WO2012072257A1 - Verbundmaterial - Google Patents

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WO2012072257A1
WO2012072257A1 PCT/EP2011/006028 EP2011006028W WO2012072257A1 WO 2012072257 A1 WO2012072257 A1 WO 2012072257A1 EP 2011006028 W EP2011006028 W EP 2011006028W WO 2012072257 A1 WO2012072257 A1 WO 2012072257A1
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carrier
intermediate layer
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PCT/EP2011/006028
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Philipp Schaefer
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Philipp Schaefer
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Definitions

  • the invention relates to a composite material according to the preamble of claim 1.
  • Such composite materials are created in the form of flexible blanks or flat or plate-shaped or sheet-shaped moldings.
  • Composite materials are generally multilayered and have on their surface a top layer formed with a polyurethane dispersion, which has adhesive layers and / or intermediate layers with a carrier layer, e.g. made of leather or textiles.
  • the aim of the invention is to form a composite material in particular to the effect that this composite material has very low weight and is sound and heat insulating and pressure elastic. Furthermore, articles made of such composite materials should provide a pleasant feel, good looks and grip and in use, especially for car roof interior wall paneling, especially for cars, highest comfort. It is also an object to provide a composite material, which has a favorable C0 2 balance both in its production but also in use.
  • the task also includes avoiding the formation of condensation between the metallic car roof and the car roof, caused by climate change and moisture.
  • Delamination, and any arbitrary-looking surface especially such as grain leather, nubuck leather, technical fabrics, e.g. those made of carbon fibers, or a fine structure such as a high-quality fabric, e.g. a silk fabric, or has a fantasy generated by lasing.
  • the composite material can be recycled easily and environmentally friendly, ie without high CO 2 emissions, in contrast to leather or heavy imitation leather.
  • the carrier layer is formed predominantly or entirely with an open-cell polyurethane foam to which the top layer is attached.
  • the foam is formed by peeling or splitting of a foam block, so that the foam or the resulting foam sheet on both sides has no closed skin, as inevitably obtained in the production of a foam molding.
  • a composite material according to the invention is characterized in particular by the fact that it is flexible and very pressure-elastic as well as extremely light and has a hard-wearing, bendable or well-shaped and pleasant-looking, easily structurable surface.
  • a particularly lightweight and flexible or pressure-elastic composite material is obtained if it is provided that the proportion of open cells in the polyurethane foam of the carrier layer is greater than 90%. This material is also permeable to air and permeable to water vapor. It is advantageous if it is a peel or split foam and if the weight of the polyurethane foam used as a carrier layer 15 to 1 10 kg / m 3 , preferably 30 to 85 kg / m 3 , is. Depending on the desired application, the weight of the polyurethane foam used can be varied, the foam itself belongs to the group of flexible polyurethane foams, it can be made of polyester or polyether.
  • top layer and carrier layer between the top layer and the carrier layer as the adhesive layer
  • an intermediate layer or a double layer or a composite of an intermediate layer with one between the carrier layer and the Interlayer bonding layer is provided.
  • Reinforcement purposes may be advantageous if in the adhesive layer, a thin lightweight mesh, knitted fabric or nonwoven is inserted or embedded, and / or the knitted fabric or mesh or nonwoven on the surface of the support layer or rests and / or to the surface of the support layer, preferably through Flame lamination, tethered.
  • Good weight and strength ratios generally result if the weight per unit area of the knitted or net or fleece is 15 to 120 g / m 2 , preferably 30 to 80 g / m 2 , and / or if the distances between the threads or yarns of the net or knitted fabric or nonwoven fabric or the longest dimensions of the intervening yarns or yarns voids or mesh 0.02 to 2.5 mm, preferably 0.05 to 1.5.
  • the knits or nets or nonwovens may be made with threads or yarns of polyester or polyamide and may also contain cotton fibers.
  • the intermediate layer or the bonding layer optionally an inlaid or bonded to the carrier layer knitted fabric or mesh or web at least partially penetrating, 0.02 to 0.8 mm, preferably 0.05 to 0.5 mm , introduced or penetrated in the open-cell polyurethane foam of the carrier layer.
  • the thickness of the carrier layer 1, 0 to 5 mm, preferably 1, 5 to 3.5 mm.
  • top layer is bonded or glued directly to the carrier layer with a layer of adhesive containing a solidified polyurethane dispersion or formed therefrom, ie without the interposition of a knitted fabric, net or fleece.
  • top layer is formed from a polyurethane dispersion, which has without crosslinker on elastomeric or thermoelastic properties, and if they more than 4% by weight non-emigrable polysiloxane contains and / or when the polyurethane dispersion has a branched structure, and / or when the composite material is constructed with two inseparable layers and an outer, superficially structured, solidified polyurethane dispersion containing top layer and an underlying, preferably a soft pronounced prior to their crosslinking comprising thermoplastic properties, preferably having a linear structure, comprising intermediate layer.
  • topsheet By forming the topsheet with two layers joined together, it is easily possible to pattern the superficial layer in a die, e.g. a die made of silicone rubber or in coated paper, and to bind this patterned layer to the carrier layer.
  • the interlayer serves to firmly and inseparably bond the topsheet to the tie layer or directly to the backsheet.
  • the top layer has a thickness of 0.04 to 0.14 mm, preferably from 0.08 to 0.11 mm, and / or if the intermediate layer has a thickness of 0.04 to 0 , 1 1 mm, preferably from 0.06 to 0.08 mm.
  • the topsheet may be formed on a directly or indirectly created matrix or pad, in particular a silicone rubber matrix formed by molding a desired surface e.g. a carbon cloth, a grain leather or by laser has received a corresponding surface design, which is transferred to the surface of the upper layer.
  • a silicone rubber matrix formed by molding a desired surface e.g. a carbon cloth, a grain leather or by laser has received a corresponding surface design, which is transferred to the surface of the upper layer.
  • the procedure is such that a surface layer-structured, heated or hot die or a coated paper is applied to an upper layer comprising an aqueous polyurethane dispersion after this has dried or dried, an intermediate layer is applied to this top layer, and that the carrier layer or the layer of a net or knitted or nonwoven fabric embedded in the binder layer or bonded to the carrier layer is provided directly onto the still moist intermediate layer Carrier layer is applied, wherein the intermediate layer or the bonding layer is still in each case in the wet state and that the superposed layers are connected by pressing against each other to the plate-like or sheet-like composite material.
  • the top layer In order to achieve a good connection of the top layer and the intermediate layer, provision may be made for the top layer to be formed on the heated matrix or the heated, structured paper and allowed to dry or dry.
  • the intermediate layer can be applied to this not yet crosslinked but already dried upper layer.
  • the carrier layer On the still slightly damp intermediate layer, the carrier layer is then applied directly or provided with the binder layer carrier layer in the still wet state of the binding layer and pressed by a roller.
  • the backing layer can be applied without prior adhesive application to this directly in or on the wet intermediate layer and lightly pressed with a roller so that the adhesive penetrates the surface of the support layer controlled.
  • crosslinkers are present in the top layer and the intermediate layer and in the binder layer and the top layer with the intermediate layer and / or the intermediate layer with the binder layer are cross-linked by being joined while still wet and / or if in the Upper layer and / or in the intermediate layer up to 4 wt .-% transparent hollow microspheres made of plastic are contained and / or if in the polyurethane dispersions pigments, crosslinking agents and / or thickeners are included and / or if fine hairs are formed on the top layer and / or when continuous capillaries are formed in the topsheet and / or when the surface has an appearance similar to nubuck leather or a ground plastic material having a fine cell structure or a microfine hexagonal honeycomb structure.
  • Stable, strong, stretchable and tailored to the stresses in use form sections are obtained when the solidified polyurethane dispersion of the top layer in addition to pigments contains between 2 and 12 wt% polysiloxane and is crosslinked and / or if the polyurethane dispersions for the Intermediate layer and the binding layer in their composition are substantially similar or identical and contain up to 55% by weight of polyacrylate and are crosslinked.
  • the intermediate layer or the bonding layer has a weight per unit area of 20 to 100 g / m 2 , preferably 25 to 80 g / m 2 , and in each case one, optionally polyacrylates and / or or synthetic resins containing,
  • Polyurethane dispersion adhesive well serve as the adhesive layer serving as intermediate layer or bonding layer.
  • the interstices and cavities of an inserted knitted fabric or net or fleece can easily, in places or, if desired, be completely penetrated by the adhesive mass.
  • the surface of the carrier layer facing away from the top layer comprises a base layer, preferably of textile material, cardboard, paper, plastic film or a polyester or polyester
  • Polyamide nonwoven, tethered, preferably glued or applied by flame lamination is.
  • a very thin hydrophobic finish layer less than 0.005 mm thick optionally containing nano-particles of polysiloxane or of wax or of fluoropolymers or mixtures thereof, is applied to the surface of the top layer and / or or that the topsheet is a surface-structured layer comprising a solidified polyurethane dispersion formed on a structured paper or structured matrix or silicone rubber backing or mold.
  • the carrier layer is readily bendable and elastically deformable, it may be advantageous to also impart these properties to the composite material according to the invention, to which it may be provided that the upper layer contains a solidified polyurethane dispersion which has a hardness of between 45 and 78 Shore A.
  • a high resistance and bendability of the composite material is obtained when the binder layer before its crosslinking contains 50 to 85 wt .-% crystalline structure possessing thermoplastic polyurethane and is crosslinked and / or if the intermediate layer and / or the bonding layer in each case up to 55 wt. %, preferably until to 25 wt .-%, containing polyacrylates and each have a hardness of between 22 and 50 Shore A and / or if the total thickness of the top layer and the intermediate layer is 0.1 1 to 0.22 mm.
  • the resistance and strength of the topsheet is supported when the topsheet contains between 55 and 95% by weight, preferably between 65 and 85% by weight, of a solidified, crosslinked polyurethane dispersion and optionally a density between 0.9 and 1, 12 g / cm 3 has. It is dirt-repellent and breathable.
  • Polyurethane dispersion on a die the surface design of the upper layer by shaping and structuring of the template, in particular by means of laser, done at will; a variety of structures may be imparted to the surface of the topsheet, for example, patterns, including logos and marks, may be formed on the surface of the topsheet.
  • the composite of the individual layers of the composite material is exceptionally good, so that even under the influence of solvents, e.g. like gasoline, no delamination occurs.
  • the composite material according to the invention is breathable.
  • the composite materials according to the invention can be designed to be water vapor and / or air permeable.
  • the topsheet can be made with continuous capillaries which are formed directly during their manufacture so that the capillaries penetrate the topsheet and optionally the interlayer and terminate in the open cells of the foam. A subsequent attachment of capillaries by microperforation is possible.
  • a composite material according to the invention has extremely good heat and cold insulating effect, which is justified by the air in the open-cell polyurethane foam of the carrier layer.
  • a composite material according to the invention may be compared to leather and may have the appearance of true scar or nubuck leather, but without the disadvantages of leather which is too heavy and too expensive to use as Can use car sky, since it is at least 6 times heavier than a car roof according to the invention.
  • Fig. 1 shows a section through an embodiment of a composite material according to the invention with an insert of a knitted fabric or net or fleece.
  • Fig. 2 shows a section through a composite material according to the invention without the insertion of a net or knitted fabric.
  • Fig. 3 shows a possible embodiment of the invention.
  • FIG. 4 shows a detail section through the carrier layer into which a polyurethane dispersion is superficially integrated.
  • the composite material according to the invention comprises according to FIG. 1 a number of layers.
  • the upper layer 4 contains the solidified aqueous polyurethane dispersion and is connected by means of an intermediate layer 5, which represents the compound of the upper layer 4 with a bonding layer 7.
  • the bonding layer 7 fulfilling the function of an adhesive layer has partially penetrated into a surface region 7 'of a carrier layer 2, wherein the bonding layer 7 forms the connection between the carrier layer 2 and the top layer 4 or the intermediate layer 5.
  • the carrier layer 2 is formed by an open-celled polyurethane foam.
  • a further carrier material 6 or a base layer can be connected at most to improve the insulation and / or strength, in particular with the aid of an adhesive containing a polyurethane dispersion or by flame laminating, as shown in Fig. 2.
  • the weight of the polyurethane foam can be 15 to 110 kg per m 3 .
  • For lightweight foams serve the mesh, fleece or knitted fabric 3 as reinforcement.
  • the adhesive layer 7 only penetrates into a narrow subregion of the carrier layer 2 or does not penetrate into the carrier layer 2 at all, but is merely on the net, fleece or knitted fabric 3 and / or on the surface of the carrier layer 2 tethered.
  • the extent of penetration into the carrier layer 2 depends above all on the openings of the net, fleece or knitted fabric 3.
  • a coated flexible composite material with high air permeability for example, proceed as follows: On a silicone rubber base, the surface of the negative in a negative at 40-fold magnification, a predetermined structure, for example, the structure of fine-celled, ground rubber or plastic, is heated to + 95 ° C. On the warm surface is sprayed to form the upper layer 4, an aqueous dispersion containing as a solid content 41Gew-% polyurethane. The dispersion is sprayed in an amount of 158 g / m 2 and the evaporation of water produces fine capillaries.
  • nonwoven or knitted fabric 3 as bonding layer 7, a polyurethane-containing, aqueous dispersion having the same or similar structure, as used for the intermediate layer 5, in an amount of 95 g / m 2 in the form of very fine droplets or mist-sprayed.
  • the support layer 2 with the still wet dispersion as a bonding layer 7 with the intermediate layer 5, which is still on the die brought together and in a roller press at a pressure of max. 0.25 kg / cm 2 pressed and then dried by means of heat.
  • the layers has continuous capillaries and has a high air permeability.
  • the capillaries of the upper layer 4 and / or the intermediate layer 5 terminate in the open cells of the carrier layer 2, which are lined with the adhesive and remain open because the polyurethane dispersion of the intermediate layer 5 and the binding layer 7 used as adhesive contain about 50% of water which, after drying, reduces the cells in the area of penetration but does not close them.
  • a web or knitted fabric 3 to be applied or bonded to the carrier layer 2 before the bonding layer 7 is applied.
  • the bonding layer 7 is applied to this composite, optionally penetrates the net, fleece or knitted fabric 3 and at most penetrates into surface regions T of the carrier layer 2.
  • this gives a flexible composite material in which a layer of a mesh, fleece or knitted fabric 3 is applied to a carrier layer 2 formed by an open-cell polyurethane foam and directly, e.g. by Flammkaschieren, and / or by means of the binding layer 7 is connected to the carrier layer 2.
  • a top layer 4 is bonded to a carrier layer 2, which is formed by an open-cell polyurethane foam, which has an externally located, superficially structured and a solidified polyurethane dispersion layer containing and with an underlying, preferably having a linear structure possessing solidified polyurethane dispersion, intermediate layer 5 is connected.
  • the upper layer 4 and the intermediate layer 5 are firmly connected to each other and connected to the binding layer 7 to the carrier layer 2.
  • the bonding layer 7 has penetrated into the open-celled polyurethane foam; this penetration area is designated T.
  • the bonding layer 7 and the intermediate layer 5 are firmly bonded together or crosslinked.
  • the base layer 6 On the lower surface of the carrier layer 2, a base layer 6 can be connected.
  • the base layer 6 may be made of paper, paperboard, nonwoven, an adhesive film, plastic film or other sheet or e.g. be formed as a car heaven preformed materials.
  • the net or knitted fabric 3 advantageously has a basis weight between 15 and 120 g / m 2 , preferably between 30 and 80 g / m 2 , and advantageously a thickness of 0.10 to 0.48 mm.
  • Fig. 2 shows a sectional view of a composite material according to the invention without
  • the bonding layer 7 is applied directly to the surface of the open-celled polyurethane foam, which constitutes the backing layer 2, and is incorporated therein via the narrow penetration region 7 '. With the bonding layer 7, the carrier layer 2 is fixedly connected to the intermediate layer 5.
  • the upper layer 4 shows a hardness of 45 to 78 Shore A at a thickness of 0.06 to 0.12 mm.
  • the intermediate layer 4 "has a thickness of 0.05 to 0.9 mm with a hardness of 22 to 50 Shore A. This also applies if the bonding layer 7 is omitted and the layer 5 is the adhesive layer Instead of the bonding layer 7, the intermediate layer 5 may also occur, as shown in FIG.
  • the bonding layer 7 may penetrate about 0.02 to 0.8 mm into the open-celled polyurethane foam.
  • polyurethane foams are used in which the proportion of open pores is more than 90%.
  • the polyurethane foam can be made on a polyester or polyether basis and has a thickness of about 1 to 5 mm and is formed flame retardant.
  • the adhesive layer 7 can be applied directly to the foam surface without the interposition of a network fleece or knitted fabric 3 and then penetrates up to 0.8 mm in the open cells of the surface of the polyurethane foam and combines chemically and anchors mechanically in the cells resulting in an inseparable connection.
  • the adhesive mass penetrating into the surface of the polyurethane foam 2 increases the density in these areas by at least 12%, preferably by at least 18%.
  • the composite material on its upper side receives a higher weight or a higher density through the net, fleece or knitted fabric or the flame lamination. It can be provided that the adhesive mass of the bonding layer 7 passes through the web or fleece fabric 3 and when filling the gaps of the net, fleece or knitted fabric 3 contact with the polyurethane foam or in this penetrates to a certain predetermined shallow depth.
  • a two-layer structure according to FIG. 3 is preferably used when, instead of a matrix, a coated paper is used to produce large-format composite materials.
  • the coating can therefore be made two or three layers.
  • Intermediate layer 5 correspondingly stronger, because in this case the amount of dispersion which would be applied to the carrier layer 2, the intermediate layer 5 is added.
  • the thickness of the intermediate layer 5 in this case is 0.06 to 0.15 mm.
  • the intermediate layer 5 or the bonding layer 7 has penetrated into a region T of the carrier layer 2.
  • 1 m 2 car roof with a thickness of 2.0 mm weighs a maximum of 0.270 kg, preferably less than 0.190 kg.
  • a template instead of a template one can also use a silicone or e.g. Use polypropylene coated surface textured paper (for larger sheets or sheets formats).
  • the intermediate layer 5 immediately acts as an adhesive layer, because then the polyurethane foam can be placed directly in the still wet intermediate layer 5, which is located on the upper layer 4, and slightly pressed by a roller, and at a Pressure between 0.002 and 0.25 kg cm 2 .
  • the penetration depth can be controlled, regardless of whether the adhesive is partially applied to the carrier layer 2 or only to the top layer 4.
  • the layers are brought together wet or moist and lightly pressed. Thereafter, the water is removed from the dispersions by means of heat, which is easy with an open-cell foam, because the water is absorbed like a sponge and can escape through the back of the open-cell foam.
  • a crosslinked polyurethane dispersion is integrated in the surface region of the carrier layer 2 which is close to the top layer 4 and is formed by a soft polyurethane foam.
  • This polyurethane layer is applied or introduced into the carrier layer 2 with a penetration depth of 0.02 to 0.8 mm before it is connected to the top layer 4 by means of the adhesive layer, causing a density increase of 12 to 48%, preferably 18 to 30%, based on the density value of the dispersion-free regions 1 1 of the carrier layer second
  • Both the support layer 2 and the introduced polyurethane dispersion have the properties of elastomers and have about the same or a very similar hardness.
  • the upper layer 4 may also in this case contain a polyurethane dispersion which has elastomeric properties without crosslinker and may optionally contain more than 2 wt .-%, preferably more than 4 wt .-%, polysiloxane.
  • the soft intermediate layer 5 and / or bonding layer 7 lying below the upper layer 4 consist of a crosslinked polyurethane-containing dispersion and likewise have elastomeric properties.
  • elastomeric properties mean that the entire coating is compressible and too elastic.
  • the intermediate layer 5 and the bonding layer 7 are thermoplastic or thermoelastic prior to their crosslinking and are elastomeric after crosslinking, even if, as may be provided, they contain between 25 and 55% by weight of polyacrylates.
  • the upper layer 4 is thus an elastomeric layer having a Shore A hardness of 45 to 78 and optionally a polysiloxane content of 2 to 12 wt .-%.
  • the middle layer or adhesive layer, i. the bonding layer 7 and / or the intermediate layer 5 may each contain between 25 and 55% by weight of polyacrylates and are crosslinked and have a Shore A hardness between 22 and 50 and possess the properties of elastomers.
  • the topsheet 4 is advantageously crosslinked and has pronounced elastomeric properties.
  • Layers 5 and 7 may but need not contain a polyacrylate. Without polyacrylate content, they are also elastomeric after their crosslinking. With polyacrylate they are after their crosslinking, depending on the acrylate content, thermoelastic to elastomeric, but absolutely no longer thermoplastic.
  • the Polyurethananschalschaum the carrier layer 2 has pronounced elastomeric properties. This requires that the upper layer 4 and the carrier layer 2 have pronounced elastomeric properties and the layers 5 and 7 are thermoelastic to elastomeric. As a result, the composite material has elastomeric characteristics. After a print and / or Strain deformation is the composite material always back to its original position.
  • the unique properties of the composite material result because all layers exhibit elastomeric properties and because all layers have the same or similar hardnesses.
  • the upper layer 4 advantageously contains 65 to 85 wt .-% of a polyurethane dispersion having elastomeric properties and optionally additives, in particular crosslinkers, polysiloxanes, pigments and / or thickeners.
  • a test specimen is prepared from the respectively prepared formulation by preparing the 100 ⁇ 100 mm test specimens having a thickness of 6 mm by repeated spraying and intermediate drying. After storage for 48 hours, the Shore A hardness, as provided for in ISO 7619, is determined. The same applies to the determination of the Shore A hardnesses of the intermediate layer 5 and / or the bonding layer 7.
  • a non-foamed test specimen is prepared from the reaction mixture and also tested.
  • a non-foamed test specimen having a thickness of 6 mm and produced as described above from the respective reaction mixture for the foam production of the carrier layer 2 has a hardness of 22 to 78 Shore A.
  • Polyacrylate dispersions are thermoplastic, slightly sticky
  • Understood dispersions having a Shore A hardness of less than 20.
  • capillaries passages are understood by all applied to the carrier layer 2 layers.
  • Polysiloxanes are understood to mean silicone compounds which impart hydrophobic properties to the upper layer 4 and, as a result, also have a certain release agent effect, which, however, are far outweighed by the adhesive properties of the polyurethane dispersions of the individual layers, especially in that the layers are combined wet or moist and the existing crosslinker acts across layers.
  • the penetration depth of the layers provided on the carrier layer 2 before application of the layer structure of the top layer 4 can amount to between 0.02 and 1.0 mm.
  • the density increase of the areas 1 1 of the carrier layer 2 provided with a penetrated polyurethane layer and an integrated polyurethane layer is advantageously between 70 and 95% based on the dispersion-free regions of the carrier layer 2.
  • the polyurethane layer integrated into the carrier layer 2 is a solidified elastomeric dispersion which is crosslinked and reinforces the walls of the open cell foam of the carrier layer 2, without closing the cells of the carrier layer 2. This reinforcement also has the advantage of peeling foams aromatic polyester or polyether base in the area of the reinforcement do not or hardly discolored by light effects.
  • the intermediate layer 5 or the bonding layer 7 are each formed by a crosslinked polyurethane dispersion which before being crosslinked was thermoplastic or thermoelastic.
  • Crosslinking means that afterwards all layers have elastomeric properties.
  • the open-celled foam of the carrier layer 2 has the same or a similar hardness as the consolidated and crosslinked polyurethane dispersions of the top layer 4, the intermediate layer 7 and the binder layer 5, because then no wrinkles develop during bending, since all polymer layers are the same or very similar have similar elastic pressure and elongation behavior.
  • the upper layer 4 even before crosslinking, and the bonding layer 7 and the intermediate layer 5 after crosslinking and the carrier layer 2, always cast elastomeric properties.
  • the optimization of the structure or the properties of the composite material is achieved by the combination of chemically differently structured polyurethanes with similar elastomeric properties and similar or the same hardness.
  • a crosslinker contained in the intermediate layer 5 and / or in the bonding layer 7 acts across layers. Such overlap occurs when one of the layers 5 and / or 7 is still brought wet or moist with the top layer 4 and the respective layers still contain about 10 to 50 wt .-% water and / or if the dry-dry top layer 4 still Contains 2 to 8 wt .-% water.
  • the crosslinker acts across layers, whereby an improved connection of the layers in their connection by Auffactlegung or bringing together, optionally under pressure, occurs.
  • a polyurethane-containing dispersion provided with a crosslinker is sprayed on or applied to a 2 mm thick polyurethane foam foam for the carrier layer 2 with a weight per unit area of 180 g / m 2 in such a way that it is approx. 1, 0 mm penetrates into the foam and the peelable foam of the carrier layer 2 after drying has a basis weight of 255 g / m 2 .
  • the solidified and crosslinked polyurethane-containing dispersion reinforces the thin cell walls of the open-celled scarf foam of the carrier layer 2 without altering the foam structure, ie the open-poredness.
  • the carrier layer 2 and the polyurethane dispersion integrated into it can additionally be impregnated with a welding assistant, for example a polyvinyl acetate dispersion, so that the composite material, eg when used for sensory panels, becomes thermally weldable.
  • a welding assistant for example a polyvinyl acetate dispersion
  • the polyurethane-containing dispersion may also contain up to 10 wt .-%, based on the solidified polyurethane dispersion, textile grinding or cutting flakes with a length between 0.01 to 1, 8 mm.
  • Polyester or polyurethane base to understand in which one or both surfaces have a higher density than the central region of the foam.
  • the densification takes place after peeling or splitting by brief exposure to heat on one or both foam surfaces and simultaneous application of pressure.
  • a 4 mm thick foam can be reduced to 2.5 mm with this treatment.
  • the surface compaction results in smaller open cells, but does not cause air- or waterproof skin, as is the case with foams made in molds.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbundmaterial mit einer polymeren Oberschicht (4), die über zumindest eine Kleberschicht mit einer Trägerschicht (2) verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Trägerschicht (2) zum überwiegenden Teil oder zur Gänze mit einem offenzelligen Polyurethanschaum gebildet ist, an den die zwischen 2 und 12 Gew-% Polysiloxan enthaltende Oberschicht (4) mit der Kleberschicht angebunden ist, dass zur Verbindung von Oberschicht (4) und Trägerschicht (2) zwischen der Oberschicht (4) und der Trägerschicht (2) als Kleberschicht eine Zwischenschicht (5) oder eine Doppelschicht, das heißt ein Verbund der Zwischenschicht (5) mit einer zwischen der Trägerschicht (2) und der Zwischenschicht (5) liegenden Bindeschicht (7), vorgesehen ist, und dass die Bereiche der Trägerschicht (2), in welche die Polyurethandispersion der Kleberschicht beim Auftragen kontrolliert eingedrungen ist, eine Dichte besitzen, welche zwischen 12 % und 48 %, vorzugsweise zwischen 18 % und 30 %, über der Dichte der kleberschichtfreien Bereiche der Trägerschicht (2) liegt.

Description

Verbundmaterial
Die Erfindung betrifft ein Verbundmaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Derartige Verbundmaterialien werden in Form von flexiblen Zuschnitten oder flächigen oder platten- oder bahnenförmigen Formteilen erstellt.
Verbundmaterialien sind in der Regel mehrschichtig aufgebaut und besitzen auf ihrer Oberfläche eine mit einer Polyurethandiserpersion gebildete Oberschicht, die über Kleberschichten und/oder Zwischenschichten mit einer Trägerschicht, z.B. aus Leder oder Textilien, verbunden ist.
Das DE-GM 20 2004019330 U1 beschreibt eine mittels einer Silikonmatrize oberflächenstrukturierte Beschichtung, die aus Polyurethandispersion gebildet ist. Die Beschichtung befindet sich auf einem durch Schleifen aufgerauten Leder oder auf einem aufgerauten textilen Träger.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verbundmaterial insbesondere dahingehend auszubilden, dass dieses Verbundmaterial sehr geringes Gewicht besitzt und schall- und wärmeisolierend und druckelastisch ist. Des weiteren sollen aus derartigen Verbundmaterialien gefertigte Gegenstände eine angenehme Haptik, gutes Aussehen und im Griff und im Gebrauch, insbesondere für Autohimmel Innenwandverkleidungen, vor allem für Autos, höchsten Komfort gewährleisten. Ferner gehört es zur Aufgabe, ein Verbundmaterial zu schaffen, das sowohl bei seiner Herstellung aber auch im Gebrauch über eine günstige C02-Bilanz verfügt.
Zur Aufgabe gehört auch die Vermeidung einer Kondenswasserbildung zwischen dem metallischen Autodach und dem Autohimmel, verursacht durch Klimawechsel und Feuchtigkeit.
Aufgabe ist es auch, dass der leichte voluminöse Träger nicht zu einer
Schichtentrennung neigt, und jede beliebig aussehende Oberfläche, vor allem wie Narbenleder, Nubukleder, technische Gewebe, wie z.B. solche aus Kohlenstofffasern, oder eine Feinstruktur wie ein hochwertiges Gewebe, z.B. ein Seidengewebe, aufweist oder ein durch Lasern erzeugtes Fantasiemuster aufweist.
Zur Aufgabe gehört es auch, dass sich das Verbundmaterial leicht und umweltfreundlich, d.h. ohne hohen C02 Ausstoß rezyklieren lässt, im Gegensatz zu Leder oder schweren Lederimitationen.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst, wenn die Trägerschicht zum überwiegenden Teil oder zur Gänze mit einem offenzelligen Polyurethanschaum gebildet ist, an den die Oberschicht angebunden ist. Vorteilhafterweise wird der Schaum durch Schälen oder Spalten aus einem Schaumblock gebildet, sodass der Schaum bzw. die erhaltene Schaumbahn auf beiden Seiten keine geschlossene Haut aufweist, wie sie bei der Herstellung eines Schaumformteiles zwangsläufig anfällt.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass es flexibel und sehr druckelastisch sowie extrem leicht ist und eine strapazierfähige, biegbare oder gut gestaltbare und ein angenehmes Aussehen besitzende, leicht strukturierbare Oberfläche besitzt.
Ein besonders leichtes und flexibles bzw. druckelastisches Verbundmaterial erhält man, wenn vorgesehen ist, dass der Anteil an offenen Zellen im Polyurethanschaum der Trägerschicht größer als 90 % ist. Dieses Material ist auch entsprechend luftdurchlässig und wasserdampfdurchlässig. Von Vorteil ist es, wenn es sich um einen Schäl- oder Spaltschaum handelt und wenn das Gewicht des als Trägerschicht eingesetzten Polyurethanschaumes 15 bis 1 10 kg/m3, vorzugsweise 30 bis 85 kg/m3, beträgt. Je nach dem gewünschten Einsatzzweck kann das Gewicht des eingesetzten Polyurethanschaums variiert werden, der Schaum selbst gehört zur Gruppe der Polyurethanweichschäume, er kann aus Polyester oder aus Polyäther erstellt sein.
Zur Verbindung der Oberschicht mit der Trägerschicht kann je nach Einsatzzweck und gewünschten Eigenschaften vorgesehen sein, dass zur Verbindung von Oberschicht und Trägerschicht zwischen der Oberschicht und der Trägerschicht als Kleberschicht eine Zwischenschicht oder eine Doppelschicht bzw. ein Verbund einer Zwischenschicht mit einer zwischen der Trägerschicht und der Zwischenschicht liegenden Bindeschicht vorgesehen ist.
Insbesondere bei leichten Polyurethanschäumen kann es zu
Verstärkungszwecken vorteilhaft sein, wenn in die Kleberschicht ein dünnes leichtgewichtiges Netz, Gewirke oder Vlies eingelegt oder eingebettet ist, und/oder das Gewirke oder Netz oder Vlies auf der Oberfläche der Trägerschicht an- oder aufliegt und/oder an die Oberfläche der Trägerschicht, vorzugsweise durch Flammkaschieren, angebunden ist. Es ergeben sich allgemein gute Gewichts- und Festigkeitsverhältnisse, wenn das Flächengewicht des Gewirkes oder Netzes oder Vlies 15 bis 120 g/m2, vorzugsweise 30 bis 80 g/m2, beträgt und/oder wenn die Abstände zwischen den Fäden oder Garnen des Netzes oder Gewirkes oder Vlieses oder die längsten Abmessungen der zwischen den Fäden oder Garnen liegenden Hohlräume oder Maschen 0,02 bis 2,5 mm, vorzugsweise 0,05 bis 1 ,5 betragen. Die Gewirke oder Netze oder Vliese können mit Fäden oder Garnen aus Polyester oder Polyamid erstellt sein und auch Baumwollefasern enthalten.
Gute Festigkeits- und Elastizitätseigenschaften ergeben sich, wenn die Zwischenschicht oder die Bindeschicht, gegebenenfalls ein eingelegtes oder an die Trägerschicht angebundenes Gewirke oder Netz oder Vlies zumindest stellenweise durchdringend, 0,02 bis 0,8 mm, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 mm, in den offenzelligen Polyurethanschaum der Trägerschicht eingebracht oder eingedrungen ist. Je nach Anwendungszweck kann es vorteilhaft sein, wenn die Dicke der Trägerschicht 1 ,0 bis 5 mm, vorzugsweise 1 ,5 bis 3,5 mm, beträgt.
Ein zweckmäßiger und fester Aufbau mit einer sehr guten Druckelastizität und einer optimalen Oberflächengestaltung ergibt sich, wenn die Oberschicht mit einer eine verfestigte Polyurethandispersion enthaltenden oder von dieser gebildeten Kleberschicht direkt also ohne Einlage eines Gewirke, Netz oder Vlies an die Trägerschicht angebunden bzw. angeklebt ist.
Einen strapazierbaren und bezüglich seiner Eigenschaften einstellbaren Aufbau der Oberschicht und sehr gute Abreibeigenschaften werden erreicht, wenn die Oberschicht aus einer Polyurethandispersion gebildet ist, die auch ohne Vernetzer über elastomere oder thermoelastische Eigenschaften verfügt, und wenn sie mehr als 4 Gew.- % nicht emigrierbares Polysiloxan enthält und/oder wenn die Polyurethandispersion eine verzweigte Struktur aufweist, und/oder wenn das Verbundmaterial mit zwei untrennbar miteinander verbundenen Schichten aufgebaut ist und eine außen gelegene, oberflächlich strukturierte, verfestigte Polyurethandispersion enthaltende Oberschicht und eine darunter liegende, vorzugsweise eine weiche vor ihrer Vernetzung ausgeprägte thermoplastische Eigenschaften aufweisende, vorzugsweise eine lineare Struktur besitzende, Zwischenschicht umfasst.
Durch die Ausbildung der Oberschicht mit zwei miteinander verbundenen Schichten ist es einfach möglich, die oberflächlich gelegene Schicht mit einem Muster zu versehen, das in einer Matrize, z.B. einer Matrize aus Silikonkautschuk oder in beschichtetem Papier, vorgegeben ist, und diese gemusterte Schicht an die Trägerschicht anzubinden. Die Zwischenschicht dient dazu, um die Oberschicht mit der Bindeschicht oder direkt mit der Trägerschicht fest und untrennbar zu verbinden.
Von Vorteil ist es, wenn vorgesehen ist, dass die Oberschicht eine Stärke von 0,04 bis 0,14 mm, vorzugsweise von 0,08 bis 0,11 mm, aufweist und/oder wenn die Zwischenschicht eine Stärke von 0,04 bis 0,1 1 mm, vorzugsweise von 0,06 bis 0,08 mm, aufweist. Mit diesen Vorgaben erhält man ein elastisches, dehnbares Verbundmaterial, dessen Oberfläche auch bei Biegebeanspruchungen bzw. Dehnungen um mehr als 40% unversehrt bleibt.
Die Oberschicht kann auf einer direkt oder indirekt erstellten Matrize bzw. Unterlage ausgebildet werden, insbesondere einer Silikonkautschukmatrix, die durch Abformen einer gewünschten Oberfläche z.B. eines Kohlenstoffgewebes, eines Narbenleders oder durch Lasern eine entsprechende Oberflächengestaltung erhalten hat, die auf die Oberfläche der Oberschicht übertragen wird.
Bei der Herstellung des Verbundmaterials wird derart vorgegangen, dass auf eine oberflächenstrukturierte, erwärmte oder heiße Matrize oder ein beschichtetes Papier eine eine wässrige Polyurethandisepersion enthaltende Oberschicht aufgetragen wird, dass auf diese Oberschicht nach ihrem Antrocknen oder Trocknen eine Zwischenschicht aufgebracht wird, und dass auf die noch feuchte Zwischenschicht direkt die Trägerschicht oder die mit der Bindeschicht, gegebenenfalls mit einer in der Bindeschicht eingebetteten oder auf die Trägerschicht angebundenen Lage eines Netzes oder Gewirkes oder Vlieses, versehene Trägerschicht aufgebracht wird, wobei die Zwischenschicht oder die Bindeschicht sich jeweils noch im feuchten Zustand befindet und dass die übereinanderliegenden Schichten durch Aneinanderdrücken zu dem platten- oder bahnenförmigen Verbundmaterial verbunden werden.
Um eine gute Verbindung der Oberschicht und der Zwischenschicht zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass die Oberschicht auf der erwärmten Matrize oder dem erwärmten, strukturierten Papier ausgebildet und trocknen bzw. antrocknen gelassen wird. Auf diese noch nicht vernetzte aber bereits getrocknete Oberschicht kann die Zwischenschicht aufgebracht werden. Auf die noch leicht feuchte Zwischenschicht wird sodann die Trägerschicht direkt oder die mit der Bindeschicht versehene Trägerschicht im noch feuchten Zustand der Bindeschicht aufgebracht und mittels einer Rolle angedrückt.
Wenn kein Gewirke, Netz oder Vlies vorgesehen ist, kann die Trägerschicht ohne vorherigem Klebstoffauftrag auf diese direkt in bzw. auf die nasse Zwischenschicht gelegt und mit einer Rolle leicht angedrückt werden, damit der Klebstoff kontrolliert in die Oberfläche der Trägerschicht eindringt.
Es wird damit eine feste Verbindung der einzelnen Schichten erreicht, wobei die
Oberschicht an ihrer Oberfläche ein entsprechendes Aussehen durch die entsprechende Ausbildung der Matrizenfläche erhält.
Es ist zweckmäßig und von Vorteil, wenn in der Oberschicht und der die Zwischenschicht und in der Bindeschicht Vernetzer enthalten und die Oberschicht mit der Zwischenschicht und/oder die Zwischenschicht mit der Bindeschicht durch Aneinanderfügen in noch feuchtem Zustand miteinander quervernetzt sind und/oder wenn in der Oberschicht und/oder in der Zwischenschicht bis zu 4 Gew.-% transparente Mikrohohlkugeln aus Kunststoff enthalten sind und/oder wenn in den Polyurethandispersionen Pigmente, Vernetzer und/oder Verdicker enthalten sind und/oder wenn auf der Oberschicht feine Härchen ausgebildet sind und/oder wenn in der Oberschicht durchgehende Kapillaren ausgebildet sind und/oder wenn die Oberfläche ein Aussehen ähnlich Nubukleder oder einem geschliffenen Kunststoffmaterial mit einer feinzelligen Struktur oder einer mikrofeinen sechseckigen Wabenstruktur zeigt.
Stabile, feste, dehnbare und an die Beanspruchungen bei Verwendung angepasste Formatzuschnitte werden erhalten, wenn die verfestigte Polyurethandispersion der Oberschicht neben Pigmenten zwischen 2 und 12 Gew-% Polysiloxan enthält und vernetzt ist und/oder wenn die Polyurethandispersionen für die Zwischenschicht und die Bindeschicht in ihrer Zusammensetzung weitgehend ähnlich oder identisch sind und bis zu 55 Gew-% Polyacrylat enthalten und vernetzt sind.
Um eine entsprechende Leichtigkeit bei gleichzeitigem gutem Haftvermögen zu erreichen, wird vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Zwischenschicht oder die Bindeschicht ein Flächengewicht von 20 bis 100 g/m2, vorzugsweise 25 bis 80 g/m2, aufweist und jeweils eine, gegebenenfalls Polyacrylate und/oder Kunstharze enthaltende,
Schicht einer verfestigten wässerigen Polyurethandispersion ist, die jeweils vorzugsweise denselben oder einen sehr ähnlichen chemischen Aufbau besitzen und/oder dass die
Bereiche der Trägerschicht, in die die Polyurethandispersion der Kleberschicht beim Auftragen kontrolliert eingedrungen ist, eine Dichte besitzen, welche zwischen 12% und
48%, vorzugsweise zwischen 18 % und 30 %, über der Dichte der klebstofffreien Bereiche der Trägerschicht liegt.
In den offenen Zellen des Polyurethanschaumes der Trägerschicht kann sich der
Polyurethandispersionsklebstoff der als Kleberschicht dienenden Zwischenschicht oder Bindeschicht gut verankern. Die Zwischen- und Hohlräume eines eingelegten Gewirkes oder Netzes oder Vlies können leicht, stellenweise oder, falls gewünscht, vollständig von der Klebstoffmasse durchdrungen werden.
Um ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial an unterschiedliche
Gebrauchsbedienungen anpassen zu können, kann vorgesehen sein, dass an die der Oberschicht abgewendete Fläche der Trägerschicht eine Basisschicht, vorzugsweise aus textilem Material, Pappe, Papier, Kunststofffolie oder einem Polyester- oder
Polyamidvlies, angebunden, vorzugsweise angeklebt oder durch Flammkaschieren aufgebracht, ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass auf die Oberfläche der Oberschicht eine sehr dünne, hydrophobe Finish-Schicht in einer Stärke von weniger als 0,005 mm aufgebracht ist, die gegebenenfalls Nanoteilchen aus Polysiloxan oder aus Wachs oder aus Fluorpolymeren oder aus Mischungen von diesen enthält und/oder dass die Oberschicht eine eine verfestigte Polyurethandispersion enthaltende und auf einem strukturiertem Papier oder einer strukturierten Matrize oder Silikonkautschukunterlage bzw. -form gebildete und oberflächenstrukturierte Schicht ist.
Da die Trägerschicht gut biegbare und elastisch verformbar ist, kann es von Vorteil sein, diese Eigenschaften auch dem erfindungsgemäßen Verbundmaterial zu verleihen, wozu vorgesehen sein kann, dass die Oberschicht eine verfestigte Polyurethandispersion enthält, die eine Härte von zwischen 45 und 78 Shore A besitzt.
Eine hohe Widerstandsfähigkeit und Biegbarkeit des Verbundmaterials ergibt sich, wenn die Bindeschicht vor ihrer Vernetzung 50 bis 85 Gew.-% kristalline Struktur besitzendes thermoplastisches Polyurethan enthält und vernetzt ist und/oder wenn die Zwischenschicht und/oder die Bindeschicht jeweils bis zu 55 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 25 Gew.-%, Polyacrylate enthalten und jeweils eine Härte von zwischen 22 und 50 Shore A besitzen und/oder wenn die Gesamtdicke der Oberschicht und der Zwischenschicht 0,1 1 bis 0,22 mm beträgt.
Die Widerstandsfähigkeit und Festigkeit der Oberschicht wird unterstützt, wenn die Oberschicht zwischen 55 und 95 Gew-%, vorzugsweise zwischen 65 und 85 Gew-%, einer verfestigten, vernetzten Polyurethandispersion enthält und gegebenenfalls eine Dichte zwischen 0,9 und 1 ,12 g/cm3 aufweist. Sie ist schmutzabweisend und atmungsaktiv.
Mit einem erfindungsgemäßen Verbundmaterial werden vor allem Gegenstände in Form von Kraftfahrzeuginnenwandverkleidungen, vorzugsweise Himmel, hergestellt, weil aufgrund ihres sehr geringen Gewichts bei hoher Reißfestigkeit und all den vorhandenen Komforteigenschaften weniger C02 anfällt als bei bekannten Materialien mit vergleichbarer Festigkeit und Stärke. Ähnliches gilt für Schuhfutter, die geringes Gewicht und hohe Festigkeit und beste Isoliereigenschaften besitzen.
Vor allem durch das bevorzugte Aufbringen der die Oberschicht ausbildenden
Polyurethandispersion auf eine Matrize, kann die Oberflächengestaltung der Oberschicht durch Ausformung und Strukturierung der Matrize, insbesondere mittels Laser, nach Belieben erfolgen; es kann der Oberfläche der Oberschicht eine Vielzahl von Strukturen verliehen werden, beispielsweise können Muster, so auch Logos und Marken, auf der Oberfläche der Oberschicht ausgebildet werden.
Der Verbund der einzelnen Schichten des Verbundmaterials ist außergewöhnlich gut, sodass auch unter Lösungsmitteleinfluss, z.B. wie Benzin, keine Schichtentrennung erfolgt.
Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Verbund material atmungsaktiv. Durch Ausbildung von durchgehenden Kapillaren in der Oberschicht können die erfindungsgemäßen Verbundmaterialien wasserdampf- und/oder luftdurchlässig gestaltet werden. Die Oberschicht kann mit durchgehenden Kapillaren gefertigt sein, welche direkt bei ihrer Herstellung ausgebildet werden, sodass die Kapillaren die Oberschicht und gegebenenfalls die Zwischenschicht durchdringen und in den offenen Zellen des Schaumes enden. Auch ein nachträgliches Anbringen von Kapillaren durch eine Mikroperforation ist möglich.
Ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial besitzt außerordentlich gute Wärme- und Kälteisolierwirkung, die durch die Luft in dem offenzelligen Polyurethanschaum der Trägerschicht begründet wird.
Ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial kann mit Leder verglichen werden und kann das Aussehen von echtem Narben- oder Nubukleder aufweisen, jedoch ohne die Nachteile von Leder zu besitzen, welches zu schwer und zu teuer ist, um es als Autohimmel einsetzen zu können, da es mindestens 6 Mal schwerer ist als ein erfindungsgemäßer Autohimmel.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbundmaterials mit einer Einlage eines Gewirkes oder Netzes oder Vlies.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial ohne Einlage eines Netzes oder Gewirkes.
Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 4 zeigt einen Detailschnitt durch die Trägerschicht, in die oberflächlich eine Polyurethandispersion integriert ist.
Das erfindungsgemäße Verbundmaterial umfasst gemäß Fig. 1 eine Anzahl von Schichten. Die Oberschicht 4 enthält die verfestigte wässrige Polyurethandispersion und ist mittels einer Zwischenschicht 5 verbunden, die die Verbindung der Oberschicht 4 mit einer Bindeschicht 7 darstellt. Die die Funktion einer Kleberschicht erfüllende Bindeschicht 7 ist in einen Oberflächenbereich 7' einer Trägerschicht 2 teilweise eingedrungen, wobei die Bindeschicht 7 die Verbindung zwischen der Trägerschicht 2 und der Oberschicht 4 bzw. der Zwischenschicht 5 ausbildet. Die Trägerschicht 2 wird von einem offenzelligen Polyurethanschaum gebildet. An der unteren Fläche der Trägerschicht 2 kann ein weiteres Trägermaterial 6 bzw. eine Basisschicht allenfalls zur Verbesserung der Isolation und/oder Festigkeit angebunden werden, insbesondere unter Zuhilfenahme eines eine Polyurethandispersion enthaltenden Klebers oder durch Flammkaschieren, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
Mit 3 ist eine Lage eines Netzes, Vlies oder Gewirkes bezeichnet, das an die Oberfläche des offenzelligen Polyurethanschaums 2 angebunden sein kann und/oder in die Bindeschicht 7 eingebettet ist. Die Einlage eines derartigen Netzes oder Gewirkes oder Vlieses 3 erfolgt insbesondere dann, wenn das Gewicht des offenzelligen Polyurethanschaumes geringer ist als 45 kg/m3. Vorteilhafterweise kann das Gewicht des Polyurethanschaumes 15 bis 110 kg je m3 betragen. Bei leichtgewichtigen Schäumen dienen das Netz, Vlies oder Gewirke 3 als Verstärkung.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, dringt die Kleberschicht 7 lediglich in einen schmalen Teilbereich der Trägerschicht 2 ein oder dringt überhaupt nicht in die Trägerschicht 2 ein, sondern ist lediglich an dem Netz, Vlies oder Gewirke 3 und/oder an die Oberfläche der Trägerschicht 2 angebunden. Das Ausmaß des Eindringens in die Trägerschicht 2 hängt vor allem von den Öffnungen des Netzes, Vlies oder Gewirkes 3 ab.
Um ein beschichtetes flexibles Verbundmaterial mit hoher Luftdurchlässigkeit zu schaffen, wird beispielsweise wie folgt vorgegangen: Auf eine Silikonkautschukunterlage, deren Oberfläche im Negativ bei 40-facher Vergrößerung eine vorgegebene Struktur, z.B. die Struktur von feinzelligem, geschliffenem Gummi oder Kunststoff, zeigt, wird auf +95°C erwärmt. Auf die warme Oberfläche wird zur Ausbildung der Oberschicht 4 eine wässrige Dispersion aufgesprüht, die als Feststoffanteil 41Gew-% Polyurethan enthält. Die Dispersion wird in einer Menge von 158g/m2 aufgesprüht und bei der Wasserverdampfung entstehen feine Kapillaren. Auf diese trockene, erste, noch etwa 60°C warme Oberschicht 4 wird zur Ausbildung der Zwischenschicht 5 eine weitere wässrige Dispersion aufgesprüht, die einen Feststoffanteil von 45Gew-% bis 55Gew-% eines thermoplastischen Polyurethans enthält, und zwar in einer Menge von 1 10g/m2. Dabei werden zwar einige sehr feine Kapillaren der Oberschicht 4 verschlossen, aber die große Mehrzahl der Kapillaren bleibt mit geringerem Durchmesser erhalten. Ferner wird auf die Oberfläche der Trägerschicht 2 bzw. und das gegebenenfalls darauf aufliegenden oder gegebenenfalls daran angebundenen Netzes, Vlies oder Gewirkes 3 als Bindeschicht 7 eine Polyurethan enthaltende, wässrige Dispersion mit gleichem oder ähnlichem Aufbau, wie sie für die Zwischenschicht 5 verwendet wurde, in einer Menge von 95g/m2 in Form von feinsten Tröpfchen bzw. nebelartig aufgesprüht. Danach wird die Trägerschicht 2 mit der noch feuchten Dispersion als Bindeschicht 7 mit der Zwischenschicht 5, welche sich noch auf der Matrize befindet, zusammengebracht und in einer Rollenpresse bei einem Druck von max. 0,25 kg/cm2 angedrückt und danach mittels Wärme getrocknet. Die Schichten besitzt durchgehende Kapillaren und weist , eine hohe Luftdurchlässigkeit auf. Erfindungsgemäß enden die Kapillare der Oberschicht 4 und/oder der Zwischenschicht 5 in den offenen Zellen der Trägerschicht 2, die mit dem Kleber ausgekleidet sind und offen bleiben, weil die als Kleber eingesetzte Polyurethandispersion der Zwischenschicht 5 und der Bindeschicht 7 ca. 50 % Wasser enthalten, welches nach dem Trocknen die Zellen im Eindringbereich verkleinert aber nicht verschließt.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass ein Netz Vlies oder Gewirke 3 vor Aufbringen der Bindeschicht 7 auf die Trägerschicht 2 aufgebracht bzw. angebunden wird. Nach Aufbringen und Anbinden des Netzes, Vlies oder Gewirkes 3 wird die Bindeschicht 7 auf diesen Verbund aufgebracht, durchdringt gegebenenfalls das Netz, Vlies oder Gewirke 3 und dringt allenfalls in Oberflächenbereiche T der Trägerschicht 2 ein. Letztlich erhält man damit ein flexibles Verbundmaterial, bei dem auf einer von einem offenzelligen Polyurethanschaum gebildeten Trägerschicht 2 eine Lage aus einem Netz, Vlies oder Gewirke 3 aufgebracht und direkt, z.B. durch Flammkaschieren, und/oder auch mittels der Bindeschicht 7 an die Trägerschicht 2 angebunden ist.
Gemäß Fig. 1 ist auf eine Trägerschicht 2, die von einem offenzelligen Polyurethanschaum gebildet ist, eine Oberschicht 4 angebunden, die eine außen gelegene, oberflächlich strukturierte und eine verfestigte Polyurethandispersion enthaltenden Schicht darstellt und mit einer darunter liegenden, vorzugsweise eine eine lineare Struktur besitzende verfestigte Polyurethandispersion enthaltenden, Zwischenschicht 5 verbunden ist. Die Oberschicht 4 und die Zwischenschicht 5 sind fest miteinander verbunden und mit der Bindeschicht 7 an die Trägerschicht 2 angebunden. Die Bindeschicht 7 ist dabei in den offenzelligen Polyurethanschaum eingedrungen; dieser Eindringbereich ist mit T bezeichnet. Die Bindeschicht 7 und die Zwischenschicht 5 sind fest haftend miteinander verbunden bzw. vernetzt.
An der Unterfläche der Trägerschicht 2 kann eine Basisschicht 6 angebunden sein. Die Basisschicht 6 kann aus Papier, Pappe, Vlies, einer Klebefolie, Kunststofffolie oder anderen flächigen oder z.B. als Autohimmel vorgeformten Materialien ausgebildet werden.
Das Netz oder Gewirke 3 besitzt vorteilhafterweise ein Flächengewicht zwischen 15 und 120 g/m2, vorzugsweise zwischen 30 und 80 g/m2, und vorteilhafterweise eine Dicke von 0,10 bis 0,48 mm.
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Verbundmaterials ohne
Einlage eines Netzes, Vlies oder Gewirkes 3. Bei dieser Ausführungsform wird die Bindeschicht 7 direkt auf die Oberfläche des offenzelligen Polyurethanschaumes, der die Trägerschicht 2 darstellt, aufgetragen und wird in diesen über den schmalen Eindringbereich 7' eingelagert. Mit der Bindeschicht 7 wird die Trägerschicht 2 an die Zwischenschicht 5 fest angebunden.
Die Oberschicht 4 zeigt eine Härte von 45 bis 78 Shore A bei einer Stärke von 0,06 bis 0,12 mm. Die Zwischenschicht 4" besitzt eine Dicke von 0,05 bis 0,9 mm bei einer Härte von 22 bis 50 Shore A. Dies gilt auch dann, wenn die Bindeschicht 7 entfällt und die Schicht 5 die Klebeschicht ist. Es ist hier wesentlich, nur eine Schicht aus Klebermaterial auszubilden. Anstelle der Bindeschicht 7 kann auch die Zwischenschicht 5 treten, wie in Fig. 3 dargestellt ist.
Die Bindeschicht 7 kann etwa 0,02 bis 0,8 mm in den offenzelligen Polyurethanschaum eindringen. Um eine gute Verbindung zwischen der Bindeschicht 7 und dem Polyurethanschaum 2 bei gleichzeitiger Leichtigkeit des Verbundmaterials zu gewährleisten, werden Polyurethanschäume eingesetzt, bei denen der Anteil an offenen Poren mehr als 90 % beträgt.
Der Polyurethanschaum kann auf Polyester- oder Polyätherbasis erstellt sein und besitzt eine Stärke von etwa 1 bis 5 mm und ist schwer entflammbar ausgebildet.
Vorteilhafterweise kann bei einem Gewicht des Polyurethanschaums von mehr als 45 kg/m3 die Kleberschicht 7 direkt auf die Schaumoberfläche ohne Zwischenlage eines Netzes Vlies oder Gewirkes 3 aufgebracht werden und dringt dann bis zu 0,8 mm in die offenen Zellen der Oberfläche des Polyurethanschaumes ein und verbindet sich chemisch und verankert sich mechanisch in den Zellen was zu einer untrennbaren Verbindung führt. Die in die Oberfläche des Polyurethanschaums 2 eindringende Klebermasse erhöht in diesen Bereichen die Dichte um zumindest 12 %, vorzugsweise um zumindest 18 %.
Soferne in das Verbundmaterial ein Netz Vlies oder Gewirke 3 eingebracht ist, erhält das Verbundmaterial auf seiner Oberseite durch das Netz, Vlies oder Gewirke bzw. die Flammkaschierung ein höheres Gewicht bzw. eine höhere Dichte. Es kann vorgesehen sein, dass die Klebermasse der Bindeschicht 7 durch das Netz Vlies oder Gewirke 3 hindurchtritt und bei Ausfüllung der Zwischenräume des Netzes, Vlieses oder Gewirkes 3 Kontakt mit dem Polyurethanschaum hat oder auch in diesen bis zu einer gewissen vorgegebenen geringen Tiefe eindringt.
Ein zweischichtige Aufbau gemäß Fig. 3 kommt vorzugsweise dann zur Anwendung, wenn anstelle einer Matrix ein beschichtetes Papier zur Herstellung großformatiger Verbundmaterialien eingesetzt wird.
Die Beschichtung kann also zwei- oder dreischichtig ausgeführt sein.
Wenn die auf die Trägerschicht 2 aufgebrachte Bindeschicht 7 entfällt ist die
Zwischenschicht 5 entsprechend stärker, weil in diesem Falle die Dispersionsmenge, welche auf die Trägerschicht 2 aufgebracht würde, der Zwischenschicht 5 zugeschlagen wird. Die Dicke der Zwischenschicht 5 beträgt in diesem Fall 0,06 bis 0,15 mm. Die Zwischenschicht 5 bzw. die Bindeschicht 7 ist in einen Bereich T der Trägerschicht 2 eingedrungen.
Unabhängig davon aus wie viel Schichten das Verbundmaterial besteht, ist sie pflegeleicht, verhindert das Eindringen von trockenem und nassem Schmutz in einen Autohimmel und ist atmungsaktiv und druckelastisch und sehr leicht. 1 m2 Autohimmel mit einer Stärke von 2,0 mm wiegt maximal 0,270 kg vorzugsweise weniger als 0,190 kg.
Anstelle einer Matrize kann man auch ein mit Silikon oder z.B. Polypropylen beschichtetes oberflächenstrukturiertes Papier verwenden (für größere Platten oder Bahnen Formate).
In diesem Falle ist es zweckmäßig, dass die Zwischenschicht 5 gleich als Kleberschicht fungiert, weil dann der Polyurethanschaum direkt in die noch nasse Zwischenschicht 5, die sich auf der Oberschicht 4 befindet, aufgelegt und mittels einer Rolle leicht angedrückt werden kann, und zwar bei einem Druck zwischen 0,002 und 0,25 kg cm2. Durch die Menge der nassen Zwischenschicht 5 und den Druck und die Dichte der Trägerschicht 2, lässt sich die Eindringtiefe steuern, egal ob der Kleber teilweise auf die Trägerschicht 2 oder nur auf die Oberschicht 4 aufgebracht wird. In jedem Fall werden die Schichten nass oder feucht zusammen gebracht und leicht angedrückt. Danach wird das Wasser aus den Dispersionen mittels Wärme entfernt, was bei einem offenzelligen Schaum einfach ist, weil das Wasser schwammartig aufgesogen wird und über die Rückseite des offenzelligen Schaumes entweichen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass, wie in Fig. 4 dargestellt, in den der Oberschicht 4 nahen Oberflächenbereich der Trägerschicht 2, die von einem weichen Polyurethanschaum gebildet ist, eine vernetzte Polyurethandiserpersion integriert ist. Diese Polyurethanschicht wird mit einer Eindringtiefe von 0,02 bis 0,8 mm auf bzw. in die Trägerschicht 2 aufgebracht bzw. eingebracht, bevor diese mittels der Kleberschicht mit der Oberschicht 4 verbunden wird und verursacht dabei eine Dichtezunahme von 12 bis 48 %, vorzugsweise 18 bis 30 %, bezogen auf den Dichtewert der dispersionsfreien Bereiche 1 1 der Trägerschicht 2.
Sowohl die Trägerschicht 2 als auch die eingebrachte Polyurethandiserpersion besitzen die Eigenschaften von Elastomeren und weisen etwa die gleiche oder eine sehr ähnliche Härte auf.
Die Oberschicht 4 kann auch in diesem Fall eine Polyurethandiserpersion enthalten, die ohne Vernetzer über elastomere Eigenschaften verfügt und gegebenenfalls mehr als 2 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 4 Gew.-%, Polysiloxan enthalten kann. Die unter der Oberschicht 4 liegende weiche Zwischenschicht 5 und/oder Bindeschicht 7 bestehen aus einer vernetzten, Polyurethan enthaltenden Dispersion und besitzen ebenfalls elastomere Eigenschaften.
Es wird bemerkt, dass unter elastomeren Eigenschaften verstanden wird, dass die gesamte Beschichtung druck- und zugelastisch ist. Die Zwischenschicht 5 und die Bindeschicht 7 sind vor ihrer Vernetzung thermoplastisch oder thermoelastisch und nach ihrer Vernetzung elastomer, auch dann, wenn sie - wie vorgesehen sein kann - zwischen 25 und 55 Gew.-% Polyacrylate enthalten. Die Oberschicht 4 ist somit eine elastomere Schicht mit einer Shore A Härte von 45 bis 78 und gegebenenfalls einem Polysiloxan- Anteil von 2 bis 12 Gew.-%. Die Mittelschicht bzw. Kleberschicht, d.h. die Bindeschicht 7 und/oder die Zwischenschicht 5können jeweils zwischen 25 und 55 Gew.-% Polyacrylate enthalten und sind vernetzt und besitzen eine Shore A Härte zwischen 22 und 50 und besitzen die Eigenschaften von Elastomeren.
Die Oberschicht 4 ist vorteilhafterweise vernetzt und besitzt ausgeprägte elastomere Eigenschaften. Die Schichten 5 und 7 können, aber müssen kein Polyacrylat enthalten. Ohne Polyacrylatgehalt sind sie nach ihrer Vernetzung ebenfalls elastomer. Mit Polyacrylatgehalt sind sie nach ihrer Vernetzung, abhängig von dem Acrylatanteil, thermoelastisch bis elastomer, aber absolut nicht mehr thermoplastisch.
Der Polyurethanschälschaum der Trägerschicht 2 besitzt ausgeprägte elastomere Eigenschaften. Dadurch wird bedingt, dass die Oberschicht 4 und die Trägerschicht 2 über ausgeprägte elastomere Eigenschaften verfügen und die Schichten 5 und 7 thermoelastisch bis elastomer sind. Demzufolge besitzt das Verbundmaterial elastomercharakteristische Eigenschaften. Nach einer Druck- und/oder Dehnungsverformung geht das Verbundmaterial immer wieder in seine Ausgangslage zurück.
Erfindungsgemäß ergeben sich die einmaligen Eigenschaften des Verbundmaterials, weil alle Schichten elastomere Eigenschaften zeigen und weil alle Schichten gleiche oder ähnliche Härten aufweisen.
Die Oberschicht 4 enthält vorteilhafterweise 65 bis 85 Gew.-% einer Polyurethandiserpersion mit elastomeren Eigenschaften sowie gegebenenfalls Zuschlagstoffe, insbesondere Vernetzer, Polysiloxane, Pigmente und/oder Verdicker.
Zur Ermittlung der angegebenen Shore A Härten der Oberschicht 4 wird aus der jeweils angesetzten Formulierung ein Prüfkörper erstellt, indem durch mehrmaliges Aufsprühen und Zwischentrocknen der 100 x 100 mm große Prüfkörper mit einer Dicke von 6 mm erstellt wird. Nach einer Lagerung von 48 Stunden wird die Shore A Härte, wie in ISO 7619 vorgesehen, ermittelt. Das gleiche gilt für die Ermittlung der Shore A Härten der Zwischenschicht 5 und/oder der Bindeschicht 7. Für die Ermittlung der Shore A Härte der Trägerschicht 2 wird aus dem Reaktionsgemisch ein nicht geschäumter Prüfkörper erstellt und ebenso geprüft.
Ein aus dem jeweiligen Reaktionsgemisch für die Schaumherstellung der Trägerschicht 2 hergestellter, nicht geschäumter und wie zuvor beschrieben geprüfter Prüfkörper mit einer Stärke von 6 mm besitzt eine Härte von 22 bis 78 Shore A.
Unter Polyacrylatdispersionen werden thermoplastische, leicht klebrige
Dispersionen verstanden, die eine Shore A Härte von weniger als 20 aufweisen.
Unter Kapillaren werden Durchgänge durch alle auf die Trägerschicht 2 aufgebrachten Schichten verstanden.
Unter Polysiloxanen werden Silikonverbindungen verstanden, welche der Oberschicht 4 hydrophobe Eigenschaften verleihen und dadurch bedingt auch eine gewisse Trennmittelwirkung haben, die allerdings durch die klebenden Eigenschaften der Polyurethandiserpersionen der einzelnen Schichten bei Weitem überwogen werden, vor allem auch dadurch, dass die Schichten nass oder feucht zusammengefügt werden und der vorhandene Vernetzer schichtenübergreifend wirkt.
Die Eindringtiefe der vor Aufbringen des Schichtaufbaus der Oberschicht 4 vorgesehenen Schichten auf die Trägerschicht 2 aufgebrachten Polyurethanschicht kann zwischen 0,02 und 1 ,0 mm betragen. Die Dichtetzunahme der mit einer eingedrungenen Polyurethanschicht und einer integrierten Polyurethanschicht versehenen Bereiche 1 1 der Trägerschicht 2 liegt vorteilhaft zwischen 70 und 95 % bezogen auf die dispersionsfreien Bereiche der Trägerschicht 2. Die in die Trägerschicht 2 integrierte Polyurethanschicht ist eine verfestigte elastomere Dispersion, die vernetzt ist und die Wände des offenzelligen Schaums der Trägerschicht 2 verstärkt, ohne dabei die Zellen der Trägerschicht 2 zu verschließen. Diese Verstärkung hat darüber hinaus den Vorteil, dass Schälschäume auf aromatischer Polyester- oder Polyetherbasis im Bereich der Verstärkung sich nicht oder kaum durch Lichteinflüsse verfärben.
Die Zwischenschicht 5 oder die Bindeschicht 7 sind jeweils von einer vernetzten Polyurethandiserpersion gebildet, welche vor ihrer Vernetzung thermoplastisch oder thermoelastisch war. Vernetzen bedeutet, dass danach alle Schichten elastomere Eigenschaften aufweisen.
Es ist wichtig, dass der offenzellige Schaum der Trägerschicht 2 eine gleiche oder eine ähnliche Härte wie die verfestigten und vernetzten Polyurethandiserpersionen der Oberschicht 4, der Zwischenschicht 7 und der Bindeschicht 5 aufweist, weil sodann beim Biegen keine Knitterfalten entstehen, da alle Polymerschichten gleiches oder sehr ähnliches elastisches Druck- und Dehnungsverhalten aufweisen.
Da ein derart leichter und offenzelliger Schaum der Trägerschicht 2 eine sehr geringe Weitereißfestigkeit aufweist und sich bei geringem Druck reversibel zusammendrücken lässt, wird dieser Nachteil überraschenderweise dadurch behoben, dass in den der Oberschicht 4 nahen Bereich die weitere Polyurethandiserpersionsschicht integriert wird, die in den Oberflächenbereich eingedrungen bzw. integriert ist. Damit werden nicht nur die Druck-, Reiß- und Weitereißfestigkeit verbessert, sondern auch die Optik und die Haptik. Beim Dehnen von bis zu 50 % bleibt das Aussehen der Oberfläche unverändert.
Bei der Erstellung des Verbundmaterials besizten die Oberschicht 4 bereits vor dem Vernetzen und die Bindeschicht 7 und die Zwischenschicht 5 nach dem Vernetzen und die Trägerschicht 2 immer elastomere Eigenschaften.
Die Optimierung des Aufbaus bzw. der Eigenschaften des Verbundmaterials wird erreicht durch die Kombination der chemisch unterschiedlich aufgebauten Polyurethane mit ähnlichen elastomeren Eigenschaften und ähnlicher oder gleicher Härte.
Es ist zu bemerken, dass ein in der Zwischenschicht 5 und/oder in der Bindeschicht 7 enthaltener Vernetzer schichtübergreifend wirkt. Ein derartiges Übergreifen tritt dann ein, wenn eine der Schichten 5 und/oder 7 noch nass oder feucht mit der Oberschicht 4 zusammengebracht wird und die jeweiligen Schichten noch etwa 10 bis 50 Gew.-% Wasser enthalten und/oder wenn die grifftrockene Oberschicht 4 noch 2 bis 8 Gew.-% Wasser enthält. In diesem Fall wirkt der Vernetzer schichtübergreifend, wodurch eine verbesserte Verbindung der Schichten bei ihrer Verbindung durch Aufeinanderlegen bzw. Zusammenbringen, gegebenenfalls unter Druck, eintritt.
Im Folgenden wird ein Beispiel für ein erfindungsgemäß erstelltes Verbundmaterial angegeben bzw. dessen Herstellung näher erläutert.
Auf einen 2 mm starken Polyurethanschälschaum für die Trägerschicht 2 mit einem Flächengewicht von 180 g/m2 wird eine Polyurethan enthaltende, mit einem Vernetzer versehene Dispersion aufgesprüht bzw. derart aufgetragen, dass sie ca. 1 ,0 mm in den Schaum eindringt und der Schälschaum der Trägerschicht 2 nach ihrer Trocknung ein Flächengewicht von 255 g/m2 besitzt. Die verfestigte und vernetzte Polyurethan enthaltende Dispersion verstärkt die dünnen Zellwände des offenzelligen Schälschaums der Trägerschicht 2, ohne die Schaumstruktur, d.h. die Offenzeiligkeit, zu verändern. Auf diese Weise ist es möglich, vorgefertigte, mit Polyurethandispersion integrierte Trägerschichten 2 auf Lager zu halten bzw. nach Bedarf zu verwenden um sie mit der Oberschicht 4 über die Kleberschicht zu verbinden. Erfindungsgemäß können die Trägerschicht 2 und die in diese integrierte Polyurethandispersion zusätzlich mit einem Schweißhilfsmittel, z.B. einer Polyvinylacetatdispersion imprägniert sein, damit das Verbundmaterial, z.B. beim Einsatz für Sinnenblenden, thermisch verschweißbar wird.
Zur weiteren Verstärkung der dünnen Zellwände des Schälschaums der Trägerschicht 2 kann die Polyurethan enthaltende Dispersion auch bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf die verfestigte Polyurethandispersion, textile Mahl- oder Schnittflocken mit einer Länge zwischen 0,01 bis 1 ,8 mm enthalten.
Unter offenzelligen Polyurethanschäl- oder spaltschäumen sind auch solche auf
Polyester- bzw. Polyurethanbasis zu verstehen, bei denen eine oder beide Oberflächen eine höhere Dichte als der mittlere Bereich des Schaums aufweisen.
Die Verdichtung erfolgt nach dem Schälen oder Spalten durch kurze Einwirkung von Hitze auf eine oder beide Schaumoberflächen und gleichzeitigem Ausüben von Druck. So kann z.B. ein 4 mm starker Schaum mit dieser Behandlung auf 2,5 mm reduziert werden. Die Oberflächenverdichtung führt zu kleineren offenen Zellen, verursacht aber keine luft- oder wasserdichte Haut, wie dies bei in Formen hergestellten Schäumen der Fall ist.

Claims

Ansprüche:
1. Verbundmaterial mit einer polymeren Oberschicht (4), die zumindest teilweise oder zur Gänze aus einer verfestigten, und gegebenenfalls vernetzten, Polyurethandispersion besteht, wobei die Oberflächenstruktur der Oberschicht (4) durch Antrocknen der Polyurethandispersion auf einer Matrize, insbesondere auf einer Silikonkautschukmatrize, erstellt ist, und wobei die Oberschicht (4) über zumindest eine Kleberschicht mit einer Trägerschicht (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Trägerschicht (2) zum überwiegenden Teil oder zur Gänze mit einem offenzelligen Polyurethanschaum gebildet ist, an den die zwischen 2 und 12 Gew-% Polysiloxan enthaltende Oberschicht (4) mit der Kleberschicht angebunden ist,
- dass zur Verbindung von Oberschicht (4) und Trägerschicht (2) zwischen der Oberschicht (4) und der Trägerschicht (2) als Kleberschicht eine Zwischenschicht (5) oder eine Doppelschicht, das heißt ein Verbund der Zwischenschicht (5) mit einer zwischen der Trägerschicht (2) und der Zwischenschicht (5) liegenden Bindeschicht (7), vorgesehen ist,
- dass die Oberschicht und/oder die Zwischenschicht (5) und/oder die Bindeschicht (7) gegebenenfalls mit einer Vernetzer enthaltenden, verfestigten und vernetzten Polyurethandispersion gebildet sind, und
- dass die Bereiche der Trägerschicht (2), in welche die Polyurethandispersion der Kleberschicht beim Auftragen kontrolliert eingedrungen ist, eine Dichte besitzen, welche zwischen 12% und 48%, vorzugsweise zwischen 18 % und 30 %, über der Dichte der kleberschichtfreien Bereiche der Trägerschicht (2) liegt.
2. Verbundmaterial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an offenen Zellen im Polyurethanschaum der Trägerschicht (2) größer als 90 % ist und/oder dass der Polyurethanschaum der Trägerschicht (2) zumindest auf der der Oberschicht (4) zugekehrten Fläche, vorzugsweise auf seinen beiden Oberflächen, hautfrei ist und/oder dass der eingesetzte Polyurethanschaum der Trägerschicht (2) ein Schäl- oder Spaltschaum ist.
3. Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht des als Trägerschicht (2) eingesetzten Polyurethanschaumes 15 bis 1 10 kg/m3, vorzugsweise 30 bis 85 kg/m3, beträgt.
4. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
- dass in die Zwischenschicht (5) oder in die Bindeschicht (7) ein Netz oder ein Gewirke oder ein Vlies (3) eingelegt oder eingebettet ist und/oder - dass das Netz oder Gewirke oder Vlies (3) auf der der Zwischenschicht (5) zugewendeten Oberfläche der Trägerschicht (2) an- oder aufliegt und/oder an die Oberfläche der Trägerschicht (2), vorzugsweise durch Flammkaschieren, angebunden ist.
5. Verbundmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
- dass das Flächengewicht des Netzes oder Gewirkes oder Vlieses (3) 15 bis 120 g/m2, vorzugsweise 30 bis 80 g/m2, beträgt und/oder
- dass die Abstände zwischen den Fäden oder Garnen des Netzes oder Gewirkes oder Vlieses (3) oder die längsten Abmessungen der zwischen den Fäden oder Garnen liegenden Öffnungen oder Maschen 0,02 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,05 bis 0,15 mm, betragen und/oder
- dass das Netz oder Gewirke oder Vlies (3) eine Dicke von 0,10 bis 0,48 mm besitzt.
6. Verbundmaterial nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Netze oder Gewirke oder Vliese (3) mit Fäden oder Garnen aus Polyester oder Polyamid erstellt sind, wobei gegebenenfalls auch ein Anteil der Fäden oder Garne von Baumwollfasern gebildet ist.
7. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (5) oder die Bindeschicht (7), gegebenenfalls ein eingelegtes oder an die Trägerschicht (2) angebundenes Netz oder Gewirke oder Vlies (3) zumindest stellenweise durchdringend, 0,02 bis 1 ,0 mm, insbesondere 0,02 bis 0,8 mm, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 mm, in den offenzelligen Polyurethanschaum der Trägerschicht (2) eingebracht oder eingedrungen oder in diesen integriert ist.
8. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Trägerschicht (2) 1 ,0 bis 5 mm, vorzugsweise 1 ,5 bis 3,5 mm, beträgt.
9. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschicht (4) mit der Zwischenschicht (5) untrennbar verbunden ist und eine oberflächlich strukturierte, verfestigte Polyurethandispersion enthaltende Schicht darstellt.
10. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
- dass die verfestigte Polyurethandispersion der Oberschicht (4) und gegebenenfalls auch die Zwischenschicht (5) Pigmente enthält und aus einem anderen Polyurethan besteht als die Zwischenschicht (5) oder die Bindeschicht (7) und vernetzt ist und/oder - dass die Polyurethandispersionen für die Zwischenschicht (5) und die Bindeschicht (7) in ihrer Zusammensetzung weitgehend identisch sind und/oder bis zu 55 Gew-% Polyacrylat enthalten und vernetzt sind.
1 1. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindeschicht (7) ein Flächengewicht von 20 bis 100 g/m2, vorzugsweise 25 bis 80 g/m2, aufweist und eine, gegebenenfalls Polyacrylate und/oder Kunstharze enthaltende, Schicht einer verfestigten wässerigen Polyurethandispersion ist, die vorzugsweise denselben oder einen sehr ähnlichen chemischen Aufbau wie die Zwischenschicht (5) besitzt.
12. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an die der Oberschicht (4) abgewendete Fläche der Trägerschicht (2) eine Basisschicht (6), vorzugsweise aus textilem Material, Pappe, Papier, im Spritz- oder Pressguss gefertigte Kunststoffplatten oder in Form eines Autohimmels, angebunden ist.
13. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
- dass auf die Oberfläche der Oberschicht (4) eine sehr dünne, hydrophobe Finish-Schicht (9) in einer Stärke von weniger als 0,005 mm aufgebracht ist, die gegebenenfalls Nanoteilchen aus Polysiloxan oder aus Wachs oder aus Fluorpolymeren oder aus deren Mischungen enthält, und/oder
- dass die Oberschicht (4) eine - eine verfestigte Polyurethandispersion enthaltende und auf einer strukturierten Matrize oder auf einer Silikonkautschukunterlage bzw. -form oder auf einer strukturierten Papierunterlage gebildete - oberflächenstrukturierte Schicht ist.
14. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Oberschicht (4) eine verfestigte Polyurethandispersion enthält und eine Härte zwischen 45 und 78 Shore A besitzt und/oder
- dass die Bindeschicht (7) vor ihrer Vernetzung zu 50 bis 85 Gew.-% kristalline Struktur besitzendes, thermoplastisches Polyurethan enthält und mit der Oberschicht (4) vernetzt ist und/oder
- dass die Zwischenschicht (5) und/oder die Bindeschicht (7) jeweils bis zu 55 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 25 Gew.-%, Polyacrylate enthalten oder enthält und jeweils eine Härte zwischen 22 und 50 Shore A besitzen oder besitzt und/oder
- dass die Gesamtdicke der Oberschicht (4) und der Zwischenschicht (5) 0,12 bis 0,25 mm, vorzugsweise 0,10 bis 0,22 mm, beträgt.
15. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
- dass in der Oberschicht (4) und der Zwischenschicht (5) und der Bindeschicht (7) Vernetzer enthalten und die Schichten vernetzt sind und/oder die Zwischenschicht (5) mit der Bindeschicht (7) durch Aneinanderfügen in noch feuchtem Zustand quervernetzt ist und/oder
- dass in der Oberschicht (4) und/oder in der Zwischenschicht (5) bis zu 4 Gew.-% transparente Mikrohohlkugeln aus Kunststoff enthalten sind und/oder
- dass in den Polyurethandispersionen Feststoffe in Form von Pigmenten, Vernetzern und/oder Verdickern enthalten sind und/oder
- dass auf der Oberschicht (4) feine Härchen ausgebildet sind und/oder
- dass in der Oberschicht (4) und/oder der Zwischenschicht (5), insbesondere bis zu den offenen Zellen des Schäl- oder Spaltschaumes durchgehende, Kapillaren oder Mikroperforationen ausgebildet sind und/oder
- dass die Oberfläche der Oberschicht (4) ein Aussehen ähnlich Nubukleder, Velour, Samt oder einem geschliffenen Kunststoffmaterial mit einer feinzelligen Struktur oder einer mikrofeinen sechseckigen Wabenstruktur zeigt.
16. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Oberschicht (4) eine Stärke von 0,04 bis 0,14mm, vorzugsweise von 0,08 bis 0,11 mm, aufweist und/oder
- dass die Zwischenschicht (5) eine Stärke von 0,04 bis 0,11 mm, vorzugsweise von 0,06 bis 0,08 mm, aufweist und/oder
- dass die Oberschicht (4) zwischen 55 und 95 Gew-%, vorzugsweise zwischen 65 und 85 Gew-%, einer verfestigten, vernetzten Polyurethandispersion enthält und gegebenenfalls eine Dichte zwischen 0,9 und 1 ,12 g/cm3 aufweist.
17. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einsatz von Polyurethanschäumen mit einem Gewicht von 15 bis 45 kg/m3 als Trägerschicht (2) in die Zwischenschicht (5) oder in die Bindeschicht (7) ein Netz oder Gewirke oder Vlies (3) eingebettet und/oder an die Trägerschicht (2), vorzugsweise durch Flammkaschieren, angebunden ist.
18. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (2) ein nicht thermoplastisches Elastomer ist.
19. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in dem der Oberschicht (4) zugekehrten Oberflächenbereich (10) der Trägerschicht (2) eine vernetzte Polyurethandispersionsschicht integriert ist, die eine Eindringtiefe von 0,02 bis 1 ,0 mm besitzt und dass in diesen verstärkten Oberflächenbereich (10) der Trägerschicht (2) die Polyurethandispersion der Zwischenschicht (5) oder der Bindeschicht (7) kontrolliert eingedrungen ist.
20. Verbundmaterial nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche der Trägerschicht (2), in die die Polyurethandispersion integriert und die Kleberschicht kontrolliert eingedrungen ist, eine Dichte besitzen, die zwischen 30 und 95 %, vorzugsweise zwischen 30 und 80 %, über der Dichte der kleberschichtfreien Bereiche (1 1 ) der Trägerschicht (2) liegen.
21. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschicht (4) eine elastomere Schicht mit verzweigter, vernetzter Struktur ist und/oder dass die Bindeschicht (7) und/oder die gegebenenfalls vorhandene Zwischenschicht (5) elastomere Eigenschaften besitzen und/oder dass die vernetzte Polyurethanschicht der Zwischenschicht (5) und/oder die Bindeschicht (7) zwischen 25 und 55 Gew.-% Polyacrylate enthalten und/oder eine Shore A Härte von 22 bis 50 besitzen.
22. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die elastomere und vernetzte Oberschicht (4) eine Shore A Härte von 45 bis 78 aufweist und/oder einen Polysiloxan-Anteil von 2 bis 12 Gew.-% aufweist.
23. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die auf einer negativ strukturierten Unterlage, wie z.B. einer Silikonkautschukplatte oder auch einem Silikonkautschukband oder auf einem Trennpapier, das Aussehen von Seidengewebe, Gewebe aus Kohlenstofffasern, ein technisches Aussehen mit dicht an dicht angeordneten Vertiefungen, vorzugsweise mit dreieckiger, quadratischer, rechteckiger oder runder Form mit einer Tiefe zwischen 0,002 und 0,01 mm und Abständen von 0,001 bis 0,005 mm besitzt oder dass die negativ gestalteten Strukturen mit einem Laser ausgebildet sind und/oder dass die Oberfläche das Aussehen von Narbenleder aufweist.
24. Mit einem Verbundmaterial (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 23 hergestellte Gegenstände in Form von Kraftfahrzeuginnenwandverkleidungen, Autohimmeln, Kofferraumauskleidungen, Tür- und Sitzrücken-Verkleidungen und Kopfstützen für Kraftfahrzeuge, Taschen, Schaftteilen und Futtern für Schuhe und Sportschuhe.
25. Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine oberflächenstrukturierte, erwärmte oder heiße Matrix, welche beispielsweise die Form eines Autohimmels aufweist, die - auf einer wässrigen Polyurethandispersion basierende - Oberschicht (4) aufgetragen wird,
- dass auf diese Oberschicht (4) nach ihrem Antrocknen oder Trocknen die Zwischenschicht (5) aufgebracht wird,
- dass auf die noch feuchte Zwischenschicht (5) entweder direkt die Trägerschicht (2) oder die mit der Bindeschicht (7), gegebenenfalls mit einer in der Bindeschicht (7) eingebetteten oder auf die Trägerschicht (2) angebundenen Lage eines Netzes oder Gewirkes oder Vlieses (3), versehene, Trägerschicht (2) aufgebracht wird, wobei die Zwischenschicht (5) oder die Bindeschicht (7) sich jeweils noch im feuchten Zustand befindet, und
- dass die derart übereinanderliegenden Schichten (4, 5, 7, 3, 2) durch Aneinanderdrücken zu dem platten- oder bahnenförmigen Verbundmaterial (1 ) verbunden werden.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (5) oder die Bindeschicht (7) auf die, gegebenenfalls mit einem Netz oder Gewirke (3) verbundene, Oberfläche der Trägerschicht (2) aufgebracht und das Polyurethanklebermaterial der Zwischenschicht (5) oder der Bindeschicht (7) nur in einen oberflächennahen Teilbereich (7') des die Trägerschicht (2) bildenden offenzelligen Polyurethanschaumes eingebracht wird.
Wien, am 29. November 2011
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