DE2013826B2

DE2013826B2 -

Info

Publication number: DE2013826B2
Application number: DE19702013826
Authority: DE
Inventors: Emil J. Keerbergen Bajoit (Belgien); David J. Bruessel Huggins; Arno Dipl.-Chem.Dr. 2000 Hamburg Kluge
Original assignee: Esso Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1970-03-23
Filing date: 1970-03-23
Publication date: 1973-11-08
Also published as: FR2084992A5; DE2013826A1; DE2119150A1; GB1329915A; GB1331988A

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Mischung aus ataktischem Polypropylen und einem thermoplastischen Erdölkohlenwasserstoffharz als Rückenbeschichtungsmasse für Teppichfliesen.

Für die Rückenbeschichtung von Teppichgeweben, die nach dem Beschichten zu Teppichfliesen verarbeitet werden, eignen sich nur solche Massen, die den Teppichfliesen folgende Eigenschaften verleihen:

a) Gute Verankerung der Flornoppen:

Bei Tufting-Geweben sind die Flornoppen bei dem den Webstuhl verlassenden Gewebe zunächst gar nicht verankert. Zur Befestigung der Flornoppen dient ausschließlich die anschließend aufgebrachte Rückenbeschichtungsmasse. Auch bei anderen Teppichgeweben mit geringerer Flordichte, wie z. B. bei Wilton-Teppichgeweben, muß durch das Aufbringen einer Rückenbeschichtungsmasse die Noppenverankerung verbessert werden.

b) Hohe Randfestigkeit:

Nach der Beschichtung des Teppichgewebes darf während des Stanzens zu Teppichfliesen an den Schnittkanten kein Ausfransen der Flornoppen auftreten. Die Beschichtungsmasse muß ausreichend flexibel sein, damit beim Ausstanzen der Teppichfliesen an den Stanzkanten keine Haarrisse auftreten.

c) Ausreichende Rutschfestigkeit:

Die Rückenbeschichtungsmasse muß nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur der Teppichfliese eine ausreichende Rutschfestigkeit geben.
d) Gute Flexibilität und ausreichende Druckfestigkeit:

Die Rückenbeschichtungsmasse muß auch bei Temperaturen unter 0°C möglichst flexibel sein, damit beim Verlegen der Teppichfliesen ia kalten

ίο Räumen keine Risse in der Beschichtungsmasse auftreten. Die Flexibilität der Masse muß andererseits so eingestellt sein, daß der durch Möbel ausgeübte Dauerdruck nicht zu tiefen Eindrücken führt. Die Flexibilität der Rückenbeschichtungsmasse muß ferner so gewählt werden, daß die Teppichfliesen nach dem Verlegen auf Zementestrich, Holzfußböden, PVC-Fliesen usw. beim Begehen kein klapperndes Geräusch verursachen, e) Haltbarkeit:

Das für die Beschichtungsmasse verwendete Material muß über Jahre haltbar sein und darf weder durch Luftfeuchtigkeit noch durch Wasser angelöst oder verändert werden. Die Teppichfliesen müssen formstabil sein und eine gute Dimensionsstabilität aufweisen, die ein wichtiges Kriterium für ihre Qualität darstellt. Auch bei Lagerung bei hoher Luftfeuchtigkeit und Temperaturen zwischen 60 und 7O⁰C müssen die Kantenlängen der Teppichfliesen praktisch gleichbleiben.

Die Rückenbeschichtungsmasse darf nicht durch Bestandteile des Bodens, auf dem die Teppichfliesen verlegt werden, angegriffen weiden.

Ein bekanntes Bindemittel zur Herstellung von Rückenbeschichtungsmassen für Teppichfliesen ist ataktisches Polypropylen, das als Nebenprodukt bei der Herstellung von isotaktischem Polypropylen nach dem Ziegler-Natta-Verfahren anfällt. Zur Erzielung einer ausreichenden Druckstabilität der fertigen Rükkenbeschichtung wird dem Bindemittel üblicherweise ein hoher Anteil an Füllstoffen zugesetzt. Da ataktisches Polypropylen sich im wesentlichen wie ein verzweigtkettiges Paraffin verhält und unempfindlich gegenüber Säuren, Alkalien, Reduktionsmitteln, Luftsauerstoff, Wasser und anderen niedrigmolekularen polaren Lösungsmitteln ist, und von Kohlenwasserstofflösungsmitteln wie Aliphaten, Ccyloaliphaten und Aromaten in der Kälte nur angequollen wird, wird es bereits vielseitig in Kombination mit mineralischen Füllstoffen wie Kreide, Schwerspat, Kieselgur, Talkum usw. zur Herstellung von Teppichrückenbeschichtungsmassen eingesetzt.

Aus der französischen Patentschrift 1 543 049 ist die Verwendung von Polypropylen zusammen mit Füllstoffen und Weichmachern, wie Mineralöl, zur Bildung von Unterschieden für textile Bodenbeläge bekannt.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1050 052 sind

Wachse und Paraffine bekannt, denen zur Verbesserung ihrer mechanischen Eigenschaften und Klebewirkung im wesentlichen kristallines Polypropylen zugesetzt wird. Ein solches Polypropylen ist für die Rückenbeschichtung von Teppichgeweben jedoch nicht geeignet.

Die bisher in der Praxis verwendeten gefüllten Polypropylenmassen weisen jedoch folgende Nachteile auf:

Teppichfliesen, die mit hochgefüllten Massen beschichtet sind, d. h. solche, die neben ataktischem

Polypropylen etwa 60% oder mehr Füllstoffe enthalten, sind sowohl bei Raumtemperatur als auch insbesondere bei Temperaturen um 0°C nicht ausreichend flexibel und brechen leicht, wenn sie um etwa 90° gebogen werden. Der hohe Anteil an Füllstoffen in der Beschichtungsmasse ist aber aus den schon genannten Gründen, d. h. wegen einer ausreichenden Druckstabilität der Teppichfliesen, erforderlich. Auch durch die Mitverwendung von Weichmacher, wie Mineralöl, gemäß der französischen Patentschrift 1543 049 wird dieser Nachteil nicht ausreichend beseitigt.

Die Füllstoffe wirken auch dem »kalten Fluß« entgegen, den ataktisches Polypropylen genauso wie die bekannten kautschukartigen Elastomere, z. B. Naturkautschuk oder Styrol-Butadien-Kautschuk, aufweisen. Der Füllstoffanteil von Rückenbeschichtungsmassen für Teppichfliesen sollte daher auch aus diesem Grund möglichst hoch sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher. Rückenbeschichtungsmassen für Teppichfliesen zu entwickeln, die einen möglichst hohen Anteil an Füllstoffen enthalten, bei niedrigen Temperaturen dennoch gut flexibel sind und außerdem alle obengenannten erwünschten Eigenschaften aufweisen.

Diese Aufgabe wird dadurch erfindungsgemäß gelöst, daß man eine Mischung aus ataktischem Polypropylen und einem thermoplastischen Erdölkohlenwasserstoffharz mit einem Anteil von 10 bis 90 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Polypropylen und einem mineralischen Füllstoff in einer Menge bis zu 80%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmasse, sowie gegebenenfalls 0,5 bis 5 Gewichtsprozent eines bei Raumtemperatur flüssigen Polyisobutylen und/oder 0,1 bis 4 Gewichtsprozent eines paraffinischen Weichmacheröles, jeweils bezogen auf die Gesamtmischung, zur Rückenbeschichtungsmasse von Teppichfliesen verwendet.

Durch den Zusatz von Erdölkohlenwasserstoffharzen wird die Flexibilität des ataktischen Polypropylens verbessert und die Viskosität des aufgeschmolzenen ataktischen Polypropylens erniedrigt. Es wird hierdurch außerdem erreicht, daß die Maschinengeschwindigkeit bzw. die Auftragsgeschwindigkeit der Beschichtungsmasse verdreifacht werden kann und die Füllstoffe durch das Erdölkohlenwasserstoffharz besser und schneller benetzt werden. Ataktisches Polypropylen allein weist demgegenüber eine schlechte Pigmentbenetzung auf. Daher ist auch die Flexibilität von Beschichtungsmassen, die nur aus ataktischem Polypropylen und Füllstoffen bestehen, bei niedriger Temperatur schlecht, d. h., es tritt der sogenannte Muschelbruch auf.

Als thermoplastische Erdölkohlenwasserstoffharze, die erfindungsgemäß zusammen mit ataktischem Polypropylen verwendet werden können, eignen sich insbesondere Kohlenwasserstoffharze, die durch Polymerisation olefinischer Mischungen nach dem in der deutschen Patentschrift 1 061 516 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Bei diesem Verfahren werden dampfgekrackte Erdölfraktionen, die hauptsächlich aus geradkettigen Olefinen und Diolefinen sowie aus cyclischer; Diolefinen und aromatischen Verbindungen mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen bestehen, als Ausgangsmaterial verwendet. Nach dem Dimerisieren und Abtrennen der in diesen Fraktionen enthaltenen cyclischen Diolefine werden die Olefine und Diolefine in Gegenwart eines Polymerisationskatalysators vom Friedel-Crafts-Typ polymerisiert und die nicht umgesetzten aromatischen Verbindungen von dem entstandenen Kohlenwasserstoffharz abgetrennt. Die gebildeten Kohlenwasserstoffharze, deren Erweichungspunkte (nach Ring und Kugel) zwischen 70 und 120° C liegen, stellten thermoplastische» aliphatische Harze dar und weisen eine vorwiegend paraffinische Struktur auf. Die Paraffinkette enthält Seitenketten, insbesondere Methylgruppen sowie ankondensierte, alkylierte Cyclohexanringe. Auf Grund ihrer chemischen Struktur sind diese Kohlenwasserstoffharze in jedem Verhältnis mit ataktischem Polypropylen mischbar. In der Wärme lassen sich leicht homogene Mischungen herstellen, die sich auch nach dem Abkühlen nicht trennen.

Obwohl die erfindungsgemäß eingesetzten Kohlenwasserstoffharze spröde, pulverisierbare Harze darstellen, beeinflussen sie, wie jetzt überraschenderweise festgestellt werden konnte, die Elastizität des ataktischen Polypropylen nicht. So weist z. B. eine Mischung aus 60% ataktischem Polypropylen und 40% eines thermoplastischen aliphatischen Kohlenwasserstoffharzes mit dem Erweichungspunkt 100°C sogar eine höhere Flexibilität auf aU> reines ataktisches Polypropylen.

Durch den Zusatz aliphatischer Kohlenwasserstoffharze zu ataktischem Polypropylen wird ein wichtiger verfahrenstechnischer Vorteil erzielt, weil die Kohlenwasserstoffharze die Viskosität von aufgeschmolzenem ataktischem Polypropylen und damit auch der füllstoffhaltigen Rückenbeschichtungsmasse außerordentlich stark herabsetzen, was durch folgende Beispiele verdeutlicht wird:

35	Gewicht A	sprozent B
Ataktisches Polypropylen Aliphatisches Kohlenwasserstoff- 4° harz, Erweichungspunkt 100° C Kreide	40 60	24 16 60
	100 180 000	100
Gesamt	6450
Viskosität bei 21O⁰C in cP

Der teilweise Ersatz von ataktischem Polypropylen durch ein thermoplastisches, aliphatisches Kohlenwasserstoffharz ermöglicht es deshalb, Rückenbeschichtungsmassen bei niedrigeren Temperaturen als sonst üblich herzustellen und zu verarbeiten. Es lassen sich niedrigviskosere Massen erzeugen, die auf dem Teppichgewebe gut verlaufen und keine Luftblasen einschließen.

Es wurde gefunden, daß die Flexibilität von hochgefüllten Rückenbeschichtungsmassen, die ataktisches Polypropylen und ein thermoplastisches, aliphatisches Kohlenwasserstoffharz der obengenannten Art enthalten, noch weiter verbessert werden kann, wenn der Masse 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 3 Gewichtsprozent eines niedrigmolekularen bei Raumtemperatur noch flüssigen Polyisobutylene vom Molgewicht 500 bis 1300 und/oder 0,1 bis 4 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,2 bis 2 Gewichtsprozent eines paraffinischen, mineralischen Weichmacheröles zugesetzt wird.

Der Gehalt an paraffinischem Weichmacheröl ist abhängig von dem Erweichungspunkt des verwendeten Kohlenwasserstoffharzes. Je höher der Erweichungs-

punkt des Kohlenwasserstoffharzes liegt, um so mehr Weichmacheröl ist erforderlich, um das Harz ausreichend zu plastifizieren.

Die erfindungsgemäß verwendeten Rückenbeschichtungsmassen, die neben ataktischem Polypropylen, ein thermoplastisches aliphatisches Kohlenwasserstoffharz, ein niedrigmolekulares Polyisobutylen und'oder ein paraffinisches, mineralisches Weichmacheröl enthalten, sind ge£en Licht- und Wassereinwirkung beständig und zeigen keine Alterungserscheinung wie Versprödung oder Erweichung. Ihre Oberfläche weist eine schwache Klebrigkeit auf, durch die die Rutschfestigkeit der Teppichfliesen im Vergleich zu Teppichfliesen, deren Rückenbeschichtungsmasse kein Kohlenwasserstoffharz enthält, deutlich verbessert ist.

Teppichfliesen, die die erfindungsgemäß verwendeten Rückenbeschichtungsmassen enthalten, weisen außerdem eine besonders gute Noppenverankerung auf. Verschleißprüfungen haben ergeben, daß die Scheuerfestigkeit sehr gut ist und die Fliesen einen Wärmealterungstest im Schwitzkasten bei 60° C einwandfrei überstehen.

Die Verankerung der erfindungsgemäß verwendeten Rückenbeschichtungsmassen erfolgt in bekannter Weise. Die heiße Schmelze wird mit einer Auftragsmaschine auf das zu beschichtende Teppichgewebe aufgetragen und egalisiert. Die Auftragsmenge kann bis zu 4 kg/m² betragen, entsprechend einer Schichtdicke bis zu 4 mm. Das beschichtete Teppichgewebe durchläuft dann die Kühlzone und wird nach dem Abkühlen zu Teppichfliesen gestanzt, die anschließend sofort verpackt werden können.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Beispielen näher erläutert.

35

Beispiel 1

40

Man stellt eine Rückenbeschichtungsmasse durch Vermischen folgender Bestandteile her:

Gewichtsprozent

Ataktisches Polypropylen (Molgewicht
2000) 23,2

Thermoplastisches aliphatisch/cycloaliphatisches Erdölkohlenwasserstoffharz 14,0

(Molgewicht etwa 1500; Erweichungspunkt nach Ring und Kugel 100°C)
Polyisobutylen (Molgewicht 900} 1,5

Paraffinisches Weichmacheröl 1,0

Kreide 58,0

Titandioxid 2,0

Antioxidans (2,6-Ditertiär-butyl-4-methylphenol) 0,3

Die Herstellung dieser Rückenbeschichtungsmasse verläuft wie folgt:

Polypropylen, Polyisobutylen und Weichmacheröl werden zusammen in einem mit Rührwerk versehenen Kessel bei 170° C aufgeschmolzen. Dann wird auf 150 bis 155°C abgekühlt und bei dieser Temperatur das aliphatische Kohlenwasserstoffharz sowie das Antioxydans eingetragen. Es wird so lange gerührt, bis eine homogene Schmelze vorliegt. Anschließend werden bei etwa 150° C die Füllstoffe zugesetzt und homogen verrührt. Die Verarbeitung der Masse kann, je nach der gewünschten Viskosität, bei 150 bis 170° C erfolgen.

Kenndaten der Rückenbeschichtungsmasse

Viskosität: cP

bei 150°C 30 000

bei 160°C 18 200

bei 170°C 12 000

bei 180°C 8 900

bei 190°C 7 500

Härte: Shore A-Härte = 50.

Flexibilität:

Teppichfliesen, die mit einer 2 bis 3 mm dicken Schicht der Rückenbeschichtungsmasse nach Beispiel 1 versehen sind — entsprechend einem Auftrag von bis 3 kg/m² — lassen sich bei —10° C um mehr als 90° biegen. Die Beschichtungsmasse bricht nicht. Auch Haarrisse treten nicht auf.

Ein ähnliches Verhalten weisen Rückenbeschichtungsmassen gemäß den folgenden Beispielen 2 und auf, bei welchen der Füllstoff gehalt 70 bzw. 80% beträgt.

Beispiel 2

Man stellt eine Rückenbeschichtungsmasse für Teppichfliesen aus folgenden Bestandteilen her:

Gewichtsprozent Ataktisches Polypropylen (Molgewicht

2500) 20,0

Thermoplastisches, aliphatisch/cycloaliphatisches Erdölkühlenwasserstofrharz 8,0 (Molgewicht etwa 800; Erweichungspunkt nach Ring und Kugel 70° C)

Polyisobutylen (Molgewicht 600) 1,8

Kreide 30,0

Schwerspat 40,0

Antioxidans (2,6-Ditertiär-butyl-4-methylphenol) 0,2

Beispiel 3

Man stellt eine Rückenbeschichtungsmasse für Teppichfliesen durch Vermischen folgender Bestandteile her:

Gewichtsprozent

Ataktisches Polypi opylen (Molgewicht

3000) 11,8

Thermoplastisches, aliphatisch/cycloaliphatisches Erdölkohlenwasserstoffharz 5,0 (Molgewicht etwa 1700; Erweichungspunkt nach Ring und Kugel 120° C)

Polyisobutylen (Molgewicht 1200) 2,5

Paraffinisches Weichmacheröl 0,5

Schwerspat 55,0

Kreide 25,0

Antioxidans (2,6-Ditertiär-butyl-4-methylphenol) 0,2

Beispiel 4 Beispiel 5

Man stellt eine Rückenbeschichtungsmasse für Man stellt eine Rückenbeschichtungsmasse füi

Teppichfliesen aus folgenden Bestandteilen her: Teppichfliesen aus folgenden Bestandteilen her:

Gewichtsprozent 5 Gewichtsprozenl

Ataktisches Polypropylen 22,8 Ataktisches Polypropylen 17,0

(Erweichungspunkt nach Ring und £^rwf ^ch™f^sP^un,^kt. ™^ch *!^η? ™^d

Kugel: 131°C; Viskosität bei 17O⁰C: Kugel: IfC; Viskosität bei 170⁰C:

4700 cP) )

Thermoplastisches aliphatisch/cycloali- ¹⁰ Thermoplastisches aliphatisch/cycloali-

phatisches Erdölkohlenwasserstoffharz 15,0 phatisches Erdolkohlenwasserstoriharz 10,8

,., , . , _x ^ .... „ . , (Molgewicht etwa 1500; Erweichungs-

(Molgewicht etwa 1500; Erweichung- ^K £ _{nach Ri und Ku 1; 100}o^e _Q

punkt nach Ring und Kugel: 100 C) Polyisobutylen (Molgewicht 900) ..... 1,5

Polyisobutylen (Molgewicht 1500) .... 2,0 _l5 Paraffinisches Weichmacheröl ois

^Kreide ⁶°.° Schwerspat 70,0

Antioxidans (2,6-Ditertiär-butyl-4-me- Antioxidans (2,6-Ditertiär-butyl-4-rne-

thylphenol) 0,2 thylphenol) 0,2

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung einer Mischung aus ataktischem Polypropylen und einem thermoplastischen Erdölkohlenwasserstoffharz mit einem Anteil von 10 bis 90 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Polypropylen und einem mineralischen Füllstoff in einer Menge bis zu 80 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmasse, sowie gegebenenfalls 0,5 bis 5 Gewichtsprozent eines bei Raumtemperatur flüssigen Polyisobutylen und/oder 0,1 bis 4 Gewichtsprozent eines paraffinischen Weichmacheröles, jeweils bezogen auf die Gesamtmischung, als Rückenbeschichtungsmasse für Teppichfiiesen.

2. Verwendung der Rückenbeschichtungsmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Rückenbeschichtungsmasse verwendet, in der das ataktische Polypropylen und thermoplastische Erdöl-Kohlenwasserstoffharz in einem Mengenverhältnis von 100: 30 bis 70 enthalten sind.

3. Verwendung der Rückenbeschichtungsmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschichtungsmasse verwendet, in der die Menge an Polyisobutylen, bezogen auf die fertige Rückenbeschichtungsmasse. etwa 1 bis 3 Gewichtsprozent beträgt.

4. Verwendung der Rückenbeschichtungsmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschichtungsmasse verwendet, in der die Menge an paraffinischem Weichmacheröl, bezogen auf die fertige Rückenbeschichtungsmasse, etwa 0,2 bis 2,0 Gewichtsprozent beträgt.