DE102011086103A1 - Siliconkautschuk auf Schmelzkleber - Google Patents

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Abstract

2-Schicht-Formkörper bestehend aus: (A) einer ersten Schicht aus einem Silikonkautschuk, (B) einer Folie aus einem Heißkleber mit den Maßgaben, dass (i) die Haftung zwischen (A) und (B) mindestens 50 N/5 cm beträgt, gemessen nach ISO 53530, und (ii) die Erweichungstemperatur von (B) zwischen 80 und 200°C beträgt, und (iii) die Elastizität des 2-Schicht-Formkörpers mindestens 150% Reißdehnung aufweist.

Description

  • Siliconkautschuke werden nach Stand der Technik in Beschichtungsverfahren oder im Siebdruckverfahren auf Oberflächen jeder Art aufgebracht und beispielsweise durch Aufbringen von erhöhter Temperatur vulkanisiert. In EP 2 117 366 B1 wird ein Verfahren für die Beschichtung von Kleidungsstücken mit Silikonkautschuk beschrieben. Mit Silikonkautschuk beschichtete Kleidungstücke sollen beispielsweise das Verrutschen des Kleidungsstückes am Körper verhindern. Die Beschichtung beispielsweise an der Unterseite von Socken dient der Unfallverhütung da das Silikonkautschuk zu einer Rutschhemmung auf Untergründen führt. Das in EP 2 117 366 B1 beschriebene Beschichtungsverfahren erfordert komplexe, maschinelle Vorrichtungen, die nicht überall und für jedermann zur Verfügung stehen.
  • Es bestand daher die Aufgabe Silikonkautschuke in einer leicht verarbeitbaren Form zur Verfügung zu stellen, so dass sie mittels einfacher Verfahren und ohne die Notwendigkeit komplexer Fertigungsanlagen auf diversen Oberflächen aufgebracht und fixiert werden können.
  • Diese Aufgabe wird gelöst, durch den erfindungsgemäßen 2-Schicht-Formkörper bestehend aus:
    • (A) einer ersten Schicht aus einem Silikonkautschuk,
    • (B) einer Folie aus einem Heißkleber
    mit den Maßgaben, dass
    • (i) die Haftung zwischen (A) und (B) mindestens 50 N/5 cm beträgt, gemessen nach ISO 53530, und
    • (ii) die Erweichungstemperatur von (B) zwischen 80 und 200°C beträgt, und
    • (iii) die Elastizität des 2-Schichtformkörpers (A) + (B) mindestens 150% Reißdehnung aufweist.
  • Bei den Siliconkautschuken (A) handelt es sich um handelsübliche Siliconkautschuke die im Stand der Technik bekannt sind. Sie werden hergestellt durch Vernetzung von vernetzbaren Siliconzusammensetzungen. Solche Siliconzusammensetzungen werden bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe enthaltend kondensationsvernetzende, additionsvernetzende und peroxidisch vernetzende Siliconzusammensetzungen. Auch die Verwendung von durch Strahlung vernetzende (beispielsweise mittels UV) Siliconzusammensetzungen ist möglich. Es können sowohl Wärme härtende als auch bei Raumtemperatur härtende Siliconzusammensetzungen erfindungsgemäß verwendet werden.
  • Die Schichtdicke von (A) beträgt bevorzugt 0,01 bis 5 mm um eine ausreichende Wärmeweitergabe an die Schicht (B) zu gewährleisten.
  • Die Reißdehnung von (A) beträgt mindestens 150% gemessen nach DIN 53504. Bevorzugt beträgt sie 150 bis 500%.
  • Die Reißdehnung des 2-Schichtformkörpers (A) + (B) beträgt mindestens 150% gemessen nach DIN 53504. Bevorzugt beträgt sie 150 bis 500%.
  • Beispiele für peroxidisch vernetzende HTV Kautschuke sind die Siliconkautschuke der Typenreihe ELASTOSIL® R der Wacker Chemie AG.
  • Beispiele für additionsvernetzende HTV Kautschuke sind die Siliconkautschuke der Typenreihe ELASTOSIL® R plus der Wacker Chemie AG.
  • Beispiele für Siliconflüssigkautschuke sind Siliconkautschuke aus der Typenreihe ELASTOSIL® LR der Wacker Chemie AG.
  • Beispiele für raumtemperaturvernetzende 2 K Siliconkautschuke sind Siliconkautschuke der Typenreihe ELASTOSIL® RT der Wacker Chemie AG.
  • Beispiele für raumtemperaturvernetzende 1 K Siliconkautschuke sind Siliconkautschuke der Typenreihen ELASTOSIL® E, oder ELASTOSIL® N, der Wacker Chemie AG.
  • Beispiele für Siliconkautschuke, die im Siebdruck auf die Folien aufgebracht werden können sind Siliconkautschuke der Typenreihe ELASTOSIL® SP der Wacker Chemie AG.
  • Beispiele für dünnschichtige Siliconkautschuke sind Silicone aus der Typenreihe DEHESIVE® der Wacker Chemie AG.
  • Der Schmelzkleber (B) ist üblicherweise eine Folie aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff. Solche Kunststoffe sind im Stand der Technik seit langem bekannt. Es können jedoch auch Folien mit zwei oder mehreren Schichten von verschiedenen thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffen zum Einsatz kommen.
  • Die Dicke der Folie (B) beträgt bevorzugt 5 μm bis 1000 μm um eine gute Haftung des Schichtverbundes (A) und (B) auf einem Substrat zu gewährleisten.
  • Falls die Folie (B) aus mehreren Schichten thermoplastischer Kunststoffe besteht, können die Schichtdicken in beliebigem Verhältnis zueinander stehen.
  • Die Erweichungstemperatur der eingesetzten thermoplastischen Polymere für (B) liegt im Bereich von +80°C bis +200°C. Beispiele von solchen thermoplastischen Polymeren, aus denen die Folien (B) gefertigt sein können sind:
    Polyurethane, Polyesterurethane, Polyetherurethane, alle Arten von thermoplastischen Polyurethanen.
    Polyester, Copolyester, Polyetherester, alle Arten von thermoplastischen Polyestern.
    Polyamide, Copolyamide, Polyetheramide, alle Arten von thermoplastischen Polyamiden.
    Polyethylen, Polyolefine, Polyalphaolefine, alle Arten von thermoplastischen Polyolefinen.
    Ethylenvinylacetat-Copolymere.
  • Die verwendbaren Folien (B) beschränken sich aber nicht auf die oben genannten Beispiele. Es können vielmehr alle Arten von thermoplastischen Polymeren oder Kunststoffen mit einer Erweichungstemperatur von 80 bis 200°C als Folien (B) verwendet werden.
  • Die Erweichungstemperatur für (B) wird nach DIN EN ISO 11357-1 bestimmt.
  • Zur Herstellung des erfindungsgemäßen 2-Schicht-Formkörpers können alle im Stand der Technik bekannten Verfahren angewandt werden.
  • Eine mögliche Ausführungsform des Herstellungsverfahrens besteht darin, dass die Folien (S) mit einer Siliconzusammensetzung beschichtet wird, und die Silikonzusammensetzung anschließend zu einer Silikonkautschukschicht (B) aushärtet.
  • Die Beschichtung kann beispielsweise mittels Rakelverfahren, Tauchverfahren, Extrusionsverfahren, Spritz- oder Sprühverfahren, alle Arten von Rollenbeschichtungen, wie Gravurwalzen, Pflatschen oder Auftrag über Mehrwalzensysteme sowie Siebdruck erfolgen. Siliconzusammensetzungen mit hohen Viskositäten können auch im Kalandrierverfahren auf die Folien (B) aufgebracht werden.
  • Die Beschichtung (A) kann dabei vollflächig aber auch in Strukturen partiell auf (B) aufgebracht werden. Die aufgebrachte Menge an Siliconzusammensetzung auf die Folie (B) beträgt üblicherweise 3 g/m2 bis zu 5.000 g/m2. Bevorzugt 10 g/m2 bis zu 3.000 g/m2
  • Die Vulkanisation der aufgebrachten Siliconzusammensetzung kann in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur, also etwa 20 bis 25°C, bis zu der Erweichungstemperatur der eingesetzten Folie (B) erfolgen.
  • Sollte es zur Vulkanisation eine bestimmte Temperatur benötigen, so kann diese nach üblichen Methoden wie z. B. Heißluftofen, IR Strahlung, Kontaktwärme und Wärmeübertrag durch Kontaktmedien aufgebracht werden.
  • Bei durch Strahlung härtenden Siliconszusammensetzungen erfolgt die Aushärtung durch entsprechende Bestrahlung bereits vor oder nach dem Aufbringen der Siliconzusammensetzung auf die Folie (B).
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein 3-Schicht-Formkörper bestehend aus:
    • (A) einer ersten Schicht aus einem Silikonkautschuk,
    • (B) einer Folien-Zwischenschicht aus einem Heißkleber,
    • (C) einem Substrat,
    mit den Maßgaben, dass
    • (i) die Haftung zwischen (A) und (B) mindestens 50 N/5 cm beträgt, gemessen nach ISO 53530, und
    • (ii) die Erweichungstemperatur von (B) zwischen 80 und 200°C beträgt, und
    • (iii) die Elastizität der Schichten (A) und (B) mindestens 150% Reißdehnung aufweist, und
    • (iv) die Haftung zwischen (B) und (C) mindestens 50 N/5 cm beträgt, gemessen nach ISO 53530, und
    • (v) (C) unempfindlich ist gegenüber der Temperatur gemäß (ii).
  • Das Verfahren zur Herstellung des 3-Schicht-Formkörper ist dadurch gekennzeichnet, dass
    der erfindungsgemäße 2-Schicht-Formkörper auf ein Substrat (C) aufgebracht wird,
    er einer Temperatureinwirkung unterzogen wird, die mindestens 10°C höher ist als die Erweichungstemperatur von (B), bei gleichzeitigem leichtem Anpressdruck,
    und danach eine Abkühlung unterhalb der Erweichungstemperatur von (B) erfolgt,
    mit der Maßgabe, dass das Substrat (C) gegenüber dieser Temperatureinwirkung unempfindlich ist, und
    die Temperatureinwirkung nur solange erfolgt bis die Folie (B) erweicht.
  • Der leichte Anpressdruck erfolgt beispielsweise über ein Bügeleisen oder eine Druckpresse. Insbesondere beim Einsatz von Druckpressen sollte ein Druck von bevorzugt mindestens 2 bar bezogen auf 100 cm2 aufgebraucht werden.
  • Da (A) unempfindlich gegen diese Erhitzung ist, bleiben ihre Funktionen erhalten, beispielsweise als Antirutschnoppen.
  • Als Substrate werden bevorzugt Textilgewebe (C) verwendet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit ein extrem einfaches Verfahren zur Beschichtung von Textilien mit Silikonkautschuken dar. Ein weitere Vorteil besteht darin, dass auch sehr offene Substrate oder Substrate mit sehr unregelmäßigen Oberflächen, die mit anderen Verfahren nicht oder nur sehr aufwändig zu beschichten sind, mit diesem Verfahren leicht beschichtet werden können.
  • Die beschriebenen 2-Schicht-Formkörper können auch als Reparaturmaterialien eingesetzt werden beispielsweise für die Reparatur von Rissen oder Löchern in Textilien. Das beschriebene Verfahren eignet sich auch zum einfachen Aufbringen von Logos, Bilder, Graphiken, sowie beliebige Strukturen auf verschiedene Substrate/Untergründe.
  • Beispiele
  • Anhand der folgenden Beispiele wird die prinzipielle Ausführbarkeit der vorliegenden Erfindung näher erläutert, ohne jedoch diese auf die darin offenbarten Inhalte zu beschränken. In den nachfolgenden Beispielen sind, falls jeweils nicht anders angegeben,
    • a) alle Mengenangaben auf das Gewicht bezogen;
    • b) alle Drücke bei einem Druck der umgebenden Atmosphäre, also etwa bei 0,1 MPa
    • c) alle Temperaturen bei Raumtemperatur also 20°C bis 25°C.
  • Beispiel 1
  • Auf eine Folie aus Polyesterurethan mit einer Erweichungstemperatur von 140°C wurde eine handelsübliche additionsvernetzende Siliconzusammensetzung mit einer Viskosität von 300.000 mpas (ELASTOSIL® SP 200 der Wacker Chemie AG) im Siebdruckverfahren in Noppenform aufgebracht. Bei 135°C wurde in 5 Minuten vulkanisiert.
  • Die Haftung nach ISO 53530 zwischen den Schichten betrug: 320 N/5 cm.
  • Die Elastizität des 2-Schichtformkörpers betrug: 180% Reißdehnung.
  • Der erhalten 2-Schicht-Formkörper wurde in einer Druckpresse bei 180°C und 3 bar Druck auf Socken aus Baumwollgestrick aufgepresst. Nach 2 Minuten wurden die Socken aus der Presse entfernt und erkalten gelassen.
  • Die Noppen aus Siliconkautschuk sind auf dem Textil fixiert und zeigen sehr gute Haftung von mehr als 300 N/5 cm nach ISO 53530 Nach 20 Wäschen bei 60°C in einer Waschmaschine war keine Schädigung des Verbundes zu erkennen.
  • Beispiel 2
  • Auf eine Folie aus Copolyamid mit einer Erweichungstemperatur von 150°C wurde ein handelsüblicher additionsvernetzender Siliconkautschuk mit einer Viskosität von 120.000 mpas (ELASTOSIL LR 6250 F der Wacker Chemie AG) mit einem Rakel in einer Schichtdicke von 200 μm aufgebracht. Die Schicht wurde in 3 Minuten bei 140°C vulkanisiert.
  • Die Haftung nach ISO 53530 zwischen den Schichten betrug: 410 N/5 cm.
  • Die Elastizität des 2-Schichtformkörpers betrug: 240% Reißdehnung.
  • Der erhalten 2-Schicht-Formkörper wurde mit einem Haushaltsbügeleisen auf einen Polyesterfilz mit leichtem Druck per Hand aufgebügelt. Die Temperatur des Bügeleisens war ca. 200°C.
  • Nach dem Erkalten war eine Schicht Siliconkautschuk fest mit dem Polyesterfilz verbunden. Die Haftung betrug 360 N/5 cm nach ISO 53530.
  • Beispiel 3
  • Auf eine Folie aus Polyetheramid mit einer Erweichungstemperatur von 145°C wurde mit einem handelsüblichen additionsvernetzenden Siliconbeschichtungsmittel mit einer Viskosität von 500 mpas (DEHESIVE® 920 der Wacker Chemie AG) mit einem Walzenauftragswerk beschichtet und in 20 Sekunden bei 140°C vulkanisiert. Die Schichtdicke betrug 10 μm.
  • Die Haftung nach ISO 53530 zwischen den Schichten betrug: 190 N/5 cm.
  • Die Elastizität des 2-Schichtformkörpers betrug: 180% % Reißdehnung.
  • Der erhalten 2-Schicht-Formkörper wurde nach dem Erkalten auf ein Polyamidgewebe mit einer Druckpresse bei 170°C und 3 bar Druck 30 Sekunden aufgepresst.
  • Nach dem Erkalten war ein geschlossener Siliconfilm auf dem Polyamidgewebe fixiert. Die Haftung betrug 180 N/5 cm nach ISO 53530.
  • Beispiel 4
  • Auf eine Folie aus Polyesterurethan mit einer Erweichungstemperatur von 130°C wurde eine handelsüblicher kondensationsvernetzender Siliconkautschuk mit einer Viskosität von 50.000 mpas (ELASTOSIL® E 50 der Wacker Chemie AG) im Siebdruckverfahren in Noppenform aufgebracht. Über Nacht wurde an der Luft gelagert, wobei der Siliconkautschuk aushärtet. Die Haftung nach ISO 53530 zwischen den Schichten betrug: 240 N/5 cm.
  • Die Elastizität des 2-Schichtformkörpers betrug: 210% Reißdehnung.
  • Der erhalten 2-Schicht-Formkörper wurde in einer Druckpresse bei 150°C und 3 bar Druck auf ein Polyamidgestrick aufgepresst. Die Noppen aus Siliconkautschuk sind auf der Stickware fixiert und zeigen sehr gute Haftung. Die Haftung betrug 230 N/5 cm nach ISO 53530.
  • Nach 20 Wäschen bei 60°C in einer Waschmaschine war keine Schädigung des Verbundes zu erkennen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2117366 B1 [0001, 0001]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ISO 53530 [0003]
    • DIN 53504 [0006]
    • DIN 53504 [0007]
    • DIN EN ISO 11357-1 [0020]
    • ISO 53530 [0028]
    • ISO 53530 [0028]
    • ISO 53530 [0037]
    • ISO 53530 [0040]
    • ISO 53530 [0042]
    • ISO 53530. [0045]
    • ISO 53530 [0047]
    • ISO 53530. [0050]
    • ISO 53530 [0051]
    • ISO 53530 [0053]

Claims (4)

  1. 2-Schicht-Formkörper bestehend aus: (A) einer ersten Schicht aus einem Silikonkautschuk, (B) einer Folie aus einem Heißschmelzkleber mit den Maßgaben, dass (i) die Haftung zwischen (A) und (B) mindestens 50 N/5 cm beträgt, gemessen nach ISO 53530, und (ii) die Erweichungstemperatur von (B) zwischen 80 und 200°C beträgt, und (iii) die Elastizität des 2-Schicht-Formkörpers mindestens 150% Reißdehnung aufweist.
  2. Verfahren zur Herstellung von 2-Schicht-Formkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien (B) mit einer Siliconzusammensetzung beschichtet wird, und die Silikonzusammensetzung anschließend zu einer Silikonkautschukschicht (B) aushärtet.
  3. 3-Schicht-Formkörper bestehend aus: (A) einer ersten Schicht aus einem Silikonkautschuk, (B) einer Folien-Zwischenschicht aus einem Heißkleber, (C) einem Substrat, mit den Maßgaben, dass (i) die Haftung zwischen (A) und (B) mindestens 50 N/5 cm beträgt, gemessen nach ISO 53530, und (ii) die Erweichungstemperatur von (B) zwischen 80 und 200°C beträgt, und (iii) die Elastizität der Schichten (A) und (B) mindestens 150% Reißdehnung aufweist, und (iv) die Haftung zwischen (B) und (C) mindestens 50 N/5 cm beträgt, gemessen nach ISO 53530, und (v) (C) unempfindlich ist gegenüber der Temperatur gemäß (ii).
  4. Verfahren zur Herstellung des 3-Schicht-Formkörper gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der 2-Schicht-Formkörper gemäß Anspruch 1 auf ein Substrat (C) aufgebracht wird, er einer Temperatureinwirkung unterzogen wird, die mindestens 10°C höher ist als die Erweichungstemperatur von (B), bei gleichzeitigem leichtem Anpressdruck, und danach eine Abkühlung unterhalb der Erweichungstemperatur von (B) erfolgt, mit der Maßgabe, dass das Substrat (C) gegenüber dieser Temperatureinwirkung unempfindlich ist, und die Temperatureinwirkung nur solange erfolgt bis die Folie (B) erweicht.
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