DE2707727B2 - Verfahren zum Verbinden eines Formteiles aus einem Weich-Polyvinylchlorid mit einem Formteil aus einem Polyolefin - Google Patents

Verfahren zum Verbinden eines Formteiles aus einem Weich-Polyvinylchlorid mit einem Formteil aus einem Polyolefin

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines insbesondere flächigen Formteiles aus einem Weich-Polyvinylehlorid mit einem Formteil aus einem Polyolefin, bei dem ein vernetzbares Klebharz schichtförmig auf die zu verbindende eine Oberfläche des einen Formteils aufgetragen und mit dem anderen Formteil vor dem Ende der Vernetzung des Klebharzes unter Aufbringen von Druck und Wärme verbunden wird und ein Acrylklebharz zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bisher ist es nicht möglich gewesen, mittels Flammkaschieren Formteile aus Weich-Poiyvinylchlorid mit solchen aus einem Polyolefin gut miteinander zu verbinden, weil das angeschmolzene PolyoL-fin keine Haftverbindung zum Weich-Polyvinylchlorid aufweist, Auch Kaschierungen unter Zuhilfenahme eines Klebstoffes bringen nur geringe bzw. keine dauerhafte Haftfestigkeit. Hierfür gibt es zwei wesentliche Ursachen. Die eine ist in der geringen Haftung der Klebstoffe zu den Polyolefinen zu sehen, die andere in dem Vorhandensein von Weichmachern in dem Weich-Polyvinylchlorid, was im Laufe der Zeit zu einer Weichmacherwanderung in den Klebstoff führt und damit das Absinken der Haftfestigkeit zur Folge hat.
Nach der DE-OS 22 61 299 wird ein Verbundwerkstoff aus einem Polyäthylenschaumstoff und einem beschichteten oder unbeschichteten Gewebe durch Beschichten des Gewebes mit einem Ein- oder Zwei-Komponenten-Polyurethanharz und unter Anwendung von Temperaturen oberhalb des Schmelzbereiches des Polyäthylenschaumstoffes hergestellt. Dieses bekannte Verfahren zum Verbinden von Polyäthylenschaumstoff mit synthetischen Geweben ist jedoch nicht geeignet, Formteile aus Weich-Polyvinylchlorid mit Formteilen aus Polyolefin dauerhaft zu verbinden, da mit den verwendeten Polyurethanharzen keine ausreichende Weichmachersperrwirkung, d. h. keine ausreichende Unierbindung der Wanderung des Weichmachers aus dem Weich-Polyvinylchlorid in die Zwischenschicht erzielbar ist. Weiterhin ist die Anwendung von Druck für die beim Schichtaufbau beteiligten Schaumstoffe nach'eilig, da dies zu bleibenden Verformungen führt
45 Das Vorgenannte gilt auch für das aus der DE-OS 22 46 750 bekannte Verfahren, bei dem eine Polyurethanschaumstoffbahn als Haftvermittler zum Herstellen eines Verbundwerkstoffes aus einem Schaumstoff aus einem unvernetzten Thermoplasten mi,t anderen flächigen Formteilen, z.B. Textilien oder Vliesen, unter Anwendung von Wärme und Druck verwendet wird.
Bei dem Verfahren nach der DE-OS 24 35 510 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 Formteil aus Weich-Polyvinylchlorid durch Flammkaschieren verbunden werden soll.
Aus der US-PS 25 43 229 ist ein Äthylenvinylacetat-Klebstoff zum Herstellen von Laminaten aus Polyolefinen mit anderen Kunststoffen durch Anwendung von Druck und Wärme bekannL Auch dieses Verfahren ermöglicht keinen Verbund von Weich-Polyvinylchlorid mit Polyolefinen mittels Flammkaschieren.
Bei dem aus der DD-PS 79 574 bekannten Verfahren zum Verbinden von Kunststoffolien untereinander wird ein lösungsmittelhaltiger vernetzbarer Klebstoff auf Basis von Epoxidharzestern als Haftvermittler verwendet, wobei die beim Zusammenwalzen aufgewandte Wärme bei einer Temperatur, von 30 bis 650C zum Verdunsten des Lösungsmittels dient. Auch dieses bekannte Verbindungsverfahren läßt sich nicht auf das Flammkaschieren von Weich-Polyvinylchlorid mit Polyolefinen anwenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Formteile aus einem Weich-Polyvinylchlorid mit Formteilen aus einem Polyolefin dauerhaft unter Anwendung von Wärme ohr.e zusätzlichen Druck mit einer guten Haftfestigkeit, d. h. mit hoher Trennfestigkeit, unter Anwendung des Flammkaschierens zu verbinden. Zugleich sollen mit dem Verfahren eine gute Haftfestigkeit erzielt und die Weichmacherwanderung aus dem Formteil aus Weich-Polyvinylchlorid in das Formteil aus Polyolefin vermieden werden.
Die Erfindung schlägt zur Lösung der gestellten Aufgabe vor, daß das Auftragen des als Klebharz verwendeten hydroxylgruppenhaltigen Acrylkiebharzes zusammen mit Isocyanathärtern auf das Formteil aus dem Weich-Polyvinylchlorid und das Aufbringen der Wärme mittels offener Flammen erfolgt.
Die Erfindung ist hierbei in der Kombination der getroffenen Maßnahmen zu sehen, für die in ihrer Gesamtheit Schutz beansprucht ist. Das erfindungsgemäße, äußerst wirtschaftliche, mit geringem Aufwand durchführbare Verfahren ermöglicht, Formteile aus Weich-Polyvinylchlorid mit Formteilen aus Polyolefin mittels Flammkaschiei ung zu verbinden.
Die durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichbaren Trennfestigkeiten des Verbundes liegen über denen der Werkstoffestigkeiten der einzelnen Formteile. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also in rationeller Weise mit geringem Aufwand ein Verbund eines Formteiles aus Weich-Polyvinylchlorid mit einem Formteil aus Polyolefin hergestellt werden, bei dem die unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften voll genutzt werden können, und wobei auch nachträgliche Verformungen des Verbundes durchführbar sind, ohne daß ein späteres Auftrennen des Verbundes zu befürchten ist.
Darüber hinaus bewirkt die Erfindung, daß durch die
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vernetzbaren hydroxylgruppenhaltigen Acrylharzes gleichzeitig ein guter Haftvermittler mit einer hohen Haftfestigkeit und eine Weichmachersperre gegen die Weichmacherwanderung aus dem Weich-Polyvinylchlorid erzielt wird.
Die zu verbindenden Formteile haben bevorzugt die Gestalt von Bahnen, Folien oder Platten, die sich kontinuierlich flammkaschieren lassen.
Die Formteile aus Weich-Polyvinylchlurid sind insbesondere Folien und Schaumstcffbahnen. Als Weichmacher kommen alle die für Polyvinylchlorid bekannten Weichmacher in Frage, wie Dioxylphthalat, Phosphatweichmacher und Adipate.
Für die Formteile aus Polyolefin kommen sowohl unvernetzle als auch vernetzte Polyolefine, auch in geschäumter Form, in Frage. Bevorzugt weiden Polyäthylenfolien und Polyäthylenschaumstoffe, insbesondere auch vernetzte Polyäthylenschaumstoffe, wie z. B. mittels Dicumylperoxyd als Vernetzungsmittel und Azodicarbonamid als Treibmittel hergestellte Polyäthylenschaumstoffe aus Hochdruckpolyäthylen. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung kommenden wärmehärtenden Acrylklebharze sind Copolymere von Acryl- bzw. Methacrylsäureestern, 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 Acrylklebharze insbesondere durch Isocyanat- jo härter bewirkt.
Ein wesentliches erfindungsgemäßes Verfahrensmerkmal ist darin zu sehen, daß die Beschichtung aus dem Acrylklebharz auf das Weich-Polyvinylchlorid aufgetragen wird, z. B. mittels Spritzen, Drucken, J5 Gießen, Rakeln, Streichen oder Sprühen, da hier zwischen dem ausgewählten Acrylklebharz und dem Weich-Polyvinylchlorid 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 Polyvinylchlorid unterbleibt.
Bei Auftragen der Beschichtung zuerst auf das Polyolefin ist kein ausreichender Verbund mit dem Weich-Polyvinylchlorid herstellbar. Das Verbinden des -Ti erfindungsgemäß beschichteten Formteiles aus Weich-Polyvinylchlorid mit dem Formteil aus Polyolefin kann sofort oder auch später, jedoch auf jeden Fall noch vor dem Ende der Vernetzung des die Beschichtung bildenden Acrylklebharzes durch Flammkaschieren r>< > erfolgen. 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 Acrylklebharzes. Die Reaktionszeit des « Acrylklebharzes mit hydroxylgruppenhaltigen Polyacrylaten bzw. Polymethacrylaten kann von einigen Minuten bis zu einigen Stunden betragen. Zum Variieren der Reaktionszeit des Acrylklebharzes weist dieses bevorzugt die folgenden Zusätze in Gewichtspro- wi zenten auf: 1 bis 50 Härter auf Isocyanatbasis, 0 bis 90 Lösungsmittel, z. B. Ester, Ketone, aromatische Kohlenwasserstoffe oder Glykolätheracetate, 0 bis 70 Füllstoffe, z. B. Kreide, Silikate, Pigmente.
|e nach Zusammensetzung des Acrylklebharzes für ^ die Beschichtung sowie der Art des Aufbringens der Beschichtung, z. B. durch Drucken, Spritzen, Gießen.
Rakeln, Streichen oder Sprühen, ist die Beschichtung mehr oder weniger naß. Es muß daher die Schicht aus Acrylklebharz vor der Flammkaschierung getrocknet werden können. Die aufgebrachte Schicht ist relativ dünn und weist eine Dicke von etwa 10 bis 50 μπι naß uuf. Nach dem Trocknen ist sie dann entsprechend dünner.
Der fertige Verbund aus den beiden Formteilen kann getempert, d. h. einer Wärmebehandlung unterworfen werden, um Spannungen und damit verbundene Verwerfungen abzubauen.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbundwerkstoffe eignen sich als wärmeisolierende, schallisolierende oder Stoßenergieverzehrende Abdeckungen oder Beläge.
Das erfindungsgem?ße Verfahren wird nachfolgend an zwei Verfahrensbeispielen erläutert
Beispiel 1
Auf eine chemisch aufgetriebene Schaumstoffbahn aus Weich-Polyvinylchlorid mit einem Verhältnis von Polyvinylchlorid zu Weichmacher, in diesem Beispiel Benzylbutylphthalat, von 63 :37, die in Rollenform vorliegt, wird in einer Druckmaschine mittels einer 48iger Rasterwalze rückseitig eine Beschichtung aus Acrylkleb'.iarz aufgetrager.. Dieses besteht aus 35 Gewichts-% hydroxylgruppenhaltigem Acrylharz, 32 Gewichts-% Füllstofen (Kreide, Silikate und Pigmente), 13 Gewichts-% Xylol, 12 Gewichts-% Äthylglykolacetat, 8 Gewichts-% Isocyanathärter. In einem sich anschließenden Trocknungskanal wird die Schicht des Acrylklebharzes bis zu einem staubtrockenen Zustand getrocknet. Die trockene Beschichtung hat dann eine Dicke von etwa 6 bis ~> μπι, während vorher die naß aufgetragene Schicht eine Dicke von etwa 30 μπι naß hatte. Anschließend läuft die beschichtete Schaumstoffbahn in eine Flammkaschiervorrichtung und wird unmittelbar hinter deren offenen Flammen mit einer kontinuierlich zulaufenden Schaumstoffbahn aus vernetztem Polyäthylen beim Durchlaufen eines nachfolgend angeordneten Walzenpaares mit einem Wabenspalt von 19 mm bei 20 mm Gesamtmaterialdicke verbunden und dann auf die gewünschte Größe abgelängt. Die fertigen Verbundplatten werden zur Abkühlung und Aushärtung ein bis zwei Tage auf ebenen Lagerblöcken gelagert und gegebenenfalls einer Temperung unterworfen, um Spannungen und Verwerfungen abzubauen. Danach werden sie randbeschnitten und konfektioniert.
Beispiel 2
Auf eine handelsübliche Dachdichtungsbahn aus Weich-Polyvinylchlorid mit einem Verhältnis von Polyvinylchlorid zu Weichmacher von 62:38 wird kontinuierlich in einer Druckmaschine mittels einer 48iger Rasterwalze eine Beschichtung aus Acrylklebharz in der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel I einseitig aufgetragen. Nach dem Trocknen der Beschichtung läuft die beschichtete Dachdichtungsbahn durch eine Flammkaschiervorrichtung und wird wie im Beispiel 1 mit einer kontinuierlich zugeführten Schaumstoffbahn aus vernetztem Polyäthylen verbunden. Die hergestellte Verbundbahn wird zu Verbundplatten abgelängt, die noch ein bis zwei Tage auf Lagerböcken lagern, gegehenenfalls unter Temperung, bevor sie weiter konfektioniert werden.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verbinden eines insbesondere flächigen Formteües aus einem Weich-Polyvinylchlorid mit einem Formteil aus einem Polyolefin, bei dem ein vernetzbares Klebharz schichtförmig auf die zu verbindende eine Oberfläche des einen Formteils aufgetragen und mit dem anderen Formteil vor dem Ende der Vernetzung des Klebharzes unter Aufbringen von Druck und Wärme verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragen des als Klebharz verwendeten hydroxylgruppenhaitigen Acrylkiebharzes zusammen mit Isocyanathärtern auf das Formteil aus dem Weich-Polyvinylchlorid und das Aufbringen der Wärme mittels offener Flammen erfolgt.
2. Acrylklebharz zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit hydroxylgruppenhaltigem Acrylharz, 1 bis 50 Gewichts-% Härter auf Isocyanatbasis, 0 bis 90 Gewichts-% Lösungsmittel und 0 bis 70 Gewichts-% Füllstoff.
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