DE202004009575U1

DE202004009575U1 - Verbundstoff, der einen Polymerverstärkungsschichtstoff aufweist

Info

Publication number: DE202004009575U1
Application number: DE202004009575U
Authority: DE
Original assignee: Lin Chun-Wei Wu-Jih Hsiang
Current assignee: Lin Chun-Wei Wu-Jih Hsiang
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2014-03-12

Abstract

Ein Verbundstoff (1), umfassend:
eine Stoffschicht (10) und einen Verstärkungsschichtstoff (20), der Verstärkungsschichtstoff(20) umfassend eine Bindemittelschicht (21), die auf die Stoffschicht (10) aufgetragen ist, eine mittlere Schicht (22), die auf die Bindemittelschicht (21) aufgetragen ist und eine oberflächenmodifizierende Schicht (23), die auf die mittlere Schicht (22) aufgetragen ist,
wobei die Bindemittelschicht (21) eine Bindemittelzusammensetzung aufweist, die ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer, das mit einem Acrylatmonomer gepfropft ist und Polyurethan, das mit dem gepfropften Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer vermischt ist, enthält,
wobei die mittlere Schicht (22) eine Zusammensetzung aufweist, welche ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer und ein Lösungsmittel enthält.

Description

Diese Erfindung betrifft Schichtstoffe, insbesondere Verbundstoffe, umfassend eine Stoffschicht, die einen Verstärkungsschichtstoff aufweist, der ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer und Polyurethan enthält.
Auf dem Fachgebiet ist es bekannt, einen eine oder mehr Polymerschichten aufweisenden Verbundstoff auf einen Basisstoff aufzubringen. Solche Verbundstoffe sind nützlich bei der Herstellung von Koffern, Taschen, Zelten, Vorhängen, Kleidungsstücken, oder ähnlichem. Verbundstoffe, die PVC-Schichten umfassen, werden durch Laminieren einer Basisschicht aus textilem Material mit einem PVC-Film durch einen Prozess hergestellt. Solche Verbundstoffe sind kostengünstig und zeigen gute physikalische und mechanische Eigenschaften. Die PVC-Schicht ist nicht nur wasserdicht, sondern verstärkt auch und stabilisiert die Textur des Basistextilmaterials, während sie eine gute Handfühleigenschaft aufweist. PVC ist jedoch während seines Lebenszyklus das am meisten umweltbelastende Material unter den Kunststoffen, weil das Stabilisationsmittel und der Weichmacher des PVC Dioxin zusammen mit Schwermetallen abgeben. Andererseits ist es unmöglich, eine kleine Produktion zu fahren, bei der ein Stoff durch einen Kalendrierprozess mit PVC verstärkt wird, da die Minimalmengen des zu verarbeitenden Stoffes und des PVC durch die in dem Kalendrierprozess eingesetzte Maschine begrenzt sind. Dies kann überschüssiges Inventar erforderlich machen und die Kosten erhöhen.
Verbundstoffe, die Polyurethan (PU) enthalten, werden hergestellt, indem auf eine . Basistextilschicht direkt eine PU-Beschichtung aufgebracht wird. Aufgrund der direkten Aufbringung der PU-Beschichtung wird die Abfallmenge reduziert. Wenn ein Einkomponententyp von Polyurethan eingesetzt wird, kann der Abfall recycelt werden. Aufgrund der geringen Materialmenge, die in den PU-Beschichtungen enthalten sind, oder aufgrund der Ungleichmäßigkeit der Filme von PU-Beschichtungen besitzen PU-Beschichtungen im Prinzip nicht die Funktion, die Handfühleigenschaft einzustellen.
Styrol-Blockcopolymere wurden auf dem Gebiet als Ersatz für PVC bei der Bildung eines Verbundes vorgeschlagen, da das Styrol-Blockcopolymer umweltfreundlicher als PVC ist. Wie PVC können Styrol-Blockcopolymere die Struktur des Stoffes verstärken und stabilisieren. Obwohl jedoch Styrol-Blockcopolymere gute Handfühleigenschaften zeigen, ist die Schicht des Styrol-Blockcopolymers im allgemeinen dick, und diese Dicke kann schlecht unter 0,15 mm gesenkt werden, da die Styrol-Blockcopolymere typischerweise durch einen Prozess laminiert werden und da die Filmbildungseigenschaft der Styrol-Blockcopolyrnere in ihrem geschmolzenen Zustand nicht so gut wie PVC ist. Weiterhin ist es bei der Verarbeitung so, dass je dünner der Film ist, desto mehr Verlust an Styrol-Blockcopolymer auftritt. Außerdem können durch den Prozess Abfälle erzeugt werden, die nicht leicht recycelt werden können. Weiterhin nimmt aufgrund der leichten Alterungseigenschaft der Styrol-Blockcopolymere die Menge an recycelbaren Abfällen ab, wobei die Herstellungskosten steigen.
Das US-Patent Re.28, 682 offenbart einen Schichtstoff, der eine textile Verstärkung, einen daran geklebten gemahlenen wärmehärtenden Kunststoffschaum und einen durchsichtigen Polymerfilm aufweist, der über dem Schaum liegt, der vorzugsweise wärmegehärtet ist. Weiterhin offenbart dieses Patent, dass der durchsichtige Polymerfilm aus einem geeigneten Latex hergestellt werden kann, wie carboxyliertes SBR, das Antioxydationsmittel oder UV-Stabilisatoren enthält und dass Beispiele von anderen vernetzbaren Gittern Rohkautschucke sind, in denen 3 Prozent des Polymers in Form von kombiniertem Maleinsäureanhydrid, Butadien-Styrol-Copolymeren und Butadien-Acrylnitril-Polymeren vorliegt, die 3 Prozent bis 5 Prozent Carboxylgruppen enthalten.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verbundstoffes mit einem Verstärkungsschichtstoff, der durch einen Beschichtungsprozess einfach herstellbar ist, wobei er noch eine Dicke hat, die ausreicht, um dem Verbundstoff eine gute Handfühleigenschaft zu verleihen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verbundstoff mit einem Verstärkungsschichtstoff bereitzustellen, der durch einen Beschichtungsprozess hergestellt wird und der eine Dicke aufweist, die größer ist als die des herkömmlichen PU-beschichteten Stoffes.
Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verbundstoff bereitzustellen, der umweltschonend ist und leicht recycelt werden kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verbundstoff eine Stoffschicht und einen Verstärkungsschichtstoff, wobei der Verstärkungsschichtstoff eine auf die Stoffschicht aufgetragene Bindemittelschicht, eine auf die Bindemittelschicht aufgetragene mittlere Schicht und eine auf die mittlere Schicht aufgetragene oberflächenmodifizierende Schicht umfasst, wobei die Bindemittelschicht eine Bindemittelzusammensetzung hat, die ein mit einem Acrylatmonomer gepfropftes Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer und Polyurethan, das mit dem gepfropften Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer gemischt ist, enthält, wobei die mittlere Schicht eine Zusammensetzung aufweist, die ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer und ein Lösungsmittel enthält.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundstoffes folgende Schritte: Versehen einer Stoffschicht mit einer Bindemittelschicht, die durch Pfropfen eines Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolyrners mit einem Acrylatmonomer und durch Mischen von Polyurethan mit dem gepfropften Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer hergestellt wurde; Auftragen einer mittleren Schicht auf die Bindemittelschicht, wobei die mittlere Schicht aus einer Zusammensetzung enthaltend ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer und ein Lösungsmittel gebildet ist; und Auftragen einer oberflächenmodifizierenden Schicht auf die mittlere Schicht.
Die Zusammensetzung, die zur Bildung der Bindemittelschicht eingesetzt wird, wird aus Polyurethan und Styrol-Butadien-Styrol (SBS)-Blockcopolymer, das mit einem Acrylatmonomer gepfropft ist, hergestellt. Polyurethan wird dem SBS-Blockcopolymer zu dem Zweck zugefügt, damit die Haftung an dem Verbundstoff erhöht und die Zugfestigkeit des Verstärkungsschichtstoffes verbessert wird. Der Einsatz von Polyurethan in der oberflächenmodifizierenden Schicht kann die Kratzfestigkeit und die Trockenheit steigern. Aufgrund ihrer niedrigeren Kosten im Vergleich zur Bindemittelschicht und zur oberflächenmodifizierenden Schicht besteht der Hauptzweck der mittleren Schicht darin, dem Verstärkungsschichtstoff Dicke zu verleihen. Das SBS-Blockcopolymer wird mit einem Acrylatmonomer gepfropft, um die Kompatibilität des SBS-Copolymers mit Polyurethan zu verbessern.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Verbundstoff;
2 eine schematische Ansicht eines Geräts, das zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundstoffes einsetzbar ist;
3 eine schematische Ansicht eines weiteren Geräts, das zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundstoffes einsetzbar ist;
4 eine schematische Ansicht von noch einem weiteren Gerät, das zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundstoffes einsetzbar ist;
5 einen Herstellungsprozess gemäß der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
SWie in 1 gezeigt, umfasst ein erfindungsgemäßer Verbundstoff 1 eine Stoffschicht 10 und einen Verstärkungsschichtstoff 20, der aus einer Bindemittelschicht 21, einer mittleren Schicht 22 und einer oberflächenmodifizierenden Schicht 23 zusammengesetzt ist. Der Verbundstoff 1 kann zur Herstellung von Koffern, Taschen, Zelten, Vorhängen, Kleidungsstücken oder anderen geeigneten Produkten eingesetzt werden. Die Stoffschicht 10 kann aus jedem textilen Material sein, das eine geeignete Webstruktur und Farbe aufweist, um eine gewünschte Funktion zu erfüllen und ein gewünschtes Aussehen für ein Endprodukt zu haben.
Wenn der Verbundstoff 1 zu einem Produkt ausgebildet wird, kann die Stoffschicht 10 an der Außenseite des Produktes exponiert sein, um als Oberschicht zu dienen, und der Verstärkungsschichtstoff 20 kann im Inneren des Produktes angeordnet sein, um die Textur der Stoffschicht 10 zu verstärken und zu stabilisieren; die Handfühleigenschaft des Verbundstoffes 1 zu regulieren und eine wasserdichte Wirkung zu erzielen. Der Verstärkungsschichtstoff 20 kann alternativ an der Außenseite des Produktes angeordnet sein, um als eine Oberschicht zu dienen und kann mit verschiedenen Farben und/oder geprägten Mustern versehen sein, um dem Design des Endproduktes zu entsprechen.
Die Bindemittelschicht 21 dient in erster Linie dazu, ein gutes Haften zwischen der Stoffschicht 10 und der mittleren Schicht 22 bereitzustellen und ist aus einer Bindemittelzusammensetzung, die ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer umfasst, dass mit einem Acrylatmonomer gepfropft und mit Polyurethan gemischt ist, gebildet. Das Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer wird mit einem Acrylatmonomer gepfropft, bevor es mit dem Polyurethan vermischt wird, um die Kompatibilität des Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymers und des Polyurethans zu verbessern.
Beispiele von Acrylatmonomeren, die für das Pfropfen des Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymers geeignet sind, umfassen 2-Ethylhexylacrylat (2-EHA), 2-Hydroxyethylacrylat (2-HEA), Acrylsäure (AA), Butylacrylat (BA), Ethylacrylat (EA), Methylacrylat (MA), 2-Ethylhexylmethacrylat (2-EHMA), 2-Hydroxyethylmethacrylat (2-HEMA), 2-Hydroxypropylmethacrylat (2-HPMA), Dimethylaminoethylmethacrylat (DMAEMA), Ethylmethacrylat (EMA), Glycidylmethacrylat (GMA), Isobutylmethacrylat (IBMA), Laurylmethacrylat (LMA), Methacrylsäure (MAA), Methylmethacrylat (MMA), n-Butylmethacrylat (NBMA), Stearylmethacrylat (SMA), eine Kombination von zwei oder mehr der oben genannten Monomere und andere geeignete Acrylatmonomere.
Beispiele von Lösungsmitteln, die zum Lösen der Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymere geeignet sind, sind Toluol, n-Butylacetat und Cyclohexan. In der vorliegenden Erfindung kann das Reaktionsprodukt eines Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymers und eines Acrylatmonomers eine Viskosität haben, die von 8.000 bis 10.000 CPS reicht. Die Viskosität kann gemäß der Spezifikation der Stoffschicht eingestellt sein. Durch direktes Hinzufügen des Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymers zu einer Reaktionsmischung während der Pfropfpolymerisation des Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymers und des Acrylatmonomers können der Feststoffgehalt und die Viskosität erhöht werden. Gemäß der Spezifizierung des herkömmlich eingesetzten Verbundstoffes ist die Viskosität im allgemeinen auf 15.000 cps-30.000 cps eingestellt.
Polyurethan wird dem Reaktionsprodukt der Propfpolymerisation zusammen mit einem geeigneten Lösungsmittel, wie Methylethylketozt (MEK) zugefügt und mit diesem gemischt. Aufgrund des Pfropfens des Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymers mit dem Acrylatmonomer, kann Polyurethan mit dem gepfropften Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer gemischt werden, um eine nahezu homogene Phase zu bilden.
Die mittlere Schicht 22 hat die Funktion, dem Verbundstoff 1 Dicke zu verleihen und ist aus einer Zusammensetzung gebildet, die ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer enthält. Die Zusammensetzung kann durch Einbringen eines Lösungsmittels und eines Weichmachers in einen Mixer, in welchem sie auf eine Temperatur von etwa 80°C erhitzt werden, und anschließendes Hinzufügen eines Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymers zubereitet werden, wobei eine Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer-Lösung gebildet wird.
Der Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer-Typ für die mittlere Schicht 22 wird auf der Basis der gewünschten physikalischen Eigenschaften des Verbundstoffes 1 wie Zugfestigkeit, Härte, Elastizität oder Abpralleigenschaften, usw. gewählt. Die Zugfestigkeit wird durch das Molekulargewicht des Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymers und die Menge an Weichmacher, die dem Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer zugefügt wird, bestimmt. Die Härte wird durch das Verhältnis von Styrol zu Butadien, die in dem Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer enthalten sind, und die Menge an Weichmacher bestimmt, wobei die Reboundeigenschaften von dem Verhältnis von Styrol und Butadien abhängen, die in dem Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer enthalten sind. Die Zugfestigkeit der mittleren Schicht 22 beeinflusst die Reißfestigkeit und die Nähfestigkeit des Verbundstoffes 1. Die Härte und die Reboundeigenschaften bestimmen die Handfühleigenschaft des Verbundstoffes 1.
Die Weichmacher, die für das Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer eingesetzt werden können, können ein Paraffinöl, ein naphthenisches Öl oder jeder andere geeignete Weichmacher sein. Die Menge an Weichmacher, die dem Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer zugesetzt wird, kann basierend auf die erforderliche Härte des Endproduktes eingestellt sein. Es sei angemerkt, dass die Menge an Weichmacher so kontrolliert werden muss, dass sie sich unterhalb einer Menge befindet, die so exzessiv wäre, dass sie zu einem Migrationsproblem führen könnte.
Im allgemeinen wären die Kosten zur Herstellung des Verbundstoffes 1 gering, wenn der Feststoffgehalt der mittleren Schicht 22 hoch ist, da die Menge des Lösungsmittels, die in einem Ofen verdampft werden muss, gering ist. Es ist jedoch nötig, andere Herstellungsparameter der mittleren Schicht 22, wie die Geschwindigkeit, die Flachheit des Verstärkungsschichtstoffes 20 und die Verdampfungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels in Betracht zu ziehen. Die Viskosität der Zusammensetzung der mittleren Schicht 22 wird im allgemeinen gemäß der Spezifikation des Verbundstoffes 10 kontrolliert und wird vorzugsweise bei 18.000 cps-20.000 cps gehalten.
Das Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer für die mittlere Schicht 22 kann geschäumt oder ungeschäumt sein. Wenn das Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer unter Einsatz eines Treibmittels geschäumt ist, weist die mittlere Schicht 22 eine erhöhte Dicke und Weichheit auf und stellt ein Gefühl von Sperrigkeit und Weichheit bereit. Da der Erweichungspunkt und die Wärmefestigkeit des Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolyrriers niedrig sind, muss die Temperatur zum Schäumen des Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymers niedrig sein. Die Temperatur, bei der das Treibmittel ein Treibgas freisetzt, liegt vorzugsweise bei 120°C-130°C. Die Menge des Treibmittels wird durch die Dichte bestimmt, die für den aus dem Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolyiner entstandenen Schaum gewünscht ist. Eine bevorzugte Menge des Treibmittels ist 3 phr-5 phr (phr = parts per 100 parts rubber; Teile pro 100 Teile Kautschuk).
Das Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer kann in einem Ofen geschäumt werden, der ein zweistufiges Temperaturkontrollsystem aufweist. In einer ersten Stufe muss die Temperatur auf eine Höhe erhöht werden, die ausreicht, das Lösungsmittel vor der Zersetzung des Treibmittels zu verdampfen. In der zweiten Stufe muss die mittlere Schicht 22 für einen bestimmten Zeitraum bei einer Zersetzungstemperatur gehalten werden. Um zu vermeiden, dass das Treibmittel ungleichmäßig dispergiert wird, kann das Treibmittel mit einem Lösungsmittel vermischt werden, bevor es dem Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer zugefügt wird.
Die Funktion der oberflächenmodifizierenden Schicht 23 besteht darin, dem Verstärkungsschichtstoff 20 ein gutes Berührungsgefühl zu verleihen und die Kratzfestigkeit und die Fähigkeit zur Färbung des Verstärkungsschichtstoffes 20 zu steigern. Die oberflächenmodifizierende Schicht 23 wird aus einer Zusammensetzung gebildet, die ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer, das mit einem Acrylatmonomer gepfropft wurde und Polyurethan, das mit dem gepfropften Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer vermischt wird, ein Gleitmittel und ein Mattierungsmittel umfasst. Eine Mischung aus Methylethylaceton und Toluol kann zur Auflösung des Styrols eingesetzt werden.
Das Gleitmittel wird zum Zwecke der Erhöhung der Glätte und der Kratzfestigkeit der Oberfläche der oberflächenmodifizierenden Schicht 23 eingesetzt. Beispiele des Gleitmittels umfassen auf Silikon, Polyethylen oder Teflon basierendes Material. Das Mattierungsmittel wird zur Beseitigung von Glanz und zur Verleihung von Trockenheit eingesetzt. Das Mattierungsmittel kann ein modifiziertes Siliciumdioxid oder nanopartikuläres Calciumcarbonat sein.
Bei der Zubereitung der Zusammensetzung der oberflächenmodifizierenden Schicht 23 wird das Gleitmittel zuerst mit einem Lösungsmittel vermischt, um eine Paste zu bilden und anschließend werden das gepfropfte Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer, Polyurethan und das Mattierungsmittel der Paste zugefügt. Die Viskosität der entstandenen Mischung wird durch Hinzufügen des Lösungsmittels eingestellt. Die Viskosität beträgt. vorzugsweise 4.000 cps-8.000 cps. Das für die oberflächenmodifizierende Schicht 23 eingesetzte Polyurethan wird aus denen ausgewählt, die einen hohen Feststoffgehalt und eine niedrige Viskosität aufweisen. Das Molekulargewicht und die Kratzfestigkeit sind auch Parameter, die bei der Auswahl eines geeigneten Polyurethans beachtet werden sollten.
Beispiele des Zusammensetzungen, die bei des Bildung des Verbundstoffes eingesetzt werden
Es wurde eine Bindemittelzusammensetzung für die Bindemittelschicht 21 zubereitet, indem 15 Gewichtsteile Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer mit 15 Gewichtsteilen Methylacrylat in der, Gegenwart von 69,4 Gewichtsteilen eines Lösungsmittels, 0,2 Gewichtsteilen Benzoylperoxid (Katalysator) und 0,2 Gewichtsteilen eines Antioxidans umgesetzt wurden. Es wurde eine Pfropfpolymerisation bei einer Temperatur von etwa 85°C für 3,5 bis 4 Stunden durchgeführt. Das Reaktionsprodukt hatte einen Feststoffgehalt von 28 % und eine Viskosität von 8.000-10.000 cps. Nach Beendigung der Reaktion wurden dem Reaktionsprodukt 20 Gewichtsteile Polyurethan zusammen mit einer geeigneten Menge . an Lösungsmittel (Methylethylketon) zugefügt. Nach dem Mischen wurde die Bindemittelzusammensetzung erhalten.
Zur Zubereitung der Zusammensetzung der mittleren Schicht 22 wurden zunächst 0-50 Gewichtsteile eines Weichmachers (Paraffinöl oder naphthenisches Öl) und 100-150 Gewichtsteile eines Lösungsmittels (Toluol, n-Butylacetat oder Cyclohexan) in einen Mischer eingebracht. Dann wurden 100 Gewichtsteile eines Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymers zu dem Inhalt des Mixers zugefügt und bei einer Temperatur von 80°C gemischt. Nach einstündigem Mischen war das Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer unter Bildung einer Lösung komplett aufgelöst.
Zur Zubereitung der Zusammensetzung der oberflächenmodifizierenden Schicht 23 wurden 10 Gewichtsteile Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer mit 20 Gewichtsteilen Methylacrylat in Gegenwart einer Lösungsmittelmischung (Methylethylketon und Toluol in einem Verhältnis von 3:1) pfropfpolyrnerisiert. 2 Gewichtsteile des Gleitmittels wurden dann der Lösungsmittelmischung zugefügt, um eine Paste zu bilden. Der Paste wurden 50 Gewichtsteile des aus der Pfropfpolymerisation erhaltenen Pfropfcopolyrners, 100 Gewichtsteile Polyurethan und 4 Gewichtsteile eines Mattierungsmittels (modifiziertes Siliciumdioxid oder Nanocalciumcarbonat) zugefügt. Die Viskosität der erhaltenen Zusammensetzung wurde so eingestellt, dass sie 4.000 cps-8.000 cps betrug, indem die zugefügte. Menge an Lösungsmittel kontrolliert wurde.
Geräte zur Herstellung des Verbundstoffes
Der Verbundstoff 1 kann durch Messerstreich- und Gravurstreichprozesse hergestellt werden. Es gibt zwei Arten von Messerstreichprozessen, nämlich der Schlitz- und der Suspensionsstreichprozess. Bei der Fertigung des Verbundstoffes 1 können der Gravurstreichprozess, der Schlitz- und der Suspensionsstreichprozess allein oder kombiniert, in Abhängigkeit von der gewünschten Produktqualität eingesetzt werden. Wenn das Produkt zum Beispiel resistent gegenüber hydraulischem Druck sein soll und keine Handfühleigenschaften erfordert, kann der Suspensionsstreichprozess allein durchgeführt werden, ohne den Schlitzstreichprozess einzusetzen. Als solches kann die gewünschte Qualität ohne Verschwendung von Produktionskosten erzielt werden. Die verschiedenen Apparate, die für die Herstellung des Verbundstoffes 1 eingesetzt werden können, werden in den 2-4 gezeigt.
Wie in 2 gezeigt, umfasst ein Gerät für das Schlitzstreichen einen Stoffballen 31, eine Stützrolle 32, einen Ofen 33, eine Einziehwalze 34 und ein Streichmesser 35. Das Bezugszeichen 36 stellt ein Beschichtungsmaterial dar.
Wie in 3 gezeigt, umfasst ein Gerät für das Suspensionsstreichen einen Stoffballen 41, eine flache Stützplatte 42, einen Ofen 43, eine Einziehwalze 44, ein Streichmesser 45. Das Bezugszeichen 46 bezeichnet ein Beschichtungsmaterial.
Wie in 4 gezeigt, umfasst ein Gerät zum Gravurstreichen einen Stoffballen 51, eine Führungsrolle 52, eine Auftragsrolle 53 mit einem eingravierten Muster, eine Gummiwalze 54, ein Oberflächenbehandlungsmittel 55, einen Ofen 56 und eine Einziehwalze 57.
Beim Suspensionsstreichen wird die Menge an verbrauchtem Beschichtungsmaterial durch die Dicke, die Gestalt und den Winkel des Streichmessers 35 und durch die Spannung der von dem Stoffballen 41 zugeführten Stoffbahn bestimmt. Da die Beschichtungslösung nach Art einer Zwangszuführung aufgetragen wird, kann die Beschichtungslösung leicht die Struktur des Stoffes durchdringen, und eine effektive Verstärkung und Stabilisierung des Stoffes kann somit erzielt werden. Das Suspensionsstreichen ist geeignet, um die Bindemittelschicht 21 des Verbundstoffes 1 aufzutragen.
Das Schlitzstreichen ist dazu geeignet, die mittlere Schicht 22 des Verbundstoffes 1 zu bilden. Die Dicke der mittleren Schicht 22 kann durch Kontrollieren des Abstandes zwischen dem Streichmesser 45 und der Oberfläche des von dem Stoffballen 41 zugeführten Stoffes eingestellt werden.
Das Gravurstreichen kann die Bildung von Kratzern auf der Oberfläche einer Beschichtung während des Beschichtungsprozesses verhindern und kann deswegen zu Zwecken der Dekoration und Verzierung eingesetzt werden. Die Menge an verbrauchtem Beschichtungsmaterial hängt von dem eingravierten Muster der Auftragsrolle 53 ab.
Herstellung des Verbundstofffes
Mit Bezug auf 5 wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Herstellung des Verbundstoffes 1 gezeigt. Durch Kombination der in den 2 bis 4 gezeigten Geräte wird ein allgemeines Gerät für den Herstellungsprozess bereitgestellt, das drei Abschnitte umfasst, nämlich einen Suspensionsstreichabschnitt 61, einen Schlitzstreichabschnitt 62 und einen Gravurstreichabschnitt 63. In dem Suspensionsstreichabschnitt 61 wird unter Einsatz eines Streichmessers 45 zum Ausbringen der Bindemittelschicht 21 durch einen Suspensionsstreichprozess Beschichtung, die die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung hat, auf einen Stoff 71 aufgetragen. In dem Schlitzstreichabschnitt 62 wird durch den Schlitzstreichprozess unter Einsatz eines Streichmessers 35 eine Beschichtung, die die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen mittleren Schicht 22 enthält, auf die Bindemittelschicht 21 aufgetragen. In dem Gravurstreichabschnitt wird durch den Gravurstreichprozess unter Einsatz einer Auftragsrolle 53 eine Beschichtung, die die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen oberflächenmodifizierenden Schicht 23 hat, auf die mittlere Schicht 22 aufgetragen.
Die Menge der Bindemittelzusammensetzung der Bindemittelschicht 21 variiert in Abhängigkeit vom Typ und der Spezifikation des in dem Prozess eingesetzten Stoffes. Je höher die Denierzahl der Stoffschicht 10, desto größer ist die Menge an verbrauchter Beschichtungszusammensetzung.
Die mittlere Schicht 22 bestimmt in erster Linie die Dicke des Verbundstoffes 1. Die Temperaturen in verschiedenen Stufen des Ofens 33 werden in Abhängigkeit von der Dicke der mittleren Schicht 22 eingestellt, um die Bildung von Luftblasen und das Problem von Restlösungsmittel zu vermeiden.
Die oberflächenmodifizierende Schicht 23 erfordert eine geringe Dicke und ein gleichmäßiges Auftragen aufgrund der hohen Kosten, die bei der Bildung der oberflächenmodifizierenden Schicht 23 auftreten und aufgrund eines Anspruches auf das äußere Erscheinungsbild. Im allgemeinen wird die Trocknungsgeschwindigkeit bei 15 g/m² – 20 g/m² gehalten. Wenn die oberflächenmodifizierende Schicht 23 an der Außenseite des Endproduktes exponiert sein soll, sollte die Menge an Beschichtung erhöht werden. Andererseits kann oder kann nicht der Zusammensetzung der oberflächenmodifizierenden Schicht 23 ein Farbstoff zugefügt sein. Die Zuführgeschwindigkeit des Stoffes 71 muss an die Temperaturen und an die Längen der Öfen 43, 33, 56 und dem Siedepunkt des Lösungsmittels angepasst sein, um die Trocknungszeit zu bestimmen und zu berechnen und um die am besten geeigneten Parameter für den Prozess vorzusehen. Der Verstärkungsschichtstoff 20 des gemäß der Erfindung hergestellten Verbundstoffes 1 kann eine Dicke von etwa 0,03 mm–0,13 mm oder eine Dicke gemäß den Qualitätsanforderungen des Produktes haben.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Verstärkungsschichtstoff 20 ein dreischichtiger Schichtstoff. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Falls ein Verstärkungsschichtstoff mit hoher Kratzfestigkeit erwünscht ist, kann statt des Auftragens der oberflächenmodifizierenden Schicht 23 eine Polyurethanbeschichtung auf der mittleren Schicht 22 mit einer zusätzlichen Bindemittelschicht 21 vorgesehen sein, die zwischen der mittleren Schicht 22 und dem Polyurethanbelag angeordnet ist.

Claims

Ein Verbundstoff (1), umfassend: eine Stoffschicht (10) und einen Verstärkungsschichtstoff (20), der Verstärkungsschichtstoff(20) umfassend eine Bindemittelschicht (21), die auf die Stoffschicht (10) aufgetragen ist, eine mittlere Schicht (22), die auf die Bindemittelschicht (21) aufgetragen ist und eine oberflächenmodifizierende Schicht (23), die auf die mittlere Schicht (22) aufgetragen ist, wobei die Bindemittelschicht (21) eine Bindemittelzusammensetzung aufweist, die ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer, das mit einem Acrylatmonomer gepfropft ist und Polyurethan, das mit dem gepfropften Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer vermischt ist, enthält, wobei die mittlere Schicht (22) eine Zusammensetzung aufweist, welche ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer und ein Lösungsmittel enthält.
Ein Verbundstoff (1), umfassend: eine Stoffschicht (10) und einen Verstärkungsschichtstoff (20), der Verstärkungsschichtstoff (20) umfassend eine Bindemittelschicht (21), die auf die Stoffschicht (10) aufgetragen ist, eine mittlere Schicht (22), die auf die Bindemittelschicht (21) aufgetragen ist und eine oberflächenmodifizierende Schicht (23), die auf die mittlere Schicht (22) aufgetragen ist, wobei die Bindemittelschicht (21) eine Bindemittelzusammensetzung aufweist, die ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer, das mit einem Acrylatmonomer gepfropft ist und Polyurethan, das mit dem gepfropften Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer vermischt ist, enthält, wobei die mittlere Schicht (22) aus einer Zusammensetzung gebildet ist, welche ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer und ein Lösungsmittel enthält.
Verbundstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei die oberflächenmodifizierende Schicht (23) ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer, das mit einem Acrylatmonomer gepfropft ist, Polyurethan, das mit dem gepfropften Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer vermischt ist, ein Gleitmittel und ein Mattierungsmittel enthält.