DE102018200428A1 - Flammhemmendes Polyurethan-Kunstleder und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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Yoon-Jong Cha
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Abstract

Es wird ein flammhemmendes Polyurethan-(PU-)Kunstleder und ein Verfahren zur Herstellung des flammhemmenden Polyurethan-(PU-)Kunstleders bereitgestellt, wobei das Verfahren das Herstellen eines Mikrofaser-Vliesstoffmaterials, das aufeinanderfolgende Bilden einer Polyurethan-Beschichtungsschicht und einer Haftschicht auf einer Oberfläche eines Trennpapiers und das Kombinieren des Vliesstoffmaterials und des Trennpapiers umfasst.

Description

  • QUERVERWEIS(E) AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2017-0021666 , eingereicht am 17. Februar 2017, deren gesamter Inhalt hierin für sämtliche Zwecke durch diese Bezugnahme aufgenommen ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft flammhemmendes PU-Kunstleder und ein Verfahren zu seiner Herstellung, und insbesondere flammhemmendes PU-Kunstleder, das Aluminiumhydroxid in einem Polyurethanharz umfasst, das in einen Mikrofaservliesstoff als Flammschutzmittel zur Verbesserung der Flammschutzwirkung imprägniert ist, und das ein Phosphor-basiertes Flammschutzmittel in einem Haftmittel mit einer Oberflächenbeschichtungsschicht umfasst, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Kunstleder, das aus einem Vliesstoff mit dreidimensional überbrückenden Mikrofasern und einem in den Vliesstoff imprägnierten polymeren elastischen Körper gebildet ist, weist ausgezeichnete Berührungsqualität, Lichtwirkung, Drapiereigenschaften und dergleichen auf und weist eine weiche Textur, die natürlichem Leder ähnelt, und ein einzigartiges Aussehen auf, und wurde häufig als Sitzflächenmaterial oder Innenmaterial von Transportmitteln, wie etwa Autos, Flugzeugen, Zügen und Schiffen (im Folgenden kurz „Fahrzeuge“ genannt) verwendet.
  • Kunstleder wird üblicherweise unter Verwendung von Verfahren zur Herstellung eines Vlieses mit Mikrofasern oder Verbundfasern, die zu Mikrofasern werden können, hergestellt, das heißt durch Imprägnieren eines polymerelastischen Körpers in den Vliesstoff und Behandeln des Ergebnisses mit einer wässrigen Alkalilösung oder einem organischen Lösungsmittel, um die Verbundfasern zu Mikrofasern zu machen, und anschließendes kontinuierliches Polieren und Färben der Faser.
  • Da Kunstleder jedoch aus einem Vliesstoff aus Mikrofasern und einem in den Vliesstoff imprägnierten porösen Polyurethanharz gebildet ist, wird Sauerstoff während der Verbrennung gleichmäßig zugeführt, und die Mikrofasern übernehmen die Rolle eines Dochtes und das poröse Polyurethan und ein Weichmacher übernehmen die Rolle des Gases, was das Kunstleder sehr anfällig für Brände macht.
  • Aktuell übliche Verfahren zur Imprägnierung eines Vliesstoffes in einer Lösung umfassen ein Brom-basiertes Flammschutzmittel. Brom-basierte Flammschutzmittel sind jedoch hochgiftig, und ihre Verwendung ist durch geltende Vorschriften eingeschränkt oder es werden Einschränkungen in der Zukunft erwartet. Andere Verfahren zur Bereitstellung eines flammhemmenden Kunstleders umfassen das Beschichten der Oberfläche des Kunstleders mit einer Flammschutzlösung. Verfahren zur Beschichtung eines ein Flammschutzmittel enthaltenden Polymerharzes auf der Rückseite von Kunstleder sind problematisch, da sich das entstehende Kunstleder aufgrund der großen Mengen an Flammschutzmittel, die zur Erzielung der Flammbeständigkeit benötigt werden, hart anfühlt, und auch das Erscheinungsbild des Kunstleders verschlechtert sich. PU-Kunstleder ist besonders problematisch, da ein zusätzliches Flammhemmverfahren notwendig ist, um eine ausreichende Flammbeständigkeit bereitzustellen, da sich das Flammschutzmittel auf eine Oberfläche des Kunstleders bewegt.
  • Die in diesem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung“ offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollen nicht als eine Bestätigung oder irgendeine Form von Vorschlag verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der dem Fachmann schon bekannt ist.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG
  • Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung zielen darauf ab, flammhemmendes PU-Kunstleder, das ein Aluminiumhydroxid-basiertes Flammschutzmittel anstelle eines Brom-basierten Flammschutzmittels in einem Polyurethanharz enthält, das in einen Mikrofaservliesstoff zur Verbesserung der Flammbeständigkeit des PU-Kunstleders imprägniert ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen umfasst das flammhemmende PU-Kunstleder auch ein Phosphor-basiertes Flammschutzmittel in einem Haftmittel mit einer Oberflächenbeschichtungsschicht. Das hierin beschriebene PU-Kunstleder verbessert die Flammbeständigkeit durch Einstellen des Gehalts jedes der Flammschutzmittel. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung desselben bereitgestellt.
  • Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht auf die oben beschriebene Aufgabe beschränkt, und andere Aufgaben, die nicht erwähnt sind, werden von Fachleuten aus den nachfolgend bereitgestellten Beschreibungen eindeutig verstanden.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines flammhemmenden PU-Kunstleders gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Herstellen eines Mikrofaser-Vliesstoffmaterials; das aufeinanderfolgende Bilden einer Polyurethan-Beschichtungsschicht und einer Haftschicht auf einer Oberfläche eines Trennpapiers; und das Kombinieren des Vliesstoffmaterials und des Trennpapiers umfassen.
  • Das Herstellen eines Mikrofaser-Vliesstoffmaterials kann das Imprägnieren eines Vliesstoffs in ein Polyurethanharz, das ein erstes Flammschutzmittel umfasst; und Behandeln des imprägnierten Vliesstoffs mit einem Alkalilösungsmittel, um das Gewicht zu reduzieren, umfassen.
  • Das Polyurethanharz kann das erste Flammschutzmittel in einer Menge von 40 Teilen pro hundert Teile Harz (PHR) bis 50 PHR (z. B. 40 PHR, 41 PHR, 42 PHR, 43 PHR, 44 PHR, 45 PHR, 46 PHR, 47 PHR, 48 PHR, 49 PHR oder 50 PHR) enthalten.
  • Das erste Flammschutzmittel kann Aluminiumhydroxid (Al(OH)3) sein.
  • Die Haftschicht kann ein zweites Flammschutzmittel in 20 PHR bis 30 PHR (z. B. 20 PHR, 21 PHR, 22 PHR, 23 PHR, 24 PHR, 2 5PHR, 26 PHR, 27 PHR, 28 PHR, 29 PHR oder 30 PHR) enthalten.
  • Das zweite Flammschutzmittel kann ein Phosphor-basiertes Flammschutzmittel sein.
  • Das zweite Flammschutzmittel kann ein nichtlösliches Flammschutzmittel mit einem Phosphorgehalt von ungefähr 10 Gew.-% oder mehr (z. B. ungefähr 10 Gew.-%, ungefähr 15 Gew.-%, ungefähr 20 Gew.-%, ungefähr 25 Gew.-%, ungefähr 30 Gew.-%, ungefähr 35 Gew.-%, ungefähr 40 Gew.-%, ungefähr 45 Gew.-%, ungefähr 50 Gew.-% oder mehr) und einem Alkalinitätswiderstand von ungefähr 60% oder mehr (z. B. ungefähr 60%, ungefähr 65%, ungefähr 70%, ungefähr 75%, ungefähr 80%, ungefähr 85% oder mehr) sein.
  • Das zweite Flammschutzmittel kann ein pulverförmiges Flammschutzmittel sein.
  • Das zweite Flammschutzmittel kann Bis-Amidphosphat sein.
  • Die Kombination kann die Haftschicht und das Vliesstoffmaterial kombinieren, so dass sie miteinander in Kontakt stehen.
  • Das flammhemmende PU-Kunstleder gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein mit Polyurethanharz imprägniertes Mikrofaser-Vliesstoffmaterial; und eine Haftschicht, die auf einer Oberfläche des Vliesstoffmaterials aufgetragen ist, umfassen.
  • Das Polyurethanharz kann 40 PHR bis 50 PHR (z. B. 40 PHR, 41 PHR, 42 PHR, 43 PHR, 44 PHR, 45 PHR, 46 PHR, 47 PHR, 48 PHR, 49 PHR oder 50 PHR) an Aluminiumhydroxid (Al(OH)3) umfassen.
  • Die Haftschicht kann 20 PHR bis 30 PHR (z. B. 20 PHR, 21 PHR, 22 PHR, 23 PHR, 24 PHR, 25 PHR, 26 PHR, 27 PHR, 28 PHR, 29 PHR oder 30 PHR) eines Phosphorsäureesterbasierten Flammschutzmittels umfassen.
  • Das Flammschutzmittel kann Bis-Amidphosphat sein.
  • Es versteht sich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung beispielhaft und erklärend sind und dazu dienen, die beanspruchte Erfindung näher zu erläutern.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen andere Merkmale und Vorteile auf, die aus den beigefügten Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich sind oder in diesen näher ausgeführt sind, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das schematisch die Zusammensetzung eines flammhemmenden PU-Kunstleders gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 2 ist eine graphische Darstellung, die Testergebnisse hinsichtlich der Brennbarkeit in Abhängigkeit von dem Gehalt an Aluminiumhydroxid zeigt, das als Flammschutzmittel in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
    • 3 ist eine graphische Darstellung, die die Wirkung der Erhöhung der Flammbeständigkeit in Abhängigkeit von dem Gehalt an Aluminiumhydroxid in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 4 ist eine graphische Darstellung, die Testergebnisse hinsichtlich der Brennbarkeit in Abhängigkeit von dem Gehalt an Bis-Amidphosphat zeigt, das in einer Haftschicht in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist; und
    • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung von flammgeschütztem PU-Kunstleder gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale darstellen, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart werden, einschließlich beispielsweise der spezifischen Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart werden, einschließlich beispielsweise spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Einbauorte und Formen werden zum Teil durch die jeweilige beabsichtigte Anwendung und die Benutzungsumgebung bestimmt.
  • In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung in den mehreren Figuren der Zeichnung.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Begriffe oder Wörter, die in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, sind nicht einschränkend auf allgemeine oder Wörterbuchbedeutungen zu interpretieren und sind als Bedeutungen und Konzepte zu verstehen, die den technologischen Vorstellungen der vorliegenden Erfindung entsprechen, basierend auf dem Prinzip, dass die Erfinder die Konzepte der Begriffe geeignet definieren können, um die Erfindung bestmöglich zu beschreiben. Dementsprechend sind die in der vorliegenden Spezifikation beschriebenen Ausführungsformen und die in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungen lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und repräsentieren nicht sämtliche technologischen Ideen der vorliegenden Erfindung, und es versteht sich daher, dass zum Zeitpunkt der Anmeldung verschiedene Äquivalente und modifizierte Beispiele, die die Ausführungsformen ersetzen können, vorhanden sein können. Ferner werden detaillierte Beschreibungen bekannter Funktionen und Ausgestaltungen, die möglicherweise dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung entgegenstehen, nicht mit aufgenommen. Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
  • 1 ist ein Diagramm, das schematisch eine Zusammensetzung eines flammhemmenden PU-Kunstleders gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Zunächst ist PHR in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Teile pro 100 Teile Harz und repräsentiert den Gehalt jeder Komponente pro 100 Teile Harz.
  • Unter Bezugnahme auf 1 kann flammhemmendes PU-Kunstleder gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer zu einem Muster verarbeitbaren Oberflächenbeschichtungsschicht, einer Mikrofaser-Vliesstoffmaterialschicht und einer an diesen anhaftenden Haftschicht gebildet sein.
  • Die Oberflächenbeschichtungslage kann mit einem Polyurethanharz beschichtet sein, und die Vliesstoffmaterialschicht kann einen Vliesstoff verwenden, der aus Seefasern aus regulärem Polyester und Inselfasern aus regulärem Polyamid gebildet ist. Dieser Vliesstoff wird in ein Polyurethanharz imprägniert, und hierin kann das Polyurethanharz als Flammschutzmittel Aluminiumhydroxid (Al(OH)3) enthalten. Dies ist, wie in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt, die den Grad der Zersetzung für ein Alkalilösungsmittel (z. B. NAOH) in einem Gewichtsreduzierungsverfahren zur Herstellung der nachfolgend zu beschreibenden Vliesstoffmikrofasern untersucht, aufgrund der Tatsache, dass Aluminiumhydroxid einen nahezu identischen Zersetzungsgrad mit Decabromdiphenylethan (DBDPE) aufweist, ein bestehendes Brom-basiertes Flammschutzmittel. Zudem wurde, wie in 2 gezeigt, festgestellt, dass Aluminiumhydroxid im Vergleich zu MC, das einen ähnlichen Zersetzungsgrad wie Al(OH)3 aufweist, eine bessere Flammbeständigkeit aufweist. In der nachfolgenden Tabelle 1 wurde das Gewicht der Restmenge (g) gemessen, indem sie 30 Minuten lang in einer 2,5%igen NaOH-Lösung und 90°C, einer bestehenden Gewichtsreduzierungsbedingung, behandelt und anschließend gefiltert wurde. [Tabelle 1]
    Nr. Flammschutzmittel Erstens (g) Zweitens (g) Mittelwert (g)
    1 DBDPE (Decabromdiphenylethan) 98,79 98,66 98,725
    2 Al(OH)3 96,16 98,27 97,215
    3 MC (Melamincyanurat) 96,47 93,32 94,895
    4 TBC (Tris(2,3-dibrompropyl) 88,83 97,72 93,275
    5 AP (Ammoniumpolyphosphat) 90,42 92,9 91,66
    6 MPP (Melaminpolyphosphat) 88,46 87,99 88,225
    7 BAP 93,78 78,75 86,265
    8 ADP (Aluminiumdiethylphosphinat) 81,15 89,1 85,125
    9 Mg(OH)2 84,24 85,79 85,015
    10 OP950 (Zinkdiethylphosphinat) 60,97 61,54 61,255
  • Hierin ist das Aluminiumhydroxid (Al(OH)3) bevorzugt in einer Menge von mehr als oder gleich 40 PHR und weniger als 50 PHR enthalten. Ein Zugeben von 50 PHR oder mehr kann Probleme bei den PU-Kunstlederqualitäten und -verfahren, wie etwa Ausblühungen auf der Oberfläche, Hydrolyse und überschüssiges Pulver bei Verfahren hervorrufen, und ein Zugeben von weniger als 40 PHR kann zu dem Problem der Verringerung der Flammbeständigkeit führen.
  • Zudem kann die Haftschicht zusätzlich ein Flammschutzmittel zur Erhöhung der Flammschutzleistung des PU-Kunstleders umfassen. Hier ist als Haftschicht das Verwenden eines Phosphor-basierten, genauer gesagt, Bis-Amidphosphats (im Folgenden BAP), das ein Phosphorsäureester-basiertes Flammschutzmittel ist, bevorzugt. Dies liegt daran, dass das BAP einen Phosphorgehalt von 10 Gew.-% oder mehr aufweist, einen Alkalinitätswiderstand von 60% oder mehr aufweist und in Wasser nicht löslich ist und daher nicht das Problem verursacht, dass es nach dem Trocknen in Wasser gelöst wird, und eine günstige Verträglichkeit mit Urethan aufweist. Bei der Zugabe von BAP in einer Menge von weniger als 20 PHR ist die Flammbeständigkeit nicht hoch, und daher wird die Zugabe von BAP in einer Menge von 20 PHR oder mehr bevorzugt, um 50 (mm/min), den angestrebten Grad der Brennbarkeit, zu erzielen. Aber auch bei der Zugabe von mehr als 20 PHR ist die Wirkung der Verbesserung der Flammbeständigkeit unter Berücksichtigung der verwendeten Menge unbedeutend, und daher kann die Zugabe von 20 PHR mehr bevorzugt sein.
  • 3 zeigt eine graphische Darstellung, die eine Wirkung des Erhöhens der Flammbeständigkeit in Abhängigkeit von dem Gehalt an Aluminiumhydroxid in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bei Bezugnahme auf 3 wird festgestellt, dass 50 (mm/Minute), das angestrebte Grad der Brennbarkeit, erzielt wird, wenn Aluminiumhydroxid in einer Menge von 40 PHR oder mehr zusammen mit 20 PHR von BAP, das in der Haftschicht in dem Vliesstoff verwendet wird, zugegeben wird. Aber selbst wenn Aluminiumhydroxid in einer Menge von mehr als 40 PHR zugegeben wird, ist die Wirkung der Verbesserung der Flammbeständigkeit unter Berücksichtigung der verwendeten Menge unbedeutend, und daher kann es mehr bevorzugt sein, eine Menge von 40 PHR zuzugeben.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung von flammhemmendem PU-Kunstleder gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Unter Bezugnahme auf 5 kann ein Verfahren zur Herstellung von flammhemmendem PU-Kunstleder gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Herstellen eines Mikrofaser-Vliesstoffmaterials (S100); das aufeinanderfolgende Bilden einer Polyurethan-Beschichtungsschicht und einer Haftschicht auf einer Oberfläche eines Trennpapiers (S200); und das Kombinieren des Vliesstoffmaterials und des Trennpapiers (S300) umfassen.
  • Hierin kann die Herstellung eines Mikrofaser-Vliesstoffmaterials (S100) das Imprägnieren eines Vliesstoffs in ein Polyurethanharz mit einem ersten Flammschutzmittel; und das Behandeln des imprägnierten Vliesstoffs mit einem Alkalilösungsmittel, um das Gewicht zu reduzieren, umfassen.
  • Wie oben beschrieben, kann das Polyurethanharz Aluminiumhydroxid (Al(OH)3) als erstes Flammschutzmittel anstelle eines Brom-basierten Flammschutzmittels enthalten, und hierin ist das Aluminiumhydroxid bevorzugt in einer Menge von mehr als oder gleich 40 PHR und weniger als 50 PHR zugegeben. Die Zugabe von 50 PHR oder mehr kann Probleme bei PU-Kunstlederqualitäten und -verfahren, wie etwa Oberflächenausblühungen, Hydrolyse und überschüssiges Pulver bei Verfahren verursachen, und die Zugabe von weniger als 40 PHR kann das Problem einer Verringerung der Flammbeständigkeit verursachen.
  • Insbesondere werden in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner 40 PHR Aluminiumhydroxid, 200 PHR N,N-Dimethylformamid (DMF), 1 PHR eines Additivs und 5 PHR eines Toners zu 100 PHR des Polyurethanharzes zur Ölimprägnierung zusätzlich zu dem Aluminiumhydroxid zugegeben, und bezogen auf die Gesamtmischmenge werden das Polyurethanharz zur Ölimprägnierung, das DMF, das Additiv, der Toner und das Aluminiumhydroxid in einem Mischbehälter gemäß dem Mischungsverhältnis gewogen, und die abgewogene Mischlösung wird 1 Stunde lang bei einer Rührrate von 700 UpM ausreichend gemischt, so dass keine Aluminiumhydroxidagglomeration auftritt. Die ausreichend gemischte, mit PU imprägnierte Lösung wird mit einem Filterelement gefiltert, und anschließend wird eine Sichtprüfung auf Verschmutzung, Fremdstoffe, Aluminiumhydroxidagglomeration und dergleichen durchgeführt. Die Verwendung des Polyurethanharzes zur Imprägnierung, die mit der Prüfung abgeschlossen ist, erfolgt bevorzugt innerhalb von 10 Stunden, und zwar aufgrund einer Abweichung der Brennbarkeit, die infolge der Aluminiumhydroxid-Fällung auftreten kann. Zudem darf das wie oben gemischte Polyurethanharz keine Kontamination, Fremdstoffe und Aggregation aufweisen, die durch die Zugabe von Aluminiumhydroxid auftreten, und muss die Viskosität, die die Standardanforderungen erfüllt, aufrechterhalten.
  • Durch Behandeln des mit Polyurethanharz imprägnierten Vliesstoffs, der das erste Flammschutzmittel enthält, mit einem Alkalilösungsmittel, wie etwa NaOH, wird Polyester, eine Seefaser, eluiert, und Mikrofasern werden erhalten.
  • Jedoch ist eine ausreichende Flammbeständigkeit nicht mit nur dem ersten Flammschutzmittel in dem Polyurethanharz, das in den Mikrofaservliesstoff imprägniert ist, sichergestellt, und die Haftschicht umfasst bevorzugt auch ein zweites Flammschutzmittel. Hierin verwendet das zweite Flammschutzmittel bevorzugt ein Phosphor-basiertes, insbesondere Bis-Amidphosphat (BAP), das ein Phosphorsäureester-basiertes Flammschutzmittel in Pulverform ist. Dies liegt daran, dass BAP einen Phosphorgehalt von 10 Gew.-% oder mehr aufweist, einen Alkalinitätswiderstand von 60% oder mehr aufweist und in Wasser nicht löslich ist und daher nicht das Problem verursacht, dass es nach dem Trocknen in Wasser gelöst wird, und eine günstige Verträglichkeit mit Urethan aufweist. Unter Bezugnahme auf 4 ist die Flammschutzwirkung nicht hoch, wenn BAP in einer Menge von weniger als 20 PHR zugegeben wird, und daher wird die Zugabe von BAP in einer Menge von 20 PHR oder mehr bevorzugt, jedoch kann die Zugabe von BAP in einer Menge von 30 PHR oder mehr zu dem Problem einer Verringerung der Haftfestigkeit führen, und daher wird BAP besonders bevorzugt in einer Menge von mehr als oder gleich 20 PHR und weniger als 30 PHR zugegeben.
  • Insbesondere sind in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner 20 PHR DMF, 20 PHR Methylethylketon (MEK), 18 PHR eines Vernetzungsmittels und 3 PHR eines Beschleunigungsmittels in 100 PHR des Adhäsivharzes enthalten, und 20 PHR eines Phosphor-basierten Flammschutzmittels (BAP) sind enthalten. Nach jeder Prüfung werden das Adhäsivharz, das Harz zur Ölimprägnierung, das DMF, das MEK, das Vernetzungsmittel, das Beschleunigungsmittel und das Phosphor-basierte Flammschutzmittel in einem Mischbehälter entsprechend dem Mischungsverhältnis basierend auf der Gesamtmischmenge gewogen, und die gewogene Mischlösung wird 15 Minuten lang oder länger ausreichend vermischt, so dass das pulverförmige Phosphor-basierte Flammschutzmittel nicht agglomeriert. Dabei darf das Haftmittel keine Kontamination, Fremdstoffe, Flammschutzmittelagglomeration und dergleichen aufweisen und wird bevorzugt unmittelbar nach dem Mischen verwendet. Dies dient dazu, eine durch die Vernetzungsreaktion bewirkte Erhöhung der Viskosität zu verhindern.
  • In der Kombination (S300) werden das Vliesstoffmaterial und das als Beschichtungsschicht gebildete Trennpapier kombiniert, und daher müssen die Haftschicht und das Vliesstoffmaterial so kombiniert werden, dass sie miteinander in Kontakt stehen, und nach dem Durchlaufen des Trocknungsvorgangs können ferner die Schritte des Entfernens des Trennpapiers und des Verarbeitens von Mustern auf der Oberflächenbeschichtungsschicht ausgeführt werden.
  • Als Brennbarkeitsprüfung in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Probe mit einer Breite von 350 mm und einer Länge von 100 mm verwendet, und die Probe wird 15 Sekunden lang einer Flamme ausgesetzt, wobei die Flammengröße auf 38 mm festgelegt und anschließend entfernt wird, und zwischen den Punkten A und B auf der Probe, die mit einem Abstand von 250 mm voneinander getrennt sind, wird die zur Verbrennung von A nach B benötigte Zeit gemessen. In der Prüfung bedeutet selbstverlöschend, dass die Flamme vor Erreichen des A-Punktes nach der Flammenentfernung erlischt oder die Flamme nach Erreichen des A-Punktes innerhalb von 60 Sekunden erlischt und die Verbrennungslänge weniger als 50 mm beträgt. [Tabelle 2]
    Nr. Kategorie Stoff (PHR) Haftmittel (PHR) Ergebnis der Bewertung der Brennbarkeit (mm/Minute)
    Vergleichsbeispiel 1 bestehende Zusammensetzung DBDPE+SB2O 3 (30 P) DBDPE (12 P) selbstverlöschend
    Vergleichsbeispiel 2 unbehandelt X X 184 bis 199
    Vergleichsbeispiel 3 nur mit Haftmittel behandelt X BAP (50 P) 128 bis 157
    Vergleichsbeispiel 4 Al(OH)3 Wirkung Al(OH)3 (30 P) BAP (20 P) 93 bis 113
    Beispiel 1 Al(OH)3 (40 P) BAP (20 P) 5
  • Tabelle 2 zeigt das Ergebnis der Prüfung der Flammbeständigkeit des PU-Kunstleders gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Vergleichsbeispiel 1, das ein bestehendes Brom-basiertes Flammschutzmittel verwendet, ist als selbstverlöschendes Material wirksam, weist aber das Problem auf, dass es in Zukunft aufgrund schädlicher Einflüsse auf den menschlichen Körper gesetzlichen Vorschriften unterliegen wird.
  • Zudem wurde in Vergleichsbeispiel 3 festgestellt, dass die Verwendung eines Phosphor-basierten Flammschutzmittels (BAP) nur auf dem Haftmittel wirksam war. Wie in Tabelle 1 angegeben, verwendete das Beispiel der vorliegenden Erfindung Al(OH3), das eine ausgezeichnete Alkalinitätsbeständigkeit aufweist, als in einen Vliesstoff imprägniertes Flammschutzmittel, und in dem Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasste das zur Imprägnierung in den Vliesstoff verwendete Flammschutzmittel Al(OH)3 in einer Menge von 40 PHR oder mehr, und wenn Al(OH)3 in einer Menge von 50 PHR oder mehr zugegeben wird, können Probleme bei den PU-Kunstlederqualitäten und -verfahren, wie etwa Oberflächenausblühungen, Hydrolyse und überschüssiges Pulver in Verfahren, wie oben beschrieben auftreten, und daher ist der Gehalt bevorzugt auf mehr als oder gleich 40 PHR und weniger als 50 PHR begrenzt.
  • Zudem ist bei Bezugnahme auf die nachfolgende Tabelle 3, in der die Brennbarkeit für bestimmte Flammschutzmittelarten und -gehalte bewertet wird, die Wirkung einer Verbesserung der Brennbarkeit nicht hoch, wenn lediglich BAP zu der Haftschicht zugegeben wird, und wenn BAP in der Haftschicht zusammen mit Aluminiumhydroxid in dem Vliesstoff verwendet wurde, trat kaum eine Verbrennung mit einer durchschnittlichen Brennbarkeit von 5 mm auf, wenn der Gehalt 20 PHR oder mehr war, und es wurde festgestellt, dass eine ausgezeichnete Flammbeständigkeit erzielt wurde. Zudem wurde bei einer Zugabe von Aluminiumhydroxid in einer Menge von 40 PHR oder mehr in den Vliesstoff zusammen mit einer Zugabe von BAP in einer Menge von 20 PHR oder mehr in die Haftschicht ebenfalls eine ganz ausgezeichnete mittlere Brennbarkeit festgestellt. [Tabelle 3]
    Vliesstoff Haftmittel Brennbarkeit (mm/Minute)
    bestimmter Wert Al(OH)3 (PHR) BAP (PHR) Ergebnis der Bewertung Durchschnitt
    keine Vliesstoffbehandlung 0 0 199 184 190 191
    0 20 108 115 101 112 109
    0 50 155 128 157 147
    BAP 0 (PHR) 20 0 172 184 184 197 184
    30 0 161 182 186 176
    40 0 140 200 171 162 171 169
    50 0 159 120 97 162 135 135
    BAP 20 (PHR) 20 20 123 96 119 112
    30 20 93 126 113 111
    40 20 5 5 5 5 5 5
    50 20 5 5 28 5 5 10
    Al(OH)3 40 (PHR) 40 0 140 200 171 162 171 169
    40 10 83 154 105 110 104 111
    40 20 5 5 5 5 5 5
    40 30 5 5 5 5 5 5
    40 40 5 5 5 5 5 5
    40 50 5 5 5 5 5 5
    Al(OH)3 50 (PHR) 50 0 159 120 97 162 135 135
    50 10 121 162 5 183 88 112
    50 20 5 5 28 5 5 10
    50 30 5 5 5 5 5 5
    50 40 37 5 5 5 5 11
    50 50 5 5 5 5 5 5
  • Wie oben beschrieben, gab es bei der Herstellung von flammhemmenden PU-Kunstleder durch die Verwendung von Aluminiumhydroxid als erstes Flammschutzmittel im Polyurethanharz zur Imprägnierung keinen Verlust in dem Schritt der Gewichtsabnahme, und durch zusätzliche Zugabe eines Phosphor-basierten Flammschutzmittels (BAP) in das Haftmittel wurde eine ausgezeichnete Flammschutzwirkung erzielt. Mit anderen Worten, bei der Herstellung von flammhemmendem PU-Kunstleder können proaktive Antworten auf gesetzliche Vorschriften gegeben werden, da toxische Brom-basierte Flammschutzmittel nicht verwendet werden, und ausreichende Wirkungen werden erzielt, ohne dass ein separates flammhemmendes Verfahren hinzugefügt wird.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst Aluminiumhydroxid in einem in einen Mikrofaservliesstoff imprägnierten Polyurethanharz als Flammschutzmittel, umfasst Phosphor-basiertes Flammschutzmittel in einem Haftmittel mit einer Oberflächenbeschichtungsschicht und reguliert den Gehalt jedes der Flammschutzmittel, die bei der Verbesserung der Flammbeständigkeit von PU-Kunstleder wirksam sind.
  • Zudem wird Aluminiumhydroxid anstelle eines Brom-basierten Flammschutzmittels zugegeben, was bei der Erfüllung von in der Zukunft zu erwartenden gesetzlichen Vorschriften effektiv ist.
  • Die vorstehenden Beschreibungen spezifischer beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zum Zwecke der Veranschaulichung und der Beschreibung präsentiert. Sie sollen nicht abschließend sein oder die Erfindung auf die offenbarten genauen Formen beschränken, und offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen in Anbetracht der obigen Lehren möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um bestimmte Grundgedanken der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es anderen Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und zu nutzen. Der Umfang der Erfindung soll durch die folgenden beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente definiert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020170021666 [0001]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung von flammhemmendem Polyurethan-(PU-)Kunstleder, umfassend: Bereitstellen eines Mikrofaser-Vliesstoffmaterials; aufeinanderfolgendes Bilden einer Polyurethan-Beschichtungsschicht und einer Haftschicht auf einer Oberfläche eines Trennpapiers; und Kombinieren des Vliesstoffmaterials und des Trennpapiers.
  2. Verfahren zur Herstellung von flammhemmendem PU-Kunstleder nach Anspruch 1, wobei der Schritt zur Herstellung des Mikrofaser-Vliesstoffmaterials das Imprägnieren eines Vliesstoffs in ein Polyurethanharz, das ein erstes Flammschutzmittel umfasst; und das Behandeln des imprägnierten Vliesstoffs mit einem Alkalilösungsmittel zur Gewichtsreduzierung umfasst.
  3. Verfahren zur Herstellung von flammhemmendem PU-Kunstleder nach Anspruch 2, wobei das Polyurethanharz das erste Flammschutzmittel in einer Menge von mehr als oder gleich 40 Teilen pro hundert Teile Harz (PHR) und weniger als 50 PHR umfasst.
  4. Verfahren zur Herstellung von flammhemmendem PU-Kunstleder nach Anspruch 3, wobei das erste Flammschutzmittel Aluminiumhydroxid (Al(OH)3) ist.
  5. Verfahren zur Herstellung von flammhemmendem PU-Kunstleder nach Anspruch 1, wobei die Haftschicht ein zweites Flammschutzmittel in einer Menge von 20 PHR oder mehr umfasst.
  6. Verfahren zur Herstellung von flammhemmendem PU-Kunstleder nach Anspruch 5, wobei das zweite Flammschutzmittel ein Phosphor-basiertes Flammschutzmittel ist.
  7. Verfahren zur Herstellung von flammhemmendem PU-Kunstleder nach Anspruch 6, wobei das zweite Flammschutzmittel ein nicht lösliches Flammschutzmittel mit einem Phosphorgehalt von 10 Gew.-% oder mehr und einem Alkalinitätswiderstand von 60% oder mehr ist.
  8. Verfahren zur Herstellung von flammhemmendem PU-Kunstleder nach Anspruch 7, wobei das zweite Flammschutzmittel ein pulverförmiges Flammschutzmittel ist.
  9. Verfahren zur Herstellung von flammhemmendem PU-Kunstleder nach Anspruch 6, wobei das zweite Flammschutzmittel Bis-Amidphosphat ist.
  10. Verfahren zur Herstellung von flammhemmendem PU-Kunstleder nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Kombinierens umfasst, dass die Haftschicht und das Vliesstoffmaterial so kombiniert werden, dass sie miteinander in Kontakt sind.
  11. Flammhemmendes PU-Kunstleder, umfassend: ein mit Polyurethanharz imprägniertes Mikrofaser-Vliesstoffmaterial; und eine Haftschicht, die auf einer Oberfläche des Vliesstoffmaterials aufgebracht ist.
  12. Flammhemmendes PU-Kunstleder nach Anspruch 11, wobei das Polyurethanharz Aluminiumhydroxid (Al(OH3) in einer Menge von mehr als oder gleich 40 PHR und weniger als 50 PHR umfasst.
  13. Flammhemmendes PU-Kunstleder nach Anspruch 11, wobei die Haftschicht ein Phosphorsäureester-basiertes Flammschutzmittel in einer Menge von 20 PHR oder mehr umfasst.
  14. Flammhemmendes PU-Kunstleder nach Anspruch 13, wobei das Flammschutzmittel Bis-Amidphosphat ist.
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