DE2555402A1

DE2555402A1 - Latexbeschichtungsgemisch

Info

Publication number: DE2555402A1
Application number: DE19752555402
Authority: DE
Inventors: Richard Pollock
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1974-12-19
Filing date: 1975-12-09
Publication date: 1976-06-24
Also published as: CA1065078A; FR2295097B1; US4098944A; AU499239B2; FR2295097A1; AU8641675A

Description

Latexbeschichtungsgemisch

Die Erfindung bezieht sich auf ein Latexbeschichtungsgemisch
zur Sprühauftragung auf die Oberfläche von elastomeren Schaumstoffen.

' In der [Deppichindustrie werden elastomere Latexschaumstoffe
häufig zur Beschichtung der Rückseite von (Teppichen verv/endet,
so daß eine elastische Schicht gebildet, der (Teppich gegen Verschleiß geschützt und Benützungskomfort und -gefühl dec Teppichs verbessert werden. Zumeist werden zu diesem Zweck hochbelastete,· geschäumte Styrol-Butadien-Gummilatexstoffe niedriger Dichte ; verwendet, Diese lassen sich wirtschaftlich ansetzen und auf- j

I tragen, haben jedoch den Nachteil einer geringen Druckfestig- [

keit und einer hohen Anfälligkeit gegen einen Oberflächena.'b^ieb.l

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ORIGINAL INSPECTED

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Im Gebrauch, und während der normalen Benutzung werden daher ! derartige Teppichrücken rasch aufgerieben und an den Oberflächenschichten zerfressen, und wenn sie auf rauhen oder reibenden Flächen aufliegen, verschleißen sie in hohem Maße. Außerdem ' besteht bei Schaumstoffen geringer Dichte die G-afahr, daß die Feuchtigkeit rasch eindringt, sie haben eine geringe Was-

; serbeständigkeit, und sie neigen in hohem Maße dazu, Wasser • zurückzuhalten, wenn sie der Nässe ausgesetzt sind. Zur Yer-

meldung einiger dieser Schwierigkeiten lassen sich zwar j Schaumstoffe höherer Dichte ansetzen, jedoch führt dies, be-

'. zogen auf ein bestimmtes Schäumst off gewicht, zu höheren Kosten

! und einer geringeren Elastizität.

Erfindungsgemäß sollen hochbelastete Schaumstoffe niedriger Dichte zur Verwendung als Teppichrücken geschaffen werden, die ohne erhöhte Kosten und ohne Beeinträchtigung der Elastizität eine erhöhte Festigkeit und Oberflächen-Abriebbeständigkeit I aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung die in den Ansprüchen beschriebenen Stoffgemische.

Nach der Erfindung werden herkömmliche, hochbelastete Latexschaumstoffe niedriger Dichte, wie sie üblicherweise als Teppicbjrücken verwendet werden, bezüglich ihrer G-ebrauchsfähigkeit

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dadurch verbessert, daß sie mit einer dünnen Oberflächenbeschichtung versehen werden, die aus einem zweiten Latexgemisch unter Zumischung eines Wachses besteht. Der dadurch erhaltene Mehrschichtenstoff verfügt nach dem Trocknen über die vorteil- ! haften Eigenschaften von Latexschaumrücken niedriger Dichte und zugleich eine verbesserte Abriebfestigkeit, Verschleiß- -beständigkeit und Wasserunempfindlichkeit. Die Oberflächenbeschichtung des zweiten Latex bildet in der Praxis eine dünne Haut für die Oberfläche des Schaumstoffes niedriger Dichte und sorgt für die Abriebfestigkeit, wob.ei sie zugleich soweit in den Schaumstoff eindringt, daß sie diesen verstärkt, ohne das Gewicht und die Elastizität des Schaumstoffes merklich zu beeinflussen.

Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Der ΐeppich-Schaumst off rücken kann aus einem irgend beliebigen, für diesen Zweck normalerweise verwendeten, elastomeren Latex-Schaumstoff bestehen, einschließlich Styrol-Butadien-G-ummilatexstoffen, .natürlichen Gummilatexstoffen und Mischungen aus Styrol-Butadien-Elastomeren mit natürlichem Gummi oder Polyisopren in Latexform. Diese Latexstoffe enthalten Zumischungen aus füllstoffen, Schaumhilfen, Stabilisatoren, Härtern und Verdickungsmitteln, so daß schäumbare Latexgemische entstehen. Der Schaum wird dann in Chargen oder kontinuierlichen Mischeinrichtungen unter Einleitung von Luft

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/Gasen ^:

oder inerten' hergestellt, so daß ein dicker, sahneartiger Schaum entsteht, der auf die Teppichrückseite aufgetragen wird.

Die Auftragung des nassen Schaums erfolgt auf unterschiedliche Weise, etwa durch Verteilen des Schaums auf der Teppichrückseite mit einer Rolle oder einer Rakel. Das beschichtete Substrat v/ird dann kurz einer Heizeinrichtung, und zwar zumeist entweder einer gasbetriebenen oder elektrischen Infrarot-Heizeinrichtung ausgesetzt, so daß sich auf der Schaumoberfläche vor dem vollständigen Trocknen eine Haut bildet» Die Ausbildung der Oberflächenhaut soll bei den bekannten rückseitigen Teppichverstärkungen für eine abriebfeste zähe Oberfläche sorgen. Daraufhin wird das Gebilde nach dem bekannten Verfahren getrocknet, und zwar normalerweise in einem Umluftofen im Temperaturbereich zwischen 100 und 140⁰C, um Wasser und andere flüchtige Stoffe zu entfernen, woraufhin der mit einem Schaumstoffrücken verstärkte Teppich fertiggestellt ist.

Erfindungsgemäß wird eine Beschichtung aus einem karboxyUsierten Latexgemisch auf die Oberfläche des Schaumstoffrückens unmittelbar nach der Herstellung der Oberflächenhaut und vor dem üblichen Trockenvorgang aufgebracht. Das G-ebilde wird dann in üblicher Weise getrocknet, und es entsteht ein mit einem Schäumstoffrücken versehener Teppich, der mit einem ver-

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schleiß- -und abriebfesten Oberflächenüberzug versehen ist.

Der in dem Gemisch verwendete Latex ist ein lcarboxylisierter Styrol-Butadien-Elastomerlatex mit einem Styrolgehalt von etwa 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des gesamten Elastomeren. Der in dem polymeren Elastomer enthaltene, karboxylisierte Monomer kann ein irgend beliebiger, copolymer!sierbarer' Karboxyl-Monomer sein, beispielsweise Acryl-Säure, Itakonsäure, Zitraconsäure und dgl. mit einem Anteil von 2 bis 20 % des gesamten Monomergemisches. Härtbare karboxylisierte Latexstoffe sind in der Latexindustrie weit verbreitet und werden als 3?arbanstriche, zur Herstellung von elastomeren Bauteilen und dgl. verwendet. Der karboxylisierte Latex wird zum Zwecke der Erfindung ferner mit einem Wachs und einem Benetzungsmittel vermischt

Der Wachsanteil des Beschichtungsgemisches kann ein Paraffin oder ein mikrokristallines Wachs oder irgendein natürliches oder synthetisches Wachs sein und hat einen Anteil von 5 bis 100 Gewichts-Ieile Wachs je 1oo Gew.-Ieile Latexfeststoffe. Das Wachs sorgt für die Wasserbeständigkeit des Fertigerzeugnisses, indem das Eindringen von Wasser in den Schaumstoff behindert wird. Weitere Zumischungen, etwa Oberflächenmittel, können ebenfalls verwendet sein, um die Benetzung der Schaumstoffoberfläche durch die Latexbeschichtung zu verbessern und das Eindringen der Latexbeschichtung in die mittlere

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Schäumst of fs chi cht zu verstärken.

Das karboxylisierte Latexgemisch wird auf die Oberfläche des feuchten, mit einer Haut überzogenen Schaumstoffes in einer ; Menge von 20 bis 90 Gramm, bezogen auf den trockenen Feststoffanteil, je Quadratmeter Oberfläche aufgetragen. Yorzugs- ■ weise wird mit einer herkömmlichen Sprühauftragung gearbeitet,

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j und der nutzbare Feststoffanteil des Gemisches liegt demgemäß im Bereich zwischen 5 und 20 Gew.-%, um die zum Sprühen j richtige Viskosität zu erreichen. Auftragmengen von weniger als 20g/m ergeben keinen ausreichenden Schutz, während bei Auftragmengen von mehr als etwa 100 g/m die Gefahr besteht, daß die Schaumstoffe an ihren Oberflächen bei Biegebean- ι spruchungen brechen. Höhere Auftragmengen bedingen ferner einen j merklichen Zuwachs der endgültigen Trockenzeiten und bedeuten daher eine beträchtliche Produktionsverringerung. Die bevorzugte Auftragmenge liegt im Bereich zwischen 20 und 90 g/m , bezogen auf den trockenen Pest stoffanteil, wobei der genaue Wert teilweise in Abhängigkeit von den Eigenschaften der geschäumten Latexschicht und teilweise durch wirtschaftliche Überlegungen festgelegt wird.

Die Erfindung wird nunmehr anhand einiger besonderer Ausführungsbeispiele näher erläutert_o

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T eppichrucken;

gefüllter Styrol-Butadien-Latexschaum (SBR) niedriger Dichte wurde in folgender Zusammensetzung hergestellt, wobei

sämtliche Angaben Gewichtsteile auf trockener Feststoffbasis sind:

SBR latex 100 Teile

StCLf osupeinamat (Schaumhilfe) 3,0 "

Aminoxyd (SchaumstaMlisator) 1,0 "

Natriumlaurylsulfat 3,0 "

Schwefel 2,5 "

Zinkoxyd 3,0 "

Zinkdithiocarbamat 1,5"

Zinkmercaptobenzothiazol 1,0 "

Stabilisatoren 1,0 "

Kalziumkarbonat 250 "

Wasser 35 "

Polyakrylat-Terdickungsmittel (entsprechend der benötigten

Viskosität).

Der verwendete SBR-Latex war ein nicht-karboxylisierter Latex mit 28 % gebundenem Styrol und einem Feststoffgehalt von 61 %. Das Polyakrylat-Verdickungsmittel wurde zugemischt, ·

/zu erreichen j

um eine endgültige Tiskosität von 3500 cps (Brookfield, [ RVT Spindel Nr. 4, 50 Upm). Die Stabilisatoren sind tri-Nonylphenyl-Phosphit, Ölsäure, Triäthanolamin und alkyliertes Bisphenol.

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Der endgültige Feststoffgehalt des Geraisches betrug 77 Gew.-%. J Das Latexgemisch wurde in einem Chargenmischer geschäumt j und mit Luft bis zu einer endgültigen Schaumdichte von 0,165 ■ g/ccm (im trockenen Zustand) versetzt und anschließend im ι Sprühauftrag mittels einer Rakel auf Rupfenstücke in einer

Menge von 240 g/m (7 oz./sp. yard hessian squares) in einer Dicke von 4 mm aufgetragen. Die mit der Schäumstoffschicht belegten Rupfenstücke wurden dann mit einer Infrarot-Heizlampe bestrahlt, um den nassen Schaum zu verfestigen und mit einer Oberflächenhaut zu versehen.

Oberflächenbeschichtung der Schaumstoffschicht:

Ein karboxyliertes SBR-Latexbeschichtungsgemisch wurde wie folgt angesetzt, wobei sämtliche Mengen Gewichtsteile auf einer trockenen Feststoffbasis angeben:

karfcoxylierter SBR-Latex 100 Teile

Wachs 5 "

Natriumlaurylsulfat 1,0 "

Wasser 834 "

Der Latex war ein karboxylierter Styrol-Butandien-Latex mit einem gebundenem Styrolgehalt von 50 %, einer durchschnittlichenPartikelgröße von 1700⁰A und einem gesamten Feststoffgehalt von 50 %, Das Wachs war ein dispersiertes Paraffinwachs

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mit einem Peststoffgehalt von 40 %. Der gesamte Peststoffgehalt des G-emisches betrug 10 %,

Das latexbeSchichtungsgemisch wurde im Sprühauftrag auf die Oberfläche des nach der obigen Anweisung hergestellten, feuchten, mit einer Oberflächenhaut versehenen Latexschaums aufgebracht, und zwar unter Verwendung einer üblichen Farbspritzpistole mit einer fächerartigen Düse. Die Sprühung wurde in Porm eines feinen Nebels mit einer Peststoff-Auftragmenge von 60 g/m ' aufgebracht, wobei darauf geachtet wurde, daß die Oberfläche des feuchten Schaums nicht gekräuselt wurde.

! Die Musterteile wurden dann in einem Umluftofen 12 Minuten ; lang bei 13O⁰C getrocknet. Vergleichsmuster vairden auf identi-

j sehe Weise, jedoch ohne den Verfahrensschritt der Sprühbe-

j schichtung der mit einer Oberflächenhaut versehenen Schaumi

stoffschicht hergestellt.

Die beschichteten und unbeschichteten Schaumstoff muster wurden auf Verschleiß, Abriebfestigkeit, Zugfestigkeit und Wasserabsorptionsvermögen getestet.

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Unt e r suchung s dat en ^:

Dynamischer WIBA-Belastungstest (British. Standards ITr.
; 4098/67):

: Die Schäumst of fmuster werden auf das flache Bett der Test-.; einrichtung gelegt und 50, 100, 200, 500 und 1000 mal "beaufschlagt. Anschließend wird die Wandstärke gemessen. Nach
! 1000 Belastungen hatte die Wandstärke des beschichteten Schaum- ^[ Stoffmusters um 13 % abgenommen, während das unbeschichtete _; I Schaumstoff-Vergleichsmuster 26 % der ursprünglichen Wand-

i '

j stärke eingebüßt hatte. Der Wandstärkenverlust von Schaum-

! stoffrücken unter diesen dynamischen Testbedingungen wird als

i Maß für den Teppichverschleiß in Einsatzfällen mit starkem .

: Publikumsverkehr angesehen. ';

! i

i Statischer Belastungstest (British Standards Nr₀4959/73):

j Die Schaumstoffmuster werden auf das flache Bett der Test- ;

einrichtung gelegt und 24 Stunden lang einer Druckbelastung j von 7 kp/cm ausgesetzt. Der Wandstärkenverlust (sog. Korn- ! pressionsverformung) wird dann gemessen. Anschließend wird | der Rückerholungsgrad (sog. Erholungsmaß) durch Wandstärkenmessungen über eine Zeitdauer von 24 h bestimmt. Das beschichtete Schaumstoff muster verformte sich unter Druckbelastung auf 83,5 % der ursprünglichen Wandstärke und erlangte in 24 h wieder 95 % der Ausgangswandstärke. Das unbeschichtete Schaumstoff-Vergleichsmuster verformte _ 11 _

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sich unter Drucktelastung auf 82,5 % der ursprünglichen Wandstärke, und sein Erholungsmaß betrug in 24 h lediglich 90 % der Ausgangswandstärke. Dieser statische Belastungstest dient als Maß für das Widerstandsvermögen des Teppichschaums gegen starke Langzeifbelastungen.

Abriebtest:

Ein 7,5.x 15 cm Schäumst off must er wurde in ein Abriebtestgerät der Research Equipment London eingesetzt und einer Abriebbelastung von 300 g ausgesetzt. Die beschichtete Schaumstoff fläche zeigte bis zu 100 Yersuchshüben des rupfengedeckten Abriebfußes keinerlei Bruchbildung. Das unbeschichtete Schaumstoff-Vergleichsmuster war im Untersuchungsbereich nach 20 Testhüben vollständig aufgelöst. Der Abriebtest wird als Maß für die Widerstandsfähigkeit der Schaumstofffläche gegen einen Abrieb während der Handhabung und des Gebrauchs angesehen.

Zugversuch:

Ein Schäumst off must er von 3,75 cm Breite, 0,3 cm Dicke und 15 cm Länge wurde aus dem Rupfen herausgeschnitten, in einen Hounsfield-Zugmesser eingesetzt und gemäß ASTM-D 412-62T mit einer Querkopfgeschwindigkeit von 1,5 cm/min getestet. Das beschichtete Muster hatte eine Zugfestigkeit von 0,75 kp und eine Bruchlastdehnung von 142 %* Das unbeschichtete Schaumstoff-Vergleichsmuster hatte eine Zugfestigkeit von 0,65 kp

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und eine Bruchlastdehnung von 165 %.

Wasserabsorptionstest;

Wassertropfen wurden auf die Oberfläche des Schaumstoffes aufgetragen und mit einer Stoppuhr die Zeit bis zur vollständigen Absorption der Wassertropfen in den Schaumstoff gemessen. Mir jedes Schaumstoffmuster wurden 20 Tropfen gemessen. Das beschichtete Schaumstoffmuster benötigte eine durchschnittliche Zeit von 35 min für die Tropfenabsorption, während das unbeschichtete Vergleichsmuster eine durchschnittliche Zeit von 2 see für die Tropfenabsorption benötigte.

Aus den oben beschriebenen Versuchsergebnissen ist ersichtlich, daß die Eigenschaften eines belasteten Schaumstoffs niedriger Dichte beträchtlich durch eine Oberflächenbeschichtung mit einem Gemisch aus karboxyliertem Latex und Wachs verbessert werden. Dynamisches Lastverhalten, Druckverformung und Zugfestigkeit werden durch die Beschichtung verbessert, was bedeutet, daß eine tatsächliche Verstärkung und Festigkeitssteigerung des Schaumstoffs erzielt wird. Der Abriebsversuch zeigt deutlich die Vorzüge einer Oberflächenbeschichtung bezüglich der Widerstandsfähigkeit des Schaumstoffs gegen einen mittleren Verschleiß während des normalen G-ebrauchs. Die Versuchsergebnisse des Wasserabsorptionstests sind ein

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Beweis für die erhebliche Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen IPeuchtigkeitseinflüsse während des G-ebrauchs.

Die beschriebenen Verfahrensschritte zum Präparieren und Auftragen des Latexschaums auf den Rupfen sowie die Ausbildung einer Oberflächenhaut und das Trockenen der unbeschichteten und beschichteten Schaumstoffmuster entsprechen Laboratoriumsmethoden, die tatsächliche Produktionsprozesse simulieren, wobei sowohl kontinuierliche als auch Chargenmäßige Herstellungsprozesse für mit einem Schaumrücken versehene Teppiche verwendbar sind. Der Spritzauftrag des Latexbeschichtungsgemisches kann mit verschiedenartigen automatischen oder handbetätigten Sprüheinrichtungen durchgeführt werden, die sich in einfacher Weise in Verbindung mit bereits vorhandenen Produktionsanlagen zur Herstellung von Teppichen mit Schaumstoffrücken benutzen lassen. Die Latexbeschichtung kann auf nur eine oder beide Oberflächen der Schaumstoffunterlage bei deren Herstellung aufgetragen werden.

Bei dem beschriebenen Latex-Beschichtungsgemisch und der Latex-Schaumunterlage handelt es sich um besondere, ggf. ;

j abwandelbare Ausführungsbeispiele.

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Claims

Patentansprüche

1. Latex-Beschichtungsgemisch zum Aufspritzen auf die Oberfläche von elastomeren Schaumstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß das Besehichtungsgemisch 100 Gew.-Seile, bezogen auf den Feststoff gehalt, eines !carboxyliert en Styrol-Butadien-Latex und zwischen 5 und 100 Feststoff-Gew.-Teile eines Kohlenwasserstoffwachses enthält und einen !Feststoff·· gesamtgehalt zwischen 5 und 25 Gew.-% hat.

2. Latexverstärkter Stoff, der auf der Rückseite mit einem elastomeren Latexschaum belegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumoberfläche im Spritzauftrag mit 20 bis §0g/m eines Latex-Beschichtungsgemisches überzogen ist, das einen Styrol-Butadien-Latex und auf 100 Gew.-Teile Latex-Feststoffe zwischen 5 und 100 Teile eines Kohlenwasserstoffwachses enthält.

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