DE2228677B2

DE2228677B2 - Füllstoff enthaltende Polyvinylchloridmasse

Info

Publication number: DE2228677B2
Application number: DE2228677A
Authority: DE
Inventors: James Albert Aspendale Lawrence (Australien)
Original assignee: Aci Operations Pty Ltd Melbourne Victoria (australien)
Current assignee: Aci Operations Pty Ltd Melbourne Victoria (australien)
Priority date: 1971-06-18
Filing date: 1972-06-13
Publication date: 1974-06-06
Also published as: IE36405L; NL7208208A; IE36405B1; DE2228677A1; ZA723887B; GB1361322A; BE785032A; AU447580B2; AU4288672A; IT965834B; FR2141998A1

Description

auf üblichen Vorrichtungen erzeugt werden, einschließlich durch Extrusions- und Walzvorgänge und anschließendes einmaliges Kalandrieren.

Die erfindungsgemäßen Massen zeigen eine bisher unbekannte Kombination ausgezeichneter Verarbeitungseigenschaften zusammen mit den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele verdeutlicht In den Beispielen ist die Zusammensetzung in Gewichtsteilen angegeben.

Beispiel 1

Ein typisches Polyvinylchlorid-Fußbodenbelagmaterial gemäß der Erfindung wurde durch inniges Vermischen der nachstehend angegebenen Rezeptur in einem Mischextruder und Überführen des Gemisches in ein Fußbodenbelagmaterial in üblicher Weise hergestellt

Gewichtsteile

Polyvinylchlorid 100

Weichmacher 32

Dreibasisches Bleisulfat 2,5

Gleitmittel (Calciumstearat) 2,5

Pigment (Titandioxyd) 6,0

Füllstoff (Calciumcarbonat) 310

Glasfaserflocken mit duichschnittlicher Faserlänge in der Größenordnung von 2mm 2,0

Es zeigte sich, daß das Fußbodenbelagmateriai sehr gute physikalische und mechanische Eigenschaften hatte, beispielsweise stark verminderte Sprödigkeit, stark verminderte Aufrollneigung in Gegenwart von Feuchtigkeit und eine um etwa 20% verbesserte Abriebbeständigkeit im Vergleich zu einem konventionellen Polyvinylchlorid-Fußbodeni'iiaterial.

Während der Verarbeitung zeigte sich außerdem, daß die Ansätze ausreichend hohe »Warmfestigkeit« aufwiesen, so daß Verkleben und Reißen auf den Walzen und dem Kalander verhindert wurden.

Beispiel 2

Ein Fußbodenbelagmaterial der folgenden Rezeptur wurde wie im Beispiel 1 hergestellt.

Gewichtsteile

Polyvinylchlorid 195

Λ-Methylstyrol 49

Weichmacher 66

Dreibasisches Bleisulfat 5

Gleitmittel (Calciumstearat) 5

Stearinsäure 1

Calciumcarbonat 683

Glasfaser 4

Dieses Fußbodenbelagmaterial hatte ebenfalls sehr gute mechanische und physikalische Eigenschaften. Es zeigte stark verminderte Sprödigkeit, stark verminderte Auf roll- bzw. Kräuselneigung in Gegenwart von Feuchtigkeit und eine um etwa 20% verbesserte Abriebbeständigkeit im Vergleich mit einem konventionellen Polyvinylchlorid-Fußbodenmaterial. Während der Verarbeitung wurde außerdem gefunden, daß der Ansatz ausreichend hohe »Warmfestigkeit« zeigte, so daß Verkleben und Reißen auf den Walzen imd dem Kalander vermieden wurde.

Beispiel 3

Die folgenden Ansätre, A, B und C, wurden nach üblichen Methoden zu Fußbodenbelagmaterialien verarbeitet Wie in den Beispielen 1 und 2 zeigte sich, daß diese Ansätze die gewünschten physikalischen Eigenschaften hatten, die während der Verarbeitung erforderlich sind, und daß die fertiggestellten Fußbodenbelagmaterialien ebenfalls zufriedenstellende physikalische und mechanische Eigenschaften aufwiesen.

Polyvinylchlorid

a-Methylstyrol

Weichmacher

Dreibasisches Bleisulfat

Calciumstearat

Stearinsäure

Titandioxyd

Calciumcarbonat

Glasiaser-Flocken einer
Faserlänge von etwa
4 mm

Siliziumdioxyd

Gewichtsteile
I B I

32
2,5
2,5

6
309

2,0

12

32
2,5
2,9
0,22

309

2,0
0,45

12

32
2,5
2,9
0,22

309

4,0

Beispiel 4

Um die Erhöhung der Biegefestigkeit zu prüfen, die auftritt, wenn Glasfaser in Form geschnittener Spinnfäden in eine Masse zur Herstellung von Polyvinylchlorid-Fußbodenfliesen eingearbeitet wird, wurden Glasfasern einer durchschnittlichen Länge im Bereich von 3 bis 4 mm in einer Menge von 6, 12 und 18 Gewichtsteilen in folgendem Ansatz eingemischt:

Gewichtsteile

Polyvinylchlorid 88

a-Methylstyrol 12

Weichmacher 22

Dreibasisches Bleisulfat 2,5

Gleitmittel (Calciumstearat) 2,5

Stearinsäure 0,22

Pigment (Titandioxyd) 4,5

Füllstoff (Calciumcarbonat) 309

Die Ansätze für das Fußbodenbelagmaterial wurden dann in üblicher Weise zu 4,2 mm dicken Folien verarbeitet. 2,54 cm breite Streifen der Folien wurden auf einem »Instron«-Tester einer Prüfung der Biegefestigkeit und der Formbeständigkeit bei 15O⁰C während einer Dauer von 15 Minuten, wobei sie über einen Spalt von 7 cm unter einer zentralen Belastung von 36,18 g gelegt waren, unterworfen. Die für diese Ansätze bestimmten Biegefestigkeiten hatten folgende Werte:

18Teile Glasfaser ... 104,3 kg · 30,5 cm/cm²
12 Teile Glasfaser ... 96,7 kg · 30,5 cm/cm²
bTeile Glasfaser ... 80,9 kg · 30,5 cm/cm²
OTeile Glasfaser ... 65,9 kg · 30,5 cm/cm^a
(30,5 cm steht für f)

Die Biegefestigkeiten wurden beim Bruch bestimmt, mit Ausnahme des Ansatzes ohne Glasfaser, für den die Biegefestigkeit an der Biegegrenze bestimmt wurde.

Die Formbeständigkeit unter Belastung bei 15O⁰C zeigte folgende Werte:

18 Teile Glasfaser 37% messen wurden, wurde mit der einer Μαβεε ohne Glas-

.12 Teile Glasfaser 41 % faser verglichen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle zu-

6 Teile Glasfaser 71 % sammangefaßt.

Die Messungen wurden in % d-*r Abbiegung des Materials ohne Glasfaser angegeben.

Messungen des Schmelzens oder der Schmelzviskosität zeigten, daß das Einführen von Glasfaser in die genannten Ansätze eine geringe Wirkung auf die Schmelzviskosität hat.

Die Schmelz-Festigkeit von Massen mit der Rezeptur gemäß Beispiel 4, die unterschiedliche Anteile an Glasfaser enthielten und bei 150⁰C extrudiert und ge-

5	Vergleichswerte
	der Schmelz-
	Festigkeit des
	Extrudats
ίο Masse ohne Glasfaser	238
ITeil Glasfaser auf 100 Teile Harz	263
2Teile Glasfaser auf lOOTeile Haiz	281
4Teile Glasfaser auf lOOTeile Harz	328

Claims

1 2 der Füllstoffgehalt erhöht wird. Diese Verschlechte- Patentansprüche: rung zeigt sich sehr deutlich in der verminderten »Warmfestigkeit«, auf Grund deren die Folie beim

1. Füllstoff enthaltende Polyvinylchloridmasse, Herstellungsprozeß dem Verkleben und Reißen untergeeignet zur Herstellung von Folien und Fußboden- 5 liegt, wodurch die Kontinuität des Hersteliungsverbelagmaterial, dadurch gekennzeich- fahrens unterbrochen wird und ein hoher Anteil an η e t, daß sie den Füllstoff meiner Menge von nicht Abfallmaterial resultiert. Obwohl das Abfallmaterial weniger als 350 Gewichtsteilen pro 100 Gewichts- zurückgeführt wird und daher keinen totalen Verlust teile Polyvinylchlorid und 0,2 bis 5 Gewichtspro- darstellt, wird jedoch die Wirtschaftlichkeit des Verzent, bezogen auf die Gesamtmasse, an Glasfasern io fahrens stark durch die Kosten der Handhabung dieses enthält. Abfalls belastet

2. Polyvinylchloridmasse nach Anspruch 1, da- Es wurde vorgeschlagen, spezielle Vorrichtungen andurch gekennzeichnet, daß sie in Form von Folien zuwenden, um diesen schwierig verarbeitbaren Massen vorliegt Rechnung zu tragen, beispielsweise Vorrichtungen, die

3. Verwendung der Polyvinylchloridmasse gemäß 15 Mehrfach-Kalander umfassen, aber die erhöhten einem der Ansprüche 1 und 2 zur Herstellung von Kapitalkosten dieser Vorrichtungen wirken sich im all-Fußbodenmaterial. gemeinen hinderlich aus.

Es wurde nun gefunden, daß die Eigenschaften von Polyvinylchlorid-Ansätzen, die Füllstoffe enthalten,

ao insbesondere von Polyvinylchloridansätzen mit einem

hohen Füllstoffgehall, in bemerkenswerter und unerwarteter Weise verbessert werden, wenn ihnen eine

Die Erfindung bezieht sich auf Massen, die Polyvinyl- geringe Menge an Glasfasern zugesetzt wird,
chlorid (nachstehend auch durch die übliche Abkür- Gegenstand der Erfindung ist daher eine einen Füll-

zung PVC bezeichnet) enthalten. »5 stoff enthaltende Polyvinylchloridmassc, geeignet zur

Folienmaterialien auf Basis von Polyvinylchlorid Herstellung von Folien und Fußbodenbelagmaterial, sind gut bekannt, und die Technik, PVC mit Zusatz- die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie den Füllstoff in stoffen zu vermischen, beispielsweise mit Weichma- einer Menge von nicht weniger als 350 Gewichtsteilen ehern, Gleitmitteln, Pigmenten und Füllstoffen, ist pro 100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid und 0,2 bis hochentwickelt. Die physikalischen Eigenschaften des 30 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse, an Endprodukts variieren in Abhängigkeit von der Zu- Glasfasern enthält.

sammensetzung des ^Ansatzes, d. h. Jc^ relativen An- Wenn tjemäß der Erfindung eine geringe Menge an

teilen der verschiedenen Bestandteile. Glasfaser zugegeben wird, können verarbeitbare PoIy-

Die physikalischen Eigenschaften der Masse während vinylchlorid-Ansätze mit hohem Füllstoff gehalt von der Verarbeitung, die gewöhnlich durchgeführt wird, 35 350 oder mehr, selbst von 450 Gewichtsteilen oder während die Masse heiß ist, schwanken ebenfalls in mehr, auf 100 Gewichtsteile des Polyvinylchlorids her-Abhängig* eit von der Zusammensetzung. Wirtschaft- gestellt werden. Die optimale Menge an Glasfaser, die liehe Überlegungen verlangen, daß ein Herstellungs- für jeden speziellen Füllstoffgehalt erforderlich ist, wird verfahren für Kunststoff-Folienmaterialien, einschließ- leicht durch einen einfachen Versuch in der dem Fachlich Folienmaterialien auf Basis von PVC, in wün- 40 mann geläufigen Weise bestimmt. Eine ausgeprägte sehenswerter Weise kontinuierlich sein sollte und nicht Verbesserung der Veidrbeitbarkeit von gefüllten PoIydurch physikalisches Versagen der Masse während der vinylchloridansätzen ist ersicht"^;ch nach Zugabe einer Verarbeitung unterbrochen werden sollte. so geringen Menge wie C,2% Fl°sfaser gemäß der

Ungünstigerweise kann ein Ansatz mit einer Zusam- Erfindung, und ^m allgemeinen ist es nicht erforderlich, mensetzung, die zu optimalen Eigenschaften in dem 45 eins größere Menge als 5 Gewichtsprozent, bezogen Endprodukt führt, ziemlich ungeeignete Verarbeitungs- auf die Gesamtmasse, zuzusetzen,
eigenschaften zeigen. Dies stellt eine Hauptschwierig- Übliche Füllstoffe, wie Calciiuncarbonat, Asbest,

keit bei der Forschung zum Auffinden von PVC- Ton, Kaolin und/oder Talkum, sind zur Verwendung Rezepturen dar, die zur Verarbeitung für Bodenbelag- für die erfindungsgemäßen Ansätze geeignet. Bevorzugt Materialien geeignet sind. 50 wird Calciumcarbonat.

PVC-Ansätze werden üblicherweise durch eine Die Glasfasern können in Form von Glasfasern einer

Folge von Verfahrenischritten zu Folienmaterial ver- Faserlänge von 1 bis 12 mm, beispielsweise etwa 2 mm, arbeitet, wozu beispielsweise die Verfahrensschritte in den Ansatz eingeführt werden. Ein solches Material Vermischen, Walzen und Kalandrieren in der angege- ist als Stapelfaser im Handel erhältlich. Die tatsächbenen Reihenfolge gehören. Maschinen zum Her- 55 liehe Faserlänge ist jedoch nicht kritisch, und tatsächstellen von flexibler Polyvinylchlorid-Folie in dieser lieh wurde gefunden, daß längere Fasern gewöhnlich Weise sind zu vernünftigem Preis leicht erhältlich. während der Verarbeitung unter Bildung kürzerer Flexible Polyvinylchlorid-Folie mit niedrigem Füll- Fasern zerbrochen werden.

stoffgehalt wird erfolgreich auf derartigen Maschinen Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erin großen Mengen erzeugt. Die für ein Fußbodenbelag- 60 findung beträgt der Füllstoffgehalt nicht weniger als material gewünschten Eigenschaften, insbesondere 450 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile Polyvinylhohe Abriebfestigkeit, geringer Preis und niedere chlorid. Der Anteil an Glasfaser überschreitet Vorzugs- ,. Schrumpfung, können jedoch durch Erhöhen des Füll- weise nicht 5 %, und obwohl außerordentlich geringe stoffgehaltes erzielt werden. Bestrebungen, Polyvinyl- Anteile einen günstigen Effekt zeigen, kann der Glas- ,-. chlorid-Fußbodenbelagmaterialien mit höherem Füll- 65 fasergehalt zwischen 0,2 und 5 Gewichtsprozent oder . stoff gehalt auf konventionellen Vorrichtungen zu er- zwischen 0,5 und 1 Gewichtsprozent der Gesamtmasse '"/ zeugen, sind jedoch bisher wegen der verschlechterten betragen. i

Verarbeitbarkeit des Ansatzes fehlgeschlagen, wenn Fußbodenbelagmaterial kann gemäß der Erfindung