DE102004051074A1

DE102004051074A1 - Verfahren zum Kennzeichnen von Bodenmatten mit Transpondern

Info

Publication number: DE102004051074A1
Application number: DE200410051074
Authority: DE
Inventors: Guntram Fruehauf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2006-04-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Tranponders auf einer Bodenmatte Figur 4, Figur 5 und Fugur 6, die einen Flor auf der Oberseite und eine Mattenunterseite aus einem vulkanisierten Naturkautschuk, einem vulkanisierten Synthesekautschuk oder einem Polyvinylchlorid aufweist, das folgenden Schritte umfasst: DOLLAR A Auftragen eines Beschichtungsmittels auf den Mattenrücken Figur 8, das unter den Einkomponenten-Polyurethan-Klebstoffen, den Einkomponenten-Polyurethan-Schmelzklebstoffen und den Zweikomponenten-Polyurethan-Klebstoffen ausgewählt wird. DOLLAR A Aufbringen des Tranponders auf das Beschichtungsmittel (sauber in das Beschichtungsmittel eindrücken, ohne dass Blasen unter dem Transponder verbleiben) Figur 10. DOLLAR A Nach Anziehen des Beschichtungsmittels (ca. 20 bis 30 Minuten) eine zweite Schicht des Beschichtungsmittels über den Tranponder ziehen Figur 5/7 und Figur 11. DOLLAR A Aushärtenlassen der Schicht aus dem Beschichtungsmittel unter Erhalt einer elastischen vernetzten Schicht. Mit dieser Schicht ist der Transponder gegen alle zerstörenden Einflüsse, wie Hitze, Druck, Wasser, Lauge und Säure, geschützt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kennzeichnen von Matten mittels Transpondern, die einen Rücken aus einem Polymer, insbesondere Nitrilgummi oder Polyvinylchlorid, aufweisen. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung bestimmter Beschichtungsmittel für die Durchführung dieses Verfahrens sowie die durch dieses Verfahren erhältlichen Matten. Die Kennzeichnung selbst wird mit Transpondern, die über ein Antennensystem in ein PC-System einlesbar sind, vorgenommen.

Unter Matten sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung ganz allgemein lose ausgelegte Bodenbeläge, Bodenmatten, Fußmatten, Teppichmatten, Fußabtreter, Staub- und Schmutzfangmatten und trittelastische Arbeitsplatzmatten zu verstehen, das heißt alle Arten von beweglichen Matten, die der Dekoration von Wohnungen/Häusern dienen, mit denen die Verschmutzung von Häusern/Wohnungen durch Verlegen im Eingangsbereich verringert oder vermieden werden kann und/oder die dazu dienen, die Bedingungen an einem Arbeitsplatz zu verbessern, wie Industriematten, Arbeitsmatten, öl- und säurebeständige Matten, Eingangsmatten, Gummimatten, Sicherheitsmatten, Starkstromisoliermatten, antistatische und ableitende Matten, Antiermüdungsmatten, Isoliermatten, rückenschonende Matten, Sportmatten, Arbeitsschutzmatten, Waschraummatten, Sauberlaufzonen, Gymnastikmatten, Schutzmatten, Fußmatten, Großküchenmatten, Schmutzfangmatten, Werkstattmatten, Rillengummimatte und Labormatten.

Beispielhaft werden hier Schmutzfangmatten ausführlicher beschrieben, die einen dauerelastischen Mattenrücken aus Nitrilgummi oder Polyvinylchlorid aufweisen, auf den ein Flormaterial aus High-Twist-Nylon (Polyamid-6), oder aus einem Polyolefin oder ein Filzmaterial aufgebracht ist. Häufig enthält der Mattenrücken Kohlenstoff, wie Ruß, als Füllstoff, der den Mattenrücken schwarz einfärbt. Matten mit einer schmutzfangenden Florschicht, wie die zuvor erwähnten Schmutzfangmatten, weisen häufig einen Trittrand ohne Flormaterial auf, der gegebenenfalls abgeschrägt ist. Zwischen dem Mattenrücken und dem Flormaterial/Filzmaterial können eine oder zwei weitere Schichten aus anderen Polymeren vorgesehen sein.

Matten, wie Schmutzfangmatten, werden üblicherweise im Eingangsbereich von Privathäusern bzw. -wohnungen oder in öffentlichen Gebäuden mit Publikumsverkehr ausgelegt, und zwar in oder im Freien vor dem Gebäude. Sie dienen dazu, Schmutz und Feuchtigkeit von den Schuhen der über die Matte gehenden Passanten abzustreifen bzw. aufzusaugen und zurückzuhalten. Die Räume bleiben sauberer, Beschädigungen durch Nässe und Schmutz werden vermieden. Auf diese Weise können Reinigungs- und Reparaturkosten gesenkt werden.

Das Flormaterial der Matte verfügt jedoch nur über ein begrenztes Aufnahmevermögen für Schmutz. Die Matte sieht durch die Schmutzaufnahme zunächst unästhetisch aus und verliert dann zunehmend durch die Sättigung mit Schmutz ihre Reinigungsfunktion. Matten, die nicht mehr zufrieden stellend durch Staubsaugen gereinigt werden können, können in der Maschine bei einer Temperatur von bis zu 60°C gewaschen und im Trockner bis 90°C getrocknet werden. Da Matten aus Nitrilgummi und Polyvinylchlorid besonders beständig gegenüber der Einwirkung von Wasser, Chemikalien und mechanischen Kräften (hohe Reißfestigkeit, Einreiß- und Weiterreißfestigkeit, Abriebfestigkeit) sind, kann die maschinelle Reinigung mehrfach durchgeführt werden.

Ein Großteil dieser Matten wird von vielen großen namhaften Firmen (Wäschereien, Dienstleistungsunternehmen usw.) gekauft und dann an Kunden vermietet. Bis heute ist es nicht möglich, die einzelnen Matten zu identifizieren. Die bis dahin anonymen Matten werden einem Mieter mittels Lieferschein zugeordnet und nach der Rückgabe wird der Mieter mittels Rückgabequittung wieder entlastet.

Auch die Warenwirtschaft der vielen unterschiedlichen Matten (unterschiedliche Farben, Größen, Logos, Bodenmaterialien usw.) ist bis heute nur manuell möglich.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Identifizierung der oben erwähnten Matten, insbesondere von Schmutzfangmatten, aus den üblicherweise verwendeten Polymeren bei niedrigem Kostenaufwand mittels Transpondern zu gewährleisten. Diese werden mit einem speziellen Beschichtungsmittel aufgeklebt, überdeckt und unlösbar mit dem Mattenboden verbunden.

Unter Transpondern sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung ganz allgemein alle im Handel zu beziehenden Transponder zu verstehen. Größe, Höhe und Form sind für die Erfindung unerheblich. Vorzugsweise sind Transponder mit einer geringen Höhe zu verwenden, da diese unter dem Beschichtungsmittel nur wenig auftragen. Die verschiedenen Transponder-Typen können über Entfernungen von 10 Zentimetern bis 10 Metern und ohne direkten Sichtkontakt ausgelesen werden.

In den letzten Jahren entwickelten sich Transpondersysteme in allen Kontrollbereichen der Industrie und der Privatwirtschaft zu einer echten Alternative. So ersetzen diese Systeme heutzutage in immer größerem Umfang die konventionellen Lösungen zur Zugangskontrolle, Zeiterfassung, Kontrolle von Materialbewegungen u.v.m. Transpondersysteme zeichnen sich in allen diesen Bereichen durch Robustheit, Flexibilität und problemlose Erweiterbarkeit aus.

Der Transponder selbst besteht im Wesentlichen aus einer Spule und einem elektronischen Bauteil, dem eine einmalige Seriennummer "eingebrannt" ist. Desweiteren sind Transponder, angepasst auf entsprechende Einsatzanforderungen, in vielen Bauformen lieferbar.

Im Aufbau unterscheiden sich die verschiedenen Transpondersysteme zwar in bestimmten Details, die Hauptkomponenten und die Funktionsweise können jedoch systematisch und systemübergreifend dargestellt werden. 1

So umfasst eine minimale Transponderanwendung nur eine Lesestation, die beim Erkennen eines gültigen Transponders eine Funktion auslöst. Wird nun ein Transponder in die Nähe der Lesestation gebracht, so wird er von der Lesestation über die Spule berührungslos mit Strom versorgt und sendet seine Seriennummer zur Lesestation. 2

Stehen mehrere Lesestationen mit einem System in Verbindung kann mit einer Zentraleineit festgestellt werden, ob mit diesem Transponder eine Funktion ausgeführt wird oder nicht. 3

Aus diesem Verhalten von Transpondersystemen ergeben sich grundsätzliche Vorteile zu konventionellen Lösungen:
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufbringen von Transpondern mittels einem speziellen Beschichtungsmittel auf Bodenmatten, die einen elastischen Mattenrücken aus einem Polymermaterial, wie z.B. einem vulkanisiertem Naturkautschuk, einem vulkanisierten Synthesekautschuk oder einem Polyvinylchlorid aufweisen, das folgende Schritte umfasst:

– Auftragen eines Beschichtungsmittels, das insbesondere unter Einkomponenten-Polyurethan-Klebstoffen, Einkomponenten-Polyurethan-Schmelzklebstoffen und Zweikomponenten-Polyurethan-Klebstoffen ausgewählt wird, auf den Mattenrücken,
– Verteilen des Beschichtungsmittels auf dem vorgesehenen Platz, an dem der Transponder aufgebracht werden soll
– Aufbringen des Transponders auf das Beschichtungsmittel
– Überdecken des Transponders mit dem Beschichtungsmittel
– Aushärtenlassen des Beschichtungsmittels unter Erhalt einer elastischen vernetzten Schicht.

Im Folgenden werden Einkomponenten-Polyurethan-Klebstoffe mit 1K-PUR-Klebstoffe, Einkomponenten-Polyurethan-Schmelzklebstoffe mit 1K-PUR-Schmelzklebstoffe und Zweikomponenten-Polyurethan-Klebstoffe mit 2K-PUR-Klebstoffe abgekürzt.

Bei dem Synthesekautschuk, aus dem der Mattenrücken bestehen kann, kann es sich um einen Polyester-Urethan-Kautschuk (AU), einen Polyether-Urethan-Kautschuk, einen gegebenenfalls hydrierten Nitrilkautschuk (NBR, H-NBR), Polychloropren oder einen Styrolbutadien-Kautschuk (SBR) handeln. Nitrilkautschuk, der auch als Nitrilgummi bezeichnet wird, wird bevorzugt verwendet.

Bei dem Polymermaterial kann es sich allgemeiner um alle Polymere (Kunststoffe), Gummis und Kautschuke und sonstige Trägermaterialien handeln, die üblicherweise für die Herstellung von Bodenmatten verwendet werden. Neben dem oben erwähnten Nitrilgummi ist Polyvinylchlorid besonders gut geeignet. Das erfindungsgemäße Verfahren findet auch Anwendung bei Mattenrücken, die aus Polymerblends oder Polymerlegierungen auf der Basis der oben angegebenen Polymere bestehen. Die wesentliche Eigenschaft, die diese Polymermaterialien aufweisen müssen, ist eine Elastizität, die ihre Verwendung für die Herstellung elastischer Bodenmatten zulässt.

In das Polymer des Mattenrückens können antistatisch ausrüstende Zusätze, wie Ruß, eingearbeitet werden. Bei Verwendung von Ruß oder Kohlenstoff in Form von anderen Modifikationen ist der Mattenrücken schwarz eingefärbt.

Der Mattenrücken kann glatt oder genoppt sein und weist beispielsweise eine Dicke von 1 bis 5 mm auf. Die Noppen stören bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht und müssen daher nicht vorab entfernt werden, weil das Beschichtungsmittel trotz seiner Pastösität und Standfestigkeit auch in die Bereiche zwischen den Noppen eindringt.

Das Beschichtungsmittel kann, beispielsweise in Form von Strängen, unmittelbar auf den Mattenrücken aufgetragen werden. Anschließend wird das Beschichtungsmittel mit einem Spachtel verteilt. Dabei entsteht eine Schicht, auf die der Transponder aufgedrückt wird. Danach wird eine weitere Schicht aufgetragen und über dem Transponder mittels Spachtel verteilt.

Der Transponder, der normalerweise hitze-, druck-, laugen- und säureempfindlich reagiert, ist durch das Beschichtungsmittel gegen diese Einflüsse geschützt. Die Matten können gewaschen, entwässert und getrocknet werden, ohne dass der Transponder Schaden leidet.

Die Viskosität des Beschichtungsmittels bleibt auch nach vielen Behandlungen erhalten und schützt so dauerhaft den eingebetteten Transponder.

Die bedeckende Schicht kann eine Größe von einem bis mehreren Zentimetern betragen (je nach Größe des Transponders).

Die erfindungsgemäß erzeugte Beschichtung kann eine Stärke von 0,2 bis 0,8 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,4 mm, aufweisen. Die Schichtdicke muss so an die Elastizität des ausgehärteten Beschichtungsmittels angepasst werden, dass insgesamt eine elastische Matte resultiert, d.h. je elastischer das ausgehärtete Beschichtungsmittel ist, desto größer kann die Schichtdicke gewählt werden.

Je nach seiner Viskosität wird das auf den Mattenrücken und auf den Tranponder aufgebrachte Beschichtungsmittel mit einem Pinsel, einem Spatel oder einem Spachtel verteilt.

Die Beschichtungsmittel haben vorzugsweise eine pastöse Konsistenz, um leichter ohne Abtropfen aufgetragen werden zu können und besser auf dem Untergrund zu haften. Beschichtungsmittel mit einer derartigen Konsistenz weisen beispielsweise eine Viskosität von etwa 50 g/min/23 °C/3 bar/4 mm auf.

Wenn die zu kennzeichnende Matte durch Öle und/oder Fette verschmutzt ist, müssen diese Rückstände entfernt werden, da sich sonst das Beschichtungsmittel wieder ablösen kann.

Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein 1K-PUR-Klebstoff, ein 1K-PUR-Schmelzklebstoff oder ein 2K-PUR-Klebstoff eingesetzt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff "Klebstoff" auch Dichtmassen, Dichtungsmassen, Dichtstoffe und Klebdichtstoffe.

Erfindungsgemäß wird der 1K-PUR-Klebstoff bei einer Temperatur von 5 bis 35 °C, vorzugsweise 10 bis 30 °C, auf den Mattenrücken aufgetragen und härtet im gleichen Temperaturbereich unter der Einwirkung der Luftfeuchtigkeit während eines Zeitraums von 4 bis 8 h aus. Der frisch aufgetragene Klebstoff verfügt über Isocyanatgruppen, die mit Wasser aus der Luft reagieren. Die Reaktion führt zur Vernetzung und Härtung des Klebstoffs.

Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein 1K-PUR-Schmelzklebstoff verwendet. Der Schmelzklebstoff ist bei Umgebungstemperatur so hochviskos, dass er für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst auf seine Verarbeitungstemperatur von etwa 50 bis 140 °C erhitzt werden muss. Nach dem Auftragen auf den Mattenrücken führen zwei Prozesse zur Verfestigung des Klebstoffs: (a) die Abkühlung durch die dabei zunehmende Viskosität und (b) wie bei den 1K-PUR-Klebstoffen die Vernetzung des Schmelzklebstoffs durch Reaktion der Isocyanatgruppen mit der Luftfeuchtigkeit. Der Klebstoff härtet im Laufe von 4 bis 8 h vollständig aus unter Erhalt seiner Endfestigkeit.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Fall der 2K-PUR-Klebstoffe die beiden Komponenten vor dem Auftragen innig miteinander vermischt, wonach die erzeugte Paste auf die Unterseite der Bodenmatte innerhalb der offenen Zeit auf den Mattenrücken aufgetragen wird. Die Komponenten reagieren chemisch miteinander unter Vernetzung und Härtung der Klebstoffschicht.

Das erfindungsgemäß verwendete Beschichtungsmittel, wie der 1K-PUR-(Schmelz)klebstoff oder der 2K-PUR-Klebstoff, wird so ausgewählt, dass die auf dem Mattenrücken ausgehärtete Beschichtung eine so hohe Elastizität und Flexibilität aufweist, dass die Bodenmatten auch nach dem Aufbringen aufgerollt und gefaltet, gewaschen und getrocknet und von Passanten betreten werden können, ohne dass die Beschichtung bricht, reißt oder Löcher entstehen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das gehärtete Beschichtungsmittel einen Schubmodul oder Elastizitätsmodul von 1 bis 100 MPa, besser 1 bis 10 MPa und vorzugsweise 2,5 bis 3,5 MPa auf. Der Schubmodul stellt ein Maß für die Elastizität des Polymers dar.

Vernetzte Polymere mit einem Schubmodul von 1 bis 10 MPa sind elastisch bis weichelastisch und deutlich verformbar, mit einem Schubmodul von 1000 MPa sind sie hartelastisch bis spröde. Harte und daher erfindungsgemäß nicht brauchbare Kunststoffe haben üblicherweise einen Schubmodul von 100 bis 10000 MPa.

Eine hohe Elastizität der ausgehärteten Beschichtung verbessert auch die Adhäsion zwischen dem Mattenrücken und der Beschichtung, weil die Klebstoffschicht den Verformungen der Matte elastisch folgen kann.

Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die ausgehärtete Beschichtung ihre vorteilhaften mechanischen Eigenschaften auch bei niedrigen Temperaturen um oder unter 0 °C aufweist, weil die Matten dann auch im Freien bei niedrigen Temperaturen verwendet werden können. PUR-Klebstoffe, insbesondere 1K-PUR-Klebstoffe, stellen Beschichtungsmittel dar, die diese Anforderungen erfüllen. Der Fachmann ist imstande, die Beschichtungsmittel, insbesondere 1K-PUR-Klebstoffe, so auszuwählen oder herzustellen, dass die oben beschriebenen vorteilhaften mechanischen Eigenschaften erhalten werden.

Die Klebrigkeit (Tack) des Beschichtungsmittels muss beim Aushärten so stark abnehmen, dass die gehärtete Beschichtung nicht oder nur wenig klebrig ist. Die Matte kann dann ausgelegt und aufgerollt werden, ohne dass der Mattenrücken am Boden oder am Flormaterial klebt. Bei den verwendeten PUR-Klebstoffen verschwindet die Klebrigkeit vollständig.

Weiterhin muss die ausgehärtete Beschichtung über eine genügende mechanische Festigkeit, wie Abriebfestigkeit und Einreiß- bzw. Weiterreißfestigkeit, verfügen. PUR-Klebstoffe erfüllen diese Bedingungen besonders gut. Nach dem Härten der Beschichtung weist die Bodenmatte im Bereich der Beschichtungen eine größere mechanische Festigkeit auf als in den Bereichen, in denen kein Beschichtungsmittel aufgetragen wurde. Die erzeugte Schicht ist homogen, widerstandsfähig und eben. Sie muss nicht geschliffen oder auf sonstige Art und Weise nachbearbeitet werden.

Der Erfinder hat nach zahlreichen Versuchen mit Kontaktklebstoffen, Reaktionsklebstoffen, Lösungs- und Dispersionsklebstoffen festgestellt, dass die oben aufgezählten vorteilhaften Eigenschaften vor allem erzielt werden, wenn das Beschichtungsmittel aus einem PUR-Klebstoff besteht.

Bei der Anwendung von 2K-PUR-Klebstoffen wird unmittelbar vor der Reparaturarbeit eine Alkohol-Komponente mit einer Isocyanat-Komponente vermischt. Bei der Alkohol-Komponente handelt es sich um ein Diol, ein Triol oder einen höherwertigen Alkohol, vorzugsweise ein Diol, bei der Isocyanat-Komponente um ein Diisocyanat, ein Triisocyanat oder ein höherwertiges Isocyanat, vorzugsweise ein Diisocyanat. Nach dem Vermischen setzt die Reaktion zwischen dem Alkohol (z.B. HO-R¹-OH) und dem Isocyanat (z.B. OCN-R²-NCO) ein. Es entstehen zunächst Oligomere mit Urethan-Gruppierungen (HO-R¹-O-CO-NH-R²-NCO), die dann zu vernetzten Polymeren weiterreagieren. Nach dem Verbrauch der Hydroxygruppen und der Isocyanatgruppen erhält man ein vernetztes Polyurethan, dessen physikalische und chemische Eigenschaften im wesentlichen von der Art und Menge des Alkohols und des Isocyanats und gegebenenfalls von Zusatzstoffen (wie Beschleuniger etc.) abhängen. Typischerweise führen 2K-PUR-Klebstoffe eher zu harten, unflexiblen Schichten. Der Fachmann ist aber aufgrund seines Fachwissens imstande, Menge und Art der Komponenten (z.B. wie oben erwähnt durch Verwendung eines Diols und eines Diisocyanats) so auszuwählen, dass ein 2K-PUR-Klebstoff erhalten wird, der im vernetzten Zustand eine hohe Elastizität und Flexibilität und eine geringe Härte aufweist.

Bei den 1K-PUR-Klebstoffen und 1K-PUR-Schmelzklebstoffen handelt es sich in chemischer Hinsicht um Polyurethan-Präpolymere, die erzeugt werden, indem eine Isocyanat-Komponente mit einer Alkohol-Komponente vermischt wird, wobei die Isocyanat-Komponente im Überschuss eingesetzt wird. Es entsteht so ein Polyurethan-Harz (PUR-Harz), das PUR-Präpolymer, das Isocyanatgruppen aufweist. Bei Verwendung eines Diols und eines Diisocyanats entsteht ein geradkettiges Polyurethan-Präpolymer mit endständigen Isocyanatgruppen.

Das PUR-Präpolymer wird unter Luftausschluss, beispielsweise in einer Kartusche, aufbewahrt. Für die Kennzeichnung wird die Kartusche geöffnet, das PUR-Präpolymer entnommen und innerhalb der offenen Zeit, die beispielsweise 8 bis 12 min beträgt, bei Umgebungstemperatur oder erhöhter Temperatur (Schmelzklebstoff) verarbeitet. Die Härtung erfolgt durch die Reaktion der Luftfeuchtigkeit mit den Isocyanatgruppen des PUR-Präpolymers.

1K-PUR-Schmelzklebstoffe erhalten schon beim Abkühlen eine Grund- festigkeit und können daher sehr schnell belastet werden. Während und nach dem Abkühlen nimmt aber die Festigkeit durch die Vernetzung des Klebstoffs durch die Reaktion mit Luftfeuchtigkeit weiter zu, so dass gegebenenfalls wenig flexible Schichten entstehen. Durch die geeignete Wahl der Alkohol-Komponente und der Isocyanat-Komponente für die Herstellung des PUR-Präpolymers können Schmelzklebstoffe erhalten werden, die trotz der kombinierten Verfestigung durch Abkühlung/Vernetzung über eine ausreichende Flexibilität verfügen.

Unter Berücksichtigung der obigen Aspekte sind daher 1K-PUR-Klebstoffe besonders bevorzugt, weil (a) bei ihnen das Vermischen mehrerer Komponenten wegfällt, (b) das Auftragen bei Umgebungstemperatur erfolgt ohne vorheriges Erhitzen und (c) die Elastizität höher als bei 1K-Schmelzklebstoffen, so dass in einem einfachen Verfahren gehärtete Klebstoffschichten erhalten werden, die dauerelastisch und flexibel sind.

Die hohe Elastizität des gehärteten Beschichtungsmittels, vorzugsweise des gehärteten 1K-PUR-Klebstoffs, stellt einen zentralen Faktor für ein optimales Beschichtungsergebnis dar. Nach allgemeiner Regel kann die Elastizität von gehärteten PUR-Klebstoffen durch Senkung des Vernetzungsgrades erhöht werden, indem in der Alkoholkomponente der Gehalt an seitenständigen OH-Gruppen gesenkt wird, indem für die Isocyanatkomponente eher ein Diisocyanat als ein Triisocyanat verwendet wird und/oder indem der Mengenanteil der Isocyanate gesenkt wird.

Die Elastizität des vernetzten Polyurethans kann auch durch die Verwendung von Polyethern als Alkohol-Komponente verbessert werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn ihr Molekulargewicht mindestens 4000, ihre Polydispersität weniger als 1,5 und/oder ihre OH-Funktionalität 1,8 bis 2,0 beträgt.

Beispiele für verwendbare Alkohole sind aliphatische Diole, aliphatische oder aromatische Polyetherpolyole und aliphatische oder aromatische Polyesterpolyole und deren Gemische.

Die aliphatischen Polyole können unter hydriertem Polybutadiendiol und Ethylenbutylendiol, Polybutadiendiol, dem Ethylenoxidadditionsprodukt von Bisphenol A, dem Propylenoxidadditionsprodukt von Bisphenol A, dem Ethylenoxid/Propylenoxid-Additionsprodukt von Bisphenol A etc. ausgewählt werden.

Die Polyesterpolyole können durch ringöffnende Polymerisation eines Lactons, wie ε-Caprolacton, erhalten werden. Es kann sich ferner um Polyesterpolyole handeln, die aus mehrwertigen Alkoholen und mehrbasigen Säuren erhalten werden. Als mehrwertige Alkohole können hierfür Ethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,3-Butylenglykol, 1,4-Butylenglykol, Neopentylglykol, 1,8-Octandiol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Cyclohexan-1,4-diol und Glycerin angegeben werden. Beispiele für mehrbasige Säuren sind Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimellinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Decandisäure, Dodecandisäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und Trimellithsäure. Besonders geeignete Alkohole sind Hexandiol, Ethylenglykol, Diethylenglykol und Neopentylglykol oder deren Gemische. Besonders geeignete Säuren sind Isophthalsäure oder Adipinsäure oder deren Gemische.

Als Polyetherpolyole kommen unter anderem Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polybutylenglykol und Polytetramethylenglykol in Frage. Die Polyetherpolyole werden vorzugsweise unter Einsatz von Propylenoxid hergestellt. Geeignete Startverbindungen sind beispielsweise Wasser, Ethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butylenglykol, 1,3-Butylenglykol, 1,6-Hexandiol, 1,8-Octandiol, Neopentylglykol, 1,4-Hydroxymethylcyclohexan oder 2-Methyl-1,3-propandiol.

Die Isocyanat-Komponente kann unter aliphatischen und aromatischen Isocyanaten, insbesondere Ethylendiisocyanat, 1,4-Tetramethylendiisocyanat, 1,4-Tetramethoxybutandiisocyanat, Cyclobutan-1,3-diisocyanat, Cyclohexan-1,3- und -1,4-diisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat (4,4'-MDI), 2,4'-MDI, 2,2'-MDI, Toluol-2,4-diisocyanat (TDI), Toluol-2,6-diisocyanat, Naphthalin-1,5-diisocyanat, Triphenylmethan-4,4',4''-triisocyanat, 1,4-Phenylendiisocyanat, 4,4'-Cyclohexylmethandiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat (HMDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), Tetramethylxyloldiisocyanat (TMXDI) und Xyloldiisocyanat (XDI), und den Gemischen dieser Isocyanate ausgewählt werden. 4,4'-MDI, 2,4'-MDI, 2,2'-MDI und Gemische dieser Isocyanate sind besonders bevorzugt.

Die Alkohol-Komponente und die Isocyanat-Komponente können aus einem Gemisch der oben beispielhaft angegebenen Verbindungen bestehen. Die obige Aufzählung von Alkoholen und Isocyanaten ist nicht abschließend. Der Fachmann ist imstande, auf der Grundlage seines Fachwissens und anhand der umfangreichen Literatur andere Komponenten für die Herstellung von Polyurethanklebstoffe auszuwählen, die im gehärteten Zustand dauerelastisch sind.

Zu dem durch die Kondensation entstehenden PUR-Präpolymer können verschiedene Hilfsmittel zugegeben werden, die nur in solch einer Menge verwendet werden dürfen, dass die Adhäsion des PUR-Klebstoffs auf dem Mattenrücken nicht oder nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Das Präpolymer kann beispielsweise Ruß als Füllstoff enthalten. Außerdem können Klebrigmacher, Weichmacher und Haftvermittler zugegeben werden.

Die Verfahren zur Herstellung der PUR-Präpolymere sind dem Fachmann geläufig und können der Patent- und Fachliteratur entnommen werden.

Im Handel sind erfindungsgemäß brauchbare 1K-PUR-Klebstoffe von Bayer oder Henkel erhältlich. Im erfindungsgemäßen Verfahren können auch alle 1K-PUR-Klebstoffe verwendet werden, die in der Offenlegungsschrift DE 101 23 620 A1 (Anmelder: Henkel KGaA) aufgeführt werden, deren technische Offenbarung durch die Bezugnahme in die vorliegende Patentanmeldung aufgenommen wird. Die dort offenbarten 1K-PUR-Klebstoffe weisen ein Standvermögen auf, das durch Verwendung eines Verdickungsmittels verbessert ist. Die in DE 101 23 620 A1 offenbarten 1K-PUR-Klebstoffe können zusätzlich in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Beschichtung und Befestigung von Transpondern auf Bodenmatten auch ohne den Zusatz eines Verdickungsmittels verwendet werden.

Bei dem erfindungsgemäß verwendeten 1K-PUR-Klebstoff handelt es sich nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform um einen 1K-PUR-Klebstoff, der die folgenden Eigenschaften hat (die Eigenschaften beziehen sich teilweise auf den unvernetzten Klebstoff und teilweise auf den gehärteten Klebstoff): Viskosität im Bereich von 10 bis 50 g/min/23 °C/3 bar/4 min, Durchhärtungsgeschwindigkeit 3 bis 4 mm/24h, Härte Shore A im Bereich von 35 bis 75, Bruchdehnung größer als 250 %, vorzugsweise größer als 400 %, Zugscherfestigkeit im Bereich von 2 bis 6 MPa, Zugfestigkeit größer als 6 MPa, Schubmodul G im Bereich von 2 bis 4 MPa, Verwendung von 4,4'-Methylendiphenyldiisocyanat (4,4'-MDI), gegebenenfalls Verwendung von Zusatzstoffen, wie 10 bis 25 % Kohlenstoff und 1 bis 10 % mit Wasserstoff behandeltes Naphtha.

Besonders gut geeignet sind die beiden folgenden 1K-PUR-Klebstoffe (1) und (2):

1K-PUR-Klebstoff (1):

Isocyanat: 4,4'-MDI, 15 % Kohlenstoff, 6 % Naphtha (Erdöl), Viskosität: 18 g/min/23 °C/3 bar/4 min; Dichte: 1,2 g/cm³; Durchhärtungsgeschwindigkeit > 4 mm/24 h, Härte Shore A = 55, Bruchdehnung > 400 %, Zugscherfestigkeit > 4,5 MPa, Schubmodul > 2,0 MPa.

1K-PUR-Klebstoff (2):

Isocyanat: 4,4'-MDI, 20 % Kohlenstoff, Viskosität: 50 g/min/23 °C/3 bar/4 min; Dichte: 1,2 g/cm³; Durchhärtungsgeschwindigkeit > 3 mm/24 h, Härte Shore A = 45 – 60, Bruchdehnung > 450 %, Zugscherfestigkeit > 5 MPa, Zugfestigkeit > 6 MPa.

Neben den besonders bevorzugten 1K- und 2K-PUR-Klebstoffen können in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden:

• andere Schmelzklebstoffe, wie Styrol-Butadien-Copolymere, Polyamide, Ethyl/Vinylacetat-Copolymere oder Polyester;
• Kontaktklebstoffe, wie Polyurethane, Styrol-Butadien-Copolymer oder Polychloropren, und
• Lösungsmittel-/Dispersionsklebstoffen, wie PUR, VA-, VC-, VDC-Copolymere, NR, PVAC, EVA, Polyacrylate,
• Dichtstoffe auf der Basis eines Synthesekautschuks oder eines Siliconkautschuks,

soweit diese Klebstoffe nach dem Aushärten (durch Vernetzung und ggf. Abkühlung) hinreichend elastisch, insbesondere weichelastisch, sind, nicht oder nur wenig klebrig sind und eine gute Adhäsion auf den Mattenmaterialien, wie Nitrilgummi und Polyvinylchlorid, zeigen.

Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform handelt es sich bei der Bodenmatte um eine Schmutzfangmatte, bei der ein den Schmutz aufnehmendes Flormaterial auf dem Mattenrücken vorhanden ist. Typische Faserhöhen des Flormaterials liegen bei 5 bis 8 mm, typische Rückenhöhen bei 1 bis 2 mm, was einer Gesamthöhe der Matten im Bereich von etwa 6 bis 10 mm entspricht.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Schmutzfangmatte mit einem Trittrand versehen, der aus dem Mattenrücken ohne darauf aufgebrachtes Flormaterial besteht.

Die Erfindung betrifft auch die Beschichtung und Befestigung von Transpondern auf Arbeitsmatten aus Polyvinylchlorid oder Nitrilkautschuk, die kein Flormaterial aufweisen und die an Arbeitsplätzen, beispielsweise Werkbänken, als Schmutzfang oder elastische Trittunterlage ausgelegt werden.

Nach einem weiteren Gegenstand betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der oben beschriebenen Beschichtungsmittel, insbesondere der verschiedenen PUR-Klebstoffe und vor allem von 1K-PUR-Klebstoffen, für die Beschichtung und Befestigung von Transpondern auf Bodenmatten.

Schließlich betrifft die Erfindung nach einem weiteren Gegenstand die unter Anwendung der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren für die Beschichtung und Befestigung von Transpondern auf Bodenmatten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der 4–11 beschrieben.
4 stellt eine neuwertige Schmutzfangmatte dar und umfasst einen Mattenrücken 2, ein Flormaterial 3 und eine abgeschrägte Trittkante 4 ohne Flormaterial 3. Mattenrücken 2 und Trittkante 4 bestehen aus einem elastischen Nitrilgummi, der durch den Zusatz von Kohlenstoff schwarz eingefärbt ist. Das Flormaterial 3 besteht aus zwei unterschiedlich gefärbten und miteinander verdrillten Nylonfäden, die jeweils aus einer Vielzahl miteinander verdrillten Nylon-Einzelfäden bestehen.
5 zeigt zusätzlich die Klebeschicht auf der Matte 5, den Transponder 6 und die Klebeschicht zum Abdecken des Transponders 7.
6 zeigt die Unter- und Oberseite der Schmutzfangmatte
7 zeigt die unterschiedlichen Transpondertypen. Diese können jede Form, Größe und Höhe haben. Vorzugsweise sind Transponder mit einer geringen Höhe zu verwenden, da diese unter dem Beschichtungsmittel nur wenig auftragen.
8 zeigt das Aufbringen der Unterbeschichtung auf der Unterseite der gleichen Matte. Hier wird jetzt die Unterbeschichtung mit einem Spachtel geglättet.
9 zeigt die geglättete Beschichtung auf der Matte.
10 zeigt das Aufbringen des Transponders auf der Unterbe-schichtung der gleichen Matte. Nach dem Aufbringen des Transponders muss eine Trocknungszeit von 20 bis 30 Minuten eingehalten werden.
11 zeigt das Abdecken des Transponders nach der Trocknungszeit von 20 bis 30 Minuten mit einer weiteren Beschichtung. Auch hier wird die Beschichtung mit einem Spachtel geglättet.
Die Klebstoff-Kartusche wird vor den obigen Verarbeitungsmaßnahmen geöffnet. Bei dem Klebstoff handelt es sich um ein bei Umgebungstemperatur unter dem Einfluss von Luftfeuchtigkeit aushärtendes Polyurethan-Präpolymer, d.h. einen Einkomponenten-Polyurethan-Klebstoff (1K-PUR-Klebstoff) mit endständigen Isocyanat-Gruppen. Der 1K-PUR-Klebstoff enthält 4,4'-Methylendiphenyldiisocyanat (MDI) als Polyisocyanat-Komponente. Der Gehalt an freiem MDI liegt unter 1 %. Er ist durch eingearbeiteten Kohlenstoff (20 %) schwarz gefärbt und hat somit die gleiche Farbe wie der Mattenrücken 2. Er ist außerdem so pastös (Viskosität von ca. 50 g/min/23 °C/3 bar/4 mm), dass er ohne Probleme in Strängen auf die Matte 1 aufgetragen werden kann. Die Verarbeitung erfolgt bei ca. +23 °C. Die offene Zeit beträgt ca. 10 min. Die Zugfestigkeit beträgt mehr als 6 MPa, die Zugscherfestigkeit mehr als 5 MPa. Die Bruchdehnung liegt bei mehr als 450 %, die Härte Shore A bei 45 – 60. Bei einer Temperatur von 23 °C und 50 % relativer Feuchtigkeit liegt die Durchhärtegeschwindigkeit bei mehr als 3 mm in 24 h.
Anschließend wird der Klebstoff mit Hilfe eines Spachtels gleichmäßig in der vorgewählten Größe auf dem Mattenboden verteilt. Die erzeugte Schicht hat eine Dicke bis zu 1 mm.
Nach der Beschichtung und der Befestigung von Transpondern auf den Bodenmatten lässt man die Schmutzfangmatte 4 bis 8 Stunden bei Raumtemperatur unter der Einwirkung der Luftfeuchtigkeit aushärten. In dieser Zeit führen die Isocyanatgruppen des Klebstoffs durch Reaktion mit Wasser zur Vernetzung des Klebstoffs. Nach diesem Zeitraum können die Matten wieder verwendet werden.
Die ausgehärteten Schichten sind dauerelastisch mit einer Elastizität, die in etwa der Elastizität des Mattenrückens aus Nitrilgummi entspricht. Die Elastizität der Beschichtungen bleibt über einen unbegrenzten Zeitraum unverändert erhalten. Die Zugfestigkeit ist im Bereich der aufgebrachten Transponder sogar höher als die Zugfestigkeit des Nitrilgummis in den unbehandelten Bereichen. Auf Grund dieser Eigenschaften kann die Matte ohne Nachteile aufgerollt und ausgelegt werden. Die beschichteten Stellen sind beständig gegenüber handelsüblichen Waschmitteln, temperaturbeständig und trocknerfest. Nach dem Aufbringen der Transponder kann die Schmutzfangmatte mehrfach maschinell gereinigt werden. Auch nach dem mehrfachen maschinellen Reinigen und Trocknen bei Temperaturen zwischen 60 und 90°C sind diese optisch und mechanisch unverändert. Bei keiner Matte mit den aufgebrachten Transpondern löst sich die Beschichtung von dem Nitrilgummi des Mattenrückens ab. Die ausgelegte Matte liegt völlig plan auf dem Untergrund.

Claims

Auf einer Bodenmatte 4/1 und 5/1, die einen Mattenrücken 4/2 aus einem vulkanisierten Naturkautschuk, einem vulkanisierten Synthesekautschuk oder einem Polyvinylchlorid aufweißt, das folgende Schritte umfasst: – Auftragen eines Beschichtungsmittels 8, das unter den Einkomponenten-Polyurethan-Klebstoffen, den Einkomponenten-Polyurethan-Schmelzklebstoffen und den Zweikomponenten-Polyurethan-Klebstoffen ausgewählt wird, auf den Mattenrücken 4/2 und 5/2. – Verteilen des Beschichtungsmittels auf dem Mattenrücken in der vorgewählten Größe 8. – Aufbringen des Transponders durch gleichmäßiges Aufdrücken. Luftblasen sollen unter dem Transponder durch seitliches Streichen entfernt werden 10. – 20–30 Minuten antrocknen lassen – Abdecken des Transponders mit einer weiteren Schicht des Klebers 11. – 4–8 Stunden bei Raumtemperatur trocknen lassen
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Beschichtungsmittel aufgetragen und verteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei Synthesekautschuk um Nitrilgummi handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der 1K-PUR-Klebstoff bei einer Temperatur von 5 bis 35 °C auf den Mattenrücken 8 aufgetragen wird und anschließend durch die Einwirkung von Luftfeuchtigkeit während eines Zeitraums von 4 bis 8 Stunden ausgehärtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der 1K-PUR-Schmelzklebstoff bei einer Temperatur im Bereich von 80 bis 140 °C auf den Mattenrücken 4/2 und 5/2 aufgetragen wird, durch Abkühlen auf Umgebungstemperatur verfestigt und durch die Einwirkung von Luftfeuchtigkeit während eines Zeitraums von 4 bis 8 Stunden ausgehärtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komponenten des 2K-PUR-Klebstoffes bei Umgebungstemperatur vermischt werden, bevor der Klebstoff auf den Mattenrücken aufgetragen wird und dass die Klebstoffschicht anschließend durch die Reaktion der beiden Komponenten des 2K-PUR-Klebstoffe ausgehärtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gehärtete Beschichtungsmittel einen Schubmodul von 1 bis 10 MPa, vorzugsweise 2,5 bis 3,5 MPa aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem in dem PUR-Klebstoff enthaltenen Isocyanat um 4,4'-Methylendiphenyldiisocyanat handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Bodenmatte um eine Schmutzfangmatte 6 handelt, bei der ein den Schmutz aufnehmendes Flormaterial 4/3 und 5/3 auf dem Mattenrücken 4/2 und 5/2 vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmutzfangmatte 4 und 5 einen Trittrand 4/4 und 5/4 aufweist, der aus dem Mattenrücken 4/2 und 5/2 ohne darauf aufgebrachtes Flormaterial 4/3 und 5/3 besteht.
Verwendung des Beschichtungsmittels nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 8 für die Bodenmatten 4, 5 und 6 nach einem der Ansprüche 1, 3, 9 und 10.