DE4015164A1

DE4015164A1 - Praegbarer latexschaum und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE4015164A1
Application number: DE19904015164
Authority: DE
Inventors: Uwe Hoffmann
Original assignee: NITEX GmbH
Current assignee: NITEX GmbH
Priority date: 1990-05-11
Filing date: 1990-05-11
Publication date: 1991-11-14

Description

Die Erfindung betrifft einen Latexschaum aus Naturlatex und/oder Styrol-Butadien Copolymerlatex und/oder Polychloropren latex bzw. deren Mischungen, der im Gegensatz zu dem vulkani sierten, herkömmlichen Latexschaum aus o. g. Latices nachträglich unter Wärme- und Druckeinwirkung sowohl verformbar bzw. dauer haft verformbar als auch prägbar bzw. dauerhaft prägbar ist.

Der oben erwähnte, nachträglich verformbare Latexschaum unter scheidet sich hauptsächlich in seiner Zusammensetzung von einem herkömmlichen vulkanisierten Latexschaum aus Natur-, SBR- oder Polychloroprenlatex oder aus deren Mischungen, wird aber auch nach der bekannten Methode auf der Beschichtungsanlage her gestellt. Die einzelnen Schritte sind hierbei in der Reihenfolge das Aufschäumen, Schaumauftrag, die Gelierung, Vulkanisation, Abkühlen und Aufrollen der fertigen Latexschaumware.

Die Latexschaum-Bahnenware kann nach diesem Verfahren entweder mit oder ohne Träger hergestellt werden.

Der als Rollenware (=Bahnenware) hergestellte verformbare bzw. dauerhaft verformbare oder prägbare Latexschaum aus Natur- und/oder SBR- und/oder Polychloroprenlatex ist für die Konfektionsbetriebe wie die Sportartikelhersteller, Schuhhersteller, Sohlenhersteller, Einlegesohlenhersteller, Sanitätsartikelhersteller usw. sehr wirtschaftlich. Viele Artikel wie z. B. Torwarthandschuhe, Sohlen, Einlegesohlen, Polstermaterialien usw. mit typischen kautschukähnlichen Eigenschaften, wie Elastizität, Zugfestigkeit, Rückprallelastizität, rutschhemmende Wirkung etc., können in einfacher Weise aus der Rollenware bzw. aus den Zuschnitten nur durch Wärme- und Druckeinwirkung hergestellt werden.

Außer beispielsweise Schuheinlagen aus Latexschaum, werden auch in großem Umfang Einlegesohlen und Schuhsohlen für Sportschuhe aus Latexschaum hergestellt. Solche geschäumten Sohlen können dem individuellen Fuß orthopädisch angepaßt werden oder sie werden als Handelsartikel in gewissen Formen und Größenbereichen auf den Markt gebracht.

Wie bereits eingangs erwähnt, kann der Latexschaum vor seiner Vulkanisierung geprägt werden. Es ist aber nicht möglich, fertig ausvulkanisierten Latexschaum zu prägen. Man kann also nicht aus einer Meterware von Latexschaum einer bestimmten Stärke, bei spielsweise ein Fersenkissen oder eine Pelotte prägen und sie dann verarbeiten. Will man also bestimmte orthopädische Formen erzeugen, so müssen diese vor dem Vulkanisieren des Latexschaumes schon geprägt und ihre endgültige Gestalt erhalten, oder man muß das in entsprechender Weise geformte Teil in einer Form herstellen. Die Form muß dann allerdings aber eine geschlossene Form sein, weil auf der anderen Oberfläche eine bestimmte Gestalts krümmung nur gegeben werden muß.

Die Herstellung solcher Formteile ist also nicht nur aufwendig, sondern verlangt einen umfangreichen apparativen Formenaufwand, weil für jedes Formteil zumindest eine Form vorrätig sein muß (EU-PS 1 20 225, 2 24 613).

Der oben erwähnte Sachverhalt trifft analog auch auf diverse Sanitätsartikel, die z. B. körpergerechte Formen haben müssen, zu.

Auch die Herstellung von manchen Sportartikeln, wie z. B. Hand schuhe (Torwarthandschuhe, Golfhandschuhe u. a.), in unter schiedlichen Prägemusterausführungen und/oder mit unterschiedlichen Schaumdichten in ein und demselben Handschuh, ist bei den herkömm lichen vulkanisierten nicht thermisch verformbaren Latexschäumen nur während und nicht nach der Herstellung des Schaumes und dieses nur vor dem Vulkanisieren möglich. Die theoretische Überlegung, einen noch nachträglich prägbaren untervulkanisierten Schaum her zustellen, scheidet schon von den Handhabungsschwierigkeiten, die solch ein Schaum mit sich bringt, aus.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen Latexschaum als Meterware herzustellen, der auch nach seiner Vulkanisierung verformbar bzw. dauerhaft verformbar und/oder prägbar ist, so daß sich unter Verwendung von Formen bestimmte Latexschaum-Form körper herstellen lassen.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß dem Latexschaum bei seiner Herstellung ein Thermoplast und/oder ein Duroplast und/oder ein thermoplastischer Klebstoff und/oder eine Vernetzerkomponente zugemischt wird.

Die oben erwähnten Zumisch-Komponenten können in fester, d. h. in Pulverform, in Form einer Dispersion oder Emulsion oder auch in flüssiger bzw. als Lösung vorliegen. Diese können auch funktionelle, vernetzungsfähige bzw. vernetzbare reaktive Gruppen, wie Hydroxyl, Amino, Carboxyl, Amido etc., die durch Methylolierung bzw. Methoxymethylolierung blockiert sein können, enthalten.

Als Latex wird vorzugsweise ein Naturlatex, ein Styrol-Butadien- Latex, ein Polychloroprenlatex oder deren Mischungen verwendet. Die Latices können auch Pfropfpolymere sein.

Als Schaummittel, das auch zusätzlich als Stabilisierungsmittel dient, eignen sich bevorzugt Fettsäure- und Harzseifen, wie z. B. Kaliumoleat, Ammoniumoleat, Ammoniumstearat usw. und/oder Dinatrium alkylsulfosuccinamide bzw. Succinamate und/oder Alkylsulfate und Äthosulfate wie Natrium- oder Ammoniumlauryläthosulfate, sowie ähnlichen, an sich bekannten Verbindungen. Als Vulkanisierungsmittel werden in erster Linie an sich bekannte Verbindungen wie Zink oxyd und Mahl- bzw. Kolloidschwefel in Verbindung mit Beschleunigern und/oder Ultrabeschleunigern verschiedener chemischer Konstitutionen verwendet. Als Alterungsmittel gegen Hitze, Licht, Sauerstoff und Ozon werden an sich bekannte Verbindungen verwendet.

Der Thermoplast ist vorzugsweise ein Styrol-Butadien-Blockpolymerisat, ein Styrol-Acrylat-Co- bzw. Terpolymer, ein carboxyliertes Styrol- Butadien-Copolymer, ein Vinylacetat-Homo-, Co- oder Terpolymer, ein Acrylharz, sowie ein Polyolefin wie z. B. Polyäthylen, ein thermo plastisches Polyurethan, Polystyrol, Vinylchlorid- und Vinylidenchlorid mischpolymerisat oder deren Mischung. Der Thermoplast kann in Pulver form, als wäßrige Dispersion bzw. Emulsion oder auch als Lösung vorliegen.

Als reaktive Vernetzerkomponente wird bevorzugt eine Methylol- bzw. verätherte Methylolverbindung von Melamin, Harnstoff oder Phenol bzw. deren noch nicht vollständig auskondensiertes Harz, eine Methylol- bzw. verätherte Methylolacrylamide und seine substituierte Derivate, ein Epoxid sowie ein blockiertes aliphatisches und aromatisches Di- bzw. Polyisocyanat u. a. verwendet.

Es ist auch möglich, dem Latexschaum Füllstoffe zuzusetzen und zwar natürlich solche, die latexverträglich sind, z. B. Kreide (Calciumcarbonat), Schwerspat (Bariumsulfat), Aluminiumhydroxide, Chinaclay (Magnesium-Aluminiumsilikate), Talkum, Titandioxid, Antimontrioxid etc.

Auch Verdicker und andere Hilfsmittel können zugesetzt werden, beispielsweise auf Basis Carboxymethylcellulose, Hydroxyäthyl celluse, Acrylate usw. zur Einstellung der Streichviskosität und Schaumstabilität, Dispergiermittel, Porenstrukturregulatoren, Alkali, Alterungsschutzmittel etc.

Da herkömmlich hergestellter, ausvulkanisierter Natur- oder SBR- Latexschaum nicht so verformbar ist, daß er nach Druckentlastung die Verformung dauerhaft behält, wird diese obige erfindungsgemäße Mischung hergestellt.

Durch gleichzeitige oder nacheinander erfolgende Temperatur- und Druckeinwirkung läßt sich dann dieser "Klebstoff" bzw. "Thermoplast" enthaltende Latexschaum dauerhaft verformen. Während der Verformung muß der Latex auf eine Temperatur erwärmt werden, die der Er weichungstemperatur des Thermoplasts entspricht und der Druck muß so lange aufrechterhalten werden, bis der Latex wieder unter die Erweichungstemperatur des Thermoplastes abgekühlt ist.

In Verfolgung des erfindungsgemäßen Gedankens ist es wiederum möglich, die Thermoplastizität in den fertig verformten Artikeln aufzuheben, dadurch, daß eine weitere Vernetzung des vernetzten, fertigen Thermoplastes mit entsprechenden Vernetzern, die zuvor schon in den zu verformenden Latexschaum hineingearbeitet wurden, durch eine Wärmebehandlung erfolgt.

Je nach Klebewirkung des "Klebstoffes" oder "Thermoplastes" besteht auch die Möglichkeit, andere Substrate wie Leder, Gewebe, Textilien oder Vliese während des thermischen Verformungsvorganges unter Druck mit dem verformbaren oder prägbaren ausvulkanisierten Latexschaum zu verbinden.

Erfindungsgemäß können solche thermisch verformbaren bzw. prägbaren Latexschäume in Bahnen oder Stückformen, sowohl aus einer Schicht, aber auch aus mehreren Schichten bestehen, die gleiche oder verschiedene Schaumdichten haben können. Die Herstellung eines solchen erfindungsgemäßen Latexschaumes würde sich im Prinzip genauso vollziehen, wie die eines herkömmlichen Latexschaumes.

Die Erfindung wird nun anhand einiger Rezeptur-Beispiele ver anschaulicht, die die Bestandteile für die Herstellung eines erfindungsgemäßen, nachträglich verformbaren bzw. prägbaren Latexschaum enthalten.

1.)
100,0 GT Naturlatex (61%ig)
  5,0 GT Kaliumoleat (17%ig)
  0,5 GT Dinatriumalkylsulfosuccinamid (35%ig)
  8,0 GT Vulkanisationspaste (64%ig)
40,0 GT Styrol-Acrylat-Copolymerdispersion (50%ig) in Wasser
  5,0 GT Carboxymethylcellulose (6%ig)
158,5 GT (Naß-Compound) Mischung

Compound-Viskosität und Schaumlitergewicht (naß) je nach gewünschter/m Schaumdichte, Schaumdicke, Schaumträger (z. B. Textil).
Ammoniumacetatgliederung Gesamttrockensubstanz: 55,17%

Die thermoplastische Komponente - ein Styrol-Acrylat-Copolymer - liegt in diesem Beispiel als eine wäßrige Dispersion vor.

2.)
100,0 GT Styrol-Butadienlatex (67%ig)
  9,0 GT Kaliumoleat (17%ig)
  9,0 GT Vulkanisationspaste (64%ig)
40,0 GT carboxylierter Styrol-Butadienlatex (50%ig)
15,0 GT N-Methylolmelamin-Lösung (50%ig) in Wasser
50,0 GT Kreide
  3,0 GT Ammoniak-Lösung (15%ig)
  4,0 GT Carboxymethylcellulose (6%ig)
230,0 GT (Naß-Compound)

Compound-Viskosität und Schaumlitergewicht (naß) je nach gewünschter/m Schaumdichte, Schaumstärke, Schaumträger (z. B. Textil).
Ammonacetatgelierung Gesamttrockensubstanz: 66,10%

Wie Beispiel 1 liegt auch hier der Thermoplast - ein carboxylierter Styrol-Butadien - als wäßrige Dispersion vor. Die Vernetzer-Komponente - eine Melamin-Formaldehyd-Verbindung, befindet sich als wäßrige Lösung, die gegebenenfalls auch ein Alkohol enthalten kann.

3.)
50,0 GT Naturlatex (61%ig)
50,0 GT Styrol-Butadienlatex (67%ig)
  6,0 GT Kaliumoleat (17%ig)
  9,0 GT Vulkanisationspaste (64%ig)
20,0 GT Styrol-Acrylat-Copolymerdispersion (50%ig) in Wasser
20,0 GT Ethylen-Vinylacetatdispersion (60%ig) in Wasser
25,0 GT Schwerspat
  4,0 GT Carboxymethylcellulose (6%ig)
184,0 GT (Naß-Compound)

Compound-Viskosität und Schaumlitergewicht (naß) je nach gewünschter/m Schaumdichte, Schaumdicke, Schaumträger (z. B. Textil).
NSF-Gelierung Gesamttrockensubstanz: 64,14%

Das Rezeptur-Beispiel 3 enthält zwei chemisch unterschiedliche thermoplastische Komponenten - ein Styrol-Acrylat-Copolymer und ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer - als wäßrige Dispersionen.

4.)
50,0 GT Naturlatex (61%ig)
50,0 GT Styrol-Butadienlatex (67%ig)
10,0 GT Dinatriumalkylsulfosuccinamid (35%ig)
  9,0 GT Vulkanisationspaste (64%ig)
  0,8 GT Kaliumhydroxidlösung (20%ig)
64,0 GT Kreide
20,0 GT Polyethylenpulver, handelsüblich
  0,2 GT Siliconölemulsion (50%ig)
  3,0 GT Carboxymethylcellulose (6%ig)
207,0 GT (Naß-Compound)

Compound-Viskosität und Schaumlitergewicht (naß) je nach gewünschter/m Schaumdichte, Schaumdicke, Schaumträger (z. B. Textil).
Nogel Gesamttrockensubstanz: 74,66%

Der Thermoplast in Beispiel 4 ist ein Polyäthylen in Pulverform.

Rezeptur-Beispiel 5

a)
162,6 GT Polychloroprenlatex (61,5%ig)
  1,3 GT Fettalkoholäthoxylat
  1,5 GT Kalium-Harzseife (88%ig)
  0,5 GT Natriumlaurylsulfat (30%ig)
  1,0 GT Natriumdioctylsulfosuccinat
  0,5 GT Diethanolamin
17,5 GT Vulkanisationspaste (62%ig)
  7,3 GT Methyl-Diethanolaminhydrochloridlösung (24%ig)
60,0 GT aliphatische Polyesterpolyurethan-Dispersion (50%ig)
20,0 GT Aluminiumhydroxid
  5,0 GT Antimontrioxid

b)
11,5 GT Isocyanat (100%ig)

c)
15,0 GT Natriumsilicofluorid

Der Thermoplast, ein Polyesterpolyurethan, der als wäßrige Dispersion vor liegt, ist in die Latex-Grundmischung eingearbeitet. Der Vernetzer - ein Isocyanat - wird erst nach dem Aufschäumen der Latex-Grundmischung, unmittel bar vor der Natriumsilikofluorid-Zugabe, eingemischt. Die thermoplastische Verformung, so kann man die aufgrund der erfinderischen Ausstattung des Ge misches eintretende Verformung nennen, wird - je nach verwendeter Thermoplast- und/oder Duroplastkomponente - bei Temperaturen zwischen 100°-180°C erreicht und nach der in einem Probenversuch zu ermittelnden Zeitspanne durch geführt. Diese ist abhängig von der Art der Profilierung des Schaumes und der Schaumdichte, Schaumdicke und gegebenenfalls von dem Schaumträger.

Die als Rollenware produzierte erfinderische Latexschaumware kann nachträg lich in den verschiedensten Zuschnitten und Formen thermisch verformt bzw. geprägt werden, das heißt, aus ein und derselben Schaumbahn können verschie dene Artikel gefertigt werden, die an verschiedenen Stellen die verschieden sten Gestaltungen besitzen können und in beliebiger Reihenfolge und Anordnung sind. Dadurch wird die Produktionsplanung sowie die Lagerhaltung wesentlich vereinfacht.

Darüber hinaus ist es möglich, während des Verprägens der einzelnen Formteile gleichzeitig den Schaum und/oder den Schaumträger mittels thermoplastischen Druckverfahrens zu bedrucken und den Schaum mit anderen Materialien wie Gewebe, Vlies, Leder usw. zu verbinden.

Im Gegensatz zum bisherigen bekannten Einzelgußverfahren können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Artikel hergestellt werden, die in ein und demselben Stück an verschiedenen Stellen verschiedene Schaum dichten und damit verschiedene Schaumhärten aufweisen.

Beim Einzelgußverfahren ist die Schaumdichte immer einheitlich und eine Variation innerhalb desselben Stückes ist nicht möglich. Je nach Zusammensetzung bleiben die latextypischen Eigenschaften hinsichtlich Elastizität erhalten. Dennoch ist das Material durch die Wärme- und Druckeinwirkung bleibend verformt und bleibt auch danach formstabil.

Claims

1. Prägbarer Latexschaum im Stück oder als Meterware, dadurch gekennzeichnet, daß er unter Einwirkung von Wärme und Druck dauerhaft verformbar ist.

2. Verfahren zur Herstellung eines dauerhaft und will kürlich verformbaren und prägbaren Latexschaumes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Latex-Grund rezeptur ein Thermoplast bzw. ein thermoplastischer Klebstoff oder deren Mischungen mit einem Duroplast in einer Menge von 10-50 Gewichtsprozent, bezogen auf den Trockenanteil des Latex, untergemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der thermoplastische Anteil in Form eines Pulvers, einer Dis persion oder einer Lösung hinzugemischt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoplast, vorzugsweise ein Styrol-Acrylat-Co- bzw. Terpolymer, ein carboxyliertes Styrol-Butadien-Copolymer, ein Vinylacetat-Homo-, Co- oder Terpolymer ist bzw. ein Poly vinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyolefin, thermoplastisches Polyurethan, Polystyrol etc. ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Komponente reaktivgruppenhaltig ist und mit entsprechenden Komponenten vernetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktivgruppenhaltige Thermoplastkomponente ein reaktives Kunstharz auf der Basis blockierter Melamin- bzw. Harnstoff-Formaldehydharze ist, ein Epoxid sowie blockierte aliphatische bzw. aromatische Isocyanat- bzw. Polyisocyanat dispersionen, N-Methylolacrylamide usw. ist.

7. Verfahren nach Anspruch 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Latex außer der Thermoplastkomponente Füllstoffe, Ver dickungsmittel und andere Hilfsmittel enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Latex vermittels Ammoniumacetat geliert wird und folgende Rezepturen aufweist: 100,0 GT Naturlatex (61%ig)
  5,0 GT Kaliumoleat (17%ig)
  0,5 GT Succinamat (35%ig)
  8,0 GT Vulkanisationspaste (64%ig)
40,0 GT Styrol-Acrylat-Copolymerdispersion (50%ig) in Wasser
  5,0 GT Carboxymethylcellulose (6%ig)
158,5 GT (Naß-Compound)

9. Verfahren nach Anspruch 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Latex vermittels Ammoniumacetat geliert wird und folgende Zu sammensetzung aufweist: 100,0 GT Styrol-Butadienlatex (67%ig)
  9,0 GT Kaliumoleat (17%ig)
  9,0 GT Vulkanisationspaste (64%ig)
40,0 GT carboxylierter Styrol-Butadienlatex (50%ig)
15,0 GT N-Methylolmelamin-Lösung (50%ig) in Wasser
50,0 GT Kreide
  3,0 GT Ammoniak-Lösung (15%ig)
  4,0 GT Carboxymethylcellulose (6%ig)
230,0 GT (Naß-Compound)

10. Verfahren nach Anspruch 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Latex vermittels Ammoniumacetat geliert wird und folgende Zusammensetzung aufweist: 50,0 GT Naturlatex (61%ig)
50,0 GT Styrol-Butadienlatex (67%ig)
  6,0 GT Kaliumoleat (17%ig)
  9,0 GT Vulkanisationspaste (64%ig)
20,0 GT Styrol-Acrylat-Copolymerdispersion (50%ig) in Wasser
20,0 GT Ethylen-Vinylacetatdispersion (60%ig) in Wasser
25,0 GT Schwerspat
  4,0 GT Carboxymethylcellulose (6%ig)
184,0 GT (Naß-Compound)

11. Verfahren nach Anspruch 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Latex vermittels Ammoniumacetat geliert wird und folgende Zusammensetzung aufweist: 50,0 GT Naturlatex (61%ig)
50,0 GT Styrol-Butadienlatex (67%ig)
10,0 GT Succinamat (35%ig)
  9,0 GT Vulkanisationspaste (64%ig)
  0,8 GT Kaliumhydroxidlösung (20%ig)
64,0 GT Kreide
20,0 GT Polyethylenpulver, handelsüblich
  0,2 GT Siliconölemulsion (50%ig)
  3,0 GT Carboxymethylcellulose (6%ig)
207,0 GT (Naß-Compound)

12. Verfahren nach Anspruch 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Latexschaum folgende Zusammensetzung aufweist: a)
162,6 GT Polychloroprenlatex (61,5%ig)
  1,3 GT Fettalkoholäthoxylat
  1,5 GT Kalium-Harzseife (88%ig)
  0,5 GT Natriumlaurylsulfat (30%ig)
  1,0 GT Natriumdioctylsulfosuccinat
  0,5 GT Diethanolamin
17,5 GT Vulkanisationspaste (62%ig)
  7,3 GT Methyl-Diethanolaminhydrochloridlösung (24%ig)
60,0 GT aliphatische Polyesterpolyurethan-Dispersion (50%ig)
20,0 GT Aluminiumhydroxid
  5,0 GT Antimontrioxidb)
11,5 GT Isocyanat (100%ig)c)
15,0 GT Natriumsilicofluorid