DE3444862A1

DE3444862A1 - Beschichtete flexible bahn

Info

Publication number: DE3444862A1
Application number: DE19843444862
Authority: DE
Inventors: Rolf 4050 Mönchengladbach Winkler
Original assignee: HAMMERSTEINER KUNSTSTOFFE GmbH
Current assignee: HAMMERSTEINER KUNSTSTOFFE GmbH
Priority date: 1984-12-08
Filing date: 1984-12-08
Publication date: 1986-06-12

Description

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DiPL-ING. P. ElCHLER 3 4 4 A 8 6 i

BRAHMSSTRASSE 29, 5600 WUPPERTAL 2

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Hammersteiner Kunststoffe GmbH, Rheinstr. 11, 5142 Hückelhoven

Beschichtete flexible Bahn

Die Erfindung bezieht sich auf eine beschichtete flexible Bahn mit einem insbesondere synthetischen textlien Trägermaterial und einer ?lastisolbeschichtung.

Beschichtete flexible Bahnen werden z.B. zu LKW-Planen, Transportbänder oder für Tragluft- bzw. Gerüsthallen verwendet. Sie unterliegen einer erhöhten Schmutzeinwirkung und werden auch durch Lichtstrahlung, insbesondere UV-Strahlung angegriffen. Sie müssen daher korrosions- und witterungsbeständig oder aber abriebfest sein.

Der für derartige Bahnen herkömmlicherweise verwendete Werkstoff ist Kunstfasergewebe, das beid-

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seitig mit kompakten Kunststoffschichten versehen wird. Als Kunststoff ist Polyvinylchlorid weit verbreitet, das mit Weichmachern so eingestellt wird, daß es als Plastisol zu verarbeiten ist. Es hat sich jedoch erwiesen, daß Polyvinylchloridoberflächen im Freien verspröden, so daß die Außenflächen stark angegriffen werden. Daher ist es für Membranbaustoffe bildende Substrate aus der DE-OS 31 02 169 bekannt, wässrige Polyvinylidenfluorid-Dispersionen für Beschichtungen von Geweben zu verwenden. Die Dispersion in einem wässrigen Medium bringt es aber mit sich, daß sich nur bedingt taugliche Beschichtungen ergeben? die nicht HF-verschweißbar und porös sind, außerdem nicht genügend fest auf dem Substrat haften sowie durch ein vergleichsweise umständliches Verfahren hergestellt werden müssen.

Aus der DE-OS 29 02 195 ist es außerdem bekannt, flexible Bahnen der eingangs genannten Art mit einem Polyvinylidenfluorid-Einbrennlack zu versehen. Die hierbei erzielte Schichtdicke kann jedoch nur wenige Mikron betragen. Somit kann nur eine eingeschränkte Schutzfunktion erzielt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mit PVC beschichtete Bahn der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sich ein Witterungsschutz bei genügender Schichtdicke einer äußeren Schicht der Bahn und einer einwandfreien Haftung dieser äußeren Schicht auf ihrem Untergrund ergibt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Plasti solbeschichtung aus einem mit einem Weichmacher erzeug ten Polyvinylidenfluorid-Plastisol hergestellt ist.

Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß bei der Beschichtung der Bahn Polyvinylidenfluorid als Plastisol verwendet wird. Das durch den Weichmacher in der erforderlichen Konsistenz eingestellte Polyvinylidenfluorid läßt sich durch einen oder gegebenenfalls auch mehrere Striche zu der gewünschten größeren Stärke bzw. Schichtdicke in herkömmlicher Art und Weise auftragen und haftet vorzüglich auf der Bahn und auch bei mehreren Strichen ergibt die Plastisolbeschichtung auch die gewünschte Schichthaftung.

Beschichtete Bahnen mit den vorgeschriebenen gewünschten Eigenschaften ergeben sich insbesondere, wenn das Polyvinylidenfluorid-Plastisol ein Gehalt von 40 - 60 % PVDF und 15 - 40 % Weichmacher aufweist. Die 15 - 40 % Weichmacher sind vorteilhafterweise Polyester aus Adipinsäure/Butandiol, Benzyloctyladipat und Dimethylphthalat.

Die Polyester-Weichmacher sind hinsichtlich der Licht- bzw. Wetterechtheit am günstigsten.

Andererseits wird durch Adipate eine größtmöglichste weichmachende Wirkung erzielt. Da große Teile verbleibenden Weichmachers insbesondere die Witterungsbeständigkeit zu stark beeinträchtigen würden, setzt man bis zu einem gewissen Grade solche ein, die sich bei der Verarbeitung verflüchtigen, wie dies bei Dimethylphthalat der Fall ist.

Werden mehrere Striche gesetzt, so kann man in den unteren, nicht der Witterung ausgesetzten Strichen zur Erzielung einer besseren Gesamt-Flexibilität auf sich

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verflüchtigende Weichmacher ganz verzichten. Die dann eingesetzten Weichmacher müssen jedoch wanderungsbeständig sein.

In Ausgestaltung der Erfindung weist das Polyvinylidenfluorid-Plastisol einen Gehalt von 5 bis 15 Gew.-% eines Acrylpolymeren bzw. -Copolymeren und von 5 bis 15 Gew.-% eines Hilfslösungsmittels des letzteren auf. Das Acrylpolymere ist vorteilhafterweise ein PoIymethylmethacrylat und das Hilfslösungsmittel des letzteren ist Methylbenzol/Phenylmethan. Außer diesem Acrylpolymeren oder Acryl-Copolymeren können diejenigen verwendet werden, die die Viskosität bzw. die Weiterarbeitung des Plastisols günstig beeinflussen, andererseits aber die Eigenschaften des Polyvinylidenfluorids nicht verschlechtern. Durch die Zugabe von Acrylat erhält man eine verbessert streichfähige Paste, deren Viskosität durch unterschiedliche Acrylat-Zugabe oder auch mehr oder weniger Weichmacher in einem breiten Bereich variiert werden kann. Spezielle Verdickungsmittel sind nicht erforderlich.

Das Plastisol weist 0,05 bis 0,2 Gew.-% Verlaufsbzw. Dispergierhilfe, insbesondere Ester eines Fettalkohols und/oder 0,5 bis 3 Gew.-% eines Haftvermittlers, insbesondere Polyisocyanat auf. Die Verlaufsbzw. Dispergierhilfe hat auf die Dispergierwirkung der Zusatzstoffe sowie des Polyvinylidenfluorids und auf den Verlauf des Plastisols bei der Verarbeitung einen günstigen Einfluß. Es darf darüberhinaus keine sonstigen Eigenschaften des Plastisols bzw. des Polyvinylidenf luorids verschlechtern und sollte sich aus der fertiggestellten Schicht bzw. aus der fertig gestellten Bahn so schnell und so weit wie möglich verflüchtigen, wie es bei Esten von Fettalkoholen gegeben ist.

Ein Haftvermittler ist nur dann erforderlich, wenn der zu beschichtende Untergrund haftungsunfähig ist, z.B. bei Polyester-Geweben mit glatten Pilamentgarn. Der aus der Polyvinylchlorid-Beschichtung bekannte Einkomponentenhaftvermittler auf der Basis eines aromatischen Polyisocyanats kann auch bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Bahn mit Vorteil verwendet werden. Auf eine derartige Haftvermittlung kann jedoch bei der Verwendung von texturiertem Gewebe verzichtet werden, da dessen z.B. aus Schlingen, Schlaufen u.dgl. gebildeten Unebenheiten und Hohlräume gewährleisten, daß die Beschichtung genügend tief und ohne Verwendung eines Haftvermittlers in das textile Trägermaterial eingreift.

Das Plastisol enthält 2 bis 12 Gew.-% Füllstoff, insbesondere oberflächenbehandeltes Kalziumkarbonat und/oder 2 bis 6 Gew.-% Farbstoff, insbesondere Titandioxid des Rutiltyps und/oder 2 bis 12 Gew.-% Flammschutzmittel, insbesondere Antimontrioxid und/ oder Aluminiumhydroxid.

Zur Verbilligung können alle aus der Polyvinylchloridverarbeitung bekannten Füllstoffe verwendet werden. Als Farbstoffe bzw. Buntpigmente finden vorwiegend hochwertige anorganische Pigmente Verwendung, deren Echtheitseigenschaften auf die hohen Beständigkeiten des Polyvinylidenfluorids abgestimmt sein müssen

Obwohl Polyvinylidenfluorid als solches nicht brennt, wird es für seine Kombination mit brennbaren Geweben bei insbesondere dünnen Beschichtungen für notwendig erachtet, ein Flammschutzmittel einzusetzen. Die besten Ergebnisse hinsichtlich der bauamtlichen Brand-

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Zulassung nach DIN 4102 B1/B2 oder der französischen Norm M2 wurden mit geringen Mengen Antimontrioxid und/ oder Aluminiumhydroxid erzielt.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Trägermaterial in an sich bekannter Weise mit Polyvinylchlorid beschichtet und auf dem Polyvinylchlorid ist mittels einer Haftung vermittelnden Grundierung (Primer) eine Polyvinylidenfluorid-Beschichtung aufgebracht, wobei die Polyvinylidenfluorid-Beschichtung ein beispielsweise 100 μ starker Polyvinylidenfluorid-Plastisolstrich ist. Gegenüber dem zwangsläufig härteren Ausfall der Kompaktbeschichtung wird bei dieser Kombination die eigentliche Flexibilität des Weich-PVC erhalten. Dabei wird der Polyvinylidenfluorid-Schlußstrich auf die Wetterseite der Polyvinylchlorid-Bahn gesetzt, beispielsweise mit einem Naßauftrag von 50 bis 150 g/qm. Die beschichtete Bahn hat die erforderliche Flexibilität, wie auch die vorbeschriebenen Beständigkeiten auf der Wetterseite. Ein geeigneter Primer - z.B. auf PMMA-rBasis, in Lösung aufgetragen - ergibt eine optimale Haftung des PVDF-Striches auf dem PVC-üntergrund.

Um das Polyvinylidenfluorid-Plastisol anzusetzen, wird Polyvinylidenfluorid in den Weichmacher eingerührt. Als Polyvinylidenfluorid wird vorzugsweise ein Emulsionspolymerisat eingesetzt, das eine relativ niedrige Schmelzviskosität haben sollte. Hinsichtlich der Teilchengröße und des K-Werts, also des mittleren Polymerisationsgrades, gibt es keine Beschränkungen, wenn eine gute Verpastbarkeit gegeben ist. Grundsätzlich können Homo- oder Copolymere verarbeitet werden. Erforderlichenfalls wird eine Dispergierhilfe verarbeitet, beispielsweise ein Ester eines Fettalkohols.

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Wenn das Polyvinylidenfluorid-Plastisol Acrylpolymere enthalten soll, wird neben der vorbeschriebenen ersten Polyvinylidenfluorid-Komponente eine zweite Komponente getrennt hergestellt, bei der z.B. ein Acrylat mit einem für dieses bestimmten Hilfslösungsmittel vermischt wird. Beispielsweise wird Polymethylacrylat im Methylbenzol/Phenylmethan verrührt. Als Hilfslösungsmittel bzw. -gemische können auch andere verwendet werden, die das Acrylat jeweils schnell und vollständig lösen. Vorteilhaft ist es, wenn diese eine gewisse dispergierende Wirkung auf das Polyvinylidenfluorid besitzen und von dem bzw. den Siedebereichen her eine optimale Bildung eines geschlossenen und porenfreien Films ermöglichen.

Weitere Zusätze zum Plastisol werden in einer dritten Komponente ebenfalls getrennt vermischt, beispielsweise ein Polymerweichmacher, wie ein Polyester aus Adipinsäure und Butandiol mit einem Farbstoff, beispielsweise Titandioxid, und/oder mit einem Füllstoff, beispielsweise Kalziumkarbonat und/oder mit einem Flammschutzmittel, beispielsweise Antimontrioxid. Wird eine Dispergierhilfe benötigt, so wird auch diese der dritten Komponente zugesetzt. Die einzelnen Komponenten werden dann unter dem Rührwerk vermischt und gemeinsam abgerieben. Durch das Abreiben wird die Zerkleinerung von Mischungsagglomaraten bewirkt. Gegebenenfalls wird vor der Verarbeitung Haftvermittler zugesetzt.

Als verarbeitbare Trägermaterialien kommen alle natürlichen oder synthetischen Textilien in Frage, die beispielsweise gewebt, gewirkt, geflochten oder gelegt sein können. Vorzugsweise werden Polyestergewebe aus endlos Filamentgarnen oder aus texturierten Garnen ver-

wendet. Die Art der Bindung, die Fadenzahl, die Titer und gegebenenfalls die Texturierung sind unterschiedlich und bestimmen sich durch die unterschiedlichen Anforderungen an die Festigkeit und den Einsatz des Fertigproduktes. Sie bestimmen andererseits die Zugabemenge des eventuell erforderlichen Haftvermittlers in den ersten Strichen.

Mit dem fertigen Plastisol können Kompaktbeschichtungen auf unbeschichtetem Trägermaterial hergestellt werden, aber auch Überzugsbeschichtungen z.B. auf Polyvinylchloridbasis. Beim Auftragen des Plastisols können alle herkömmlichen Streichverfahren angewendet werden, wie Gummituch-, Walzen-, Magnet- oder Luftrakelverfahren. Gegebenenfalls kann auch mit der Bürsten- oder Rasterwalze, mit dem Rotationssieb, nach dem Coil-Coating-Verfahren oder durch Tauchen aufgetragen werden. Auch Kombinationen mehrerer Auftragsverfahren sind möglich, wobei z.B. die ersten Striche als Haft- bzw. Grundstriche mit dem Luftrakel und die nachfolgenden Striche mit dem Walzenrakel gesetzt werden.

Es können bis zu 300 g/qm Polyvinylidenfluorid-Plastisol naß in einem Arbeitsgang aufgetragen werden.

Nach dem Auftragen des Polyvinylidenfluorid-Plastisols erfolgt eine Trocknung, vorzugsweise in einem Umluftkanai, dessen Temperatur ca. 200° beträgt. Die Trocknungszeit sollte 2 Minuten nicht unterschreiten und die Temperaturkurve sollte einen steigenden Verlauf haben. Ein spezielles Vortrocknen ist nicht erforderlich. Nach dem Trocknen bzw. nach dem Durchlaufen des Kanals ist ein Prägen ratsam. Eine zusätzliche Hochglanzschlußprägung des fertigen Materials in einem ge-

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eigneten Prägekalander ergibt eine absolut glatte, porenfreie und glänzende Oberfläche, so daß ein Lackieren zum Zwecke der Glanzgebung entfällt.

Beschichtungsbeispiel einer Kompaktbeschichtung:

Gewebe: Polyester; 225 g/qm, 11,5/11,7 Fd./cm, 1670 dtex Bindung: P 2/2; thermofixiert

Kilogramm chemische Bezeichnung

50 Polyvinylidenfluorid

10 Polyester aus Adipinsäure/Butandiol

5 Benzyloctyladipat

10 Dimethylphthalat

6 Polymethylmethacrylat

10 Methylbenzol/Phenylmethan (Toluol)

5 Kalziumkarbonat

5 Titandioxid

4,85 Antimontrioxid

0,15 Ester eines Fettalkohols

Grundanstriche mit 3% aromatischem Polyisocyanat Gesamtgewicht: 900 g/qm
Schichtdickenverteilung: rechts = 395 g/qm trocken

(2 Striche) links = 250 g/qm trocken

(1 Strich)

Trocknung bei 205⁰C.

Geschwindigkeit = je 6 Meter/Minute (Kanallänge = 16 Meter) anschließend wird die rechte (Außen-)Seite schlußgeprägt.

Der vorbeschriebene Planenstoff kann für Tragluftbzw. Gerüsthallen verwendet werden. Dabei werden insbesondere die Anforderungen an die Haftung, die Schweißnahtfestigkeit, die Weiterreißfestigkeit etc. erfüllt.

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Beschichtungsbeispiel Überzugsbeschichtung:

Weich-PVC-Planenstoff, bestehend aus Polyestergewebe, 190 g/qm; 8/9 Fd./cm; Bindung: L 1/1; 1100 dtex. Beidseitig mit je 250 g/qm Weichpolyvinylchlorid beschichtet und mit haftungsgebendem Acrylatlack lackiert. Die rechte Lackschicht dient gleichzeitig als Grundierung für einen Polyvinylidenfluorid-Strich, die linke Lackschicht als Verschweißhilfe zum Polyvinylidenfluorid.

Kilogramm chemische Bezeichnung

55 Polyvinylidenfluorid

10 Polymethylmethacrylat

10 Methylbenzol/Phenylmethan (Toluol)

15 Polyester aus Adipinsäure/Butandiol

10 Dimethylphthalat

4 Kalziumkarbonat

4 Titandioxid

Trocknung bei 200⁰C.

Polyvinylidenfluorid-Äuftrag ca. 100 g/qm trocken Geschwindigkeit = 8 Meter/Minute

Anschließend Schlußprägung des Polyvinylidenfluorid-Striches.

Ein solcher Planenstoff kann beispielsweise als LKW-Plane verwendet werden, mit einer anderen Gewebeeinstellung z.B. als Transportband.

Die nach der Erfindung hergestellten Planenstoffe haben 4 bis 5-fach verbesserte Witterungsstabilität gegenüber einem herkömmlichen Weich-Polyvinylchlorid. Im gleichen Maße ist die Schmutzabweisung, die chemische Beständig-

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keit bzw. die Beständigkeit gegen Schadstoffe aus der Atmosphäre und gegen Mikroorganismen verbessert. Die wesentliche bessere Wärme- bzw. Kältefestigkeit erlaubt einen Einsatz der Planenstoffe auch bei extremen klimatischen Bedingungen, bei denen der Einsatz von Weich-Polyvinylchlorid-Beschichtungen in Verbindung mit textlien Trägermaterialien generell nicht möglich ist, falls man nicht eine Beschränkung der Lebensdauer von vorne herein in Kauf nimmt.

Die Konfektionierbarkeit der erfindungsgemäß hergestellten Bahn ist wie bei Weichpolyvinylchlorid-Substraten möglich, d.h. z.B. mit Hochfrequenz- bzw. Heizkeilverschweißung. Die Herstellungkosten der erfindungsgemäßen Bahnen liegen vergleichsweise dicht an denen aus bzw. mit Weich-Polyvinylchlorid.

Claims

PATENTANWÄLTE DIWNft ™'^ * STUfilES - . . . - - , BRAHMSSTRASSE 29, 5600 WUPPERTAL 2 Patentansprüche:

1. Beschichtete flexible Bahn mit einem insbesondere synthetischen textlien Trägermaterial und einer Plastisolbeschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastisolbeschichtung aus einem mit einem Weichmacher erzeugten Polyvinylidenfluorid-Plastisol hergestellt ist.

2. Bahn nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylidenfluorid-Plastisol ein Gehalt von 40 bis 60 Gew.-% Polyvinylidenfluorid und 15 bis 40 Gew.-% Weichmacher aufweist.

3. Bahn nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die 15 bis 40 Gew.-I Weichmacher aus Polyester aus Adipinsäure/Butandiol und Benzyloctyladipat sowie aus Dimethylphthalat bestehen.

4. Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d adurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylidenfluorid-Plastisol einen Gehalt von 5 bis 15 Gew.-% eines Acrylpolymeren bzw. -Copolymeren und von 5 bis 15 Gew.-I eines Hilfslösungsmittels des letzteren aufweist.

5. Bahn nach Anspruch 4, dadurch geken nzeichnet, daß das Acrylpolymere ein PoIymethylmethacrylat ist und daß das Hilfslösungsmittel des letzteren Methylbenzol/Phenylmethan ist.

6. Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d adurch gekennzeichnet, daß das Plastisol 0,05 bis 0,2 Gew.-% Verlaufs- bzw. Dispergierhilfe, insbesondere ein Ester eines Fettalkoholes und/oder 0,05 bis 3 Gew.-% eines Haftvermittlers, insbesondere aromatisches Polyisocyanat aufweist.

7. Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d adurch gekennzeichnet, daß das Plastisol 2 bis 12 Gew.-I Füllstoff, insbesondere oberflächenbehandeltes Kalziumkarbonat und/oder 2 bis 6 Gew.-I Farbstoff, insbesondere Titandioxid des Rutiltyps und/oder 2 bis 12 Gew.-I Flammschutzmittel, insbesondere Antimontrioxid und/oder Aluminiumhydroxid enthält.

8. Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d adurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial in an sich bekannter Weise mit Polyvinylchlorid beschichtet und auf den Polyvinylchlorid mittels einer Haftung vermittelnden Grundierung eine Polyvinylidenfluorid-Beschichtung aufgebracht ist, wobei die Polyvinylidenf luorid-Beschichtung ein beispielsweise 100 μ starker Polyvinylidenfluorid-Plastisolstrich ist.