DE3321689A1 - Verfahren zum aufbringen eines geschaeumten synthetischen latex auf eine gewebte oder nichtgewebte bahn - Google Patents
Verfahren zum aufbringen eines geschaeumten synthetischen latex auf eine gewebte oder nichtgewebte bahnInfo
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Description
Verfahren zum Aufbringen eines geschäumten synthetischen Latex auf eine gewebte oder nichtgewebte Bahn
Gemischte oder zusammengesetzte Oberflächenabdeckmaterialien, wie federnde Vinylfußbodenmaterialien, werden in
traditioneller Weise mit einem Asbestsubstrat hergestellt. Infolge der Gesundheitsgefahren ist man von Asbestsubstraten
abgegangen und auf gewebte oder nichtgewebte Substrate aus Glasfasern übergegangen» Glasfasersubstrate
enthalten ein inneres Bindemittel und werden oft mit einem Plastisol aus einem Copolymeren oder Homopolymeren von
Vinylchlorid beschichtet. Derartige überzüge werden manchmal
als eingekapselte überzüge bezeichnet.
Es besteht ein Bedarf an derartigen Oberflächenabdeckungen,
die mit einer daran sitzenden Schaumstruktur versehen sind. Diese Schaumstruktur kann in der Weise erzeugt
werden, daß eine geschäumte Unterlage auf das beschichtete Glasfasersubstrat aufgebracht wird. Eine derartige geschäumte
Unterlage kann aus Polyvinylchlorid, Polyurethan oder einem synthetischen Kautschuklatex hergestellt werden.
Wird das Substrat mit einem Plastisol eines Copolymeren oder Homopolymeren von Vinylchlorid beschichtet,
dann liegt eine gute Haftung zwischen dem beschichteten Substrat und dem Polyvinylchlorid- oder den Polyurethanschäumen
vor. Leider ist die Haftung zwischen dem beschichteten Substrat und den Schäumen schlecht, die aus herkömmliehen
synthetischen Styrol/Butadien-Kautschuklatices mit hohem Feststoffgehalt hergestellt werden. Aus Kostengründen
bieten jedoch derartige synthetische Latexschaumkautschuke Vorteile gegenüber Polyvinylchlorid- oder Polyurethanschäumen.
Es besteht daher die Notwendigkeit an der Entwicklung eines verbesserten synthetischen Kautschuklatex, der beim
Schäumen eine gute Haftung an Glasfasersubstrate zeigt, die mit einem Plastisol aus einem Copolymeren oder Homopolymeren
von Vinylchlorid beschichtet sind. Ferner besteht ein Bedarf an einem Verfahren zur Herstellung eines
verbesserten Verbundmaterials aus einem gewebten oder nichtgewebten Glasfasersubstrat, das mit einem Plastisol
aus einem Copolymeren oder Homopolymeren von Vinylchlorid
beschichtet ist, und an welchem ein synthetischer Latexschaumkautschuk anhaftet. Die Erfindung hat sich daher
die Aufgabe gestellt, eine Lösung dieser Probleme zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
Die Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren, welches darin besteht, einen geschäumten synthetischen Latex auf
eine gewebte oder nichtgewebte Bahn aufzubringen, die mit
einem Copolymeren oder Homopolymeren aus Vinylchlorid beschichtet ist, und den geschäumten Latex zu verfestigen
und zu trocknen. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß eine Mischung aus einem Styrol/Butadien-Kautschuklatex
und einem Acrylnitril/Butadien-Latex in einem Gewichtsverhältnis von 80:20 bis ungefähr 50:50 verwendet
wird, wobei der Styrol/Butadien-Kautschuklatex einen Polymergehalt von ungefähr 60 bis 70 Gew.-% und ein Styrol/
Butadien-Gewichtsverhältnis von ungefähr 25:75 bis ungefähr 35:65 aufweist und der Acrylnitrilbutadienkautschuklatex
einen Polymerfeststoffgehalt von ungefähr 5 0 bis 6 0 Gew.-% und ein Acrylnitrilbutadiengewichtsverhältnis
von ungefähr 30:7 0 bis ungefähr 40:60 besitzt.
Das erfindungsgemäße Verbundmaterial kann zusätzlich eine oder mehrere zusätzliche Schichten aufweisen, die
mit der Seite des Substrats verbunden sind, die von der Schicht aus dem synthetischen Schaumkautschuk entfernt
angeordnet ist, wobei derartige zusätzliche Schichten jede herkömmliche Zusammensetzung besitzen können. Beispielsweise
kann für Fußbodenzwecke das Verbundmaterial gewöhnlich zwei derartige zusätzliche Schichten aufweisen.
Die äußerste zusätzliche Schicht ist gewöhnlich eine dünne Abriebschicht aus einem plastifizierten Polyvinylchlorid
(PVC), während die weitere Schicht, die mit dem Substrat verbunden ist, gewöhnlich ein chemischer PVC-Schaum
ist, der einen Füllstoff, wie Kaliumcarbonat, entha1ten kann.
Die Substrate, die erfindungsgemäß verwendet werden,
sind gewebte oder nichtgewebte Glasfasersubstrate, die innerlich mit einem Klebstoff verbunden sind. Der Klebstoff
kann beispielsweise ein Harnstoff/Formaldehyd oder ein Melamin/Formaldehyd-Harz, ein Polyvinylalkohol oder
ein Acryllatex sein. Das Substrat ist mit einem Plastisol eines Copolymeren oder Homopolymeren von Vinylchlorid
beschichtet, das gegebenenfalls einen Füllstoff, wie KaI-ziumcarbonat,
enthalten kann. Ein PVC-Plastisol ist der am häufigsten verwendete Überzug. Gewöhnlich werden 50
bis 60 g Glasfasern pro m2 des Substrats verwendet. Der PVC-Plastisolüberzug wird gewöhnlich auf das Substrat unter
Einhaltung eines Überzugsgewichts von ungefähr 450 bis 7 00 g/m2 aufgebracht. Das Plastisol enthält gewöhnlich
ungefähr 70 Gew.-Teile eines Weichmachers und ungefähr 50 bis 150 Gew.-Teile eines Füllstoffs, wie Kalziumcarbonat,
pro 100 Gew.-Teile PVC. Nach der Aufbringung wird der Überzug gewöhnlich auf einer Heizwalze bei 120 bis
1600C zur Erzielung einer sehr glatten Oberfläche vorgeliert.
Wenn auch eine Imprägnierung des faserartigen
Substrats durch den Überzug erfolgen kann, so verbleibt dennoch die Hauptmenge des PVC auf der Oberfläche des
Substrats, und es ist diesem Überzug zu verdanken, daß der synthetische Latexschaumkautschuk anschließend anhaftet.
Synthetische Kautschuklatices mit einem zufriedenstellenden
Haftvermögen an derartigen beschichteten Substraten sollten einen Polymerfeststoffgehalt von wenigstens ungefähr
60 Gew.-% und eine Massenpolymerzusammensetzung aus (a) ungefähr 0 bis ungefähr 30 Gew.-I Vinyl- oder Vinyliden-monoaromatischem
Monomeren, das mit einem C1-.-aliphatischen
Rest oder einem Brom- oder Chlorrest substituiert sein kann, (b) ungefähr 60 bis ungefähr 85 Gew.-% eines
c.,-aliphatischen konjugierten Dienmonomeren und (c)
ungefähr 3 bis ungefähr 40 Gew.-% des polaren Monomeren aufweisen.
Geeignete Vinyl- oder Vinyliden-monoaromatisehe Monomere
sind Styrol, das mit einem C. _.-Alkylrest oder einem
Chlor- oder Bromrest substituiert sein kann. Geeignete
derartige Monomere sind Styrol, Chlorstyrol, Bromstyrol,
^-Methylstyrol, 0(-Ethylstyrol sowie p-Methylstyrol.
Styrol ist das bevorzugte Monomere. 25
Das konjugierte Dienmonomere kann jedes geeignete copolymerisierbare
C. ,-konjugierte Dien sein. Geeignete Diene
sind 1,3-Butadien und Isopren. Diese werden aufgrund ihrpr günstigen Kosten und Verfügbarkeit bevorzugt. Butadien
ist das bevorzugte Monomere.
Der erfindungsgemäß verwendete Latex enthält Acrylnitril.
Andere polare Monomere können anstelle von Acrylnitril verwendet werden, beispielsweise ethylenisch ungesättigte
C„_ -Amide, Aldehyde, Carbonsäuren oder Nitrile oder
Ester derartiger Carbonsäuren. Geeignete Amidmonomere
sind Acrylamid, Methacrylamid sowie N-Methylolacrylamid.
Geeignete Aldehydmonomere sind Acrolein, Methacrolein sowie Zimtaldehyd. Geeignete Carbonsäuremonomere sind
Acrylsäure, Methacrylsäure, Zimtsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure oder Mischungen davon.
Geeignete Ester sind C1-4-AIlCyI- oder Alkanolester der
vorstehend erwähnten Säuren einschließlich Methylacrylat und Methylmethacrylat.
10
10
Vorzugsweise weist der Latex eine Massenpolymerzusammensetzung
aus (a) ungefähr 15 bis ungefähr 25 Gew.-% Styrol, (b) ungefähr 65 bis ungefähr 75 Gew.-% Butadien und
(c) ungefähr 5 bis ungefähr 20 Gew.-% Acrylnitril auf.
Insbesondere besitzt der Latex eine Massenpolymerzusammensetzung
aus (a) ungefähr 18 Gew.-% Styrol, (b) ungefähr 68 Gew.-% Butadien und (c) ungefähr 14 Gew.-% Acrylnitril .
Geeignete Latices können durch Vermischen eines Latex aus
einem Polymeren aus einem Vinyl- oder Vinyliden-monoaromatischen
Monomeren und einem konjugierten Diolefinmonomeren mit einem Latex aus einem Polymeren aus einem konjugierten
Diolefinmonomeren und einem ethylenisch ungesättigten Nitrilmonomeren hergestellt werden. Im Handel
erhältliche Styrol/Butadien-Kautschuk(SBR)-Latices sowie
Acrylnitril/Butadien-Kautschuk(NBR)-Latices können zur
Herstellung geeigneter Latices vermischt werden. Das Verhältnis, in welchem die Ausgangslatices vermischt werden,
hängt von der Zusammensetzung des Polymeren in dem Latex sowie von dem Feststoffgehalt eines jeden Latex ab. Der
erhaltene gemischte Latex sollte einen Polymerfeststoffgehalt
von wenigstens ungefähr 6 0 Gew.-% besitzen. Vorzugsweise weist er einen höheren Feststoffgehalt von
-8-ungefähr 65 Gew.-% auf.
Eine bevorzugte Latexmischung besteht aus einer Mischung aus einem SBR-Latex mit ungefähr 65 % Feststoffen und
einem Styrol/Butadien-Gewichtsverhältnis von ungefähr 25: 75 bis ungefähr 35:65 mit einem NBR-Latex mit ungefähr
56 % Feststoffen und einem Acrylnitril/Butadien-Gewichtsverhältnis
von ungefähr 30:70 bis ungefähr 40:60, wobei das Verhältnis von SBR-Latex : NBR-Latex zwischen ungefähr
80:20 und ungefähr 50:50 liegt.
Es ist ferner möglich, einen gemischten Latex herzustellen, der weniger als 60 Gew.-% polymere Feststoffe enthalten
kann. Der erhaltene Latex kann dann unter Einhaltung üblicher Methoden konzentriert werden.
Bei der Herstellung eines vermischten Latex sollte dafür Sorge getragen werden, daß die zu vermischenden Latices
verträglich sind. Dies läßt sich durch Vermischen kleiner Mengen der Latices und Beobachten, ob irgendein nachteiliges
Ergebnis, wie eine Koagulation, auftritt, bestimmen. Spurenbestandteile in dem Latex, wie grenzflächenaktive
Mittel, Elektrolyten und Metallionen, können die Verträglichkeit der Latices beeinflussen.
Der auf das beschichtete Substrat aufzubringende Latex kann in herkömmlicher Weise aufgemischt und geschäumt werden.
Der Latex sollte mit einem Füllstoff vermischt werden, um bis zu ungefähr 150 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teiie
des Polymerfeststoffgehaltes in dem Latex zu erzeugen.
Vorzugsweise wird der Füllstoff in Mengen verwendet, die ungefähr 80 Gew.-Teile des Füllstoffs pro 100
Gew.-Teile der Polymerfeststoffe nicht übersteigen. Der
Füllstoff kann jeder herkömmliche Füllstoff sein, beispielsweise kann es sich um Alumxniumtrihydrat, Ton, Ba-
-9-ryt, Talk, Glimmer oder Kalziumcarbonat handeln.
Um die Bildung einer geschäumten Struktur zu ermöglichen, wird ein grenzflächenaktives Mittel dem Latex zugesetzt.
Das grenzflächenaktive Mittel kann eine Seife oder ein synthetisches Emulgiermittel sein. Die Seife kann eine
Fettsäure oder ein Kolophoniumtyp sein. Eine geeignete Seife ist ein Alkalimetallsalz von ölsäure, wie Kaliumoleat.
Die Seife kann in Mengen zugesetzt werden, die gewöhnlich ungefähr 5 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile der
Polymerfeststoffe nicht übersteigen.
Die Latexmischung enthält andere Bestandteile, die zur üblichen Verarbeitung erforderlich sind, beispielsweise
eine Härtungspaste, Antioxidationsmittel und, falls erforderlich, Verarbeitungsöle, Die Härtungspaste ist eine
Mischung aus Härtungsmitteln und Härtungsbeschleunigern, so daß beim Trocknen das kautschukartige Polymere in dem
Latex vernetzt. Härtungspasten sowie ihre Anwendungsmethoden sind bekannt. Antioxidationsmittel, die auf dem
Gebiet der Schaumlatices geeignet sind, werden mit dem Latex vermischt, um die Wirkung von Wärme und Licht auf
den Schaum herabzusetzen. Derartige Antioxidationsmittel sowie ihre Gehalte sind bekannt.
Je nach dem eingehaltenen Verfahren kann die Latexmischung auf das beschichtete Substrat unter Anwendung eines Gels
oder eines Nichtgelverfahrens aufgebracht werden. Wird ein Gelverfahren verwendet, dann wird eine kleine Menge
eines Gelierungsmitttels oder Gelierungssystems in die Mischung eingebracht. Gewöhnlich schwankt die Menge des
Gelierungsmittels zwischen ungefähr 3 und ungefähr 7 Gew.-%, bezogen auf Feuchtbasis der Latexmischung. Das Gelierungsmittel
kann der Mischung als Lösung oder Dispersion zugesetzt werden, und zwar in Abhängigkeit von dem Gelie-
* rungssystem. Das Gelverfahren ist bekannt und wird beispielsweise
in Kapitel 5 von "Latex Foam Rubber" von E. W. Madge (John Wiley and Sons) beschrieben.
Natriumsilikofluorid ist ein geeignetes Gelierungsmittel
und eine . Mischung aus Ammoniak und Ammoniumacetat ist ein geeignetes Gelierungssystem. Bei der Durchführung der
Gelmethode wird das Gelierungsmittel der Mischung unmittelbar vor dem Schäumen zugesetzt. Die Mischung wird dann
einem Schäumungsmechanismus unterzogen. Die geschäumte Mischung wird anschließend auf das Substrat durch eine
herkömmliche Beschichtungseinrichtung aufgebracht, beispielsweise durch eine Rakel oder durch eine Klinge, worauf
getrocknet wird. In typischer Weise wird der Schaum zuerst unter einem Infraroterhitzter zur Erzeugung eines
Schaums mit einer glatten Oberfläche oder einer Haut erhitzt, worauf er in einem Heißluftumlaufofen getrocknet
wird. Während die Ofenbedingungen von Anlage zu Anlage schwanken, betragen typische Trocknungszeiten ungefähr
7 bis 10 min bei 130 bis 1800C. Das tatsächliche Verfahren
der Aufbringung einer geschäumten Latexmischung auf ein Substrat und das anschließende Trocknen der Mischung
sind bekannt.
Ähnliche Methoden werden im Falle eines Nichtgelsystems angewendet, mit der Ausnahme, daß das Gelierungsmittel
oder Gelierungssystem weggelassen wird. Der Schaum kann auch nach einem bekannten Verfahren geprägt werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Drei Proben eines typischen im Handel erhältlichen Vinylfußbodenverbundmaterials
werden jeweils mit einer unterschiedlichen Latexschaumkautschukunterlage verbunden. Das
Vinylfußbodenverbundmaterial besteht aus zwei oberen Schichten und einem Substrat, das auf seiner Unterseite
mit einem PVC-Plastisol beschichtet ist. Die oberste Schicht ist eine plastifizierte PVC-Abriebschicht. Die
zweite Schicht ist ein chemischer PVC-Schaum, der einen Kalziumcarbonatfüllstoff enthält. Das Substrat ist eine
Glasfaserbahn, die intern mit einem Harnstoff/Formaldehyd-Harzklebstoff
verbunden ist, während das Substrat mit einem PVC-Plastisol beschichtet ist, der einen Kalziumcarbonatfüllstoff
enthält.
Zwei Latices werden als Ausgangsmaterialien zur Herstellung der Schaumkautschukunterlagen verwendet. Der erste
Latex ist ein SBR-Latex mit ungefähr 65 Gew.-% Polymerfeststoffen und einem Styrol/Butadien-Gewichtsverhältnis
von ungefähr 30:70. Der zweite ist ein NBR-Latex mit ungefähr 56 Gew.-% Polymerfeststoffen und einem Butadien:Acrylnitril-Gewichtsverhältnis
von ungefähr 66:34. Der SBR-Latex wird allein im Vergleichsbeispiel 1 verwendet, während
zwei Mischungen aus verschiedenen Gewichtsverhältnissen aus SBR- und NBR-Latices hergestellt werden, um die Erfindung
gemäß den Beispielen 2 und 3 zu erläutern. Die angegebenen Werte beziehen sich auf Gewichtsprozent.
| Bei | Latex | Feststoff- S | tyrol/Butadien/Acryl- |
| spiel | 100 SBR | gehalt | nitril |
| 1 | 80 SBR/20 NBR | 65 | 30/70/0 |
| 2 | 60 SBR/40 NBR | 63 | 24/69/7 |
| 3 | 61 | 18/68/14 | |
Jeder Latex wird dann wie folgt gemischt:
| Komponente Teile, | Trockengewicht |
| Latex | 100,0 |
| Seife | 3,5 |
| Härtungspaste | 8,0 |
| (einschließlich Zinkoxid) | |
| Wachs emuls ion | 3,0 |
| Silikonölemulsion | 0,1 |
| Füllstoff | 80,0 |
Die erhaltenen Mischungen werden erforderlichenfalls mit Methylcellulose oder Ammoniumpolyacrylat zur Erzielung
einer Brookfieldviskosität von 5.000 cps auf einer Nr. 4 Spindel bei 20 Upm eingedickt.
Die erhaltenen Mischungen werden dann bis zu einer Feuchtdichte von 600 g/l geschäumt. Dem Schaum werden ungefähr
5 cm3 einer 20 %igen Lösung von Ammoniak/Ammoniumacetat pro 100 g der Verbindung zugesetzt. Die geschäumte Verbindung
wird dann auf die beschichtete Oberfläche des Glasfasersubstrats in einer Menge aufgebracht, daß ein
Trockenüberzugsgewicht von ungefähr 55 0 g/m2 erzielt wird. Die erhaltene Struktur wird unter einer Infrarotlampe solange
erhitzt, bis eine Gelierung erfolgt und dann in einem Heißluftumlaufofen bei 1400C während 8 min getrocknet.
Proben der erhaltenen Verbundmaterialien, die eine Breite von 5 cm besitzen, werden auf eine Entlaminierung
unter Verwendung eines Tensometers (Modell 5 00 der Firma Monsanto) getestet.
| Beispiel | Entschichtungsfestigkeit | ,08 | (kohäsives Versagen |
| (kg/cm Breite) | /2 | des Schaums vor der | |
| 1 | 0 | ,4 | Entschichtung) |
| 2 | 0 | ||
| 3 | 0 | ||
Claims (2)
- PatentansprücheVerfahren zum Aufbringen eines geschäumten synthetischen Latex auf eine gewebte oder nichtgewebte Bahn, die mit einem Copolymeren oder Homopolymeren von Vinylchlorid beschichtet ist, worauf der geschäumte Latex verfestigt und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus einem Styrol/Butadien-Kautschuklatex und einem Acrylnitril/Butadien-Latex in einem Gewichtsverhältnis von 80:20 bis ungefähr 50:50 verwendet wird, wobei der Styrol/Butadien-Kautschuklatex einen Polymergehalt von ungefähr 6 0 bis 7 0 Gew.-% und ein Styrol/Butadien-Gewichtsverhältnis von ungefähr 25:75 bis ungefähr 35:65 aufweistD-8000 München 2Isartorplatz 6POB 26 02 47 D-ßOOO München 26Kabel: Telefon Telecopier Infotec 6400 B TelexMuebopat 0B9/221483-7 GII + III (089)22 96 43 5-242851 und der Acrylnitril/Butadien-Kautschuklatex einen Polymerfeststoffgehalt von ungefähr 50 bis 60 Gew.-% und ein Acrylnitril/Butadien-Gewichtsverhältnis von ungefähr 30:70 bis ungefähr 40:60 besitzt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Latexmischung eine Polymerzusammensetzung in Masse aus (a) ungefähr 15 bis ungefähr 25 Gew.-% Styrol, (b) ungefähr 65 bis ungefähr 75 Gew.-% Butadien und (c) 10 ungefähr 5 bis ungefähr 20 Gew.-% Acrylnitril aufweist.
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