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Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung bahnförmiger Träger Die
Erfindung betrifft die kontinuierliche Beschichtung bahnförmiger Träger, insbesondere
textiler Trägergewebe mit Polyurethanschaum Bekannte Rückschichtmassen für Bodenbeläge,
wie Vliesteppiche oder getuftete Teppiche sind Latices von Styrol-Butadien-Copolymeren,
die carboxyliert oder nicht carboxyliert sein können, Latices von Naturkautschuk,
Emulsionen von Homo- und Copolymeren von Vinylacetat, Acrylsäureester und dglo Es
ist weiterhin bekannt, Gewebe oder andere flächenartige Gebilde mit Rücksohichten
auf der Basis von Polyurethanen auszustarten, Dabei werden auf die Trägergewebe
im allgemeinen flüssige Gemische, welche hauptsächlich aus den Komponenten Polyisocyanaten
und Polyalkoholen bestehen, auf einem Streichtisch mit Rakelmesser oder mittels
Walzen aufgetragen. In einem Heizkanal erfolgt danach die Lösungsmittelverdampfung
und die Kondensation zu Polyurethan0 Die so erhaltenen Flächengebilde enthalten
jedoch noch kleine Mengen von Lösungsmitteln, wodurch eine unerwünscht Klebrigkeit
zustande kommt, die nur mit erheblichem Aufwand beseitigt werden kann, so daß die
Flächengebilde erst nach einiger Zeit aufgerollt werden können, Außerdem werden
beim Beschichten von Nadelfilzerzeugnissen uO§O Schaumstoffe hoher Dichte gebildet,
da das flüssige Gemisch in das Oberflächen- bzw.
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Trägergewebe eindringen kann, bevor die Expansion stattfindet.
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Die flüssigen Gemischanteile, die auf diese Weise in das Trägermaterial
gelangen, werden zumindest teilweise dem Schäumvorgang entzogen, da die Blasenbildung
aufgrund der Faserstruktur verhindert wird. Dies hat zur Folge, daß die Dicke der
Schaumstoffschicht ungleichmäßig ist und die Oberfläche des Trägergewebes verformt
oder mit Schaumstoff verstopft wird.
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Gemäß der DU-OS 2 204 036 ist ferner ein Polyurethanformschaum bekannt,
der bei Umgebungsbedingungen direkt auf die Unterseite eines getufteten primären
Teppichunterlagerlmaterials aufgebracht und offen zu einer gleichmäßigen Dicke ausgetragen
wird0 Die Aushärtung des Beschichtungsmaterials zu einem nichtklebrigen Schaum wird
unter Anwendung von Wärme oder durch Temperaturerhöhung des Schaumes vorgenommen.
Diese Arbeitsweise befriedigt jedoch.nicht in jeder Hinsicht, sei es, daß spezielle
Katalysatoren, die erst bei höheren Temperaturen wirksam werden, eingesetzt werden
müssen oder sei es, daß das eingesetzte reaktive Gemisch eine begrenzte Topfzeit
hat, doho daß die Reaktion selbst bei niedrigen Temperaturen relativ schnell anspringtO
Unter Umgehung vorstehend genannter Nachteile wurde nun ein Verfahren der eingangs
bezeichneten Art zur kontinuierlichen Beschichtung bahnförmiger Träger gefunden,
welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß der Polymeraufbau des Polyurethans
durch Umsetzung von di- oder polyfunktionellen Hydröxylverbindungen mit einem di-
oder polyfunktionellen Isocyanat in an sich bekannter Weise zu einem NCO-endständigen
Prepolymeren teilweise vorweggenommen wird und die Ausreaktion zum Schaumstoff auf
dem Träger in Gegenwart von Wasserdampf erfolgt Die Aussehäumung kann auch in einer
mit Feuchtigkeit angereicherten Warmluftatmosphäre erfolgen. Nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung besteht das Reaktionsprodukt aus einem Prepolymer aus Polyhydroxyl-
und Polyisocyanat-Verbindungen mit einem Gehalt an freiem NCO zwischen 3 und 30
%.
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Die so beschichteten, bahnförmigen Träger sind für alle Verwendungsbereiche,
z.B0 Wohnbereiche, Sporthallen, Polster- und Verpackungssektor usw, einsetzbar.
Die Beschichtungsmasse ist billig, leicht zu verarbeiten und im ausreagierten Zustand
in weiten Temperaturbereichen flexibel, dauerelastisch und dimensionsstabil.
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Unter bahnförmigen Trägern im Sinne dieser Erfindung werden insbesondere
textile Trägergewebe aber auch Bahnwaren aus Papier
u.dgl. verstanden0
Der verwendete Ausdruck "textile Trägergewebe" umfaßt alle, nach dem Tufting-Verfahren,
durch Weben, Wirken, Filzen oder dgl. hergestellten flächenförmigen Gebilde, Hierzu
gehören Bodenbeläge wie Teppiche, Brücken, Matten, Fliesen usw. aus natürlichen
und/oder synthetischen Textilmaterialien, beispielsweise aus Jute, Sackleinen, Wolle,
Nylon, Polyacrylnitril oder Polypropylen.
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Die Polyurethan bildenden Reaktionskomponenten werden in flüssiger
Form bei Raumtemperatur mittels Walzen oder in Form eines FlAssigkeit-Gas-Gemisches,
wobei das Gas beispielsweise durch mechanisches Rühren in die Flüssigkeit eingearbeitet
wird und das Reaktionsgemisch damit cremige Konsistenz erhält, durch Rakeln auf
den Träger aufgegeben. Schichtdicken von im allgemeinen 1 bis 10 mm haben sich dabei
inagesamt als zweckmäßig erwiesen. ueber die Anpreßkraft der Walzen kann die Eindringung
des flüssigen Gemisches in das Trägergewebe in einfacher Weise reguliert werden.
Der beschichtete Träger wird nachfolgend über Maschinenaggregate einfachster Bauart,
z.B. Transporteinrichtungen, bestehend aus zwischen Stützrollen geführten, perforierten
Stahlbändern oder Metalldrahtgeweben, in eine/ allseitig geschlos.
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sene Behandlungskammer gefördert. In der Behandlungskammer findet
die Ausschäumung und Aushärtung der Beschichtungsmasse in Gegenwart von Wasserdampf
statt.
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Das lreib- und Vernetungsmittel Wasser wird zweckmäßigerweise im großen
ueberschuß angewendet, d.h. die nicht allseitig geschlossene und mit der Außenatmosphäre
in Verbindung stehende Behandlungskammer wird mit Wasserdampf ausgefüllt. Hierbei
werden Temperaturen von nahezu 1000C erreicht. Die gleichzeitige Einwirkung von
Wärme führt zu der gewünschten Beschleunigung der Reaktion0 Sind gegebenenfalls
höhere oder auch tiefere Temperaturen erforderlich, so kann die notwendige Wassermenge
auch über eine mit Feuchtigkeit angereicherte Warmluftatmosphäre zugegeben werden,
wobei zweckmäßigerweise Temperaturen zwischen 50 und 1500C und relative Luftfeuchtigkeiten
zwischen 50 und 100 6 eingestellt werden können.
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Gemäß der Erfindung wird der Polymeraufbau des Polyurethans durch
Umsetzung von di- oder polyfunktionellen Hydroxylverbindungen mit einem di- oder
polyfunktionellen Isocyanat zu einem NCO-endståndigen Prepolymeren teilweise vorweggenommen.
Der Gehalt an freiem NCO beträgt zweckmäßig 3 bis 30 %, vorteilhaft 5 bis 20 %.
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Funktionalität, Verzweigungsart und Molekulargewicht der Hydroxylverbindungen
bestimmen den Charakter des Schaumstoffes0 Hochmolekulare lineare Typen ergeben
sehr weiche, hochverzweigte, niedermolekulare Typen ergeben nahezu harte Schaumstoffe.
Bevorzugt werden di- und trifunktionelle Polyätherpolyole auf Propylen- und Äthylenoxidbasis
mit Molekulargewichten zwischen 62 und 6 5000 Als Isocyanate werden bevorzugt die
wirtschaftlich zugänglichen Typen TDI (Toluylendiisocyanat) und MDI (Methylendiphenyldiisocyanat)
und ihre durch Polymerisation oder Prepolymerisation enthaltenen Folgeprodukte verwendet.
Aber auch alle anderen Di- oder Polyisocyanate sind verwendbar Zu sätze können sowohl
in der Isocyanatgruppen enthaltenden Komponente als auch in der aktiven Wasserstoff
enthaltenden Komponente oder in beiden vorgesehen werden. Zu derartigen Zu satzstoffen
gehören Katalysatoren, Füllstoffe, Mittel für die strukturelle Stabilisierung des
Schaumes und andere. Um die Reaktion zwischen den Polyäthern und den Polyisocyanaten
zu beschleunigen, werden der Mischung insbesondere tertiäre Amine, beispielsweise
Triäthylamin oder Triäthylendiamin zugegeben. Als Füllstoffe kommen Kreide, Kaolin,
Schwerspat usw. in Betracht0 Auch Farbpigments, Flammschutzmittel, Fungizide etcO
können eingearbeitet werden. Weiterhin kann das flüssige Gemisch zur Zellbildung
und Zellstabilisierung ein Silicon-Surfactant, wie in der D?-OS 2 204 036 beschrieben,
enthaltene Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus,
daß das Prepolymere in nahezu jeder gewünschten Dicke auf den bahnförmigen Träger
aufgebracht und das Anspringen tder
Reaktion unter Feuchtigkeitsausschluß
beliebig lange verzögert werden kann. Durch Aufbringen des flüssigen Gemisches mittels
Walzen oder Rakel kann bei textilen Trägergeweben die teilweise Durchdringung der
Fasern optimal gesteuert werden, so daß z.B.
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bei Tuftingware ausgezeichnete Noppeneinbindung mit Werten von über
8 kg erreicht wird. Ein sonst notwendiges, vorhergehendes separates Fixieren der
Noppen erübrigt sich. Die Reaktions- und Aufschäumzeiten sind sehr kurz, eine thermische
Schädigung bei Verwendung bestimmter Synthesefasern als Trägergewebe ist ausgeschlossen.
Die Raumgewichte können in weiten Grenzen, abhängig vom NCO-Gehalt, variiert werden9
wobei im Vergleich zu anderen Materialien besonders leichte Gewichte erzielt werden
könneun.
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Anhand der nachfolgenden Beispiele wird die Erfindung weiter veranschaulicht.
Die angegebenen Teile sind Gewichtseinheiten.
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Beispiel 1 40 Teile Polyol A, 10 Teile Polyol B und 50 Teile TDI werden
unter Rühren zur Reaktion gebracht bis die Temperatur 600C erreicht. Dann wird unter
Kühlung weitergerührt, bis nach ca.
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1 Stunde die Temperatur 30°C unterschritten ist. Man erhält so ein
Prepolymer mit 20 % freiem NCO-Anteil und einer Viskosität von ca. 3000 cp 20°C.
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Dieses Prepolymer wird mit Katalysator (0,2 Teile DABCO) und Schaumstabilisator
(1,0 Teile DC 190) versetzt und auf das Trägermaterial mittels einer Walze 0,8 mm
stark aufgetragen und 3 Minuten lang Wasserdampf von 10000 ausgesetzt. Es resultiert
eine 10 mm starke, besonders leichte, halbharte Schaumbeschichtung mit Raumgewicht
unter 100 kg/m3, zoBo fUr Verpackungs- und Isolationsmaterial geeignet.
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Beispiel 2 100 Teile Polyol C, 30 Teile TDI und 100 Teile Kreide werden,
wie in Beispiel 1 beschrieben, zu einem Prepolymer mit freiem
NeO
von 5 ffi und einer Viskosität von 22 000 cp 200C umgesetzt.
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Nach Zugabe von Katalysator und Stabilisator, wie unter Beispiel 1,
wird die Masse durch Rakeln auf den Rücken von nicht vorgestrichenem getuftetem
Teppichmaterial ca, 1 mm dick aufgetragen. Hierbei werden die Noppen gut durchtränkt.
Nach 3 Minuten Behandlung mit Wasserdampf von 100°C erhält man einen 3 bis 4 mm
dicken Schaumrücken mit strapazierfähiger, abriebfester Oberfläche hoher Elastizität
und Dimensionsstabilität. Die Noppe penfestigkeit beträgt mehr als 8 kg.
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Beispiel 3 90 Teile Polyol D, 10 Teile Polyol E, 36 Teile roh-MDI
und 50 Teile Schiefermehl werden analog Beispiel 1 zu einem Prepolymer mit 6 /o
freiem NCO und einer Viskosität von ca. 16 000 cp 200C verarbeitet, mit Katalysator
und Stabilisator versetzt, 0,5 mm stark auf das Trägermaterial aufgebracht und mit
Dampf behandelt. Es resultiert ein ca. 3 mm starker, halbharter Schaumstoff mit
Raumgewicht von ca. 200 kg/m3.
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Beispiel 4 40 Teile Polyol A, 10 Teile Polyol B, 60 Teile Polyol C,
50 Teile TDI und 100 Teile Kreide werden analog Beispiel 1 zu einem Prepolymer mit
7 ffi freiem NOO und einer Viskosität von ca. 20000 cp 200C verarbeitet, mit Katalysator
und Stabilisator versetzt, ca. 0,8 mm stark auf das Trägermaterial aufgebracht und
mit Dampf behandelt. Der Schaumrücken ist ca. 3 mm hoch, weich elastisch, mit guter
Festigkeit und Dimensionsstabilität mit einem Raumgewicht von ca. 200 kg/m30 Polyol
A = Triol Basis TMP und PO OHZ = 34 MG = 3000 Polyol B = Triol Basis TMP und PO
OHZ = 550 MG = 300 Polyol O = Diol Basis PO OHZ = 56 MG = 2000 Polyol D = Triol
Basis TMP und OHZ = 36 MG = 3500 PO/EO Polyol E = Tetrol Basis Äthylen- OHZ = 350
MG = 280 diamin und PO