusammensetzung versehen. Diese
Beschichtungen wurden in einem Heizschrank ausgeliert und der weiteren
Prüfung zugeführt. Bei der Prüfung der
Haftfestigkeit wurden einige Zentimeter der Beschichtung von dem
Gewebe abgelöst, um Beschichtung und Gewebe in die Zugmaschine
einspannen zu können, die beide Schichten dann weiter auftrennte.
Die ersten Zentimeter der Beschichtung sollen sich deshalb leicht
von Hand trennen lassen. Dies wurde durch eine ca. 5 cm breite Antihaftimprägnierung
(Tabelle 1) erreicht, die in dünner Schicht mit einem Handrakel
auf einem Ende des Gewebes aufgetragen wurde. Tabelle 1: Zusammensetzung der Antihaftimprägnierung
Bestandteil | Menge |
Cellit® 900, Bayer AG | 105
Teile |
Ethylacetat | 595
Teile |
Mesamoll® | 10
Teile |
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Der
Auftrag erfolgte einseitig auf der Seite des Gewebes, auf der auch
der Haftstrich später aufgetragen wurde. Vor der Weiterverarbeitung
wurde die Antihaft-Imprägnierung im Abzug getrocknet.
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Prüfeinrichtungen
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- Waage: Genauigkeit min. 0,1 g
- Rührer: hochtouriger Stabrührer
- Umluftheizschränke: T = 140°C bzw. 175°C
- Handrakel: 150 mm breit
- Gummituchrakel: ca. 45 cm breit mit spitzem Rakel
- Gummituchrakel: ca. 45 cm breit mit stumpfen Rakel
- Polyester-Gewebe: Fa. Lückenhaus, 1.100 dtex, Bindung
L 1/1, Einstellung 9/9 Fd/cm
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Für
die Prüfung wurden ca. 40 × 25 cm große
Gewebeproben verwendet.
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Herstellung des PVC-Plastisols
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Tabelle 2: Zusammensetzung des PVC-Plastisols
Bestandteile | Beschreibung | Menge |
Vestolit® B 7021 | Pasten-PVC,
Vestolit GmbH | 30
Teile |
Vestolit® E 8001 | Pasten-PVC,
Vestolit GmbH | 30
Teile |
Messmoll®, Vestinol® AH | Weichmacher | 40
Teile |
Omyalite® 95T | Calciumcarbonat,
Omya Australia | 6
Teile |
Naftovin® T90 | Stabilisator,
Chemson GmbH | 2
Teile |
Bayplast® Grün 8 GN | organisches
Farbpigment, Lanxess Deutschland GmbH | 0,2
Teile |
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Zur
Herstellung des PVC-Plastisols wurden die in Tabelle 2 aufgeführten
Ausgangsstoffe in einem Mischer der Firma Drais durch Rühren
für 2,5 Stunden bei höchster Drehzahl, unter Wasserkühlung
und im Vakuum vermischt.
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Haftstrich
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Der
Haftstrich basierend auf vorstehendem Plastisol mit variierenden
Haftvermittlergehalten (siehe Tabelle 3) wurde mit einem Gummituch
mit spitzem Rakel auf das Polyestergewebe aufgebracht. Das Auflagegewicht
betrug dabei ca. 100 g/m2 und die Beschichtung
erfolgte jeweils auf einer Fläche von ca. 30 × 20
cm. Anschließend wurden die Haftstriche durch zweiminütige
Lagerung bei 140°C im Umluftheizschrank vorgeliert, bevor
die Deckstriche appliziert wurden.
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Erster Deckstrich
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Der
erste Deckstrich basierend auf vorstehendem Plastisol wurde mit
einem Gummituch mit stumpfem Rakel (Auflagegewicht ca. 850 g/m2) aufgebracht und durch Temperung bei 140°C
im Heizschrank für 1 Minute vorgeliert.
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Beschichtung der Geweberückseite
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Der
anschließende Deckstrich auf der Rückseite der
Gewebe verhinderte ein Einreißen und Ausfransen der Gewebe
beim Trennen der Schichten durch die Zugmaschine. Die Beschichtung
der Geweberückseite wurde mit einem Gummituch mit stumpfem
Rakel (Auflagegewicht ca. 150 g/m2) aufgebracht
und durch Temperung bei 140°C im Heizschrank für
1 Minute vorgeliert.
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Zweiter Deckstrich
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Der
zweite Deckstrich ebenfalls basierend auf dem vorstehendend beschriebenen
PVC-Plastisol wurde mit einem Gummituch mit stumpfem Rakel (Auflagegewicht
ca. 1400 g/m2) auf den ersten vorgelierten Deckstrich
aufgebracht und durch Temperung bei 140°C im Heizschrank
für 2 Minuten vorgeliert.
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Das
Ausgelieren aller applizierten Schichten erfolgte anschließend
durch zwölfminütige Lagerung bei 175°C.
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Aus
den so hergestellten Gewebeproben wurden Prüfkörper
in der Größe 5 × 26 cm ausgestanzt.
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Anhand
dieser Proben wurden dann die Haftfestigkeiten mittels einer Zugmaschine,
Typ Lloyd M 5 K, bestimmt. Die erhaltenen Haftfestigkeitswerte geben
die Kraft in Newton an, die notwendig ist, um 5 cm der Beschichtung
vom Trägergewebe abzulösen (Schältest).
Die in Tabelle 3 angegebenen Werte wurden durch Mittelung von mindestens
drei Einzelmessungen erhalten. Tabelle 3: Prüfergebnisse im
Schältest
Haftvermittler-Zubereitung | Menge
im Haftstrich | Haftfestigkeit |
Vergleichsbeispiel
1 (nicht erfindungsgemäß) | 2% | 170
N/5 cm |
Vergleichsbeispiel
1 (nicht erfindungsgemäß) | 4% | 181
N/5 cm |
Vergleichsbeispiel
1 (nicht erfindungsgemäß) | 6% | 212
N/5 cm |
Beispiel
1 | 2% | 150
N/5 cm |
Beispiel
1 | 4% | 195
N/5 cm |
Beispiel
1 | 6% | 223
N/5 cm |
Beispiel
2 | 2% | 153
N/5 cm |
Beispiel
2 | 4% | 190
N/5 cm |
Beispiel
2 | 6% | 206
N/5 cm |
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Wie
die Messergebnisse zu den Beispielen 1 und 2 zeigen, liefert die
Verwendung der erfindungsgemäßen phthalatfreien
Haftvermitteler-Zubereitungen Haftfestigkeitswerte, wie sie auch
mit der phthalathaltigen Haftvermitteler-Zubereitung aus dem Stand
der Technik (Vergleichsbeispiel 1) erreicht werden. Die Haftvermittler
aus den Vergleichsbeispielen 2 und 3 eigneten sich nicht zur Weiterverarbeitung,
da diese entweder trübe (Vergleichsbeispiel 2) oder zu
hochviskos waren (Vergleichsbeispiel 3), um homogene Beschichtungen
erhalten zu können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 2419016
A1 [0003]
- - WO 200570984 A1 [0008, 0009, 0013, 0014]
- - DE 2551634 A1 [0008, 0013]
- - EP 1378529 A1 [0008]
- - DE 3041732 A1 [0008]
- - DE 2452532 A1 [0027]
- - EP 1711546 A1 [0031]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - DIN EN ISO
3251 [0026]
- - DIN ISO 55956 [0026]
- - EN ISO 11909 [0026]