DE2623661A1 - Verfahren zum aufbringen von urethandeckueberzuegen auf elastische fussbodenbelaege - Google Patents
Verfahren zum aufbringen von urethandeckueberzuegen auf elastische fussbodenbelaegeInfo
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Description
:os besteht seit lanzen der ..unsc.i, bei der· .er
elo::: bischer, haraorti :e Jui boden beiüe iulyurouhcnschutauberzü^.e
eis deren .bee^ooerfische au uinutzen, um zviov wegen der
außerordentlich erwünschten li-ijjsn^chaften und Lerlcmale von
Pol^uretlianübersü-.en, xiozu. eine sehr rute AbriebfestigKeit und
ein j-utes ..idersü^adsverijo^en ;;;β·:;οηίΓθΘΓ j ösun-s Mitte In und
ciieuisci'su Angriff, eine rute -;1ε ".tiait t oder Anr-dcsun :otv.hl;
koit sowie e ro ute 3ciu&^ Γ : sti^ kei g, eine ;ute iUhfesti';.
keit, ein ?;utes iirnaitunc:sv?r.,ö;:en von hohevn ulan^, eine rute
Oberfi-chenbeachLii'f einheit, ein '-utos -sftveri-C-en -i.'enüber
vielen kr-terialien, und eine .rute -etterfesti^keit usw.
<\; ei j ο r en,
6 Π Π R ft B / 1 U 1
BAD ORIGINAL
— d. —
Obwohl Urethanüberzüge normalerweise leicht durch Tauchen,
.Sprühen, bürsten, walzen und andere herkömmliche Überzugsmethoden
auf sehr vielfältige haterialien aufgebracht werden können und an diesen Laterialien haften, bestehen leider
ücnwierigkeiten beim Aufbringen solcher Überzüge auf verschäumbare,
harzartige Bahnenmaterialien, wobei erwünscht ist, daß das Aufbringen der ürethanüberzufsmasse in einem Reihenhersuellunpsvez^fahren
durchgeführt wird, bei dem die Urethanübersugsmasse
in einer Yerfahrensstufe aufgebracht wird und das Erwärmen, Expandieren bzw. Aufblähen und Verschäumen der harzartigen
• ,ahnenmaterialien in einer anderen Verfahrensstufe in
einem liurchgang durch den Fabrikationsvorgang stattfinden. Vom
wirtschaftlichen Standpunkt aus ist es unerwünscht, zwei Durchgänge
der -^ahneninaterialien durch den Jj'abrikationsvorgang vorsehen
zu nüssen.
.•»enn ζ.ώ. die ürethanüberaugsmasse in einem ^eihenfabrikationsvorgsng
nach einem herkömmlichen uberzugsverfahren unter Fallenlassen
einer üehn aufgetragen wird, wobei die Lrethanüberzugsmasse
in J'orL: eines fallenden ^ahnenmaterials oder "Vorhangs"
dem verscliuucbaren, harzartigen -iahnenmaterial zugeführt wird,
besbehen Cchv.'ierigkeiten, weil die veränderliche Geschwindigkeit,
die bei den nachfolgenden Ervz-rmungs-, Expandier- und Härtungsvorgang erforderlich ist, mehr oder weniger nicht in Einklang
zu bringen ist mit der vorteilhaften eingestellten, konstanten GesctiwinäigKeit, die im allgemeinen bei dem Überzugsverfahren
unter ^'allenlassen einer Lahn erforderlich ist. Wenn anderer-
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seits das Gegenwalzenüberzugsverfahren (reverse-V/alzenüberzugsverfahren)
angewendet werden soll, das den verschiedenen Betriebsgeschwindigkeiten besser angepaßt werden kann, ist es schwierig,
befriedigende, gleichmäßig als Schichten aufgetragene, blasenfreie Urethanüberzüge zu erzielen.
Vor der Erfindung stand daher kein wirtschaftlich völlig befriedigendes
oder in der Praxis erfolgreiches Herstellungsverfahren mit einem Polyurethanüberzugsreihenfabrikationsvorgang
und Harzverschäumungs- und -härtungsvorgang der Industrie zur Verfügung, das elastische, harzartige Fußbodenbeläge ergibt.
Der Erfindung liegt daher in erster Linie die Aufgabe zugrunde, ein Reihenfabrikationsverfahren zur Verfügung zu stellen, bei
dem in einem Verfahrensgang die L>rethanüberzugsmasse auf die
Oberfläche von zuvor unexpandierten, verschdumbaren, harzartigen
Bahnenmaterialien aufgetragen und dann unter Bildung eines trocknen und gehärteten Urethanüberzugs erwärmt werden kann und
die verschäumbaren, harzartigen Bahnenmaterialien expandiert v/erden.
Lösung dieser Aufgabe und weiterer der nachfolgenden Beschreibung
zu entnehmender Aufgaben schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen, harzartigen Fußbodenbelags
mit einem Polyurethandecküberzug in einer .Reihenherstellung vor, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf ein
zuvor unexpanciiertes, verschäurnbares, harzartiges Bahnenmaterial
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eine Urethanüberzugsmasse mit einer Viskosität in dem Bereich von etwa 10 bis etwa 100 cP unter Anwendung des Gegenwalzen-Überzugsverfahrens
aufträgt, wobei das Streichverhältnis (casting ratio) in dem Bereich von etwa 0,8 : 1 bis etwa
1,1 : 1 liegt, und man dann in einer Reihenherstellungsverfahrensstufe das überzogene, verschäumbare, harzartige Bahnenmaterial
erwärmt, so daß die Urethanüberzugsmasse trocknet und härtet und das verschäumbare harzartige Bahnenmaterial expandiert
unter Bildung eines elastischen, harzartigen Fußbodenbelags mit einem Polyurethanoberflächenschutzüberzug.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden ausführlicheren Beschreibung
in Verbindung mit der dazugehörigen Zeichnung, die mit Erklärungen versehen ist und eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung darstellt, ausführlicher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die angegebenen Konstruktionsformen oder
Arbeitsweisen beschränkt.
In der Zeichnung ist
die Fig. 1 ein Fließschema, das den Verfahrensgang wiedergibt, nach dem die Erfindung in der Praxis durchgeführt
werden kann, und
die Fig. 2 eine schematische Darstellung eines typischen herkömmlichen
Gegenwalzenüberzugsverfahrens, das zur Durchführung der Erfindung benutzt wird.
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Die Jiig. 1 erläutert ein Fließschema eines typischen Fabrikationsvorgangs zur Herstellung elastischer, harzartige Fußbodenbeläge,
der bei der Erfindung anwendbar ist und bei dem in der ersten Verfahrensstufe auf ein Grund- bzw. Trägerbahnenmaterial ein
verschuumbares, harzartiges Polymerisat, wie z.B. Plastisol, normalerweise in einer flüssigen oder halbflüssigen Form, aufgetragen
wird und dann das verschäumbare, harzartige Polymerisat praktisch ohne Expandieren oder Verschäumen desselben erwärmt
und erhärtet bzw. geliert wird. Dieses wird natürlich auf sehr einfache Iveise lediglich durch -erwärmen auf eine erhöhte Temperatur
beweriesteiligt, welche hoch genug ist, das harzartige
I-iaterial gelieren und fest werden zu lassen, aber nicht hoch
genug ist, um das Expandiermittel in der hasse zu aktivieren und ein Expandieren oder Verschäumen zu bewirken. Dieses ist ein in
der Industrie angewendetes herkömmliches Verfahren, das nicht weiter erklärt oder beschrieben zu werden braucht.
Das Grund- bzw. l'rägerbahnenmaterial kann aus einer verflochtenen
oder verfilzten Faserbahn, einem gewebten Stoff, einem gewirkten Stoff, einem Vlies oder ungewebten Gespinst oder praktisch aus
irgendeinem Bahnenmaterialtyp bestehen und aus Mineralfasern, natürlichen V/ollfasern oder natürlichen Fasern aus Oellulosematerialien,
synthetischen oder künstlichen fasern oder Fäden, wie z.B. aus Keyon, i,ylon, Polyestern, Polyolefinen usw., aus
Asbest, Glaswolle, mineral- oder Schlackenwolle, I-ietallfäden
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usw., hergestellt worden sein. Ein derartiges Bahnenraaterial
kann zuvor mit einem wasserfesten oder verstärkenden Material, wie z.B. einem Vinylharz, einem Butadien-Styrol-Harz oder
anderen thermoplastischen oder vernetzenden oder wärmehärtenden Harzen, gewünschten- oder erforderlichenfalls imprägniert oder gesättigt worden sein.
anderen thermoplastischen oder vernetzenden oder wärmehärtenden Harzen, gewünschten- oder erforderlichenfalls imprägniert oder gesättigt worden sein.
V/eitere spezielle Beispiele für andere Grund- "bzw. Trägermaterialien
sind den US-Patentschriften 3 293 00A und 3 293 108
zu entnehmen.
Das verschäumbare harzartige polymere Material, das auf das
Grundbahneninaterial aufgetragen wird, ist vorzugsweise eine
Dispersion oder eine Suspension eines Harzes in einem flüssigen oder halbflüssigen Medium. Das Dispersions- oder Suspensionsmittel kann in dem Fall eines wässrigen Latex Wasser sein oder in dem Fall eines Organosols ein organisches Lösungsmittel sein oder in dem Fall eines Plastisols ein Weichmacher sein.
Grundbahneninaterial aufgetragen wird, ist vorzugsweise eine
Dispersion oder eine Suspension eines Harzes in einem flüssigen oder halbflüssigen Medium. Das Dispersions- oder Suspensionsmittel kann in dem Fall eines wässrigen Latex Wasser sein oder in dem Fall eines Organosols ein organisches Lösungsmittel sein oder in dem Fall eines Plastisols ein Weichmacher sein.
Piastisole werden wegen der leichten Handhabung derselben und der Tatsache, daß bei deren "Verwendung anschließend nicht ein
großes Volumen Wasser (in dem Fall eines wässrigen Latex) entfernt zu werden braucht oder (in dem Fall eines Organosols) anschließend
große hengen organischer Lösungsmittel entfernt und möglicherweise wiedergewonnen werden müssen, bevorzugt.
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Das zur Zeit bevorzugte und am meisten verwendete Harz in einem solchen Plastisol ist Polyvinylchlorid, und zwar als Homopolymerisat»
Oopolymerisat, Terpolymerisat, Blockpolymerisat und dergleichen. Es können jedoch auch viele andere Harze verwendet
werden, wie z.B. Polyolefine, wie z.B. Polyäthylen und Polypropylen
t die Acrylate und Methacrylate, Polyamide, Polystyrole,
Phenolharze, Harnstoffharze, synthetischer Kautschuk, Harnstoff-Pormaldthyd,
Neopren und so weiter.
Außerdem sind verschiedene Weichmacher, wie z.B. Dibutylsebaöat,
Butylphenylphthalat, Di(2-äthylhexyl)phthalat, Dioctylphthalat
usw., in den verschäumbaren harzartigen polymeren Massen enthalten, wie auch verschiedene Stabilisatoren, wie z.B. Phenylphthalat,
dibasisches Bleiphosphit usw., um schädliche Effekte eines Abbaus durch Licht und Wärme zu vermindern. Pigmente, wie
z.B. Titandioxid, sowie auch Expandiermittel, wie z.B. Azodicarbonamid,
sind ebenfalls enthalten. Außerdem können Beschleu-
niger, Inhibitoren, Katalysatoren, Antioxidantien, viskositats-
ί
ändernde Mittel usw. enthalten sein. Typische Formulierungen und Zusammensetzungen von verschäumbaren harzartigen polymeren ι Materialien sind in den oben genannten US-Patentschriften angegeben.
ändernde Mittel usw. enthalten sein. Typische Formulierungen und Zusammensetzungen von verschäumbaren harzartigen polymeren ι Materialien sind in den oben genannten US-Patentschriften angegeben.
Die Dicke der Schicht aus verschäumbarem harzartigem polymerem
Material, wie sie auf das Grundbahnenmaterial aufgetragen wird, liegt in dem Bereich von etwa 0,13 bis etwa 1,0 mm, gemessen
vor dem Expandieren und Verschäumen.
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Hach dem Auftragen der verschäumbaren, harzartigen polymeren
Hasse auf dss ^rundbshnenmaterial wird diese in einem Ofen oder
einer anderen geeigneten Erwärmungsvorrichtung, der bzw. die bei einer erhöhten 'Temperatur von etwa 116 bis etwa 232 °0 gehalten
wird, für eine Zeitdauer von etwa 1 Minute bis zu etwa 4 Minuten erwärmt, wobei die Kasse geliert und fest wird. Die Temperatur
und die Dauer sind voneinander abhängig, und je höher die Temperatur
ist, desto kürzer ist die ^auer und umgekehrt. Die erhöhte
Temperatur ist jedoch nicht so hoch, daß sie dss Expandiermittel in der Kasse aktiviert oder zersetzt und etwa ein Expandieren
oder Verschäumen zu diesem Zeitpunkt bewirkt.
Mach dem Erwärmen der verschäumbaren, harzartigen Kasse oder
des Plastisols auf eine genügend hohe Temperatur unter Gelieren und Festitferden ohne Expandieren der Kasse wird diese dann mit
einer Druckmasse, die einen Farbstoff oder ein Pigment oder ein anderes färbendes Katerial enthält, unter Bildung des gewünschten
Küsters oder der gewünschten Farbe bedruckt. Die Druckmasse oder das Plastisol können außerdem Harze, Weichmacher, Stabilisatoren,
Antioxidantien usw. enthalten. Das Trocknen wird durch Aussetzen der Luft oder mittels üblicher Erwärmungs- und Trocknungsmethoden
bewirkt.
Typische Druckfarbmassen sind in den oben genannten US-Patentschriften
angegeben. Inhibitoren sind in den Druckfarbmassen der
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Erfindung enthalten oder können weggelassen werden, je nachdem,
ob ein Inhibieren gewünscht wird oder nicht.
Eine Gebrauchsschutzschicht (a wear layer) mit einer durchschnittlichen
Dicke von etwa 0,U5 bis etwa 0,64 mm wird dann relativ gleichmäßig auf das gelierte Plastisol aufgetragen.
Die Gebrauchsschutzschicht ist normalerweise eine klare, unpigrnentierte
Harzmasse, und ihr Hauptzweck liegt normalerweise darin, dem elastischen Fußbodenbelag eine verbesserte Verschleißfestigkeit
zu verleihen. Viele bestandteile der oben beschriebenen νerschäumbaren, harzartigen polymeren hassen können auch
in den Formulierungen der Gebrauchsschutzschicht vorhanden sein, insbesondere das Polyvinylchlorid oder ein anderes Harz, Weichmacher,
Stabilisatoren usw., doch sind andere Bestandteile, wie z.B. das Expandiermittel, Pigmente usw., normalerweise nicht
enthalten, iypische Formulierungen für Gebrauchsschutzschichten
sind in den oben genannten US-Patentschriften angegeben.
Nach dem Auftragen der Gebrauchsschutzschicht auf das bedruckte, gelierte Plastisol wird diese in einem Ofen oder einer anderen
geeigneten Erwarmunirsvorrichtung, der bzw. die bei einer genügend
hohen Temperatur von etwa 116 bis etwa 2J2 °ü gehalten
wird, für eine Zeitdauer von etwa 1 hinute bis zu etwa 4 Minuten
erwurmt, wobei diese schicht geliert und fest wird. Eine solche
erhöhte iemperatur reicht Jedoch nur zum Gelieren und Yer-
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festigen der harzartigen Gebrauchssehutzschicht aus und ist
nicht hoch genug, um das Expandiermittel zu aktivieren oder zu zersetzen und ein Expandieren oder Verschäumen der verschäumbaren
haterialien zu bewirken.
Das Produkt ist nun für das Aufbringen des Urethandecküberzugs
nach dem Gegenwalzenüberzugsverfahren fertig, auf das direkt die in Reihe durchgeführte Erwärmungs- und Expandier- bzw. Verschäumungsoperation
unter Bildung des elastischen, harzartigen Fußbodenbelags mit dem gewünschten Polyurethandecküberzug durchgeführt
wird. Dieses wird durch einen einmaligen Durchgang durch die Vorrichtung erreicht und erfordert nicht einen zweiten Durchgang,
der ein Aufrollen des Produkts und ein Abrollen des Produkts für den zweiten Durchgang und dann ein weiteres Aufrollen
des Produkts nötig machen würde.
Die Urethanüberzugsmasse kann einen oder mehrere der 5 Haupttypen
von im Handel erhältlichen Urethanüberzugsformulierungen
enthalten, welche in den A.S.T.i'i. D968-51 -BeStimmungen angegeben
sind. Die Hauptunterschiede zwischen diesen 5 Typen liegen außer ihrer chemischen Zusammensetzung in der Art und ^eise, in
der der Urethanüberzug gehärtet wird, d.h. ob er durch Umsetzung
mit dem Sauerstoff der Luft, eher als durch Umsetzung der darin enthaltenen NCO-Gruppen (Typ I), oder durch Trocknen durch
Lösungsmittelverdampfung und Härten durch Umsetzung mit. der
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Feuchtigkeit der Luft (Typ II) oder durch Erwärmen und Sintern unter Bildung eines umgesetzten und gehärteten Urethanüberzugs
(Typ III) oder durch Erwärmen unter Bildung eines Vorpolymerisats, das mit einem gesonderten Katalysator versehen wird, wie
z.B. einem tertiären Amin (Typ IV) oder durch Lösungsmittelverdampfung und Umsetzung unter normalen Bedingungen ohne Hilfe
eines Katalysators (Typ V) gehärtet wird·
Außerdem sind diese Urethanüberzugstypen durch die Anzahl der
Komponenten in dem System in Gruppen eingeteilt. A.S.T.K-Typen
I, II und III sind Einkomponentensysteme, während die A.S.T.i-i-Typen
IV und V Zweikomponentensysteme sind. Die Typen II und IV oder Gemische oder Kombinationen davon in verschiedenen Anteilen
ergeben die bevorzugten Urethanüberzüge der Erfindung.
Der Typ II basiert auf einem Vorpolymerisat mit Isocyanatendgruppen,
das durch Lösungsmittelverdampfung trocknet und durch Umsetzung mit der Feuchtigkeit in der umgebenden Atmosphäre
härtet. Aromatische, aliphatische oder cycloaliphatische Diisocyanate oder Gemische oder Kombinationen davon ergeben die NCO-.
Quelle, während die reagierenden Polyolhydroxylgruppen von Glykolen, Glycerinen, Trialkylolalkanen, Alkandiolen usw. oder
Gemischen oder Kombinationen davon zur Verfügung gestellt werden. Andere Polyhydroxyverbindungen können ebenfalls verwendet werden.
Der Typ IV wird aus aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen
Diisocyanaten oder Gemischen oder Kombinationen davon
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hergestellt, und die reagierenden Polyolhydroxygruppen werden
von Polyestern, Polyethern, Kiainusöl usw. geliefert. Andere
Polyhydroxyverbindungen können ebenfalls verwendet werden. Die Diisocyanat- und lolyolverbindungen werden erwärmt und bilden
dabei ein Vorpolymerisat, das mit einem gesonderten Katalysator, wie z.B. einem tertiären Amin, versehen wird.
'Üypische spezielle Beispiele für solche aromatischen, aliphatischen
und cycloaliphatischen Diisocyanate sind Tolylendiisocyanat,
Xylylendiisocyanat, ^,^-'-Diphenylmethandiisocyanat,
1 ,5-Waphthalindiisocyanat, 3,3' -Dimethoxy-^!-,^-' -biphenyldiisocyanat,
Phenylendiisocyanat, 3 j 3' -Dimethyl-^-, 4' -biphenyldiisocyanat,
^,4'-Bisphenyldiisocyanat, Kethylenbiscyclohexyldiisocyanat,
Λ,6-Hexamethylendiisocyanat, 2,2,^-Irimethyl-I,6-hecandiisocyanat,
Trimethylhexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat,
Dimer von S^äurediisocyanat, 'Irimerwn Hexamethylen-r
diisocyanat und so weiter.
Typische spezielle Beispiele für solche reagierenden Polyolpolyhydroxy!verbindungen
sind 1,2-üthandiol, 1,2-Propandiol,
1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,2,3-Propantriol, Trimethylolpropan,
Trimethyloläthan, Sizinusöl, Polyoxypropylendiol, PoIyoxyäthylenglykol,
Polyoxymethylenglykol, Polytetramethylenglykol, Poly(oxypropylen)-Addukte von Glycerin, Polyoxypropylen-Addukte
von Trimethylolpropan, n,n,n,n-Ietrakis(2-hydroxypropyl)äthylendiamin,
Poly(oxypropylen)-Addukte von Pentaerythrit, 2-Methylglucosid, b-Methylglucosid, Erythrit, Pentaeri-
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thrit, Adonit, Arabit, Sorbit, hannit, Dulcit, Adipinsuurepolyester,
Sebacinsaurepolyester, Bernsteinsdurepolyester,
I-olycaprolacton.
Kehrkernige Polyisocyanate und andere Polyhydroxyverbindungen sind ebenfalls gemäß einer allgemeineren Ausführun^aform der
Erfindung verwendbar.
Allgemeiner gesagt, können die Polyurethanharze als eine Klasse
von Harzen angesehen werden, die durch Umsetzung von Diisocyanaten mit organischen Verbindungen, die zwei oder mehr aktive
Wasserstoffe enthalten (wie z.B. Phenolen, Aminen, Hydroxyl- und Carboxylverbindungen), zu Polymerisaten mit freien Isocyanatgruppen
erhalten werden. Unter dem Einfluß von Wärme oder Katalysatoren oder beiden setzen sich letztere jeweils mit V/asser,
Glykolen, Diaminen usw. unter Bildung eines wärmehärtenden Harzes um.
Die spezielle Polyurethanüberzugsmasse, die gemäß der Erfindung zum Auftragen benutzt wird, ist nicht kritisch und stellt als
solche kein erfindungswesentliches I'ierkmal dar. Wesentlich und
kritisch jedoch ist, daß die Viskosität der Urethaniiberzugsmasse unter die hier spezifizierten Bereiche fällt und da3 gleichfalls
das Gießverhältnis unter den hier spezifizierten Bereich fällt.
Im spezielleren ist zu sagen, daß aus Gründen, die anhand der nachfolgenden Beschreibung noch Klarer werden, die Urethanüber-
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zugsmasse eine Viskosität von etwa 10 bis etwa 100 cP bei Raumtemperatur
haben muß. Zur Erläuterung und zum Vergleich, wird angegeben, daß die Viskosität von V/asser bei 20,2 0O 1 cP beträgt
und die Viskosität eines aus dem Orient stammenden S.A.E.-Schmieröls bei 15,6 0G etwa 100 cP beträgt.
Die Urethanüberzugsmasse wird auf die gelierte Gebrauchsschutzschicht
als Decküberzug gegossen und hat eine ITaßdicke von etwa 0,038 bis etwa 0,3ö mm, die schließlich eine Trockendicke von
etwa 0,013 bis 0,13 mm nach dem Erwärmen, Trocknen und Härten
ergibt.
Das Auftragen der lirethanüberzugrsraasse auf die Oberseite der
gelierten Gebrauchsschutzschicht wird mit einer speziell eingestellten Gegenwalzenüberzugsvorrichtung, wie sie in der Fig. 2
erläutert ist, vorgenommen. Dort ist eine Wegstrecke eines kontinuierlichen Bahnenmaterials dargestellt, dessen oberste
Schicht die gelierte Gebrauchsschutzschicht ist. Dieses Bahnenmaterial wird von einer Beschickungsquelle (nicht dargestellt)
aus zu der Oberfläche einer drehbaren, elastomeren Stützwalze geführt, die sich im Uhrzeigersinn dreht, wie dargestellt ist.
Die Stützwalze 10 steht in Berührung mit einer drehbaren Überzugs- oder Streichwalze Ί2, die sich ebo^.fdls im Uhrzeigersinn
dreht. Die Geschwindigkeit dieser Walzen wird so eingestellt, daß das Verhältnis oder die Anteile der Walzengeschwindigkeiten,
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wie es erwünscht; oder erforderlich ist, "variiert werden kann .
bzw. können.
Die relativen Umfangsgeschwindigkeiten der Überzugs- oder Streichwalze 12 und der Stützwalze 10 werden das Streichverhältnis
(casting ratio) genannt, das am besten durch die folgende Formel definiert wird:
Umfangsgeschwindigkeit der Streichwalze
Streichverhältnis =
Umfangsgeschwindigkeit der Stützwalze
Es ist wesentlich,daß dieses Verhältnis innerhalb des Bereichs
von 0,8 : 1 (in welchem Fall sich die Überzugswalze mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit als die Stützwalze bewegt)
bis etwa 1,1 : 1 (in welchem Fall die Überzugswalze sieh mit
einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Stützwalze bewegt) gehalten wird· Biese Walzen bewegen sich in entgegengesetzten
Richtungen an ihrem Punkt der größten Nähe, und auf diese VJeise
wird der Überzug auf das vorbeistreichende Bahnenmaterial abgegeben und aufgewischt. Dieses Streichverhältnis muß innerhalb
des spezifizierten Bereichs gehalten werden, um eine geeignete Aufwisehwirkung zu erzielen und die erwünschten Ergebnisse
gemäß der Erfindung zu erhalten. Eine drehbare Meßwalze 14, die
sich ebenfalls im Uhrzeigersinn dreht, nimmt in einem 'i'rog oder
. Vorratsbehälter 18 enthaltene Urethanüberzugsmasse 16 auf, und , - die genaue Menge von Urethanüberzugsmasse 16 wird zwischen der
Meßwalze 14 und der Überzugs- oder Streichwalze 12 richtig ab-
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gemessen und anschließend auf das Bahnenmaterial M, das sich um
den Umfang der elastomeren stützwalze 10 bewegt, aufgebracht.
Weitere Einzelheiten von den Gercenwalzenüberzugsverfahren
können in Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Volumen 3? Seiten 765-ÖO7, "Coating Methods - Survey" von D.G.
Iliggins gefunden werden. In diesem Zusammenhang wird festgestellt,
daß in der Tabelle 1 dieses Überblicks von Higgins angegeben ist, daß der übliche Viskositä-tsbereich für nach dem
Gegenwalzenüberzugsverfahren aufgebrachte überzüge der Bereich
von 1000 bis 20 000 cP ist. Dieser Bereich steht im Gegensatz zu dem oben angegebenen Bereich von etwa 40 bis etwa 100 cP für
das Auftragen der Urethanüberzugsmasse gemäß der Erfindung.
Iiach dem Auftragen der Urethanüberzugsmasse auf die Oberfläche
der gelierten Gebrauchsschutzschicht ist das überzogene Produkt für den Erwärmungsvorgang fertig, der die harzartigen Materialien
erwärmt, trocknet, expandiert und verschäumt sowie härtet, haterialien, die keine Expandiermittel enthalten, werden natürlich
bloß getrocknet und gehärtet, ohne daß ein Expandieren oder Verschäumen stattfindet. Dieses wird in einem Ofen oder einer
anderen geeigneten Erwärmungsvorrichtung, der bzw. die bei einer erhöhten Temperatur von etwa 66 bis etwa 2J2 0O und vorzugsweise
von etwa 127 bis etwa 210 0G gehalten wird, für eine Zeitdauer
von etxva 1 Hinute bis etwa 8 Minuten und vorzugsweise bis etwa
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nur 4- id_nuten vorgenommen.
Der Erwärmungsvorgang trocknet und härtet die Urethanüberzugsmasse
und expandiert das verschäumbar^, harzartige polymere haterial, so daß sich dieses mit verschiedenen Expansionsverhältnissen
von etwa 'd : 1 bis etwa 5 : 1 ausdehnt, je nach den
besonderen vorhandenen Umstanden.
.,'ü-hrend des Erwärmungsvorgangs x-d-rd der Grad des Härtens und
Erhärtens des Urethanüberzugs so eingestellt, daß der Überzug
nicht so ausreichend erhärtet und fest wird, daß das Aufblähen und die gewünschte Expansion des harzartigen i-.aterial ernstlich
gestört werden könnten. Insbesondere kann, wenn ein Inhibitor in der Druckfarbe enthalten ist, um durch unterschiedliche Expansion
einen Frägeeffekt bzw. reliefartigen Effekt zu erzielen, der Widerstand des erhärteten festen Urethanüberzugs bewirken, daß
hervorstehende !Bereiche horizontal in die vertieften Sohlenbereiche
expandieren, so daß der Unterschied in der Schaumhöhe verlorengeht. Um dieses zu vermeiden, werden das Harten und Erhärten
des Urethanüberzugs so eingestellt, daß diese nicht etwa 80 %>
während des Erwärmens und Expandierens des harzartigen
Blattmaterials überschreiten. Diese einstellung kann durch Regulierung
der Wurme oder der Verweildauer in dem Ofen oder durch geeignete V/ahl des Anteils, der Konzentration oder des l'yps des
verwendeten Hartungskatalysators vorgenommen werden.
Die Erfindung wird nun in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen
noch weiter erläutert, -^iese Ausfuhrunn-sbeispiele seben bevor-
609886/1147
zugte Äusführungsforraen der Erfindung wieder, doch, ist die Erfindung
nicht auf diese Ausführung-sbeispiele beschränkt.
-Beispiel 1
Das Grund- oder i'rLgerbahnenmaterial ist eine i'ilzbahn mit einer
Dicke von 0,76 nra aus Asbestfasern, imprägniert mit 5 ρ Harnstoff-IiOrmaldehyd-iiarz
und 25 % Copolymerisat von Butadien und
Acrylnitril. Die Asbestbahn wird erwärmt, um das Hantstoffü'oriüaldehyd-iiarz
zu härten. Die Asbestbahn wird außerdem mit einem Schlichteüberzug aus einer Hälfte hethylinethacrylat und
einer Hälfte Butylacrylat in einer henge entsprechend 11,55 S
je ö3}6 dm^ versehen, und der Schlichteüberzug wird dann getrocknet.
Die verschäumbare Plastisol-Überzu^smasse wird auf das Grundbahnenmaterial
mit einer durchschnittlichen Dicke von etwa 0,38 mm (Naßdicke nach dem Auftragen) mit der folgenden Zusammensetzung
in Gewichtsteilen aufgetragen:
Polyvinylchlorid, Dispersionsgrad, spezifische Viskosität 0,6 50
Polyvinylchlorid, Dispersionsgrad, spezifische Viskosität 0,4- 50
Butylbenzylphthalat-Weichmacher 52
sekundärer Weichmacher aus Alkylarylkohlen-
wasserstoff 18
609886/1U7
_ 19 -
Azodicarbonamid-Expandiermittel 3
dibasisch.es Beliphosph.it (Stabilisator-Beschleuniger) 2
Pigment (Titandioxid) 5
Die Plastisol-Überzugsmasse wird bis zu einem festen Zustand in
einem Ofen, der bei einer erhöhten i'emperatur von 149 O gehalten
wird, geliert. Die Erwärmungsdauer beträgt 3 Minuten.
Die auf die Oberfläche des gelierten und festen Plastisols aufgebrachten
Druckfarben werden in dem gewünschten Muster aufgetragen und haben die folgenden Zusammensetzungen in Gewichtsteilen:
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisat Kethyläthylket on
Titandioxidpigment (55 %)
Trimellitsäureanhydrid-Inhibitor
Titandioxidpigment (55 %)
Trimellitsäureanhydrid-Inhibitor
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisat 13»5
Methylethylketon 61,5
Pigment 25,0
kein Inhibitor 0,0
Die Druckfarbenmassen werden erwärmt und getrocknet, bevor die
Gebrauchsschutzschicht aufgetragen wird.
60S886/1U7
8 | ,5 |
51 | ,5 |
25 |
,0
.0 |
Gewichtsteile |
Dann wird eine Gebrauchsschutzschichtmasse mit der folgenden Zusammensetzung in Gewichtsteilen auf das bedruckte, gelierte
Plastisol mit einer durchschnittlichen Dicke von etwa 0,25 mm
(liaßdicke nach dem Auftragen) aufgetragen:
Polyvinylchlorid, Dispersionsgrad, spezifische
Viskosität 0,50 95,0
Viskosität 0,50 95,0
Polyvinylchlorid, Suspensionsgrad, spezifische
Viskosität 0,35 5,0
Viskosität 0,35 5,0
Weichmacher aus alkylarylmodifiziertem
Phthalstester 58,0
sekundärer Weichmacher aus epoxidierten Tallol-
ester 5,0
2,2,4—Irimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat 7,0
Stabilisator 3,0
Viskositätseinstellmittel 1,2
Die Gebrauchsschutzschichtmasse wird in einem Ofen, der bei einer erhöhten iemperatur von 14-9 °C gehalten wird, geliert und
verfestigt. Die Verweildauer in dem Ofen beträgt 3 Minuten.
Die Urethanüberzugsmasse wird wie folgt formuliert: Ein aliphatisches
Diisocyanat (Hexamethylendiisocyanat) ist die NGO-Quelle
die reagierenden Polyolpolyhydroxygruppen werden von einem Gemisch von Polyestern und Polyethern geliefert, wobei die
Polyester den Hauptteil bilden und die Polyäther den kleineren Teil bilden, und der Katalysator ist ein Gemisch von Tetrakis-
609886/1U7
2-hydroxypropyläthylendiamin, einem tertiären Amin und Dibutylzinndilaurat.
Die Urethanüberzugsmasse wird auf die Oberfläche der gelierten
und verfestigten Gebrauchsschutzscliicht mit einer iiaiodicke von
etwa 0,15 mm als schicht aufgetragen. Die Viskosität der hasse
betrat 60 cP. Das bei dem Gegenwalzenauftragsverfahren angewendete
Streichverhältnis beträgt 0,^5 : 1· Der Aufbau der Gegenwalzenaui'tragsvorrichtung
ist im wesentlichen so, wie er in der I'ig. 'ei der kjeichnung dargestellt ist.
Das mit Urethan beschichtete Produkt wird dann in einem Ofen in
einem Keihenverfahrensvorgang bei einer erhöhten temperatur von
1^6 °ü für eine Zeitdauer von 2 Minuten und 45 Sekunden erwärmt,
während dieser Zeitdauer wird zuerst das Lösungsmittel entfernt, dann werde:: JIiο verschäumbaren harzartigen Materialien expandiert
oder verschäumt und findet das Härten des Polyurethandecküberzugs
und der anderen harzartigen Materialien statt.
Das verschaumbare Plastisol erhöht seine Dicke von etwa C,38 mm
auf etwa 1,14 mm, was ein Expansionsverhältnis von etwa 3 : 1 anzeigt. Die urethanüberzugsmasse wird getrocknet und p:ehartet,
und die Dicke dieses Überzugs nimmt dabei von etwa 0,15 f-im
(l\aßdicke) auf etwa 0,^5 mm (l'rockendicke) ab. Das Grundbahnenoatorial
und die Gebrauchsscnutsschicht andern ihre Dicke nicht
in einem wesentlichen Maße, und die Gesamtdicke des Endprodukts
betrugt etwa 2,21 mm.
609886/1 U7
Die Geschwindigkeit der Bahnenmaterialien durch die iieihenherstellungsverfahrensstufen
des Auftragens von der Urethanüberzugsmasse und des nachfolgenden Erwärmens, Expandierens und
Härtens ist veränderlich und wird durch die unvermeidlichen Änderungen der Geschwindigkeit des Herstellungsprozesses bestimmt·
Die einzelnen Geschwindigkeiten der beiden "Verfahrensstufen, obwohl sie variabel sind, ändern sich übereinstimmend
und bleiben daher praktisch in bezug aufeinander gleich und sind in irgendeinem bestimmten Augenblick die gleichen und
passen sich daher dem Gesamtherstellungsvorgang an. Kein Walzen des Produkts ist nach Beendigung der Urethanüberzugsbildung erforderlich,
und es ist auch kein temporäres Aufbewahren vor der nachfolgenden lirwärmungsstufe notwendig.
Der Polyurethandecküberzug haftet gut an der Gebrauchsschutzschicht.
Das erhaltene Produkt ist in ausgezeichneter Weise als elastisches, harzartiges Fußbodenbelagsmaterial geeignet und
zeigt die erwünschten oben angegebenen Eigenschaften und Merkmale von Polyuretnanschutzüberzügen.
Das Verfahren des Beispiels 1 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die verschäumbare Plastisolmasse auf ein
!Filzgrund- bzw. -trägermaterial aufgetragen wird, das die folgende
Zusammensetzung in Gewichtsteilen hat:
609886/ 1 U 7
Gewichtsteile
Polyvinylchlorid, Dispersionsgrad, spezifische Viskosität 0,6 50
Polyvinylchlorid, Dispersionsgrad, spezifische Viskosität 0,4 · 50
alkylaryltnodifizierter Phthalatester 55
Alkylarylkohlenwasserstoff 10
zweibasisches Bleiphosphit 1,5
Titandioxid · 5
Azodicarbonamid 2,5
Die Ergebnisse sind im allgemeinen mit den in dem Beispiel 1 erhaltenen Ergebnissen vergleichbar. Das erhaltene Produkt
findet eine ausgezeichnete Verwendung als elastisches, harzartiges Fußbodenbelagsmaterial mit einem Polyurethandeckschutzüberzug
mit erwünschten Eigenschaften und Merkmalen.
Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der Überzugs- oder Streichwalze
und der Stützwalze so eingestellt, d.h. geändert werden, daß ein Streichverhältnis von 0,8 : 1 erhalten wird. Wie oben angegeben
ist, bewegt sich bei einer solchen Anordnung die Überzugswalze mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die gering er ist als
die der Stützwalze.
609886/1U7
Die Ergebnisse sind im allgemeinen mit den Ergebnissen des Bei spiels 1 vergleichbar. Das erhaltene Produkt findet eine ausgezeichnete
Verwendung als elastisches, harzartiges Fußboden—
belagsmaberial mit einem Folyurethanschutzdecküberzug mit den
erwünschten Eigenschaften und Merkmalen.
Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der Überzugs- oder Streichwalze
und der Stützwalze so eingestellt, d.h. geändert werden, daß ein Streichverhältnis von 1 : 1 erhalten wird. Wie oben angegeben
ist, bewegt sich bei einer solchen Anordnung die Überzugswalze mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die praktisch der
Umfangsgeschwindigkeit der Stützwalze etwa gleich ist.
Die Ergebnisse sind im allgemeinen mit den Ergebnissen des Beispiels
1 vergleichbar. Das erhaltene Produkt findet eine ausgezeichnete Verwendung als elastisches, harzartiges Fußbodenbelagsmaterial
mit einem Polyurethanschutzdecküberzug.
Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß die Viskosität der Urethanüberzugsmasse auf 40 cP eingestellt,
d.h. geändert wird. Dieses ist eine weniger viskose Überzugsmasse als die des Beispiels 1.
609886/1147
262366Ί
Die Ergebnisse sind im allgemeinen mit den Ergebnissen des Beispiels
1 vergleichbar. Das erhaltene ±:rodukt findet eine ausgezeicnnete
Verwendung als elastisches, harzartiges i''ui:bodenbelagsmaterial
mit einem l-olyurethanschutzdecküberzug.
Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt mit der Ausnahme,
dar. die Viskosität der urethanaberzugswasse auf 1uü cP eingestellt,
d.h. geändert wird. Dieses ist eine starker viskose Überzugsmasse als die des Beisp"lic 1·
Die Ergebnisse sind im allgemeinen mit den Ergebnissen des Beispiels
1 vergleichbar. Das erhaltene Produkt findet eine ausgezeichnete Verwendung als elastisches, harzartiges l^ußbodenbelagsmaterial
mit einem Polyurethanschutzdecküberzug.
Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der Überzugs- oder 3treichwaize
und der Stützwalze so eingestellt und geändert werden, daß ein höheres ötreichverhältnis, und zwar von 2 : 1 gegeben ist,
welches außerhalb der Erfindung liegt, aber normalerweise mehr in der Industrie benutzt wird, und daß die Viskosität der
urethanüberz-ugsmasse auf 500 cP erhöht wird, was außerhalb der
Erfindung liegt, aber enger an dem normalerweise verwendeten
609886/1U7
Viskositätsbereich von Überzugsmassen, die bei den Gegenwalzenauftragsverfahren
in der Industrie benutzt werden, liegt.
Die Ergebnisse sind nicht befriedigend. Das Produkt ist unerwünscht
blasig und ist für den Handel nicht geeignet.
Obwohl mehrere spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben
worden sind, ist die Erfindung in ihren breiteren Merkmalen nicht auf diese Beispiele beschränkt. Irgendxvelche
geeigneten Änderungen, Modifizierungen und Variationen sind im Rahmen der Erfindung möglich.
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Claims (1)
- Patentansprücheί 1. !Verfahren zur Herstellung eines elastischen, harzartigen Fußbodenbelags mit einem Polyurethandecküberzug mit verbesserter Reihenfabrikation, dadurch gekennzeichnet, daß man auf ein verschäumbares, harzartiges Bahnenmaterial eine Urethanüberzugsmasse mit einer Viskosität in dem Bereich von etwa 10 bis etwa 100 cP unter Anwendung des Gegenwalzenüberzugsverfahrens aufbringt, wobei das Streichverhältnis (casting ratio) in dem Bereich von etwa 0,8 : 1 bis etwa 1,1 : 1 liegt, und man dann in einer Reihenfabrikationsstufe das überzogene, verschäumbare, harzartige Bahnenmaterial erwärmt, so daß die Urethanüberzugsmasse trocknet und härtet und das verschäumbare, harzartige Bahnenmaterial expandiert unter Bildung eines elastischen, harzartigen Fußbodenbelags mit einem Polyurethandecküberzug, wobei man den Grad des Härtens der Urethanüberzugsmasse so einstellt, daß dieser · nicht etwa 90 # während des Erwärmens und Expandierens des verschäumbaren, harzartigen Bahnenmaterials überschreitet·\ 2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des harzartigen Bahnenmaterials durch die Äeihenfabrikationsstufe hindurch variabel ist„3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeiten des harzartigen Bahnenmaterials durch die Verfahrensstufe des Auftragens der Urethanüberzugsmasse und609886/1U7"I NAQHaERElCHTdie Verfahrensstufe des Erwärmens und Expandierens des harzartigen Bahnenmaterials und des Erwärmens und Härtens der aufgetragenen Urethanüberzugsmasse im wesentlichen zu allen Zeitpunkten die gleichai sind.C 1110
Dr.Ve/He609886/1U7
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
EGA | New person/name/address of the applicant | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |