DE19534977A1 - Verbundmaterial mit einer geringen Permeationsrate - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundmaterial mit einer geringen Permea­ tionsrate, das mindestens eine textile Trägerschicht, eine auf der Trä­ gerschicht aufgebrachte Gummierungsschicht aus einem elastomeren Material und eine an die Gummierungsschicht angrenzende, mit gerin­ ger Permeationsrate ausgebildete Sperrschicht aufweist.

Derartige Verbundmaterialien sind bekannt und werden insbesondere zur Herstellung von Dämpfespeichern und Gasspeichern zum Auffan­ gen, Aufnehmen und Speichern von Dämpfen und Gasen und Gasge­ mischen unterschiedlicher Art, aber auch zur Herstellung von Schutz­ bekleidung verwendet.

Aus der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen P 44 16 356.8 ist ein Verbundmaterial mit mindestens einer textilen Träger­ schicht und einer darauf aufgebrachten gummiartigen Beschichtung bekannt, wobei die Trägerschicht aus einem farblosen, hochfesten, synthetischen Garnmaterial besteht und die Beschichtung auf einer Ethylenvinylacetat-Copolymer-Basis aufbaut. Das bekannte Verbund­ material dient insbesondere zur Herstellung von Gashüllen für Luft­ schiffe.

In "Neueste Entwicklungen auf dem Gebiet der elastomerbeschichte­ ten Gewebe am Beispiel eines flexiblen Tanks" von H. Eymer, Kaut­ schuk-Gummi-Kunststoffe, Nr. 1193, Seiten 57 bis 62 werden diffusi­ onsbeständige Stoffe, insbesondere zur Herstellung flexibler Lagerbe­ hälter und treibstoffbeständiger Tanks beschrieben. Der Aufbau eines derartigen gummierten Gewebes geht insbesondere aus den Seiten 58 und 59 hervor, wonach ein Polyamid-Gewebe als Festigkeitsträger beidseitig mit einem Haftsystem aus Nitrilkautschuk (NBR) beschichtet ist. Auf einer Seite sind auf diesem NBR-Haftsystem weitere Beschich­ tungen aus chlorsulfoniertem Polyethylen CSM und CSM/NBR aufge­ bracht. Auf der anderen Seite schließt sich an die NBR-Schicht eine Sperrschicht-Folie an, auf welcher wiederum eine NBR-Platte aufge­ bracht ist. Durch das Einfügen einer Sperrschicht-Folie, beispielsweise einer homogenen Polyamidfolie, wird eine wesentliche Verringerung der Durchlässigkeit erreicht.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ bundmaterial mit einer geringen Permeationsrate zu schaffen, das ein­ fach herstellbar, flexibel und in sich spannungsfrei ist und das über eine möglichst homogene Verbindung der Gummierungsschicht und der Sperrschicht verfügt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verbundmaterial mit einer geringen Permeationsrate vorgeschlagen, das mindestens eine textile Trägerschicht, eine auf der Trägerschicht aufgebrachte Gummierungsschicht aus einem elastomeren Material und eine an die Gummierungsschicht angrenzende, mit geringer Permeationsrate aus­ gebildete Sperrschicht aufweist, wobei die Sperrschicht aus einer Mi­ schung eines elastomeren Materials mit einem Kunststoff geringer Permeationsrate besteht. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Sperrschicht als eine Mischung eines elastomeren Materials mit einem Kunststoff geringer Permeationsrate kann die Sperrschicht be­ sonders einfach auf der Gummierungsschicht aufgebracht werden, die ebenfalls aus einem elastomeren Material besteht. Die beiden Schich­ ten weisen nach dem Auftragen eine besonderes gute Verbindung auf, ohne daß ein zusätzlicher Haftvermittler zwischen den beiden Schich­ ten notwendig ist.

Das derart aufgebaute Verbundmaterial verfügt über eine ausreichend geringe Permeationsrate, da der Kunststoff in der Mischung der Sperr­ schicht eine geringe Permeationsrate aufweist. Das erfindungsgemäße Verbundmaterial läßt sich somit zur Herstellung von Gas- und Dämp­ fespeichern, beispielsweise zur Herstellung von Luftschiffhüllen, ver­ wenden.

Die bekannte Verwendung einer Polyamidfolie als Sperrschicht trägt zu einer Versteifung des Verbundmaterials bei, so daß ein erfindungs­ gemäßes Verbundmaterial ohne Sperrschichtfolie über eine hohe Fle­ xibilität verfügt. Das erfindungsgemäße Verbundmaterial ist auch ein­ fach herstellbar, da die jeweils elastomeres Material enthaltenden Schichten einfach miteinander zu verbinden sind. Demgegenüber sind Verbindungen zwischen Folien und Gummi nur mit hohem technischen und umweltbelastenden Aufwand zu erreichen. Des weiteren stellt das erfindungsgemäße Verbundmaterial mit einer geringen Permeationsra­ te einen spannungsfreien gummierten Stoff dar, da sich die Ausdeh­ nungskoeffizienten der Gummierungsschicht und der Sperrschicht nur geringfügig unterscheiden. Bei der Verwendung von Folien als Sperr­ schicht liegen höhere Unterschiede der Ausdehnungskoeffizienten vor, so daß es vor allem im Kantenbereich des gummierten Stoffes zu ei­ nem sogenannten Rolleffekt kommt.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Sperrschicht gleiches elastomeres Material wie die Gummierungsschicht auf. Da­ durch gestaltet sich das Aufeinanderanbringen der Gummierungs­ schicht und der Sperrschicht besonders einfach, und es wird eine be­ sonders homogene Verbindung der beiden Schichten miteinander er­ reicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kunststoff geringer Permeationsrate Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polyvinylidenchlorid (PVDC).

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Mischung des elastomeren Ma­ terials mit dem Kunststoff geringer Permeationsrate in einem Misch­ verhältnis von 1 : 1 bis 1 : 5 erwiesen, wobei das bevorzugte Mischver­ hältnis im Bereich 1 : 3 liegt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Gummie­ rungsschicht und der textilen Trägerschicht eine Haftvermittlerschicht vorgesehen. Dadurch wird eine besonders gute Verbindung der texti­ len Trägerschicht mit den darauf angebrachten elastomerhaltigen Schichten erreicht.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die textile Träger­ schicht beidseitig mit einer Gummierungsschicht versehen. Dadurch wird die Permeabilität des Verbundmaterials weiter verringert. Darüber hinaus liegt dann eine symmetrische Ausgestaltung des Verbundma­ terials vor.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen schematischen Schnitt durch ein erfin­ dungsgemäßes Verbundmaterial.

Das in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellte Verbundma­ terial 10 weist eine textile Trägerschicht 11 auf, die beidseitig mit Gummierungsschichten 13 beschichtet ist. Zwischen den Gummie­ rungsschichten 13 und der textilen Trägerschicht 11 ist jeweils eine Haftvermittlerschicht 12 vorgesehen. Eine derartige Haftvermittler­ schicht 12 trägt zu einer besseren Verbindung der Gummierungs­ schicht 13 mit der textilen Trägerschicht 10 bei, ist jedoch nicht un­ bedingt notwendig.

Auf der in der Zeichnung dargestellten Gummierungsschicht 13 ist eine Sperrschicht 14 aufgebracht. In anderer Ausgestaltung der Erfin­ dung kann die Sperrschicht 14 auch unter der Gummierungsschicht 13 angeordnet sein - wichtig ist, daß die Sperrschicht 14 und die Gummierungsschicht 13 aneinanderliegen.

Die Sperrschicht 14 besteht erfindungsgemäß aus einer Mischung eines elastomeren Materials mit einem Kunststoff geringer Permeati­ onsrate. Insbesondere besteht die Sperrschicht 14 aus einer Mischung aus PVDF, PVDC oder einem anderen Kunststoff mit ähnlichen Eigen­ schaften und einem elastomeren Material, wobei das Mischungsver­ hältnis vorzugsweise 3 : 1 beträgt.

Das elastomere Material der Sperrschichtmischung ist dasselbe ela­ stomere Material, aus dem die Gummierungsschicht 13 besteht. Für die Gummierungsschicht 13 werden bekannte Gummimischungen auf der Basis von Elastomeren verwendet, die insbesondere in Abhängig­ keit von dem zukünftigen Einsatz des Verbundmaterials ausgewählt werden. Für Kraftstoffdämpfespeicher empfiehlt sich die Verwendung von Nitrilkautschuk (NBR), für Gasspeicher die Verwendung von Poly­ chloropren-Kautschuk (CR), für Luftschiffgashüllen die Verwendung von EVA (Ethylen-Vinylacetat) und/oder CSM.

Die Haftvermittlerschicht 12 zwischen der textilen Trägerschicht 11 und der Gummierungsschicht 13 besteht beispielsweise aus einem Gummi-Isocyanat-Gemisch.

Das erfindungsgemäß und vorstehend beschriebene Verbundmaterial mit einer geringen Permeationsrate zeichnet sich durch seine Flexibili­ tät aus, da sämtliche auf der textilen Trägerschicht 11 aufgebrachten Schichten 12, 13, 14 ein elastomeres Material enthalten und keine zusätzlichen Folien vorgesehen sind. Das beschriebene Verbundmate­ rial ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar, da die einzel­ nen Schichten ohne besondere Herstellungsschritte gut haftend auf­ einander angebracht werden können. Des weiteren tritt bei dem erfin­ dungsgemäßen Verbundmaterial auf Grund seines nahezu symmetri­ schen Aufbaus kein Rolleffekt auf, wie er z. B. bei Verbundmaterialien mit eingearbeiteten Foliensperrschichten zu beobachten ist.

Claims (7)

1. Verbundmaterial mit einer geringen Permeationsrate, das min­ destens eine textile Trägerschicht (11), eine auf der Träger­ schicht (11) aufgebrachte Gummierungsschicht (13) aus einem elastomeren Material und eine an die Gummierungsschicht (13) angrenzende, mit geringer Permeationsrate ausgebildete Sperr­ schicht (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperr­ schicht (14) aus einer Mischung eines elastomeren Materials mit einem Kunststoff geringer Permeationsrate besteht.

2. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (14) gleiches elastomeres Material enthält wie die Gummierungsschicht (13) aufweist.

3. Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kunststoff geringer Permeationsrate Polyviny­ lidenfluorid (PVDF) oder Polyvinylidenchlorid (PVDC) ist.

4. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung des elastomeren Materials mit dem Kunststoff geringer Permeationsrate ein Mischverhält­ nis von 1 : 1 bis 1 : 5 aufweist.

5. Verbundmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischverhältnis 1 : 3 beträgt.

6. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gummierungsschicht (13) und der textilen Trägerschicht (11) eine Haftvermittlerschicht (12) vorgesehen ist.

7. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die textile Trägerschicht (11) beidseitig mit einer Gummierungsschicht (13) versehen ist.