-
Verfahren zur Herstellung eines bahnförmigen, bewitterungsbeständigen!
flexiblen Schichtstoffes aus Polyäthylen - Schaumstoff und einem beschichteten oder
unbeschichteten synthetischen Gewebe oder Glosgewvebe.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines bahnförmigen,
bewitterungsbeständigen, flexiblen Schichtstoffes aus Polyäthylen - Schaumstoff
und einem beschichteten oder unbeschichteten synthetischen Gewebe oder Glasgewebe
mittels Strahler, Heizschwert, Heißgas- oder Flammverschweißung ohne Anwendung eines
Klebers oder Verwendung mechanischer Befestigungselemente.
-
Zur Herstellung derartiger Schichtstoffe ist die Verwendung mechanischer
Befestigungsteile, wie z.B. Nähgarn, vorgeschlagen worden. Da die Reißfestigkeit
des Polyäthylen -Schaumstoffes jedoch - vor allem bei den Typen mit niedrigem Raumgewicht
- relativ gering ist, kann durch Vernähen der einzelnen Schichtstoftbahnen kein
ausreichend hafffester Verbund erreicht werden. Zusätzlich wird die Isolationswirkung
des Schichtstoffes gemindert und es entstehen Undichtigkeiten. Plissierte Schaumstoffbahnen,
die auf diese Art auf ein Gewebe aufgebracht werden, halten einer Dauerbeanspruchung
nicht stand.
-
Das direkte Kaschieren von PolyäfhylenschaumstofF mit synthetischen
Geweben wie z.B.
-
Polyester- oder Polyamidgeweben oder aber monoxcial gereckten Polypropylen
- Bandgelegen auf die herkömmliche Art mittels Strahler, Heizschwert, Heißgas- oder
Flammverschweißung ist technisch nicht durchführbar, da der an der Oberfläche angeschmolzene
Schaumstoff an den genannten Geweben nicht haften bleibt. Selbst dann, wenn die
Gewebe von den anhaftenden Schlichten bzw. Präparationen, die vom Spinnprozeß herrühren,
oder von Fixierungsmitteln befreit oder wenn die Oberfläche des Gewebes mechanisch
aufgerauht oder geschmirgelt wird, kommt es beim thermischen Kaschierprozeß zu keinem
haftfesten Verbund zwischen Polyäthylenschaumstoff und den genannten Geweben.
-
Auch technische Gewebe aus synthetischen Garnen oder Glasseide, die
ein- oder beidseitig mit den herkömmlichen Beschichtungsmaterialien wie PVC, PVC/PU
oder PU beschichtet sind, können nach den üblichen Schweißverfahren nicht dauerhaft
und reißfest mit Polyäthylenschaum verschweißt werden.
-
Die zusötzliche Anwendung von Kaschierschaumstoff, z.B. auf Polyurethanbasis,
oder Kaschier folie, z.B. auf Polyurethan~ oder Polyamidbasis, bringen beim thermischen
Schweißprozel4;keine ausreichende Haftfestigkeit vom Polyathylenschaumstoff am synthetischen
Gewebe oder Glasgewebe. oder. besOchichtbs Gewebe.
-
Es ist bekannt, daß Polydthylenschaumstoff mit beschichtetem und unbeschichtetem
Gewebe verklebt werden kann. Mit den weitaus meisten Klebern wird jedoch nur eine
ungenugende Haftfestigkeit zwischen den verschiedenartigen Schichten erzielt. Ein
weiterer Teil der Kleber scheidet fUr die Herstellung eines flexiblen Schichtstoffes
deshalb aus, weil der entstehende Klebstoff-Film keine ausreichende Biege- und Knickfestigkeit
bringt oder durch Witterungseinflusse versprödet. Es hat sich ebenfalls gezeigt,
daß zahlreiche Kleber nicht genügend bewitterungsfest sind, d.h. deren Hydrolyse-
und UV - Beständigkeit, Stabilität gegen Schimmelpilze und Insekten, Kälte- und
Wdrmestabilitdt, Verrntungsfestigkeit usw.
-
reichen für den Einsatz im Freien nicht aus.
-
Besonders sei auch darauf verwiesen, daß nur wenige Kleber weichmacherbeständig
sind bzw.
-
einer Weichmacherwanderung standhalten, wie es fUr PVC - Beschichtungen
verlangt wird.
-
Es wurde nun gefunden, daß gewisse Ein- oder Zweikomponenten - Polyurethanharze,
deren Lösungen oder Gemische, z.B. mit Polyäthylen oder Polyvinylchlorid, die die
Forderung der Bewitterungsbestandigkeit erfüllen, einen äußerst haftfesten und dauerhaften
Verbund zwischen beschichtetem oder unbeschichtetem synthetischen Gewebe oder Glasgewebe
einerseits und Polyäthylenschaum andererseits ergeben, wenn diese zunächst auf die
mit Schaumstoff zu koschierende Gewebeschicht aufgetragen und danach mittels Strahler,
Heizschwert, Heißgas oder Flammverschweißung mit dem Polyäthylenschaumstoff in Gegenwart
von Sauerstoftbei Temperaturen, die weit oberhalb des Erweichungspunktes von Polyäthylen
liegen, vereinigt und anschließend unter Druck gekühlt werden.
-
Das Erhitzen der Polyäthylen-Schaumstoffbahn und der Polyurethanschicht
erfolgt durch Regulierung der Arbeitsgeschwindigkeit sowie des Hitzefeldes hinsichtlich
Temperatur und Richtung derart, daß die Oberfläche der Polyurethanschicht nur kurzzeitig
den relativ hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Dadurch wird ein Schrumpfen des beschichteten
oder unbeschichteten Gewebes vermieden.
-
Nach dem erfindungsgemößen Verfahren wird die oberste Schicht des
Polyathylenschaumstoffes nicht nur angeschmolzen und dadurch klebrig gemacht, sondern
sie wird in Gegenwart von Sauerstoff hoch erhitzt und chemisch verändert. Bei diesem
thermischen Prozeß finden gewisse Oxydation und Crackreaktionen an der äußersten
Schicht des Polyäthylenschaumstoffes statt, in deren Verlauf reaktionsfähige Gruppen
verschiedener Art entstehen. Diese bewirken, daß nicht nur eine Verklebung mit geringer
Haftfestigkeit stattfindet, wie sie beispielsweise durch Anwendung eines Polyurethanklebers
und Lösungsmittelaktivierung an der Polyäthylen -Schaumstoffoberflöche erfolgt.Es
handelt sich ebenfalls nicht nur um die thermische Aktivierung und die hierbei stattfindende
Verkntiuelung linearer oder teilvernetzter Polyäthylenmolekeln mit langkettigen
MolekUlen des Polyurethans.
-
Der nach erfindungsgemößen Verfahren auftretende sprunghafte, nicht
vermutete Anstieg der Haftfestigkeit zwischen Polyäthylen- und Polyurethanschicht
und damit der erstrebte äußert haftfeste Verbund zwischen Polyöthylenschaumstoff
und Gewebe oder beschichtetem Gewebe ist vermutlich darouf zurückzuführen, daß an
der Polyöthyleroberflüche durch die kurzzeitige Hitze- und Sauerstoffeinwirkung
Radikale sowie aktive polare Gruppen entstehen, die durch chemische Reaktion mit
dem polyfunktionellen Isocyanat und dem hydroxylgruppenhaltigen Polyester des Polyurethans
die besondere Haftung erbringen.
-
Entgegen der Annahme, daß die beim erfindungsgemäßen Verfahren auftretenden
ungesättigten, labilen Polyolefingruppen eine Minderung der UV - Stabilität und
eine Zunahme der Alterungsneigung des Schichtstoffverbundes hervorrufen, wurde gefunden,
daß mit der sprunghaften Zunahme der Haftfestigkeit gleichzeitig die Bewitteru ngsbeständigkei
t der Haftschicht zunimmt.
-
Es wird vermutet, daß die durch chemische Reaktion an der Kontaktfläche
Polyäthylen / Polyuethan neu gebildeten Molekülverbände eine gewisse Sättigung und
damit Stabilisierung der Polyurethanschicht bewirken. Eine Überoxydation der Polyäthylen
- Schaumstoffoberfläche muß vermieden werden. Sie fUhrt zu einem Abfall der Haftfestigkeit
des Schichtstoffverbundes.
-
Für das erfindungsgemäße Verfahren können diejenigen Polyurethane
eingesetzt werden, die einerseits einen guten Verbund auf dem beschichteten oder
unbeschichteten synthetischen Gewebe oder Glasgewebe ergeben und andererseits mit
Crack- und Oxydationsprodukten des Polyathylenschaumstoffes in der Hitze in Gegenwart
von Sauerstoff reagieren.
-
Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung gewählten Arbeitstemperaturen
liegen wesentlich über denjenigen Temperaturen, die man beispielsweise beim Auftrag
von Schmelzklebern, oder zum Verdampfen von Lösungsmitteln aus lösungsmittelhaltigen
Klebstoffen oderÆzur thermischen Aktivierung, zum Klebrigmachen blockfrei aushärtender
Klebefilme verwendet. Dadurch kann die Dur chlaufgeschwindigkeit bei der Herstellung
des Schichtstoffes in Gegenüberstellung zu herkömmlichen Verfahren wesentlich erhöht
werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Herstellung vor allem derjenigen
bahnförmigen flexiblen Schichtstoffe aus Polyäthylen - Schaumstoff und beschichteten
oder unbeschichteten synthetischen Geweben oder Glasgeweben geeignet, die vorübergehend
oder ständig im Freien eingesetzt werden, d.h. bei denen der Verbund der artfremden
Materialien auch gegenüber extremen Witterungseinflüssen besonders haftfest, alterungsbestdndig
und dauerhaft sein muß.
-
Ausführungsbeispiel: 1) Eine 10 mm starke Bahn aus vernetztem Polyäthylenschaumstoff
wird oberflächlich in Gegenwart von Sauerstoff auf annähernd 720 0 C erhitzt und
unter Druck mit einer folienartigen, bahnförmigeri teilvernetzten Polyurethanschicht,
die auf einem einseitig PVC - beschichteten Gewebe haftet, mit einer Geschwindigkeit
von 26,4 m / Min. vereinigt und anschließend gekühlt. Die Polyurethanschicht wurde
zuvor durch Rakeln mit 75 g / qm auf das Polyestergewebe aufgetragen.
-
2) Versuchsanordnung wie bei Ausführungsbeispiel 1), an Stelle des
Polyestergewebes wurde Glasgewebe verwendet, die Arbeitstemperatur betrug annähernd
790 ° C.
-
3) Versuchsanordnung wie bei Ausführungsbeispiel 1), an Stelle des
Polyestergewebes wurde beidseitig PVC / PU - beschichtetes Polyamidgewebe eingesetzt.Arbeitstemperatur
annähernd 680 0 C, Herstellungsgeschwindigkeit des Schichtstoffes 22, 1 m / Min.