EP2875181A1 - Composite sheet material, method for the production and use thereof - Google Patents
Composite sheet material, method for the production and use thereofInfo
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- EP2875181A1 EP2875181A1 EP13729024.3A EP13729024A EP2875181A1 EP 2875181 A1 EP2875181 A1 EP 2875181A1 EP 13729024 A EP13729024 A EP 13729024A EP 2875181 A1 EP2875181 A1 EP 2875181A1
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Definitions
- the invention relates to a composite layer material comprising at least the following layers: a textile carrier layer, a laminating layer bonded to the textile carrier layer, a polyurethane intermediate layer based on an unblocked high-solid polyurethane system, a polyurethane topcoat and at least one outwardly facing lacquer layer applied to the polyurethane topcoat layer from
- the invention relates to a method for producing such a composite layer material and the use of the
- Such composite layer materials are known for example from EP 1 059 379 B1 and z. B. used as leather-like cover materials for different applications. Special requirements are placed on the leather-like cover materials in the interior of vehicles.
- Decorative leather-like covering materials in the interior of vehicles which are subjected to dynamic loads must, in addition to the required flexibility in the cold and in the heat, also be sufficiently usable for the end user.
- the cover material must be abrasion resistant, resistant to aging and also easy to clean. This is especially true for seat cover materials that are constantly exposed to dynamic loads and are constantly in contact with the clothing of the passenger. Due to the constant friction between clothing and cover material and the constantly changing pressure loads, the cover material is constantly exposed to high stress. Excessive stress experienced cover materials in the seating area of a motor vehicle, in particular on the side cheeks of the backrest and the seat on the respective entry side, since the seat material is exposed when entering a combined high pressure and friction load. In addition, if a low ambient temperature, the risk of very large that the cover material after a short time cracks or other damage and the entire seat cover must be replaced.
- Vehicle interior are to be used, is the absence of toxic or hazardous substances. Such substances may only be contained below lower limit values and are detected, for example, according to VDA 278.
- the cover material is thereby less flexible, in particular less cold flexible, whereby the risk of cracking under load in the material increases.
- cover materials use polyurethanes based on blocked isocyanates.
- toxic diamines and blocked butanone oxime isocyanate prepolymers are used for the production of the cover materials.
- the isocyanates split in the production of the cover material when heated the reproductive toxic
- cover materials based on a combination of polyurethane films made from dissolved in solvents polyurethanes and so-called low-solvent or
- solvent-free high-solid polyurethane systems - sold, for example, by the company Bayer - are usually not sufficient in the cold
- glass transition temperatures are too soft and therefore less resistant to abrasion.
- the invention is based on the object to provide a composite layer material which is characterized by a high degree of serviceability when used as a reference material and has the lowest possible toxicity.
- the polyurethane cover layer (2) is based on a solvent-free or low-solvent high-solid polyurethane system which a) polyfunctional isocyanates and / or polyfunctional isocyanate prepolymers and b) at least one polyfunctional hydroxyl-containing compound based on Polytetra-, polypenta and / or polyhexamethylene glycol and c) has at least one metallic catalyst.
- the polyurethane topcoat can therefore one or more polyfunctional
- hydroxyl-containing compounds based on polytetra, polypenta and / or polyhexamethylene glycol.
- other polyols and / or polyfunctional H-acidic compounds capable of reacting with the isocyanate groups may be present in the high-solids polyurethane system.
- the composite sheet material may include further layers, such as others
- Polyurethane topcoat applied paint layers have.
- Composite layer material can be used excellently as a reference material, which is characterized by a high durability.
- the composite layer material is particularly abrasion-resistant and cold-flexible, the abrasion resistance z. B. with
- Ballyfex test (DIN 53351) can be detected. It is there for the
- the composite layer material has a reduced risk because of the use of high-solids polyurethane systems, which are characterized by a solvent content of less than 20 percent by mass, as less volatile
- Substances are contained in the composite layer material.
- the detection of volatile substances can be carried out via a test according to VDA 278 (VOC and Fog value).
- VDA 278 VOC and Fog value.
- a material can be achieved with the composite layer material according to the invention, which meets the requirements of the automotive industry for a reference material for the Automotive interior meets, ie that even with stretching and padding of the composite layer material, the textile structure of the textile support layer is not visible on the surface and the visible surface by UV irradiation in the
- cover layer fiction according to polyurethane compositions on a high-solids basis, that is, with a solvent content ⁇ 20 mass percent used.
- the glass transition temperature of the polyurethane topcoat (cured film) is less than -40 ° C, more preferably less than -50 ° C.
- Methylene diisocyanate, toluene diisocyanate or Naphthyldiisocyanat be used.
- the polyisocyanates it is advantageous for the polyisocyanates to be aliphatic polyisocyanates.
- the polyfunctional isocyanates and / or polyfunctional isocyanate prepolymers of the solvent-free or low-solvent high-solids polyurethane system of the polyurethane topcoat preferably have a degree of functionalization of 2 or higher and a content of free isocyanate groups of between 4 and 20 percent by mass, in particular between 5 and 13 percent by mass. This degree of functionalization requires that isocyanate prepolymers be used, i. H. prepolymerized
- Extend compounds of monomeric aliphatic isocyanates with one or more chains such as di- and / or higher functional polyols (eg., Polypropylene glycols, polytetramethylene glycols, polyethylene glycols or also
- monomeric diisocyanates for the construction of the prepolymers are especially 1,6-hexane diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI) or dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate (H12MDI) in question.
- prepolymers for example based on 1,4-cyclohexane diisocyanate or
- polyfunctional hydroxyl-containing compounds based on polytetra-, polypenta and / or polyhexamethylene glycol are used. These are preferably those based on polytetramethylene glycol.
- the molecular weight of the polyol is more than 250 g / mol.
- Such polyols having molecular weights between 250 and 6000 g / mol are z. B. from Invista available.
- Polyurethanes used polyols and / or CH-acidic compounds are used. These are, in particular, aliphatic polyols which are bifunctional or higher-functional and in particular may be particularly reactive at the functionalized ends.
- Reactivity enhancement is achieved by partial or complete epoxidation of primary hydroxyl end groups.
- Reactive towards isocyanates are also at the reactive centers less sterically hindered polyols such as copolymers of adipic acid and 1,6-hexanediol containing terminal hydroxyhexyl groups with primary hydroxyl groups.
- sterically hindered polyols are examples of sterically hindered polyols.
- Polypropylene polyether polyols containing terminally branched hydroxypropyl groups and thus secondary hydroxyl groups are polypropylene polyether polyols containing terminally branched hydroxypropyl groups and thus secondary hydroxyl groups.
- the optionally further polyols present in the high-solid polyurethane composition may be commercially available polyester polyols, polyether polyols, polythioether polyols,
- hydroxyl-containing aliphatic polycarbonates having molecular weights of 20 to 12,000 g / mol, preferably from 250 to 2000 g / mol.
- other compounds can be added to modify the properties of the reacted system, which with
- Isocyanates can react by reactive hydrogen atoms by substituting part of the polyols.
- Such compounds contain two or more reactive groups which are present as OH groups, SH groups, NH groups, NH 2 groups or CH-acidic groups, for example in ⁇ -diketo compounds.
- the proportion of polyols with secondary hydroxy functionality should be excluded or set as low as possible.
- the primary and secondary hydroxyl functionalities of the polyol should be in a ratio greater than 10: 1, more preferably greater than 50: 1.
- the high-solid polyurethane system of the polyurethane topcoat necessarily contains a metallic catalyst.
- a catalyst which only at a temperature of more than 100 ° C, the
- Metal catalysts based on zinc, zirconium, lead, tin, nickel and / or bismuth used.
- Such delayed-acting metal catalysts which can be additionally delayed with the aid of additional complexing compounds such as acetylacetone or 2-ethylhexanoic acid, are known from the prior art, wherein z. Reference may be made, for example, to US Pat. No. 6,140,381 and DE 10 2006 056 956 A1.
- the composite layer material according to the invention has at least one outwardly facing lacquer layer, based on polyurethane and / or acrylate polymers, applied to the polyurethane cover layer. This serves to improve the serviceability, in particular with regard to the abrasion properties, the scratch resistance, the
- the lacquer layer can to further
- paint layers can be provided.
- the lacquer layers can be based on solvent-based or aqueous polyurethane and / or acrylate systems, which are prepared by conventional printing processes, for. B. in direct or indirect screen gravure or reverse roller coating can be applied.
- at least one of the paint layers is crosslinked.
- Suitable crosslinked lacquer layers are, in particular, systems which crosslink via electromagnetic radiation (UV light crosslinking, electron beam crosslinking) or systems crosslinking thermally or via chemical reactions, such as isocyanate- or carbodiimide-crosslinking polyurethane systems.
- the crosslinking of the paint layers offers the advantage that a better resistance to cleaning media and / or an improved
- the laminating layer and / or the polyurethane intermediate layer are based on essentially solvent-free starting substances.
- the polyurethane intermediate layer or the polyurethane intermediate layers based on an unblocked high-solid polyurethane system is or are preferably prepared using unblocked isocyanate prepolymers, polyols, optionally polyamines and a catalyst (for example described in EP 1 059 379 B1 or in DE 10 2006 056 956 AI), wherein the catalyst in the production and storage of the reactive masses allows a long processing time (pot life) and when annealed in a furnace rapid curing to a polymer film.
- these systems contain no solvents.
- the isocyanate prepolymers used in the intermediate layer are usually composed of polyols and isocyanates based on, for example,
- Hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate (HMDI), 2-methylpentane diisocyanate (MPDI), 2,2,4-
- TMDI Trimethylhexamethylene diisocyanate / 2,4,4-trimethylhexanoethylene diisocyanate (TMDI), Norbornane diisocyanate (NBDI), methylene diphenyl diisocyanate (MDI),
- Diisocyanatomethylbenzen especially the 2,4- and 2,6-isomers and technical mixtures of both isomers (TDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI) and naphthylene diisocyanate (NDI) or derivatives of these isocyanates such.
- TDI tetramethylxylylene diisocyanate
- NDI naphthylene diisocyanate
- the polyurethane intermediate layer can be compact.
- very extensible textiles such as a PET-based Fang-Krepp knitted fabric with a basis weight of 120 g / m 2 and a more pleasant
- the polyurethane intermediate layer is preferably foamed. This can be achieved by a by the addition of an agent which foams under heat, so that in the cured state, a film with
- the starting materials for forming the polyurethane film will be chosen so that the
- Glass transition temperature of this film (measured in a DSC measurement at a heating rate of 10 ° C / min) is less than -40 ° C and preferably less than -50 ° C.
- the textile backing layer may be z. B. to needle or water jet nonwovens, knitted fabrics, knitted fabrics, woven fabric, spacer knitted fabrics, vertical pile threads containing nonwovens (eg., Multiknit or Optiknit) act.
- the basis weights are usually 50 to 500 g / m 2 .
- the following materials may be used as the basis of the threads: mixtures of cotton and polyester (usually based on polyethylene terephthalate), lyocell, polyamides, polyethylene terephthalate, polyacrylates, aramides.
- the textile carrier layer contains flame-retardant textiles in order to achieve a high flame resistance.
- flame-retardant textiles can then either be used, which are equipped with flame retardants, or there are used those which are usually already less flammable, these are, for example, textiles based on not equipped with flame retardants polyethylene terephthalate.
- their textile threads already contain flame-retardant units in the polymer chains or are textiles based on flame-retardant aromatic polyamides (eg.
- Kevlar ®, Nomex ® or other flame retardant polymers (for example, Lenzing FR ®, Basofil ®, Twaron ®, KERMEL ®, BelcoTex ®, ® pyrone, Trevira CS ®, polysulfonamide (Tanlon ®), polyphenylene sulfide). It is also possible to use textiles based on glass fibers,
- the textile carrier layer is bonded to the subsequent layer with a laminating compound which forms the laminating layer.
- the laminating mass penetrates as far as possible into the textile carrier layer and forms the connection to the subsequent layer / layer.
- a solvent-containing laminating adhesive which cures by evaporation of the solvent is often used as laminating compound.
- solvent-free and co-solvent-free aqueous dispersion laminating compounds in particular those based on polyurethanes.
- so-called thermoplastic hotmelt adhesives can be used.
- thermoplastic powders applied by means of scattering processes such as polyesters or polyamides, or thermoplastic films applied via a slot die or pressure roll.
- methods such as spraying from nozzles or methods using a rotating discharge nozzle.
- Reactive thermoplastic laminating adhesives can also be used which crosslink after application and solidification under the influence of ambient moisture.
- thermoplastic open adhesive tape or textiles containing applied thermoplastic elements for example in the form of a dot doping as a laminating layer.
- Another possibility of lamination is the use of high-solid polyurethane compounds as they are for the intermediate layer can be used, which can be used in particular for the lamination of nonwovens.
- Composite sheet material i. the textile carrier on the side facing away from the laminating layer with at least one paint, adhesive or primer layer and / or with other layers (for example, polyurethane foams for better padding or thin films of, for example, thermoplastic polyurethane for processing in behind spraying or Schumelumvon provided) become.
- the surface visible to the customer may be the
- Composite sheet material d. H. the polyurethane topcoat with the possibly existing paint layers, with a pressure (eg images, patterns) are provided.
- the surface may be provided with a structure and / or transparent lacquer layers and / or transparent foil layers.
- auxiliaries and additives such as lubricants, rheology aids, thickeners, flame retardants, stabilizers against oxidative, thermal, hydrolytic, radiation-induced or microbial degradation or aging, release agents, pigments, reinforcing substances, fillers or blowing agents can be used in all layers of the composite layer material according to the invention.
- auxiliaries and additives are described, for example, in H. Zweifel, Plastics Additives Handbook, 5th Edition. Carl Hanser Verlag, Kunststoff.
- the individual layers preferably have the following layer thicknesses:
- Laminating layer 1 to 400 ⁇ , preferably 10 to 200 ⁇
- Polyurethane interlayer 50 to 1000 ⁇ , preferably 150 to 750 ⁇
- Polyurethane top layer 20 to 1000 ⁇ , preferably 40 to 400 ⁇
- Lacquer layer 1 to 100 ⁇ , preferably 3 to 20 ⁇ .
- the usual basis weights for the individual layers are:
- textile carrier layer 50 to 500 g / m 2
- Polyurethane topcoat 40 to 800 g / m 2 (dry)
- Lacquer layer 1 to 100 g / m 2 (dry)
- the composite layer material according to the invention can be carried out from the textile by layer-wise application (for example doctoring with a knife or by printing) and subsequent thermal curing
- Composite layer material is subsequently shaped as a rule.
- the preparation preferably takes place by means of a reverse coating process (see also Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th ed., Wiley-VCH, Weinheim 2002, Chapter “Leather Imitations” by C. Zürbig and H.-H.
- Kruse Method on a support (for example based on paper or a polymer such as polyolefins or silicones), which has the negative surface structure of the later reference material, first applied the solvent-free or low-solvent high-solid polyurethane system for the cover layer using a knife blade and subsequently in an oven Thereafter, the polyurethane high-solid mass of the intermediate layer is again applied with a knife blade, which in turn is cured in the oven. into which a textile carrier egg Subsequently, the applied layer is again dried in the oven, whereby the textile carrier permanently bonds to the rest of the construction, and finally the structured carrier is separated from the manufactured one
- the composite material is subsequently provided with one or more layers of paint by means of customary printing processes for adjusting the properties such as feel, visual appearance, degree of gloss, abrasion and creaking resistance and soiling and cleaning behavior.
- the entire composite can then be used in the usual way
- the composite layer material according to the invention can be used both in the fashion technical field (shoes, bags, clothing, etc.) and in other areas where coated textiles are used. By avoiding toxic substances, there are no concerns about direct contact with human skin. The high flexibility and abrasion resistance makes that
- Composite layer material particularly suitable for shoe materials.
- the composite layer material according to the invention is used as a decorative interior material z. In transportation, shipbuilding, furniture, etc., especially as surface-structured cover materials.
- Backrests headrests and in particular all types of seats in or outside the automobile.
- Another possible application of the composite sheet material relates to sports equipment where high flexibility and high abrasion resistance are required, such as footballs.
- FIGURE 1 shows schematically a composite layer material according to the invention with a textile carrier layer 5, a laminating layer 4 applied thereon with a layer thickness of 1 to 400 ⁇ m, a polyurethane intermediate layer 3 based on an unblocked high-solid polyurethane system with a layer thickness of 50 to 1000 ⁇ m one
- Polyurethane top layer 2 with a layer thickness of 20 to 1000 ⁇ and an outer lacquer layer 1 with a layer thickness of 1 to 100 ⁇ .
- the polyurethane cover layer 2 is based on a solvent-free or low-solvent high-solid polyurethane system which a) polyfunctional isocyanates and / or polyfunctional
- composition of polyurethane topcoat 2 different.
- the other layers were identical for all materials shown in the following Table 1 and composed as follows: PERMUTHANE SU-9517 based paint layer 1 (Stahl, Germany), PERMUTEX WF-73-549 (Stahl , The Netherlands) and BAYHYDROL UH XP 2648 (Bayer Material Science, Germany)
- the polyurethane topcoats 2 were composed and prepared as follows: Comparative Example 1
- Impranil ELH A polyurethane, solvent-based:
- Larithane HS 969 butanone oxime-blocked high-solid prepolymer with diamine crosslinker, Novotex, Italy
- 71 g of 4,4-diamino-3,3-dimethyldicyclohexylmethane (BASF, Germany) by means of a paddle stirrer and in a thickness of 200 ⁇ applied to a grained support with a knife blade and then cured at 160 ° C for 4 min.
- Polyurethane dispersion were applied with a knife blade in a thickness of 180 ⁇ on a grained carrier and then dried for 2 min at 80 ° C and 2 min at 100 ° C.
- the composite sheet materials thus produced were examined for their cold flexibility, abrasion resistance, and volatile toxic substance content.
- the following test methods were used for this purpose: Flexibility or cold flexibility according to the Ballyfex test (DIN 53351 (2003)) at +20 and -10 ° C. with determination of the cycles without visible surface damage, i. at the maximum the grade 1 or 2 (grading according to DIN 16922) is reached.
- - Abrasion resistance in the saddle abrasion test (GMW 14125-Coding G): Determination of the strokes without damaging the surface.
- the saddle abrasion test simulates, in a very good way, the abrasion stress experienced by an automobile seat during its lifetime. Resists a reference material of a load of at least 4000 strokes, it is assumed that a sufficient abrasion resistance over the automotive life.
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Abstract
The invention relates to a composite sheet material, comprising at least the following layers: a textile support layer (5), a laminating layer (4) which is connected to the textile support layer (5), a polyurethane intermediate layer (3) based on an unblocked high-solid polyurethane system, a polyurethane cover layer (2) and at least one lacquer layer based on polyurethane and/or acrylate polymers which is applied onto the polyurethane cover layer (2) and which faces outward. The invention further relates to a method for producing such a composite sheet material and the use of the composite sheet material. To achieve a high degree of service performance while reducing toxicity as much as possible, the polyurethane cover layer (2) is based on a solvent-free or solvent-poor high-solid polyurethane system which contains a) polyfunctional isocyanates and/or polyfunctional isocyanate prepolymers, b) at least one polyfunctional hydroxy-group-containing compound based on polytetra-, polypenta- and/or polyhexamethylene glycol, and c) at least one metal catalyst.
Description
Beschreibung Verbundschichtmaterial, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung Description Composite layer material, process for its preparation and use
Die Erfindung betrifft ein Verbundschichtmaterial, aufweisend zumindest folgende Schichten: eine textile Trägerschicht, eine mit der textilen Trägerschicht verbundene Kaschierschicht, eine Polyurethanzwischenschicht auf Basis eines unblockierten High- Solid-Polyurethansystems, eine Polyurethandeckschicht und zumindest eine nach außen weisende auf der Polyurethandeckschicht aufgebrachte Lackschicht auf Basis von The invention relates to a composite layer material comprising at least the following layers: a textile carrier layer, a laminating layer bonded to the textile carrier layer, a polyurethane intermediate layer based on an unblocked high-solid polyurethane system, a polyurethane topcoat and at least one outwardly facing lacquer layer applied to the polyurethane topcoat layer from
Polyurethan- und/oder Acrylat-Polymeren. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbundschichtmaterials und die Verwendung des Polyurethane and / or acrylate polymers. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a composite layer material and the use of the
Verbundschichtmaterials . Composite layer material.
Derartige Verbundschichtmaterialien sind beispielsweise aus der EP 1 059 379 Bl bekannt und werden z. B. als lederähnliche Bezugsmaterialien für unterschiedliche Einsatzzwecke verwendet. Besondere Anforderungen werden an die lederähnlichen Bezugsmaterialien im Innenraum von Fahrzeugen gestellt. Such composite layer materials are known for example from EP 1 059 379 B1 and z. B. used as leather-like cover materials for different applications. Special requirements are placed on the leather-like cover materials in the interior of vehicles.
Dekorative lederähnliche Bezugsmaterialien im Innenraum von Fahrzeugen, die dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, müssen neben der geforderten Flexibilität in der Kälte und in der Wärme auch ausreichend gebrauchstüchtig für den Endnutzer sein. Das heißt, dass das Bezugsmaterial abriebbeständig, alterungsstabil und auch gut reinigbar sein muss. Dieses gilt insbesondere auch für Sitzbezugsmaterialien, die ständig dynamischen Belastungen ausgesetzt sind und sich ständig im Kontakt mit der Kleidung des Passagiers befinden. Durch die ständige Reibung zwischen Kleidung und Bezugsmaterial und durch die permanent wechselnden Druckbelastungen ist das Bezugsmaterial konstant einer hohen Beanspruchung ausgesetzt.
Eine starke Belastung erfahren Bezugsmaterialien im Sitzbereich eines Kraftfahrzeuges insbesondere an den Seitenwangen der Lehnen und der Sitzfläche an der jeweiligen Einstiegsseite, da das Sitzmaterial beim Einsteigen einer kombinierten hohen Druck- und Reibungsbelastung ausgesetzt ist. Kommt zusätzlich eine niedrige Umgebungstemperatur dazu, ist die Gefahr sehr groß, dass das Bezugsmaterial schon nach kurzer Zeit Risse oder andere Beschädigungen aufweist und der gesamte Sitzbezug erneuert werden muss. Decorative leather-like covering materials in the interior of vehicles which are subjected to dynamic loads must, in addition to the required flexibility in the cold and in the heat, also be sufficiently usable for the end user. This means that the cover material must be abrasion resistant, resistant to aging and also easy to clean. This is especially true for seat cover materials that are constantly exposed to dynamic loads and are constantly in contact with the clothing of the passenger. Due to the constant friction between clothing and cover material and the constantly changing pressure loads, the cover material is constantly exposed to high stress. Excessive stress experienced cover materials in the seating area of a motor vehicle, in particular on the side cheeks of the backrest and the seat on the respective entry side, since the seat material is exposed when entering a combined high pressure and friction load. In addition, if a low ambient temperature, the risk of very large that the cover material after a short time cracks or other damage and the entire seat cover must be replaced.
Eine weitere Anforderung, die an Bezugsmaterialien gestellt wird, die im Another requirement placed on cover materials used in the
Fahrzeuginnenraum eingesetzt werden sollen, ist die Abwesenheit toxischer oder gesundheitsgefährdender Stoffe. Solche Substanzen dürfen nur unterhalb niedriger Grenzwerte enthalten sein und werden beispielsweise gemäß der VDA 278 nachgewiesen. Vehicle interior are to be used, is the absence of toxic or hazardous substances. Such substances may only be contained below lower limit values and are detected, for example, according to VDA 278.
Die derzeit auf dem Markt erhältlichen Verbundschichtmaterialien, die als The composite layer materials currently available on the market, known as
Bezugsmaterialien mit Lederoptik eingesetzt werden, erfüllen die vorgenannten Covering materials are used with leather look meet the above
Anforderungen in der Regel nicht auf Dauer. Requirements are not permanent.
So zeigt sich beispielsweise bei Bezugsmaterialien auf der Basis von PVC in den Thus, for example, in reference materials based on PVC in the
Zwischen- und Deckschichten im Sitzwangenbereich beim Ein- und Aussteigen ein konstanter oberflächlicher Abrieb von Weichmachern. Aus dem Inneren der PVC-Intermediate and top layers in the seat back area during entry and exit a constant superficial abrasion of plasticizers. From inside the PVC
Schichten migriert danach wieder Weichmacher an die Oberfläche, da sich wieder ein Gleichgewicht einstellt. So kann mit der Benutzungsdauer das PVC-Bezugsmaterial, welches im Ursprungszustand flexibel und insbesondere kälteflexibel ist, an Layers then migrates plasticizer back to the surface, as equilibrium sets in again. Thus, with the period of use, the PVC cover material, which is flexible in the original state and in particular cold-flexible, to
Weichmachern verarmen und folglich verspröden. Das Bezugsmaterial wird dadurch weniger flexibel, insbesondere auch weniger kälteflexibel, wodurch die Gefahr von Rissbildung unter Belastung im Material steigt. Softeners impoverish and consequently embrittle. The cover material is thereby less flexible, in particular less cold flexible, whereby the risk of cracking under load in the material increases.
Alternative Bezugsmaterialien auf der Basis von koagulierten Polyurethanen, wie beispielsweise Alcantara® zeigen häufig den Nachteil, dass sie im Sitzwangenbereich nicht ausreichend abriebstabil sind. Ferner zeigen solche Bezugsmaterialien in der Anwendung oft ein nicht akzeptables Anschmutz- und Reinigungsverhalten. Außerdem werden
derartige Bezugsmaterialien mit Hilfe von umweltbelastenden Verfahren hergestellt, da bei der Produktion große Mengen an toxischem Ν,Ν-Dimethylformamid verwendet werden. Alternative cover materials on the basis of coagulated polyurethanes, such as Alcantara ® frequently have the disadvantage that they are not sufficiently stable to abrasion in the seat cheek area. Furthermore, such coverings often have unacceptable soiling and cleaning behavior in use. In addition, will Such reference materials produced by means of polluting processes, since in the production of large amounts of toxic Ν, Ν-dimethylformamide are used.
Andere Bezugsmaterialien verwenden Polyurethane auf Basis von blockierten Isocyanaten. Dabei werden in der Regel zur Herstellung der Bezugsmaterialien toxische Diamine und mit Butanonoxim blockierte Isocyanat-Präpolymere eingesetzt. Die Isocyanate spalten bei der Herstellung des Bezugsmaterials bei Erwärmung das reproduktionstoxische Other cover materials use polyurethanes based on blocked isocyanates. As a rule, toxic diamines and blocked butanone oxime isocyanate prepolymers are used for the production of the cover materials. The isocyanates split in the production of the cover material when heated the reproductive toxic
Butanonoxim ab, welches jedoch in signifikanten Mengen im Bezugsmaterial verbleibt und die nutzende Person, die insbesondere bei Sitzanwendungen ständig im Kontakt mit dem Bezugsmaterial steht, gefährdet. Butanonoxim from which, however, remains in significant quantities in the reference material and endangers the user, which is constantly in contact with the cover material, especially in seating applications.
Weitere Bezugsmaterialien auf Basis einer Kombination von Polyurethanfilmen, die aus in Lösemitteln gelösten Polyurethanen und sogenannten lösemittelarmen oder Other cover materials based on a combination of polyurethane films made from dissolved in solvents polyurethanes and so-called low-solvent or
lösemittelfreien High-Solid-Polyurethansystemen - vertrieben beispielsweise von der Firma Bayer - gebildet werden, sind in der Regel nicht ausreichend in der Kälte solvent-free high-solid polyurethane systems - sold, for example, by the company Bayer - are usually not sufficient in the cold
(beispielsweise bei -10 °C) flexibel, da insbesondere die aus dem in Lösemittel gelösten Polyurethan aufgebauten Schichten keine ausreichend tiefe Glasübergangstemperatur besitzen. Alternative Polyurethan-Lösemittelsysteme mit niedrigen (For example, at -10 ° C) flexible, especially since the built-up of the solvent in dissolved polyurethane layers do not have a sufficiently low glass transition temperature. Alternative polyurethane solvent systems with low
Glasübergangstemperaturen sind wiederum zu weich und somit zu wenig abriebstabil. In turn, glass transition temperatures are too soft and therefore less resistant to abrasion.
Kommerziell ist derzeit kein Bezugsmaterial erhältlich, welches gleichzeitig abriebstabil, kälteflexibel und im Wesentlichen frei von Weichmachern und toxischen Lösemitteln ist. At present, no cover material is commercially available which at the same time is abrasion-resistant, cold-flexible and essentially free of plasticizers and toxic solvents.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verbundschichtmaterial bereit zu stellen, welches sich bei Nutzung als Bezugsmaterial durch eine hohe Gebrauchstüchtigkeit auszeichnet und eine möglichst geringe Toxizität aufweist. The invention is based on the object to provide a composite layer material which is characterized by a high degree of serviceability when used as a reference material and has the lowest possible toxicity.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass die Polyurethandeckschicht (2) auf einem lösemittelfreien oder lösemittelarmen High-Solid-Polyurethansystem basiert, das a) polyfunktionelle Isocyanate und/oder polyfunktionelle Isocyanat-Präpolymere und b) zumindest eine polyfunktionelle hydroxylgruppenhaltige Verbindung auf Basis von
Polytetra-, Polypenta- und/oder Polyhexamethylenglykol sowie c) zumindest einen metallischen Katalysator aufweist. The object is achieved in that the polyurethane cover layer (2) is based on a solvent-free or low-solvent high-solid polyurethane system which a) polyfunctional isocyanates and / or polyfunctional isocyanate prepolymers and b) at least one polyfunctional hydroxyl-containing compound based on Polytetra-, polypenta and / or polyhexamethylene glycol and c) has at least one metallic catalyst.
Die Polyurethandeckschicht kann demnach eine oder mehrere polyfunktionelle The polyurethane topcoat can therefore one or more polyfunctional
hydroxylgruppenhaltige Verbindungen auf Basis von Polytetra-, Polypenta- und/oder Polyhexamethylenglykol enthalten. Neben den vorgenannten Polyolen können in dem High-Solid-Polyurethansystem weitere Polyole und/oder polyfunktionelle H-acide Verbindungen, die zur Reaktion mit den Isocyanatgruppen befähigt sind, vorhanden sein. Das Verbundschichtmaterial kann weitere Schichten, wie beispielsweise weitere hydroxyl-containing compounds based on polytetra, polypenta and / or polyhexamethylene glycol. In addition to the aforementioned polyols, other polyols and / or polyfunctional H-acidic compounds capable of reacting with the isocyanate groups may be present in the high-solids polyurethane system. The composite sheet material may include further layers, such as others
Polyurethanschichten innerhalb des Verbundes oder mehrere auf die Polyurethane layers within the composite or more on the
Polyurethandeckschicht aufgebrachte Lackschichten, aufweisen. Polyurethane topcoat applied paint layers have.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass das erfindungsgemäße It has surprisingly been found that the inventive
Verbundschichtmaterial hervorragend als Bezugsmaterial eingesetzt werden kann, welches sich durch eine hohe Haltbarkeit auszeichnet. Das Verbundschichtmaterial ist besonders abriebstabil und kälteflexibel, wobei die Abriebbeständigkeit z. B. mit Composite layer material can be used excellently as a reference material, which is characterized by a high durability. The composite layer material is particularly abrasion-resistant and cold-flexible, the abrasion resistance z. B. with
Sattelabriebprüfungen und die Kälteflexibilität z. B. mit einer so genannten Saddle abrasion tests and the cold flexibility z. B. with a so-called
Ballyfexprüfung (DIN 53351) nachgewiesen werden können. Es ist dabei für die Ballyfex test (DIN 53351) can be detected. It is there for the
Kälteflexibilität notwendig, dass zumindest eine polyfunktionelle hydroxylgruppenhaltige Verbindung auf Basis von Polytetra-, Polypenta- und/oder Polyhexamethylenglykol im System vorhanden ist. Cold flexibility necessary that at least one polyfunctional hydroxyl-containing compound based on polytetra-, polypenta and / or polyhexamethylene glycol is present in the system.
Aus toxischer Sicht weist das Verbundschichtmaterial wegen der Verwendung von High- Solid-Polyurethansystemen, die sich durch einen Lösemittelanteil von weniger als 20 Massenprozent auszeichnen, eine verringerte Gefahr auf, da weniger flüchtige From a toxic point of view, the composite layer material has a reduced risk because of the use of high-solids polyurethane systems, which are characterized by a solvent content of less than 20 percent by mass, as less volatile
Substanzen im Verbundschichtmaterial enthalten sind. Der Nachweis auf flüchtige Substanzen kann dabei über eine Prüfung nach VDA 278 (VOC- und Fog-Wert) erfolgen. Zusätzlich lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verbundschichtmaterial ein Material erzielen, welches die Anforderungen der Automobilindustrie an ein Bezugsmaterial für den
automobilen Innenraum erfüllt, d. h., dass auch bei Verstreckung und Verpolsterung des Verbundschichtmaterials die textile Struktur der textilen Trägerschicht nicht auf der Oberfläche sichtbar wird und die sichtbare Oberfläche durch UV-Bestrahlung im Substances are contained in the composite layer material. The detection of volatile substances can be carried out via a test according to VDA 278 (VOC and Fog value). In addition, a material can be achieved with the composite layer material according to the invention, which meets the requirements of the automotive industry for a reference material for the Automotive interior meets, ie that even with stretching and padding of the composite layer material, the textile structure of the textile support layer is not visible on the surface and the visible surface by UV irradiation in the
Wesentlichen nicht verfärbt wird. Essentially not discolored.
Für die Deckschicht werden erfindungs gemäß Polyurethanmassen auf High-Solid-Basis, dass heißt mit einem Lösungsmittelanteil < 20 Massenprozent eingesetzt. Um die For the cover layer fiction, according to polyurethane compositions on a high-solids basis, that is, with a solvent content <20 mass percent used. To the
Umweltverträglichkeit des Verbundschichtmaterials weiter zu verbessern und die Toxizität zu verringern, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn für die Polyurethandeckschicht ein High-Solid-Polyurethansystem mit einem Lösemittelanteil von weniger als In order to further improve the environmental compatibility of the composite layer material and to reduce the toxicity, it has proved to be advantageous if, for the polyurethane cover layer, a high-solids polyurethane system with a solvent content of less than
10 Massenprozent eingesetzt wird. 10 percent by mass is used.
Vorzugsweise ist die Glasübergangstemperatur der Polyurethandeckschicht (ausgehärteter Film) kleiner als -40 °C, besonders bevorzugt kleiner als -50 °C. Preferably, the glass transition temperature of the polyurethane topcoat (cured film) is less than -40 ° C, more preferably less than -50 ° C.
Für die Polyurethandeckschicht können Isocyanate auf aromatischer Basis, z. B. For the polyurethane topcoat isocyanates based on aromatic, z. B.
Methylendiisocyanat, Toluyldiisocyanat oder Naphthyldiisocyanat, eingesetzt werden. Um die Alterungsbeständigkeit des Verbundschichtmaterials weiter zu verbessern, ist es von Vorteil, wenn die Polyisocyanate aliphatische Polyisocyanate sind. Methylene diisocyanate, toluene diisocyanate or Naphthyldiisocyanat be used. In order to further improve the aging resistance of the composite sheet material, it is advantageous for the polyisocyanates to be aliphatic polyisocyanates.
Vorzugsweise weisen die polyfunktionellen Isocyanate und/oder polyfunktionellen Isocyanat-Präpolymere des lösemittelfreien oder lösemittelarmen High-Solid- Polyurethansystems der Polyurethandeckschicht einen Funktionalisierungsgrad von 2 oder höher und einen Gehalt an freien Isocyanatgruppen zwischen 4 und 20 Massenprozent, insbesondere zwischen 5 und 13 Massenprozent auf. Dieser Funktionalisierungsgrad bedingt, dass Isocyanat-Präpolymere eingesetzt werden, d. h. vorpolymerisierte The polyfunctional isocyanates and / or polyfunctional isocyanate prepolymers of the solvent-free or low-solvent high-solids polyurethane system of the polyurethane topcoat preferably have a degree of functionalization of 2 or higher and a content of free isocyanate groups of between 4 and 20 percent by mass, in particular between 5 and 13 percent by mass. This degree of functionalization requires that isocyanate prepolymers be used, i. H. prepolymerized
Verbindungen aus monomeren aliphatischen Isocyanaten mit einem oder mehreren Ketten verlängerern, wie beispielsweise di- und/oder höherfunktionelle Polyole (z. B. Polypropylenglykole, Polytetramethylenglykole, Polyethylenglykole oder auch Extend compounds of monomeric aliphatic isocyanates with one or more chains, such as di- and / or higher functional polyols (eg., Polypropylene glycols, polytetramethylene glycols, polyethylene glycols or also
seitenkettenverzweigte Polyole wie 2-Hydroxymethyl-2-ethyl- 1 ,3-propandiol = 1,1,1- Trimethylolpropan etc) . Als monomere Diisocyanate zum Aufbau der Präpolymere
kommen vor allem 1,6-Hexandiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI) oder Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat (H12MDI) in Frage. Aber auch Präpolymere beispielsweise auf Basis von 1,4-Cyclohexandiisocyanat oder side chain branched polyols such as 2-hydroxymethyl-2-ethyl-1,3-propanediol = 1,1,1-trimethylolpropane, etc.). As monomeric diisocyanates for the construction of the prepolymers are especially 1,6-hexane diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI) or dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate (H12MDI) in question. But also prepolymers, for example based on 1,4-cyclohexane diisocyanate or
Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan sind geeignet. Bis (isocyanatomethyl) cyclohexane are suitable.
Als korrespondierende Polyole zu den Isocyanatverbindungen werden polyfunktionelle hydroxylgruppenhaltige Verbindungen auf Basis von Polytetra-, Polypenta- und/oder Polyhexamethylenglykol eingesetzt. Vorzugsweise handelt es sich um solche auf der Basis von Polytetramethylenglykol. Bevorzugt liegt das Molekulargewicht des Polyols bei mehr als 250 g/mol. Derartige Polyole mit Molekulargewichten zwischen 250 und 6000 g/mol sind z. B. von der Firma Invista erhältlich. As corresponding polyols to the isocyanate compounds polyfunctional hydroxyl-containing compounds based on polytetra-, polypenta and / or polyhexamethylene glycol are used. These are preferably those based on polytetramethylene glycol. Preferably, the molecular weight of the polyol is more than 250 g / mol. Such polyols having molecular weights between 250 and 6000 g / mol are z. B. from Invista available.
Neben den vorgenannten Polyolen, die zwingend in dem High-Solid-Polyurethansystem vorhanden sein müssen, können auch weitere üblicherweise zum Aufbau von In addition to the aforementioned polyols, which must necessarily be present in the high-solid polyurethane system, other commonly used for the construction of
Polyurethanen gebrauchte Polyole und/oder CH-acide Verbindungen eingesetzt werden. Dies sind insbesondere aliphatische Polyole, die bi- oder höherfunktionell sind und insbesondere an den funktionalisierten Enden besonders reaktiv sein können. Die Polyurethanes used polyols and / or CH-acidic compounds are used. These are, in particular, aliphatic polyols which are bifunctional or higher-functional and in particular may be particularly reactive at the functionalized ends. The
Reaktivitätssteigerung wird durch eine partielle oder vollständige Epoxidierung von primären Hydroxyl-Endgruppen erreicht. Reaktiver gegenüber Isocyanaten sind auch an den reaktiven Zentren wenig sterisch gehinderte Polyole wie beispielsweise Copolymere aus Adipinsäure und 1,6-Hexandiol, die terminal Hydroxyhexylgruppen mit primären Hydroxylgruppen enthalten. Ein Beispiel für sterisch gehinderte Polyole sind Reactivity enhancement is achieved by partial or complete epoxidation of primary hydroxyl end groups. Reactive towards isocyanates are also at the reactive centers less sterically hindered polyols such as copolymers of adipic acid and 1,6-hexanediol containing terminal hydroxyhexyl groups with primary hydroxyl groups. An example of sterically hindered polyols are
Polypropylenpolyetherpolyole, die terminal verzweigte Hydroxypropylgruppen und somit sekundäre Hydroxylgruppen enthalten. Polypropylene polyether polyols containing terminally branched hydroxypropyl groups and thus secondary hydroxyl groups.
Die ggf. weiteren in der High-Solid-Polyurethanmasse vorhandenen Polyole können handelsübliche Polyesterpolyole, Polyetherpolyole, Polythioetherpolyole, The optionally further polyols present in the high-solid polyurethane composition may be commercially available polyester polyols, polyether polyols, polythioether polyols,
Polycarbonatpolyole und hydroxylgruppenhaltige aliphatische Polyacetale und Polycarbonate polyols and hydroxyl-containing aliphatic polyacetals and
hydroxylgruppenhaltige aliphatische Polycarbonate mit Molekulargewichten von 20 bis 12000 g/mol, vorzugsweise von 250 bis 2000 g/mol, sein.
Dem High-Solid-Polyurethansystem können zur Modifizierung der Eigenschaften des ausreagierten Systems auch andere Verbindungen zugesetzt werden, welche mit hydroxyl-containing aliphatic polycarbonates having molecular weights of 20 to 12,000 g / mol, preferably from 250 to 2000 g / mol. To the high-solid polyurethane system, other compounds can be added to modify the properties of the reacted system, which with
Isocyanaten durch reaktive Wasserstoffatome reagieren können, indem ein Teil der Polyole substituiert wird. Solche Verbindungen enthalten zwei oder mehr reaktive Gruppen, die als OH-Gruppen, SH-Gruppen, NH-Gruppen, NH2-Gruppen oder CH-acide Gruppen, beispielsweise in ß-Diketoverbindungen, vorliegen. Der Anteil an Polyolen mit sekundärer Hydroxyfunktionalität sollte möglichst ausgeschlossen bzw. geringfügig angesetzt sein. Vorzugsweise sollten die primären und sekundären Hydroxyfunktionalitäten des Polyols in einem Verhältnis von mehr als 10:1, insbesondere von mehr als 50:1 stehen. Isocyanates can react by reactive hydrogen atoms by substituting part of the polyols. Such compounds contain two or more reactive groups which are present as OH groups, SH groups, NH groups, NH 2 groups or CH-acidic groups, for example in β-diketo compounds. The proportion of polyols with secondary hydroxy functionality should be excluded or set as low as possible. Preferably, the primary and secondary hydroxyl functionalities of the polyol should be in a ratio greater than 10: 1, more preferably greater than 50: 1.
Das High-Solid-Polyurethansystem der Polyurethandeckschicht enthält zwingend einen metallischen Katalysator. Dieser ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein Katalysator, der erst bei einer Temperatur von mehr als 100 °C die The high-solid polyurethane system of the polyurethane topcoat necessarily contains a metallic catalyst. This is according to an advantageous embodiment of the invention, a catalyst, which only at a temperature of more than 100 ° C, the
Polyurethanbildungsreaktion verzögert katalysiert. Vorzugsweise werden hierzu Polyurethane formation reaction delayed catalyzed. Preferably, this will be done
Metallkatalysatoren auf Basis von Zink, Zirkonium, Blei, Zinn, Nickel und/oder Bismuth eingesetzt. Derartige verzögert wirkende Metallkatalysatoren, die auch unter Zuhilfenahme zusätzlicher komplexierender Verbindungen, wie Acetylaceton oder 2-Ethylhexansäure, zusätzlich verzögert werden können, sind aus dem Stand der Technik bekannt, wobei z. B. auf die US 6,140,381 und die DE 10 2006 056 956 AI verwiesen sei. Metal catalysts based on zinc, zirconium, lead, tin, nickel and / or bismuth used. Such delayed-acting metal catalysts, which can be additionally delayed with the aid of additional complexing compounds such as acetylacetone or 2-ethylhexanoic acid, are known from the prior art, wherein z. Reference may be made, for example, to US Pat. No. 6,140,381 and DE 10 2006 056 956 A1.
Das erfindungsgemäße Verbundschichtmaterial weist zumindest eine nach außen weisende auf der Polyurethandeckschicht aufgebrachte Lackschicht auf Basis von Polyurethan- und/oder Acrylat-Polymeren auf. Dies dient der Verbesserung der Gebrauchstüchtigkeit, insbesondere im Hinblick auf die Abriebeigenschaften, die Kratzfestigkeit, das The composite layer material according to the invention has at least one outwardly facing lacquer layer, based on polyurethane and / or acrylate polymers, applied to the polyurethane cover layer. This serves to improve the serviceability, in particular with regard to the abrasion properties, the scratch resistance, the
Reinigungsverhalten, die Beständigkeit gegen Wasch- und Lösemitteln, den Glanzgrad, die Farbe und/oder die Alterungseigenschaften. Die Lackschicht kann zur weiteren Cleaning properties, resistance to detergents and solvents, the degree of gloss, the color and / or the aging properties. The lacquer layer can to further
Verbesserung des Alterungsverhaltens des Verbundschichtmaterials eingefärbt oder pigmentiert sein. Es können eine oder mehrere Lackschichten vorgesehen werden.
Die Lackschichten können auf lösemittelhaltigen oder wässrigen Polyurethan- und/oder Acrylatsystemen basieren, die über übliche Druckverfahren z. B. im direkten oder indirekten Raster-Tiefdruck oder Reverse Roller Coating appliziert werden können. Vorzugsweise ist zumindest eine der Lackschichten vernetzt. Für derartige vernetzte Lackschichten eignen sich insbesondere über elektromagnetische Strahlung vernetzende Systeme (UV-Licht- Vernetzung, Elektronenstrahlvernetzung) oder thermisch bzw. über chemische Reaktionen vernetzende Systeme wie Isocyanat- oder Carbodiimid-vernetzende Polyurethansysteme. Die Vernetzung der Lackschichten bietet den Vorteil, dass eine bessere Beständigkeit gegen Reinigungsmedien und/oder ein verbessertes Improvement of the aging behavior of the composite layer material to be dyed or pigmented. One or more paint layers can be provided. The lacquer layers can be based on solvent-based or aqueous polyurethane and / or acrylate systems, which are prepared by conventional printing processes, for. B. in direct or indirect screen gravure or reverse roller coating can be applied. Preferably, at least one of the paint layers is crosslinked. Suitable crosslinked lacquer layers are, in particular, systems which crosslink via electromagnetic radiation (UV light crosslinking, electron beam crosslinking) or systems crosslinking thermally or via chemical reactions, such as isocyanate- or carbodiimide-crosslinking polyurethane systems. The crosslinking of the paint layers offers the advantage that a better resistance to cleaning media and / or an improved
Reinigungsverhalten nach Anschmutzen der Oberfläche erzielt werden kann. Cleaning behavior after soiling of the surface can be achieved.
Zur weiteren Reduzierung der flüchtigen Kohlenwasserstoffe (VOC) bei der Herstellung und im Endprodukt ist es außerdem von Vorteil, wenn auch die Kaschierschicht und/oder die Polyurethanzwischenschicht auf im Wesentlichen lösemittelfreien Ausgangssubstanzen basieren. To further reduce the volatile hydrocarbons (VOC) in the production and in the end product, it is also advantageous if the laminating layer and / or the polyurethane intermediate layer are based on essentially solvent-free starting substances.
Die Polyurethanzwischenschicht bzw. die Polyurethanzwischenschichten auf Basis eines unblockierten High-Solid-Polyurethansystems wird bzw. werden vorzugsweise unter Verwendung unblockierter Isocyanat-Präpolymere, Polyolen, ggf. Polyaminen und einem Katalysator (beispielsweise beschrieben in EP 1 059 379 Bl oder in DE 10 2006 056 956 AI ) aufgebaut, wobei der Katalysator bei der Herstellung und Lagerung der reaktiven Massen eine lange Verarbeitungszeit (Topfzeit) ermöglicht und bei Tempern in einem Ofen eine schnelle Aushärtung zu einem Polymerfilm. Vorzugsweise enthalten diese Systeme keine Lösemittel. The polyurethane intermediate layer or the polyurethane intermediate layers based on an unblocked high-solid polyurethane system is or are preferably prepared using unblocked isocyanate prepolymers, polyols, optionally polyamines and a catalyst (for example described in EP 1 059 379 B1 or in DE 10 2006 056 956 AI), wherein the catalyst in the production and storage of the reactive masses allows a long processing time (pot life) and when annealed in a furnace rapid curing to a polymer film. Preferably, these systems contain no solvents.
Die in der Zwischenschicht eingesetzten Isocyanat-Präpolymere sind in der Regel aufgebaut aus Polyolen und Isocyanaten auf Basis beispielsweise von The isocyanate prepolymers used in the intermediate layer are usually composed of polyols and isocyanates based on, for example,
Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat(IPDI), Dicyclohexylmethan-4,4'- Diisocyanat (HMDI), 2-Methylpentandiisocyanat (MPDI), 2,2,4-Hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate (HMDI), 2-methylpentane diisocyanate (MPDI), 2,2,4-
Trimethylhexamethylendiisocyanat/2,4,4-Trimethyl-hexanethylendiisocyanat (TMDI),
Norbornandiisocyanat (NBDI), Methylendiphenyldiisocyanat (MDI), Trimethylhexamethylene diisocyanate / 2,4,4-trimethylhexanoethylene diisocyanate (TMDI), Norbornane diisocyanate (NBDI), methylene diphenyl diisocyanate (MDI),
Diisocyanatomethylbenzen, insbesondere auch das 2,4- und das 2,6-Isomere und technische Gemische beider Isomeren (TDI), Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI) und Naphthylendiisocyanat (NDI) oder Derivate aus diesen Isocyanaten wie z. B. Diisocyanatomethylbenzen, especially the 2,4- and 2,6-isomers and technical mixtures of both isomers (TDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI) and naphthylene diisocyanate (NDI) or derivatives of these isocyanates such. B.
Isocyanurate, Uretdione, Allophanate und/oder Biurete, wobei insbesondere aromatische Isocyanat-Präpolymere auf Basis von MDI, TDI, TMXDI oder NDI bevorzugt sind. Isocyanurates, uretdiones, allophanates and / or biurets, particular preference being given to aromatic isocyanate prepolymers based on MDI, TDI, TMXDI or NDI.
Polyurethane auf dieser aromatischen Basis sind im Vergleich zu aliphatischen Polyurethanes on this aromatic basis are compared to aliphatic ones
Polyurethanen kostengünstiger. Sind die erfindungsgemäßen Konstruktionen jedoch besonderen Licht-, UV- und/oder Wärmebelastungen ausgesetzt, sind die aliphatischen Polyurethan-Ausgangsstoffe zu bevorzugen. Polyurethanes cheaper. However, if the structures according to the invention are exposed to particular light, UV and / or heat loads, the aliphatic polyurethane starting materials are to be preferred.
Die Polyurethanzwischenschicht kann kompakt sein. Um bei einem Verbundmaterial bei Verwendung sehr dehnfähiger Textilien wie beispielsweise einem PET-basierenden Fang- Krepp-Gestrick mit einem Flächengewicht von 120 g/m2 jedoch die Sichtbarkeit der textilen Struktur auf der Oberfläche zu vermeiden und um eine angenehmere The polyurethane intermediate layer can be compact. In order to avoid the visibility of the textile structure on the surface of a composite material when using very extensible textiles such as a PET-based Fang-Krepp knitted fabric with a basis weight of 120 g / m 2 and a more pleasant
Eindruckhaptik zu erzeugen, ist die Polyurethanzwischenschicht vorzugsweise geschäumt. Dies kann durch ein durch die Zugabe eines Mittels erreicht werden, welches unter Wärmeeinwirkung aufschäumt, so dass im ausgehärteten Zustand ein Film mit To create impression haptics, the polyurethane intermediate layer is preferably foamed. This can be achieved by a by the addition of an agent which foams under heat, so that in the cured state, a film with
kleinzelligen, gleichmäßig verteilten Schaumblasen entsteht. Desweiteren werden die Ausgangsstoffe zur Bildung des Polyurethanfilms so gewählt werden, dass die small-cell, uniformly distributed foam bubbles is formed. Furthermore, the starting materials for forming the polyurethane film will be chosen so that the
Glasübergangstemperatur dieses Films (gemessen in einer DSC-Messung bei einer Aufheizrate von 10 °C/min) kleiner als -40 °C und bevorzugt kleiner als -50 °C ist. Glass transition temperature of this film (measured in a DSC measurement at a heating rate of 10 ° C / min) is less than -40 ° C and preferably less than -50 ° C.
Bei der textilen Trägerschicht kann es sich z. B. um Nadel- oder Wasserstrahlvliese, Gewirke, Gestricke, Gewebe, Abstandsgewirke, senkrechte Polfäden enthaltende Vliese (z. B. Multiknit oder Optiknit) handeln. Die Flächengewichte betragen üblicherweise 50 bis 500 g/m2. Als Basis der Fäden können beispielsweise folgende Materialien zum Einsatz kommen: Mischungen aus Baumwolle und Polyester (in der Regel auf der Basis von Polyethylenterephthalat), Lyocell, Polyamide, Polyethylenterephthalat, Polyacrylate, Aramide.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung enthält die textile Trägerschicht flammgeschützte Textilien, um eine hohe Flammbeständigkeit zu erzielen. Als solche flammgeschützten Textilien können dann entweder solche eingesetzt werden, die mit Flammschutzmittel ausgerüstet sind, oder es werden solche eingesetzt, die üblicherweise schon schwerer entflammbar sind, dies sind beispielsweise Textilien auf Basis von nicht mit Flammschutzmitteln ausgerüsteten Polyethylenterephthalat. Bei letzteren enthalten deren textile Fäden schon flammschützende Einheiten in den Polymerketten oder es handelt sich um Textilien auf Basis flammhemmender aromatischer Polyamide (z. B. In the textile backing layer may be z. B. to needle or water jet nonwovens, knitted fabrics, knitted fabrics, woven fabric, spacer knitted fabrics, vertical pile threads containing nonwovens (eg., Multiknit or Optiknit) act. The basis weights are usually 50 to 500 g / m 2 . The following materials may be used as the basis of the threads: mixtures of cotton and polyester (usually based on polyethylene terephthalate), lyocell, polyamides, polyethylene terephthalate, polyacrylates, aramides. According to an advantageous development of the invention, the textile carrier layer contains flame-retardant textiles in order to achieve a high flame resistance. As such flame-retardant textiles can then either be used, which are equipped with flame retardants, or there are used those which are usually already less flammable, these are, for example, textiles based on not equipped with flame retardants polyethylene terephthalate. In the case of the latter, their textile threads already contain flame-retardant units in the polymer chains or are textiles based on flame-retardant aromatic polyamides (eg.
Kevlar®, Nomex®) oder anderer flammhemmender Polymere (beispielsweise Lenzing FR®, Basofil®, Twaron®, Kermel®, BelcoTex®, Pyron®, Trevira CS®, Polysulfonamid (Tanlon®), Polyphenylensulfid). Einsetzbar sind auch Textilien auf Basis von Glasfasern, Kevlar ®, Nomex ®) or other flame retardant polymers (for example, Lenzing FR ®, Basofil ®, Twaron ®, KERMEL ®, BelcoTex ®, ® pyrone, Trevira CS ®, polysulfonamide (Tanlon ®), polyphenylene sulfide). It is also possible to use textiles based on glass fibers,
Mineralfasern, Metallfäden oder Polymerfäden, die metallische Anteile enthalten. Mineral fibers, metal threads or polymer threads containing metallic components.
Die textile Trägerschicht wird mit einer Kaschiermasse, die die Kaschierschicht bildet, mit der nachfolgenden Schicht verbunden. Die Kaschiermasse dringt dabei weitestgehend in die textile Trägerschicht ein und bildet die Verbindung zu der nachfolgenden Lage/Schicht. Für die auf die textile Trägerschicht aufgebrachte Kaschierschicht wird als Kaschiermasse oftmals ein lösemittelhaltiger Kaschierkleber verwendet, der durch Verdampfen des Lösemittels aushärtet. Bevorzugt werden jedoch lösemittelfreie und Co-Löser-freie wässrige Dispersionskaschiermassen, insbesondere auf Basis von Polyurethanen verwendet. Alternativ dazu können auch so genannte thermoplastische Hotmeltkleber eingesetzt werden. Das können beispielsweise über Streuverfahren aufgebrachte thermoplastische Pulver wie Polyester oder Polyamide oder über eine Breitschlitzdüse oder Druckwalze aufgebrachte thermoplastische Filme sein. Angewandt werden auch Verfahren wie Sprühen aus Düsen oder Verfahren unter Verwendung einer rotierenden Austrittsdüse. Es können dabei auch reaktive thermoplastische Kaschierkleber verwendet werden, die nach erfolgter Applikation und Erstarrung unter Einwirkung von Umgebungsfeuchtigkeit vernetzen. Möglich ist auch die Verwendung thermoplastischer offener Klebewebs oder von Textilien, die aufgebrachte thermoplastische Elemente beispielsweise in Form einer Punktdotierung als Kaschierschicht enthalten. Eine weitere Möglichkeit der Kaschierung ist der Einsatz von High-Solid-Polyurethanmassen wie sie auch für die Zwischenschicht
verwendet werden, die insbesondere zur Kaschierung von Vliesen verwendet werden können. The textile carrier layer is bonded to the subsequent layer with a laminating compound which forms the laminating layer. The laminating mass penetrates as far as possible into the textile carrier layer and forms the connection to the subsequent layer / layer. For the laminating layer applied to the textile carrier layer, a solvent-containing laminating adhesive which cures by evaporation of the solvent is often used as laminating compound. However, preference is given to using solvent-free and co-solvent-free aqueous dispersion laminating compounds, in particular those based on polyurethanes. Alternatively, so-called thermoplastic hotmelt adhesives can be used. These can be, for example, thermoplastic powders applied by means of scattering processes, such as polyesters or polyamides, or thermoplastic films applied via a slot die or pressure roll. Also used are methods such as spraying from nozzles or methods using a rotating discharge nozzle. Reactive thermoplastic laminating adhesives can also be used which crosslink after application and solidification under the influence of ambient moisture. It is also possible to use thermoplastic open adhesive tape or textiles containing applied thermoplastic elements, for example in the form of a dot doping as a laminating layer. Another possibility of lamination is the use of high-solid polyurethane compounds as they are for the intermediate layer can be used, which can be used in particular for the lamination of nonwovens.
Für eine verbesserte Verklebbarkeit des Verbundschichtmaterials und zur besseren Verarbeitung in nachfolgenden Arbeits schritten kann auch die Unterseite des For an improved bondability of the composite layer material and for better processing in subsequent work steps can also the bottom of the
Verbundschichtmaterials, d.h. der textile Träger auf der der Kaschierschicht abgewandten Seite mit zumindest einer Lack-, Haft- oder Primerschicht und/oder mit weiteren Schichten (beispielsweise Polyurethanschäume für eine bessere Verpolsterbarkeit oder dünne Folien aus beispielsweise thermoplastischem Polyurethan für die Verarbeitung in Hinter spritz - oder Hinterschäumverfahren) versehen werden. Composite sheet material, i. the textile carrier on the side facing away from the laminating layer with at least one paint, adhesive or primer layer and / or with other layers (for example, polyurethane foams for better padding or thin films of, for example, thermoplastic polyurethane for processing in behind spraying or Hinterschäumverfahren provided) become.
Aus ästhetischen Gründen kann die für den Kunden sichtbare Oberfläche des For aesthetic reasons, the surface visible to the customer may be the
Verbundschichtmaterials, d. h. die Polyurethandeckschicht mit den ggf. vorhandenen Lackschichten, mit einem Druck (z. B. Bilder, Muster) versehen werden. Zusätzlich kann die Oberfläche mit einer Struktur und/oder transparenten Lackschichten und/oder transparenten Folienschichten versehen werden. Composite sheet material, d. H. the polyurethane topcoat with the possibly existing paint layers, with a pressure (eg images, patterns) are provided. In addition, the surface may be provided with a structure and / or transparent lacquer layers and / or transparent foil layers.
In allen Schichten des erfindungsgemäßen Verbundschichtmaterials können Hilfsmittel und Additive wie Gleitmittel, Rheologiehilfsmittel, Verdicker, Flammschutzmittel, Stabilisatoren gegen oxidativen, thermischen, hydrolytischen, Strahlung sinduzierten oder mikrobiellen Abbau oder Alterung, Trennmittel, Pigmente, Verstärkungs Stoffe, Füllstoffe oder Treibmittel eingesetzt werden. Solche Hilfsmittel und Additive sind beispielsweise beschrieben in H. Zweifel, Plastics Additives Handbook, 5. Auflage. Carl Hanser Verlag, München. Auxiliaries and additives such as lubricants, rheology aids, thickeners, flame retardants, stabilizers against oxidative, thermal, hydrolytic, radiation-induced or microbial degradation or aging, release agents, pigments, reinforcing substances, fillers or blowing agents can be used in all layers of the composite layer material according to the invention. Such auxiliaries and additives are described, for example, in H. Zweifel, Plastics Additives Handbook, 5th Edition. Carl Hanser Verlag, Munich.
Für eine besonders gute Flexibilität und Verarbeitbarkeit des Verbundschichtmaterials weisen die einzelnen Schichten vorzugsweise folgende Schichtdicken auf: For a particularly good flexibility and processability of the composite layer material, the individual layers preferably have the following layer thicknesses:
Kaschierschicht: 1 bis 400 μιη, bevorzugt 10 bis 200 μιη Laminating layer: 1 to 400 μιη, preferably 10 to 200 μιη
Polyurethanzwischenschicht: 50 bis 1000 μιη, bevorzugt 150 bis 750 μιη Polyurethane interlayer: 50 to 1000 μιη, preferably 150 to 750 μιη
Polyurethandeckschicht: 20 bis 1000 μιη, bevorzugt 40 bis 400 μιη Polyurethane top layer: 20 to 1000 μιη, preferably 40 to 400 μιη
Lackschicht: 1 bis 100 μιη, bevorzugt 3 bis 20 μιη.
Die üblichen Flächengewichte für die einzelnen Schichten betragen: Lacquer layer: 1 to 100 μιη, preferably 3 to 20 μιη. The usual basis weights for the individual layers are:
textile Trägerschicht: 50 bis 500 g/m2 textile carrier layer: 50 to 500 g / m 2
Polyurethanzwischenschicht(en): 100 bis 800 g/m2 (trocken) Polyurethane interlayer (s): 100 to 800 g / m 2 (dry)
Polyurethandeckschicht: 40 bis 800 g/m2 (trocken) Polyurethane topcoat: 40 to 800 g / m 2 (dry)
Lackschicht: 1 bis 100 g/m2 (trocken) Lacquer layer: 1 to 100 g / m 2 (dry)
Das erfindungsgemäße Verbundschichtmaterial kann ausgehend vom Textil durch schichtweises Auftragen (beispielsweise Rakeln mit einem Messer oder Drucken) und nachfolgendes thermisches Aushärten erfolgen, wobei das hergestellte The composite layer material according to the invention can be carried out from the textile by layer-wise application (for example doctoring with a knife or by printing) and subsequent thermal curing
Verbundschichtmaterial nachfolgend in der Regel geprägt wird. Bevorzugt erfolgt die Herstellung jedoch über ein Umkehrbeschichtungsverfahren (s. a. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th ed., Wiley-VCH, Weinheim 2002, Kapitel„Leather Imitates" von C. Zürbig und H.-H. Kruse). Dabei wird in einem kontinuierlichen Verfahren auf einen Träger (beispielsweise auf Basis von Papier oder einem Polymeren wie Polyolefinen oder Silikonen), der die negative Oberflächenstruktur des späteren Bezugsmaterials besitzt, zuerst das lösungsmittelfreie oder lösungsmittelarme High-Solid-Polyurethansystem für die Deckschicht mittels eines Messerrakels aufgetragen und nachfolgend in einem Ofen thermisch zu einem Film ausgehärtet. Danach erfolgt wiederum mit einem Messerrakel der Auftrag der Polyurethan-High-Solid-Masse der Zwischenschicht, der wiederum im Ofen ausgehärtet wird. Danach kann beispielsweise über ein Messerrakel, Breitschlitzdüse, Sprühdüse oder eine Druckwalze eine Kaschiermasse aufgebracht werden, in die ein textiler Träger eingelegt wird. Anschließend wird die aufgetragene Schicht wieder im Ofen getrocknet, wodurch sich der textile Träger dauerhaft mit der restlichen Konstruktion verbindet, und man trennt zuletzt den strukturierten Träger vom hergestellten Composite layer material is subsequently shaped as a rule. However, the preparation preferably takes place by means of a reverse coating process (see also Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th ed., Wiley-VCH, Weinheim 2002, Chapter "Leather Imitations" by C. Zürbig and H.-H. Kruse) Method on a support (for example based on paper or a polymer such as polyolefins or silicones), which has the negative surface structure of the later reference material, first applied the solvent-free or low-solvent high-solid polyurethane system for the cover layer using a knife blade and subsequently in an oven Thereafter, the polyurethane high-solid mass of the intermediate layer is again applied with a knife blade, which in turn is cured in the oven. into which a textile carrier egg Subsequently, the applied layer is again dried in the oven, whereby the textile carrier permanently bonds to the rest of the construction, and finally the structured carrier is separated from the manufactured one
Verbundmaterial. Das Verbundmaterial wird nachfolgend über übliche Druckverfahren zur Einstellung der Eigenschaften wie Haptik, optisches Erscheinungsbild, Glanzgrad, Abrieb- und Knarzbeständigkeiten und Anschmutz- und Reinigunsverhalten mit einer oder mehreren Lackschichten versehen. Der gesamte Verbund kann dann in üblichen Composite material. The composite material is subsequently provided with one or more layers of paint by means of customary printing processes for adjusting the properties such as feel, visual appearance, degree of gloss, abrasion and creaking resistance and soiling and cleaning behavior. The entire composite can then be used in the usual way
Kaschierverfahren wie beispielsweise einer Flammkaschierung weiter verarbeitet werden.
Das erfindungsgemäße Verbundschichtmaterial ist sowohl im modisch technischen Bereich (Schuhe, Taschen, Bekleidung usw.) als auch in sonstigen Bereichen, wo beschichtete Textilien eingesetzt werden, verwendbar. Durch die Vermeidung von toxischen Substanzen bestehen hinsichtlich eines direkten Kontaktes mit menschlicher Haut keine Bedenken. Die hohe Flexibilität und Abriebbeständigkeit macht das Lamination process such as a Flammenkaschierung be further processed. The composite layer material according to the invention can be used both in the fashion technical field (shoes, bags, clothing, etc.) and in other areas where coated textiles are used. By avoiding toxic substances, there are no concerns about direct contact with human skin. The high flexibility and abrasion resistance makes that
Verbundschichtmaterial besonders geeignet für Schuhmaterialien. Composite layer material particularly suitable for shoe materials.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verbundschichtmaterial als dekoratives Innenraummaterial z. B. im Transportwesen, Schiffbau, bei Möbeln usw. verwendet, insbesondere als oberflächenstrukturierte Bezugsmaterialien. Die vorteilhaften Preferably, the composite layer material according to the invention is used as a decorative interior material z. In transportation, shipbuilding, furniture, etc., especially as surface-structured cover materials. The advantageous ones
Eigenschaften des Verbundschichtmaterials kommen dann zum Tragen, wenn sie in Bereichen eingesetzt werden, die mit der bekleideten oder unbekleideten menschlichen Haut in Berührung kommen und zugleich dynamischen Belastungen ausgesetzt sind: Properties of the composite sheet material are used when they are used in areas which come into contact with the clothed or unclothed human skin and at the same time are exposed to dynamic loads:
Dieses können Schaltbälge, Lenkradabdeckungen, Türbrüstungen, Armablagen, These can include bellows, steering wheel covers, door balustrades, arm rests,
Rückenlehnen, Kopfstützen und insbesondere alle Arten von Sitzen im oder außerhalb des Automobils sein. Backrests, headrests and in particular all types of seats in or outside the automobile.
Ein weiteres mögliches Einsatzgebiet des Verbundschichtmaterials betrifft für Sportgeräte, wo hohe Flexibilität und hohe Abriebbeständigkeit gefordert werden, wie beispielsweise bei Fußbällen. Another possible application of the composite sheet material relates to sports equipment where high flexibility and high abrasion resistance are required, such as footballs.
Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Verbundschichtmaterial mit einer textilen Trägerschicht 5, einer darauf aufgebrachten Kaschierschicht 4 mit einer Schichtdicke von 1 bis 400 μιη, einer Polyurethanzwischenschicht 3 auf Basis eines unblockierten High- Solid-Polyurethansystems mit einer Schichtdicke von 50 bis 1000 μιη, einer The invention will now be explained in more detail by way of examples. The sole FIGURE 1 shows schematically a composite layer material according to the invention with a textile carrier layer 5, a laminating layer 4 applied thereon with a layer thickness of 1 to 400 μm, a polyurethane intermediate layer 3 based on an unblocked high-solid polyurethane system with a layer thickness of 50 to 1000 μm one
Polyurethandeckschicht 2 mit einer Schichtdicke von 20 bis 1000 μιη und einer äußeren Lackschicht 1 mit einer Schichtdicke von 1 bis 100 μιη. Die Polyurethandeckschicht 2 basiert dabei auf einem lösemittelfreien oder lösemittelarmen High-Solid- Polyurethansystem, das a) polyfunktionelle Isocyanate und/oder polyfunktionelle Polyurethane top layer 2 with a layer thickness of 20 to 1000 μιη and an outer lacquer layer 1 with a layer thickness of 1 to 100 μιη. The polyurethane cover layer 2 is based on a solvent-free or low-solvent high-solid polyurethane system which a) polyfunctional isocyanates and / or polyfunctional
Isocyanat-Präpolymere und b) zumindest eine polyfunktionelle hydroxylgruppenhaltige
Verbindung auf Basis von Polytetra-, Polypenta- und/oder Polyhexamethylenglykol sowie c) zumindest einen metallischen Katalysator aufweist. Isocyanate prepolymers and b) at least one polyfunctional hydroxyl group-containing Compound based on polytetra-, polypenta and / or polyhexamethylene glycol and c) has at least one metallic catalyst.
Anhand von Vergleichs- und Ausführungsbeispielen mit dem Schichtaufbau gemäß der Figur wurden Verbundschichtmaterialien erzeugt, die sich nur in der chemischen Comparative and exemplary embodiments with the layer structure according to the figure have been used to produce composite layer materials which are only known in the chemical field
Zusammensetzung der Polyurethandeckschicht 2 unterschieden. Die anderen Schichten waren bei allen Materialien, die in der folgenden Tabelle 1 dargestellt sind, identisch und wie folgt zusammengesetzt: Lackschicht 1 auf Basis von PERMUTHANE SU-9517 (Firma. Stahl, Deutschland), PERMUTEX WF-73-549 (Firma. Stahl, Niederlande) und BAYHYDROL UH XP 2648 (Firma Bayer Material Science, Deutschland) Composition of polyurethane topcoat 2 different. The other layers were identical for all materials shown in the following Table 1 and composed as follows: PERMUTHANE SU-9517 based paint layer 1 (Stahl, Germany), PERMUTEX WF-73-549 (Stahl , The Netherlands) and BAYHYDROL UH XP 2648 (Bayer Material Science, Germany)
Polyurethanzwischenschicht 3: 500 g Poly(oxypropylen)triol (Mw = 6000 g/mol), 610 g Poly(oxypropylen)diol (Mw = 4000 g/mol), 400 g MDI Polyurethane interlayer 3: 500 g of poly (oxypropylene) triol (Mw = 6000 g / mol), 610 g of poly (oxypropylene) diol (Mw = 4000 g / mol), 400 g of MDI
(Methylendiphenyldiisocyanatoligomer) (Mw = 1200 g/mol), 10 g Nickelacetylacetonat 10 ig in Poly(oxypropylen)glykol (Zusammensetzung entspricht dem Beispiel 1 der EP 1 059 379 Bl) Kaschierschicht 4: MDI-Polyester-TPU gelöst in MEK (Gew.-verhältnis 3:7) textile Trägerschicht 5: Gestrick auf Basis von Baumwolle/Polyethylenterephthalatfasern (35/65 Gew.- ) mit einem Flächengewicht von 140 g/m2 (Firma Reichenbach, (Methylene diphenyl diisocyanate oligomer) (Mw = 1200 g / mol), 10 g of nickel acetylacetonate 10 g in poly (oxypropylene) glycol (composition corresponds to Example 1 of EP 1 059 379 B1) Lamination 4: MDI-polyester-TPU dissolved in MEK (wt. ratio 3: 7) textile carrier layer 5: knitted fabric based on cotton / polyethylene terephthalate fibers (35/65% by weight) with a surface weight of 140 g / m 2 (Reichenbach,
Deutschland) Germany)
Die Polyurethandeckschichten 2 waren wie folgt zusammengesetzt und hergestellt: Vergleichsbeispiel 1: The polyurethane topcoats 2 were composed and prepared as follows: Comparative Example 1
1000 g Impranil ELH A (Polyurethan, Lösemittelbasis: 1000 g Impranil ELH A (polyurethane, solvent-based:
Toluol/Methoxypropanol/Isopropanol, Firma Bayer Material Science, Deutschland) wurden mit einem Messerrakel in einer Stärke von 180 μιη auf einen genarbten Träger aufgetragen und nachfolgend 2 min bei 80 °C und 2 min bei 120 °C getrocknet.
Vergleichsbeispiel 2: Toluene / methoxypropanol / isopropanol, Bayer Material Science, Germany) were applied to a grained carrier with a knife blade in a thickness of 180 μιη and then dried for 2 min at 80 ° C and 2 min at 120 ° C. Comparative Example 2:
1000 g Larithane HS 969 (Butanonoximblockiertes High-Solid- Präpolymer mit Diamin- Vernetzer, Firma Novotex, Italien) wurden mit 71 g 4,4-Diamino-3,3- dimethyldicyclohexylmethan (Firma BASF, Deutschland) mittels eines Flügelrührers homogen vermischt und in einer Stärke von 200 μιη auf einen genarbten Träger mit einem Messerrakel aufgetragen und nachfolgend 4 min bei 160 °C ausgehärtet. 1000 g Larithane HS 969 (butanone oxime-blocked high-solid prepolymer with diamine crosslinker, Novotex, Italy) were homogeneously mixed with 71 g of 4,4-diamino-3,3-dimethyldicyclohexylmethane (BASF, Germany) by means of a paddle stirrer and in a thickness of 200 μιη applied to a grained support with a knife blade and then cured at 160 ° C for 4 min.
Vergleichsbeispiel 3: Comparative Example 3
1000 g aliphatische, Polyester-Polycarbonat basierende anionische, wässrige 1000 g of aliphatic, polyester-polycarbonate-based anionic, aqueous
Polyurethandispersion wurden mit einem Messerrakel in einer Stärke von 180 μιη auf einen genarbten Träger aufgetragen und nachfolgend 2 min bei 80 °C und 2 min bei 100 °C getrocknet. Polyurethane dispersion were applied with a knife blade in a thickness of 180 μιη on a grained carrier and then dried for 2 min at 80 ° C and 2 min at 100 ° C.
Vergleichsbeispiel 4: Comparative Example 4
1000 g Polycarbonatdiol mit einer Molmasse 2000 g/mol und 1000 g of polycarbonate diol with a molecular weight of 2000 g / mol and
1256 g IPDI-Polytetramethylenglykol-Präpolymer (mit 8 Massen-% freien NCO-Gruppen; Einsatz im Überschuss: Index 1,22) als High-Solid-Polyurethansystem und 7 g Dioctyl- zinn-bis(-isooctylmercaptoacetat) wurden mit einem Flügelrührer homogen vermischt und in einer Stärke von 200 μιη auf einen genarbten Träger mit einem Messerrakel aufgetragen und nachfolgend 4 min bei 160 °C ausgehärtet. 1,256 g of IPDI-polytetramethylene glycol prepolymer (with 8% by mass of free NCO groups, use in excess: index 1.22) as a high-solid polyurethane system and 7 g of dioctyltin bis (-isooctylmercaptoacetate) became homogeneous with a paddle stirrer mixed and applied at a thickness of 200 μιη to a grained carrier with a knife blade and then cured at 160 ° C for 4 min.
Beispiel 1: Example 1:
1000 g Polytetramethylenglykol, Mw = 2000 g/mol, 639 g IPDI-Polytetramethylenglykol- Präpolymer (mit 8 Massen-% freien NCO-Gruppen; Einsatz im Überschuss: Index 1,22) und 3,5 g Dioctyl-zinn-bis(-isooctylmercaptoacetat) werden mit einem Flügelrührer homogen vermischt und in einer Stärke von 200 μιη auf einen genarbten Träger mit einem Messerrakel aufgetragen und nachfolgend 4 min bei 160 °C ausgehärtet. 1000 g of polytetramethylene glycol, Mw = 2000 g / mol, 639 g of IPDI-polytetramethylene glycol prepolymer (with 8% by mass of free NCO groups, use in excess: Index 1.22) and 3.5 g of dioctyltin-bis (- isooctylmercaptoacetate) are mixed homogeneously with a paddle stirrer and applied at a thickness of 200 μm to a grained support with a knife blade and subsequently cured at 160 ° C. for 4 minutes.
Beispiel 2: Example 2:
1000 g Polytetramethylenglykol, Mw = 1000 g/mol, 1000 g of polytetramethylene glycol, Mw = 1000 g / mol,
1279 g IPDI-Polytetramethylenglykol-Präpolymer (mit 8 Massen-% freien NCO-Gruppen; Einsatz im Überschuss: Index 1,22) und 7 g Dioctyl-zinn-bis(-isooctylmercaptoacetat) werden mit einem Flügelrührer homogen vermischt und in einer Stärke von 200 μιη auf
einen genarbten Träger mit einem Messerrakel aufgetragen und nachfolgend 4 min bei 160 °C ausgehärtet. 1279 g of IPDI-polytetramethylene glycol prepolymer (with 8% by mass of free NCO groups, use in excess: Index 1.22) and 7 g of dioctyltin bis (isooctylmercaptoacetate) are homogeneously mixed with a paddle stirrer and are in the strength of 200 μιη on applied a grained support with a knife blade and then cured at 160 ° C for 4 min.
Beispiel 3: Example 3:
1000 g Polytetramethylenglykol, Mw = 650 g/mol, 1975 g IPDI-Polytetramethylenglykol- Präpolymer (mit 8 Massen- % freien NCO-Gruppen; Einsatz im Überschuss: Index 1,22) und 10,5 g Dioctyl-zinn-bis(-isooctylmercaptoacetat) werden mit einem Flügelrührer homogen vermischt und in einer Stärke von 200 μιη auf einen genarbten Träger mit einem Messerrakel aufgetragen und nachfolgend 4 min bei 160 °C ausgehärtet. 1000 g of polytetramethylene glycol, Mw = 650 g / mol, 1975 g of IPDI-polytetramethylene glycol prepolymer (with 8% by mass of free NCO groups, use in excess: Index 1.22) and 10.5 g of dioctyltin-bis (- isooctylmercaptoacetate) are mixed homogeneously with a paddle stirrer and applied at a thickness of 200 μm to a grained support with a knife blade and subsequently cured at 160 ° C. for 4 minutes.
Die auf diese Weise erzeugten Verbundschichtmaterialien wurden hinsichtlich ihrer Kälteflexibilität, ihrer Abriebbeständigkeit und ihres Gehaltes an flüchtigen toxischen Substanzen untersucht. Dazu wurden die folgenden Prüfmethoden angewendet: - Flexibilität bzw. Kälteflexibilität gemäß der Ballyfexprüfung (DIN 53351 (2003)) bei +20 und -10 °C mit Bestimmung der Zyklen ohne sichtbare Beschädigungen an der Oberfläche, d.h. bei der maximal die Note 1 oder 2 (Benotung nach DIN 16922) erreicht wird. - Abriebbeständigkeit in der Sattelabriebprüfung (GMW 14125-Coding G): Bestimmung der Hübe ohne Beschädigung der Oberfläche. Die Sattelabriebprüfung simuliert in einer erfahrungsgemäß sehr guten Weise die Abriebbelastung, der ein Automobilsitz während seiner Lebenszeit ausgesetzt ist. Widersteht ein Bezugsmaterial einer Belastung von mindestens 4000 Hüben, wird von einer ausreichenden Abriebbeständigkeit über die automobile Lebensdauer ausgegangen. The composite sheet materials thus produced were examined for their cold flexibility, abrasion resistance, and volatile toxic substance content. The following test methods were used for this purpose: Flexibility or cold flexibility according to the Ballyfex test (DIN 53351 (2003)) at +20 and -10 ° C. with determination of the cycles without visible surface damage, i. at the maximum the grade 1 or 2 (grading according to DIN 16922) is reached. - Abrasion resistance in the saddle abrasion test (GMW 14125-Coding G): Determination of the strokes without damaging the surface. The saddle abrasion test simulates, in a very good way, the abrasion stress experienced by an automobile seat during its lifetime. Resists a reference material of a load of at least 4000 strokes, it is assumed that a sufficient abrasion resistance over the automotive life.
- Bestimmung der flüchtigen toxischen Substanzen: Nachweis über Einzelstoffanalyse in der Prüfung nach VDA 278 (VOC- und Fog-Wert). Es dürfen keine als toxisch oder als CMR-Stoff angesehenen Substanzen in einer Menge größer oder gleich 1 ppm detektierbar sein (CMR = carcinogener, mutagener oder reproduktionstoxischer Stoff, eingeteilt in Kategorien von 1 bis 3 je nach nachgewiesener Schädlichkeit). - Determination of volatile toxic substances: Evidence of individual substance analysis in the test according to VDA 278 (VOC and Fog value). No substances considered to be toxic or as a CMR substance shall be detectable in an amount greater than or equal to 1 ppm (CMR = carcinogenic, mutagenic or reprotoxic substance, divided into categories of 1 to 3 depending on proven harmfulness).
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1 The results are shown in Table 1. Table 1
Aus der Tabelle 1 wird ersichtlich, dass mit den Verbundschichtmaterialien gemäß den Vergleichsbeispielen zwar oft noch eine relativ hohe Abriebbeständigkeit erzielt werden kann, die Flexibilität und besonders die Kälteflexibilität der Vergleichsbeispiele in keinen Fall die ausreichend ist. Es wird von den Automobilherstellern beispielsweise ein Wert von zumindest 30000 - 50000 Zyklen ohne Beschädigung bei -10 °C in der Ballyflexprüfung gefordert. Einzig die erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 3 zeigen eine besonders hohe Kälteflexibilität bei sehr hoher Abriebbeständigkeit, wobei gleichzeitig keine flüchtigen toxischen Substanzen nachgewiesen werden konnten.
From Table 1, it can be seen that although the composite layer materials according to the comparative examples often still a relatively high abrasion resistance can be achieved, the flexibility and especially the low flexibility of the comparative examples in any case that is sufficient. For example, automakers are demanding at least 30,000 - 50,000 cycles without damage at -10 ° C in the Ballyflex test. Only the inventive examples 1 to 3 show a particularly high low-temperature flexibility with very high abrasion resistance, at the same time no volatile toxic substances could be detected.
Claims
1. Verbundschichtmaterial, aufweisend zumindest folgende Schichten: 1. Composite layer material, comprising at least the following layers:
- eine textile Trägerschicht (5), a textile carrier layer (5),
- eine mit der textilen Trägerschicht (5) verbundene Kaschierschicht (4), a laminating layer (4) connected to the textile carrier layer (5),
- eine Polyurethanzwischenschicht (3) auf Basis eines unblockierten High-Solid- Polyurethansystems, a polyurethane intermediate layer (3) based on an unblocked high-solid polyurethane system,
- eine Polyurethandeckschicht (2), a polyurethane cover layer (2),
- und zumindest eine nach außen weisende auf der Polyurethandeckschicht (2) aufgebrachte Lackschicht (1) auf Basis von Polyurethan- und/oder Acrylat-Polymeren, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethandeckschicht (2) auf einem - And at least one outwardly facing on the polyurethane cover layer (2) applied paint layer (1) based on polyurethane and / or acrylate polymers, characterized in that the polyurethane cover layer (2) on a
lösemittelfreien oder lösemittelarmen High-Solid-Polyurethansystem basiert, das a) polyfunktionelle Isocyanate und/oder polyfunktionelle Isocyanat- Präpolymere und b) zumindest eine polyfunktionelle hydroxylgruppenhaltige Verbindung auf Basis von Polytetra-, Polypenta- und/oder Polyhexamethylenglykol sowie solvent-free or low-solvent high-solid polyurethane system based, the a) polyfunctional isocyanates and / or polyfunctional isocyanate prepolymers and b) at least one polyfunctional hydroxyl-containing compound based on polytetra-, polypenta and / or polyhexamethylene glycol and
c) zumindest einen metallischen Katalysator aufweist. c) has at least one metallic catalyst.
2. Verbundschichtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die 2. Composite layer material according to claim 1, characterized in that for the
Polyurethandeckschicht (2) ein High-Solid-Polyurethansystem mit einem Polyurethane top layer (2) a high-solid polyurethane system with a
Lösemittelanteil von weniger als 10 Massenprozent eingesetzt wird. Solvent content of less than 10 percent by mass is used.
3. Verbundschichtmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die polyfunktionellen Isocyanate und/oder polyfunktionellen Isocyanat-Präpolymere des lösemittelfreien oder lösemittelarmen High-Solid-Polyurethansystems der 3. Composite layer material according to claim 1 or 2, characterized in that the polyfunctional isocyanates and / or polyfunctional isocyanate prepolymers of the solvent-free or low-solvent high-solid polyurethane system of
Polyurethandeckschicht (2) einen Funktionalisierungsgrad von 2 oder höher und einen Gehalt an freien Isocyanatgruppen zwischen 4 und 20 Massenprozent aufweisen. Polyurethane top layer (2) have a degree of functionalization of 2 or higher and a content of free isocyanate groups between 4 and 20 mass percent.
4. Verbundschichtmaterial nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Composite layer material according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine polyfunktionelle characterized in that the at least one polyfunctional
hydroxylgruppenhaltige Verbindung auf Polytetramethylenglykol basiert.
hydroxyl-containing compound based on polytetramethylene glycol.
5. Verbundschichtmaterial nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine metallische Katalysator erst bei einer Temperatur von mehr als 100 °C die Polyurethanbildungsreaktion verzögert katalysiert. 5. Composite layer material according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one metallic catalyst catalyses the polyurethane formation reaction delayed only at a temperature of more than 100 ° C.
6. Verbundschichtmaterial nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Composite layer material according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Lackschichten (1) vernetzt ist. characterized in that at least one of the paint layers (1) is crosslinked.
7. Verbundschichtmaterial nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Composite layer material according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kaschierschicht (4) und/oder die characterized in that the laminating layer (4) and / or the
Polyurethanzwischenschicht (3) auf im Wesentlichen lösemittelfreien Polyurethane interlayer (3) to be substantially solvent-free
Ausgangssubstanzen basieren. Base substances are based.
8. Verbundschichtmaterial nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Composite layer material according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanzwischenschicht (3) geschäumt ist. characterized in that the polyurethane intermediate layer (3) is foamed.
9. Verbundschichtmaterial nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. Composite layer material according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass für die Polyurethanzwischenschicht (3) Isocyanat- Präpolymere eingesetzt werden. characterized in that isocyanate prepolymers are used for the polyurethane intermediate layer (3).
10. Verbundschichtmaterial nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. Composite layer material according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die textile Trägerschicht (5) flammgeschützte Textilien enthält. characterized in that the textile carrier layer (5) contains flame-resistant textiles.
11. Verbundschichtmaterial nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, 11. Composite layer material according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schichten folgende Schichtdicken aufweisen: characterized in that the individual layers have the following layer thicknesses:
Kaschierschicht (4): 1 bis 400 μιη Laminating layer (4): 1 to 400 μιη
Polyurethanzwischenschicht (3): 50 bis 1000 μιη Polyurethane interlayer (3): 50 to 1000 μιη
Polyurethandeckschicht (2): 20 bis 1000 μιη Polyurethane top layer (2): 20 to 1000 μιη
Lackschicht (1): 1 bis 100 μιη Lacquer layer (1): 1 to 100 μιη
12. Verfahren zur Herstellung des Verbundschichtmaterials nach Anspruch 1 durch ein Umkehrbeschichtungsverfahren.
12. A method for producing the composite sheet material according to claim 1 by a reverse coating method.
13. Verwendung des Verbundschichtmaterials nach Anspruch 1 als dekorative 13. Use of the composite layer material according to claim 1 as a decorative
Innenraummaterialien, insbesondere als oberflächenstrukturierte Bezugsmaterialien.
Interior materials, in particular as surface-structured cover materials.
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