PL148198B1 - Stiffening material exhibiting properties of hot-melt adhesive - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest nowy material usztywniajacy o wlasciwosciach kleju topliwego /termoplastycznego/, w szczególnosci do czesci obuwia. Termoplastyczne materialy usztywniajace sa znane, znajduje zastosowanie w przemysle obuwniczym juz od dawna. Wytwarza sie je w postaci arkusza i stosuje w wytworzonych z niego przykrojach do usztywniania obrebu piet, ewentualnie równiez obrebu przodów /czubków/. Pod dziala¬ niem wysokiej temperatury przykroje daje sie formowac, przy czym material usztywniajecy powinien miec take jakosc, aby po uformowaniu i oziebieniu byla zapewniona zarówno dobra zdolnosc zachowanie ksztaltu jak równiez dobra gietkosc pólproduktu.Materialy usztywniajece moge byc równiez powlekane jedno albo obustronnie termo¬ plastycznymi srodkami klejecymi tak, ze daje sie one sklejac w czasie lub po uformowaniu równiez z cholewe i/albo materialem podszewkowym w trzewiku.Termoplastyczne materialy usztywniajece mozna jak wiadomo wytwarzac w rozmaity sposób, np. przez nanoszenie materialów powlekajacych na wlókiennicze tkaniny, dzianiny, runa albo pletaniny /sploty/ jako dyspersje, roztwór albo substancje roztopione. Równiez przez nalaminowanie wielokrotne folii na podlozach z tkaniny mozna wytwarzac materialy usztywniajece, a ostatnio równiez przez wytlaczanie odpowiedniego materialu termoplastycz¬ nego.W opisie patentowym RFN nr 26 21 195 se opisane materialy usztywniajece, które mozna wytwarzac przez roztapianie mieszanin proszkowych z tworzywa sztucznego /lepiszcze/ i wypelniacza na wlókiennicze tkaniny albo runa. Dla wytwarzania istotne jest to, aby wypelniacze proszkowe wystepowaly w rozdziale wielkosci ziarna, który jest porównywalny z rozdzialem wielkosci ziarna proszku tworzywa sztucznego, przy czym rozdzial wielkosci ziarna wynosi kazdorazowo 50-500 /jm9 korzystnie 100-400/jm. Przy zachowaniu tych para¬ metrów wypelniacz mozna stosowac w ilosci do 100% objetosciowych, w odniesieniu do obje¬ tosci proszku tworzywa sztucznego, bez utrudnienia albo uniemozliwienia stapiania sie ze sobe czestek tworzywa sztucznego.Materialy usztywniajece wedlug opisu patentowego RFN nr 26 21 195 daje sie wprawdzie formowac w zakresie temperatur wynoszecym 50-80°C, jednak bez zastosowania 148 1982 148 198 dodatkowych srodków nie daje sie skleic z cholewke albo materialem podszewkowym* W celu sklejenia trzeba je najpierw zaopatrzyc w warstwe klejece, np. klej stapiany na goreco na jednej albo obydwóch stronach, co jest obecnie uwazane za niekorzystne* Zadaniem niniejszego wynalazku jest dlatego znalezienie materialu usztywniajace¬ go, który w zakresie obróbki, wynoszacym w przemysle obuwniczym okolo 50 - 80 C, daje sie zarówno formowac jak tez sklejac bezposrednio* Nieoczekiwanie postawione zadanie mozna rozwia¬ zac za pomoce materialu usztywniajecego, który sklada sie z 30-80% wagowych wypelniacza i 70-20% wagowych poli-epsilon-kaprolaktonu, kopolimerów poli-epsilon-kaprolaktonu albo miesza¬ nin z homo- i kopolimerami, przy czym czastki wypelniacza stanowi tworzywo sztuczne i wystepu¬ je w rozdziale wielkosci ziarna wynoszecym 50-500/jm, w szczególnosci 100-400 /jm a lepiszcze jest formowalne termoplastycznie w zakresie temperatur okolo 50-80°C i wykazuje wlasciwosci kleju topliwego* Wedlug szczególnie korzystnej postaci wykonania wynalazku, zawartosc wypel¬ niacza w mieszaninie wynosi 40-60% wagowych i zawartosc lepiszcza 60-40% wagowych* Jako poli-epsilon-kaprolaktony /lepiszcze/ stosuje sie wylecznie takie, które w zakresie temperatur okolo 50-80 C se zarówno formowalne termicznie jak równiez sa klejem topliwym* Polikaprolaktony tego rodzaju znajduje sie na rynku, jednakze do dzisiaj nie se stosowane jako materialy usztywniajace w przemysle obuwniczym* Polimery z estrów cyklicznych se znane miedzy innymi z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 37 78 251 i z opisu patentowego nr 1 027 838* W obydwóch opisach patentowych se one stosowane jedno- albo obustronnie jako blony klejowe na zwyklych materialach usztywniajecych, np* na takich materia¬ lach z kopolimerów styrenu-butadienu i na kopolimerach z chlorku winylu 1 alfa-olef iny, przy czym moge one byc modyfikowane za pomoce srodków polepszajecych lepkosc, wypelniaczy i innych dodatków* Temperatura formowania lepiszcz stosowanych wedlug wynalazku miesci sie równiez w zakresie temperatur 50-80°C* W przypadku poli-epsilon-kaprolaktonu wynosi ona np* 60°C* Lepiszcze /poli-epsilon-kaprolakton/, które powoduje zarówno sklejanie czestek wypelniacza przy wytwarzaniu materialu usztywniajecego jak równiez pózniejsze sklejanie z czesciami obuwia, mozna stosowac zarówno w postaci proszku jak równiez w postaci granulowanej* Jesli jest stoso¬ wane w postaci proszku, wówczas z rozdzialem wielkosci ziarna miedzy 50 i 500 /jm, w szczegól¬ nosci miedzy 100 i 400 /jm, zatem w rozdziale porównywalnym z rozdzialem wielkosci ziarna prosz¬ ku wypelniacza* Czestki wypelniacza w nowym materiale usztywniajecym stanowi tworzywo sztuczne, w szczególnosci odpady tworzywa sztucznego* Szczególnie nadaje sie np* czestki twardego poli¬ chlorku winylu i kopolimery z chlorku winylu i alfa-olefiny albo ze styrenu i butadienu lub z akrylonitrylu, butadienu i styrenu* Reasumujec mozna tutaj powiedziec, ze stosowane wedlug wynalazku jako wypelnia¬ cze tworzywa sztuczne stanowie w zasadzie takie tworzywa, które na podstawie samych swych wlasciwosci topnienia nie daje sie przerabiac albo daje sie przerabiac tylko z trudem na wy¬ twory powierzchniowe* Mozna równiez stosowac zwykle wypelniacze, jesli se powlekane warstwe tworzywa sztucznego wedlug powyzszej definicji* Tego rodzaju wypelniaczami organicznymi moge byc np.: kreda, kaolin, maczka kwarcowa, meczka drzewna i korkowa* Nowy material usztywniajaca moze byc wytwarzany róznymi sposobami, np* sposobem techniki proszków, w procesie odlewania, metode druku sitowego, zwane równiez metode druku wzornikowego, metode prasowania i prasowania przetlocznego albo metode wytlaczania* Mieszani¬ ne proszku mozna równiez roztapiac na material podlozowy jedno-albo obustronnie, np* na wlókiennicze tkaniny, runa i pletaniny /sploty/ albo na czesci obuwia* Mozna równiez przepro¬ wadzac sklejanie z materialem podlozowym przy wytlaczaniu* Mieszanine proszku mozna ogrzewac kazdym znanym sposobem, np* stosujec cieplo promieniowania, ogrzewanie za pomoce podczerwieni albo wielkiej czestotliwosci, ogrzewanie mikrofalowe albo ogrzewanie Indukcyjne* Nieodzowne ceche niniejszego wynalazku jest to, ze czestki wypelniacza w czasie procesu stapiania nie rozpuszczaje sie w lepiszczu /polikapro- laktonie/, lecz pozostajl zachowane jako wypelniacze* Tylko tak moge byc zapewnione korzystne wlasciwosci polikaprolaktonu* Oprócz tego lepiszcze musi byc silnie przyczepione na wypel¬ niaczu* Nieznacznego rozluznienia /rozpuszczenia/ czestek wypelniacza w stopionej masie nie da sie jednak uniknec*148 198 3 Zalety nowego materialu usztywniajacego nalezy sie dopatrywac przede wszystkim w tym, ze daje on sie sklejac w kazdej dowolnej powierzchni przekroju, poniewaz sklada sie z mnóstwa czestek, które se osloniete klejem topliwym tak, ze kazda czestka jest materialem usztywniajacym, o wlasciwosciach kleju topliwego* Proces obróbki zostaje przez to znacznie uproszczony, np. nie potrzeba juz mechanicznie scienionego /scienionego skosni*/ materialu usztywniajacego zaopatrywac nastepczo w klej* Rodzaj* ksztalt i ilosc czestek wypelniacza moge silnie wplywac n» wlasciwosci produktu koncowego, przede wszystkim na jego sztywnosc i wlasciwosci lepkosci przy ogrzewa¬ niu* Dodane czastki wypelniacza moge silnie zwiekszyc lepkosc i sztywnosc produktu koncowego tak, ze z pewnoscie unika sie plyniecia lepiszcza przy formowaniu termoplastycznym* Wlasciwos¬ ci fizyczne produktu koncowego podlegaje jednak silnie nie tylko wplywom ilosci wypelniacza, lecz równiez ksztaltek czestek* Tkk np* okazalo sie, ze czestki w postaci plytek se szczegól¬ nie skuteczne w odniesieniu do wzrostu lepkosci* Nastepujece przyklady wyjasniaje blizej przedmiot wynalazku* Przyklad I. Odpady folii z twardego polichlorku winylu modyfikowanego odpornego na uderzenie poddaje sie w odpowiednim urzedzeniu rozdrabniajecym, zmieleniu i frak¬ cjonowaniu tak, ze dlugosci krawedzi czestek wynosze 100-400/jnu Wielkoczesteczkowy polikapro- lakton o wzorze £ -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-/c0/"°z7n i ° ciezarze czesteczkowym wynoszecym 40*000, który jest dostarczany przez firme Union Carbide pod oznaczeniem PCL 700* poddaje sie równiez zmieleniu do wielkosci czestek 100-400/urn* 500 czesci wagowych PCL 700 miesza sie nastepnie z 500 czesciami wagowymi proszku twardego polichlorku winylu w odpowiedniej mieszarce do proszków* Na powlekarce warstwowej powleka sie nastepnie tkanine bawelniane o ciezarze 60 g/m* ze splotem plóciennym /1:1/ za pomoce 700 g/n mieszaniny proszkowej* Nastepujece ogrzewanie przeprowadza sie w polu podczer¬ wieni i to ogrzewa sie do temperatury okolo 150 C* Arkusz tkaniny pozostaje tak dlugo w kanale przelotowym podczerwieni, az PCL 700 zostanie calkowicie roztopiony* W stanie plastycznym pro¬ wadzi sie arkusz tkaniny przez zimny kalander do gladzenia i po oziebieniu nawija na rolke* Przyklad II* Zregenerowany granulat kopolimeru z akrylonitrylu, butadie¬ nu i styrenu /Novodur KL 1-5202 firmy Bayer AG/ poddaje sie zmieleniu na urzedzeniu do mielenia do rozdzialu wielkosci ziarna miedzy 100 i 500/jm /0,1 - 0,5 mm/* Ten proszek miesza sie jak w przykladzie I ze zmielonym PCL 700. jednakze zamiast 50% wagowych stosuje sie 60% wagowych PCL 700* Te mieszanine napelnia sie negatywowe forme silikonowe, która jest przewidziana do wytwarzania usztywnien piet w trzewikach* Forma silikonowa jest tego rodzaju, ze zostaje utworzone usztywnienia piet, które na bocznych i górnych krawedziach se ciensze, maje grubosc niemal 0,01 mm* Forme napelnione proszkiem ogrzewa sie pod cisnieniem za pomoce - generatora wyso¬ kiej czestotliwosci /40.000 mHz/40 kW/h/ w ciegu 20 sekund i nastepnie oziebia sie w ciegu sekund* Gotowe do uzycia usztywnienie trzewika wyjmuje sie po oziebieniu z formy silikonowej* Przyklad III* Na urzedzeniu do wytlaczania plastyfikowano mieszanine proszkowe z przykladu I w ten sposób, ze tylko PCL 700 byl ciekly* Przy wyjsciu ustnika o sze¬ rokiej szczelinie temperatura stopionej masy wynosila okolo 100°C* Grubosc folii wynosila 0,9 mm* Po oziebieniu nawinieto folie na rolke*^ Przyklad IV* Na dzialajecej w sposób ciegly ugniatarce, która jest przy¬ stosowana do dodawania kilku skladników w róznych etapach procesu, podano PCL 700 w postaci dostarczonej /granulat/ jako pierwszy skladnik* Po podgrzaniu stopil sie PCL w temperaturze 140 C* Oo stopionej masy dodano krótko przed narzedziem wytlaczajacym w ostatniej strefie ugniatania w sposób chroniony 40% wagowych zmielonego kopolimeru akrylonitrylu* butadienu i styrenu, przy czym nie nastepilo rozpuszczenie albo rozdrobnienie substancji naptlniajecej• Rozdzial wielkosci ziarna substancji napelniajacej wynosil 100-500yum /0,1 - 0,5 om/* Stopio¬ ne mase wytlacza sie nastepnie jak w przykladzie III i nawija na rolke* Przyklad V* Jak w przykladzie IV wytwarza sie mieszanine zlozone z PCL 700 i kopolimeru akrylonitrylu, butadienu i styrenu, jednakze stopione mase obcina sie porcja¬ mi i w stanie dajecym sie jeszcze formowac wtlacza sie do oziebionej formy albo kilku form* W koncu wyjmuje sie pólwyrób*4 148 198 Przyklad VI. Spoiwo stapiane, skladajace sie z 65% wagowych PCL 700. 21% wagowych zywicy fenolowej /SP-560, wytworzona przez Schenectedy Chemical Inc./ o tempe¬ raturze topnienia 150°C i gestosci 1.10 w temperaturze 25°C. 10% wagowych EVA i 4% wagowych wosku mikrokrystalicznego, poddaje sie zmieleniu na urzadzeniu do mielenia i to do wielkosci czestek 100 - 400/jm. Nastepnie miesza sie 500 czesci wagowych spoiwa stapianego /lepiszcza/ 1 500 czesci wagowych proszku twardego polichlorku winylu o wielkosci czestek 100-400yum na mieszarce do proszków. Mieszanine proszków poddaje sie dalszej obróbce jak w przykladzie I na powlekarce walcowej.Przyklad VII. Regenerowany, granulowany kopolimer, skladajacy sie z akrylonitrylu, butadienu i styrenu /Novodur KL 1-5202, wytworzony przez firme Bayer AG/ pod¬ daje sie zmieleniu na urzedzeniu do mielenia do rozdzialu wielkosci ziarna miedzy 100 — 500 ^um.Proszek miesza sie jak w przykladzie I ze zmielonym PCL 700, jednakze zamiast 50% wagowych stosuje sie 60% wagowych PCL 700.Forme silikonowe, która jest przewidziana do wytwarzania usztywnien piet w obuwiu, napelnia sie mieszanine proszku i to w procesie druku sitowego. Forma silikonowa jest tego rodzaju, ze zostaje utworzone usztywnienia, które na bocznych i górnych krawedziach sa cienkie, maje grubosc niemal 0,01 mm.Forme wypelnione proszkiem ogrzewa sie za pomoce generatora wysokiej czestotliwos¬ ci /40.000 MHz/40 KW/h i nastepnie oziebia. Gotowe do uzycia usztywnienie trzewika wyjmuje sie po oziebieniu z formy silikonowej.Zastrzezenie patentowe Material usztywniajacy o wlasnosciach kleju topliwego zawierajecy lepiszcze termoplastycznie formowalne w zakresie temperatur 50-80 C oraz wypelniacze o wielkosci ziaren 50-500yum i ewentualnie dalsze dodatki, znamienny tym, ze sklada sie z 30-80% wagowych wypelniacza i 70-20% wagowych poli-epsilon-kaprolaktonu. kopolimerów poli-epsilon- kaprolaktonu albo mieszanin tych polimerów z homo- i kopolimerami, przy czym czastki wypel¬ niacza stanowi tworzywo sztuczne lub sa powleczone warstwa tworzywa sztucznego.Pracownia Poligraficzna UP RP. Naklad 100-egz.Cena 1500 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Material usztywniajacy o wlasnosciach kleju topliwego zawierajecy lepiszcze termoplastycznie formowalne w zakresie temperatur 50-80 C oraz wypelniacze o wielkosci ziaren 50-500yum i ewentualnie dalsze dodatki, znamienny tym, ze sklada sie z 30-80% wagowych wypelniacza i 70-20% wagowych poli-epsilon-kaprolaktonu. kopolimerów poli-epsilon- kaprolaktonu albo mieszanin tych polimerów z homo- i kopolimerami, przy czym czastki wypel¬ niacza stanowi tworzywo sztuczne lub sa powleczone warstwa tworzywa sztucznego. Pracownia Poligraficzna UP RP. Naklad 100-egz. Cena 1500 zl PL