DE2707727A1 - Verfahren zum verbinden von formteilen auf weich-pvc-basis mit solchen auf polyolefinbasis - Google Patents

Verfahren zum verbinden von formteilen auf weich-pvc-basis mit solchen auf polyolefinbasis

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Description

OZ 77014
DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAf1T Troisdorf Bez. Köln
,Verfahren zum Verbinden von Forrateilen auf Weich-PVC-Basis mit
i solchen auf Polyolefinbasis
Der Gegenstand der Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum dauerhaften Verbinden von Formteilen aus \v'eich-PVC-Basis mit Formteilen auf Polyolefinbasis unter Anwendung von Wärme.
Bisher ist es nicht möglich gewesen, mittels einer Flammkaschierung Formteile aus Weich-PVC mit solchen aus Polyolefinen gut I miteinander zu verbinden, weil das angeschmolzene Polyolefin- ;material keine Haftung zum Weich-PVC aufweist. Auch Kaschierun-I gen unter Zuhilfenahme eines Klebers bringen nur geringe Haftfestigkeiten bzw. keine dauerhafte Haftung. Hierfür gibt es zwei , wesentliche Ursachen. Die eine ist in der geringen Haftung der Kleber zu den Polyolefinen zu sehen, die andere in den! Vorhandensein von Weichlichem in ac::, Y.oich-PVt.;, was in» Lpufe der Zeit zu einer Vveichn^cherv^R.A.nm;: aus dsm FVC in den Kleber führt und damit dos Absinken tier haltung ;-,ur Folge hat.
In der DT-OS 2 261 299 sind bereits die Haftungsproblorce bsi. dar Herstellung eines Verbundwerkstoff er, aus einem Polyilthylc^nchou«.:.-stoff mit einem beschichteten oder unbeschichtetsn Dynthtcf^-ewebe mittels WärCiG beschrieb on. Nf.ch der ET-OS 2 261 299 v/i.rd der Schichtstoffverbund durch Beschichten des Gewebes mit einer« Ein- oder Zv/ei-Ke.^pcnenten-Polyure thanharz und unter Anwendung von Temperaturen oberhalb des Schrr.elzbereiches des Polyathylenschauini'toffes und von zusätzlichen-: Druck beim Zusammenführen mit dem Polyäthylenrjchaumstoff hergestellt. Das aus dor DT-CS 2 261 299 zum Verbinden von Polytthylenschaurristoff mit synthetischen Geweben bekannte Verfahren ist jedoch nicht geeignet, un
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; Formteile aus V/eich-PVC mit Forir.teilen auf Polyolofinbasi^ dauerhaft zu verbinden, da mit den verwendeten Polyurethanhar^on
, keine ausreichende VJeichmacherr.perrwirkung, d.h. keine ausroi-
ί chende Unterbindung der Wanderung des Weichmachers aus dem
! Weich-PVC in die Zwischenschicht erzielbar ist. V/eiterhin ist
j die Anwendung von Druck für die beim Schichtaufbou beteiligten
j Schaumstoffe nachteilig, da sie zu bleibenden Verformungen führt.
Das Vorgenannte gilt auch für das aus der DT-OS 2 246 750 bekannte Verfahren, bei dem ebenfalls eine Polyurethanschaumstoffbahn als Haftvermittler zum Herstellen von Verbundstoffen aus Schaumstoffen aus unvernetzten Thermoplasten mit anderen flächigen Gebilden wie Textilien, Vliesen usw. unter Anwendung von Wärme und Druck bekannt ist.
Bei dem Verfahren nach der DT-OS 2 435 510 wird zum Herstellen eines Verbundwerkstoffes mit einer Schicht Polyäthylenschaumstoff als Haftvermittler Polyurethanharz auf den Polyäthylenschaumstoff aufgebracht und dann der beschichtete Polyäthylenschaumstoff weiterverbunden. Dieses Verfahren versagt jedoch, wenn damit ein Weich-PVC-Formteil durch Klammkaschieren verbunden v/erden soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Formteile auf Weich-PVC-Basis mit Formteilen auf Polyolefinbasis dauerhaft unter Anwendung von Wärme ohne zusätzlichen Druck mit einer guten Haftung, d.h. hohen Trennfestigkeiten, zu verbinden. Hierbei ist einerseits das Erzielen einer guten Haftung und zugleich das Vermeiden der Weichmacherwanderung aus dem Formteil auf Weich-PVC-Basis zu berücksichtigen.
Die Erfindung schlägt zur Lösung der gestellten Aufgabe vor, daß auf die zu verbindende Oberfläche des Formteiles auf Weich-PVC-Basis eine Schicht aus einem vernetzenden Lackkunstharz auf Basis hydroxylgruppenhaltiger Acrylharze aufgebracht und diese vor dem Ende der Vernetzung des Lackkunstharzes mit dem Formteil auf Polyolefinbasis durch Flammkaschierung verbunden wird. Über-
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raschend hat sich herausgestellt, daß durch die Verwendung ο in or Beschichtung auf Basic eines vernetzenden hydroxylgruppenhaltigen Acrylharzes gleichseitig ein guter Haftvermittler mit einer hohen Haftfestigkeit und eine V.'eich^achersperre gegen die V.oichmachervandung aus dem PVC erzielt wird. Damit ist es aber möglich geworden, Formteile auf Weich-PVC-Basis rait Formteilen auf Polyolefinbasis mittels Flammkaschicrung zu verbinden, ein äußerst wirtschaftliches Verfahren, des mit geringem Aufwand durchführbar ist.
Die durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichbaren Trennfestigkeiten des Verbundes liegen über denen der Materiol- festigkeiten der einzelnen Forrateile. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also in rationeller Weise mit geringem Aufwand ein Verbund von Formteilen auf Y/eich-PVC-Basis mit Formteilen auf Polyolefinbasis hergestellt werden, bei dem die verschiedenen Materialeigenschaften voll genutzt werden können, damit auch nachträgliches Verformungen des Verbundes durchgeführt werden können, ohne das ein späteres Auftrennen des Verbundes zu befürchten ist.
Die zu verbindenen Formteile haben bevorzugt die Gestalt von Bahnen, Folien, Platten, die sich kontinuierlich flammkaschieren lassen. Jedoch ist die Anwendung der Erfindung nicht auf diese ebenen flächigen Gebilde beschränkt.
Für die Formteile auf Weich-PVC-Basis kommen insbesondere Weich-PVC-Formmassen, z.B. in Gestalt von Folien und Weich-PVC-Schaumstoffe in Frage. Als Weichmacher kommen alle die für PVC bekann-: ten Weichmacher in Frage, wie Phthalate, wie Dioxylphthalat, Phosphatweichmacher, Adipate usw. in Frage. '
Für die Polyolefinformteile kommen sowohl unvernetzte als auch vernetzte Polyolefine, auch in geschäumter Form in Frage. Bevorzugt werden Polyäthylenfolien und Polyäthylenschaumstoffe, insbesondere auch vernetzte Polyäthylenschaumstoffe, wie z.B. mittels Dicumylperoxyd als Vernetzungsmittel und Azodicarbonamid
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; als Treibmittel hergestellte Polyäthylen.schaumstoffe auf Basis ' von Hochdruckpolyäthylen. Die mit dem erfinduni.;sgftmäßen Verfahren zur Anwendung kommenden v/ärmehärtenden Acrylharze sind Co- ! polymere von Acryl- bzw. Methacrylsäureester^ die durch den Einbau reaktionsfähiger Gruppen im Gemisch mit anderen reaktiven Harzen indirekt härtende Systeme ergeben. Bei der Wärmehärtung erfolgt eine Vernetzung. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Vernetzung der hydroxylgruppenhaltigen Acrylharze insbesondere durch Isocyanathärter bewirkt.
Ein wesentliches erfindurigsgeraäßes Verfahrensmerkmal ist darin zu sehen, daß die Beschichtung mit dem Lackkunstharz auf das Weich-PVC aufgetragen wird, z.B. mittels Spritzen, Drucken, Gießen, Rakeln, Streichen, Sprühen, da hier zwischen dem ausgewählten Lackkunstharz und dem Weich-PVC eine gute Haftung erzielbar ist. Zugleich bildet aber auch die aufgetragene Schicht eine Weichmachersperre, d.h. durch diese Schicht wird eine Sperrwirkung derart ausgeübt, daß die Weichmacherwanderung aus dem PVC unterbleibt.
erfindungsgemäß
Bei Auftragen deT^vorgesehenen Beschichtung zuerst auf das Polyolefin ist kein ausreichender Verbund mit dem Weich-PVC herstellbar. Das Verbinden des erfindungsgemäß beschichteten Formteiles auf PVC-Basis mit dem Formteil auf Polyolefinbasis kann sofort oder auch später, jedoch auf jeden Fall noch vor dem Ende der Vernetzung des die Beschichtung bildenden Lackkunstharzes durch Flammkaschieren vorgenommen werden. Die Zeitdauer zwischen dem Auftragen der Beschichtung und dem Ende der Vernetzung kann bis zu einem Tag oder mehr betragen, dies richtet sich nach der Zusammensetzung des für die Beschichtung verwendeten Lackkunstharzes. Die Reaktionszeit des Lackkunstharzes kann von einigen Minuten bis zu einer Reihe von Stunden betragen. Bevorzugt wird für die Beschichtung ein Lackkunstharz mit hydroxylgruppenhaltigen Polyacrylaten bzw. Polymethacrylaten zusammen mit einem Isocyanathärter verwendet. Zum Variieren auch der Reaktionszeit des Lackkunstharzes weist dieser bevorzugt die folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozenten auf: 10 bis 100 hydroxylgruppen-
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haltiges Acrylharz, 1 bis 50 Härter auf Isocyanatbasis, 0 bis 90 Lösungsmittel, z.B. Ester, Ketone, aromatische Rohlenv;?aserstoffe, Glykolätheracetote, 0 bis 70 Füllstoffe, z.B. Kreide, Silikate, Pigmente.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgema'ßen Verfahrens ist in den Eigenschaften der Beschichtung begründet, die gute bis sehr gute Haftung auf dem Weich-PVC bzw. dem Polyolefinmaterial aufweist und durch Vernetzbarkeit erhärtet und ausreagiert. Bevorzugt werden, wie bereits ausgeführt, für die Beschichtung reaktionsfähige hydroxylgruppenhaltige Polyacrylate verwendet.
Das erfindungsgemäß vorgesehene Flammkaschieren ergibt unerwartet hohe Trennfestigkeiten zwischen den miteinander verbundenen Polyolefinmaterialien und den Weich-PVC Materialien, die über den Materialfestigkeiten der einzelnen Werkstoffe liegen. Darüber hinaus werden diese hohen Trennfestigkeiten durch das Flammkaschieren ohne zusätzliche Anpreßvorgänge oder weitere Verfahrensschritte erzielt.
Je nach Zusammensetzung des Lackkunstharzes für die Beschichtung sowie des Verfahrens des Aufbrin^ens der Beschichtung, z.B. durch Drucken, Spritzen, Gießen, Rakeln, Streichen, Sprühen usw. ist die Beschichtung mehr oder weniger naß. In Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die Schicht aus Lackkunstharz vor der Flammkaschierung getrocknet werden kann. Die aufgebrachte Schicht aus Lackkunstharz ist relativ dünn und sie weist bevorzugt eine Stärke von etwa 10 bis 50 U. naß auf. Nach dem Trocknen ist sie dann entsprechend verringert.
Der fertige Verbund aus den beiden Formteilen unterschiedlicher Werkstoffe kann gegebenenfalls einer Temperung, d.h. einer Wärmebehandlung unterworfen werden, um Spannungen und damit verbundene Verwerfungen abzubauen.
Das erfindungsgeinäße Verfahren findet bevorzugt Anwendung auf das kontinuierliche Verbinden von Bahnen oder Platten aus vernetztem Polyäthylenschaumstoff mit Weich-PVC-Schaumstoffbahnen
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bzw. fteich-PVC-Folien durch Flaminkaschieren. Solche Verbundmaterialien eignen sich als wärmeisolierende oder schallisolierende bzw. stoiienergieverzehrende Abdeckungen, Beläge usw.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend mit zwei Verfahrensbeispielen erläutert.
Verfahrensbeispiel 1:
Auf eine chemisch getriebene PVC-Schaumstoffbahn mit dem Verhältnis PVC zu Weichmacher, z.B. Benzylbutylphthalat, von 63 : 37, die in Rollenform vorliegt, wird in einer Druckmaschine mittels einer 48-iger Rasterwalze rückseitig auf die Weich-PVC-Schaumstoffbahn die Beschichtung aus Lackkunstharz aufgetragen. Dieser besteht aus 35 Gew.-% hydroxylgruppenhaltigem Acrylharz, z.B. Paraloid OL-42 der Fa. Rohm & Haas, USA oder Degalan LS 50/100 oder Degalan 150/300 der Fa. Degussa oder Macrynal SM 500 der Fa. Hoechst AG, 32 Gew.-% Füllstoffen (Kreide, Silikate und Pigmente), 13 Gew,-% Xylol, 12 Gew.-% Äthylglykolacetat, 8 Gew.-% Isocyanathärter (z.B. Desmodur^ ' N,IL) der Fa. Bayer AG. In einem sich anschließenden Trocknungskanal wird die Lackschicht bis zu einem als staubtrocken bezeichneten Trocknungsgrad getrocknet. Die getrocknete Beschichtung hat dann eine Dicke von ca 6 bis 7 u. » während vorher die naß aufgetragene Schicht etwa eine Stärke von 30 jx- naß hatte. Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, daß die Beschichtung getrocknet wird. Anschließend läuft die so beschichtete Bahn in die Flammkaschierungsvorrichtung mit Flammbalken 1 und wird unmittelbar hinter dem Flammbalken mit einer kontinuierlich zulaufenden vernetzten Polyäthylenschaumstoffbahn beim Durchlaufen eines nachfolgend angeordneten Walzenpaares mit einem Walzenspalt von beispielsweise 19 mm bei 20 mm Gesamtmaterialdicke verbunden und dann auf die gewünschte Größe abgelenkt. Die hieraus resultierenden Verbundplatten werden zur Abkühlung und Aushärtung ein bis zwei Tage auf ebenen Lagerblöcken gelagert. Diese Platten können gegebenenfalls einer Temperung unterworfen werden, um Spannungen und Verwerfungen abzubauen. Danach werden sie randbeschnitten und konfektioniert.
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Verfnhrenc.beir.piel 2:
fiv.f eine handelsübliche tfe-ich-PVC-TViChdichtungsbsbn mit einer Verhältnis PVC zu Weichmacher von 62 : .38 wird in einem kontinuierlichen ProzeS in tiner Druckmaschine mittels ^i.ner £i-r.;-i.gcr Rastarwalze die Beschichtung aus Lackkunütharz in der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 angegeben, einseitig aufgetragen. Nach dem Trocknen der Beschichtung läuft die beschichtete Bahn wiederum in die Flnrcmk?» schervorrichtung ein und wird wie im Beispiel 1 mit einer kontinuierlich zugeführten verhetzter Polyäthylenschaurastoffbahn verbunden. Je nach Wunsch werden die Verbundbahnen auf Rollen aufgewickölt und abgelenkt und verbleiben dann noch ein bis zwei Tage auf Lagerböcken, gegebenenfalls unter Terrperung, bevor sie weiter konfektioniert werden. Solche Verbundmaterialien können z.B. bei wärmeisolierenden Abdeckungen Verwendung finden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nun nicht nur auf Formteile, die einschichtig auf PVC-Basis bzw. Polyolefinbasis aufgebaut sind, beschränkt. Es ist auch nöglich, mehrschichtige Formteile die Jeweils eine Schicht auf Polyolefinbasis aufweisen bzw. auf Veich-FVC-Basis aufweisen im Sinne der Erfindung zu verbinden, d.h. mit den erfindungsgemäßen Verfahren den haftfesten Verbund der Materialien auf Polyolefinbasis mit dem Materialien auf V/eich-PVC-Basis zu erzielen.
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-AQ-
Leerseite

Claims (7)

  1. Patentansprüche :
    \
    . ATer'i'3hren zv.ra Verb J nc f. η von Forrtoilnr; ajf Y.'eicb-PYC-Bosi.s mit Forratoilsn auf Polyolefinen!:; watt.·;.· Anvondung \v:. Wärme, α a ei u r c h g c? i·: e η π ζ e i c h η e t , daß auf r'.ie ^u '"rrbincio·-^ ObüT-flHchc de:-. For^.t?j.Ti3c; »ν=Γ Weich-PVC-Bä.sis eine Scnicht cus eineif: v^rrter.zcnoL-i: I.uikkunsthara auf Basic hyciroxylgruppenhaxtiger ^crylharz^ aufgobracht and diese vor dein Ende der Vernetzung mit c1"^ Vorrntc-.ix auf Folyolefinbssis durub F?.;:..rr!Kka.?chierun^ verbunden wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß für das Lackkunstharz hydroxylgruppenhaltige Polyacrylate bzw. Polymethacrylate zusammen mit Isocyanathärtern verwendet werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Lackkunstharzes aus
    10 bis 100 Gew.-96 hydroxylgruppenhaltiges Acrylharz 1 bis 50 Gew.-# Härter auf Isocyanat-Bäsis
    0 bis 90 Gew.-% Lösungsmittel, z.B. Ester, Ketone, aromatische Kohlenwasserstoffe, Glykolätheracetate
    0 bis 70 Gew.-# Füllstoffe, z.B. Kreide, Silikate, Pigmente.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Lackkunstharz vor der Flammkaschierung getrocknet wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Lackkunstharz in einer Stärke von 10 bis 50 »x naß aufgetragen wird.
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  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Dir» 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verbundenen Formteile getempert v/erden.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Formteile aus. V/eich-PVC bzw. V/eich-PVC-Schaumstoff mit Formteilen aus unvernetztem oder vernetzten! Polyolefin bzw. Polyolefinschauinstoff, vorzugsweise auf Polyäthylen-Basis, miteinander flammkaschiert werden.
    Troisdorf, den 18. Febr. 1977
    OZ 77014 MG/Hs.
    809834/0438
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