DE1965791B2 - Verfahren zum herstellen von mit synthetischem polymer beschichtetem substrat - Google Patents

Description

riitig beschichteter Substrate für speg ^ können nur dur* sehr fahren gas- und wasserdichte . Nähte erzielt werden.

^^£_η Verfahren der zweiten Art be bs ana _{ß Verschweißbarkeit VQn} kann,^ α s^ ^ ^^ ^^^

Substratenoz chlorsulfoniertes PoIy-

^_{ßei diesem} Verfahren wird aif Elastomerenbeschichtung des Sub-

mere

Anspruch 1 dadurchge-SÜfiS

^^^Sfi
Chlorid und 600 Gewichtsteilen Toluol verwendet wird sowie das Abdampfen des Losungsmitteigem.sches bei 75 bis 80° C erfolgt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von mit synthetischem Polymer beschichtetem Substrat, wobei die Beschichtuni thermo- oder HF-schweißbar und das Polymer zum Elastomer vulkanisierbar ist, vermittels Beschichtung des Substrats mit einer streichbaren Masse, die ein chlorsulfoniertes Polyäthylen in einem organischen Lösungsmittel enthalt.

Die Herstellung von thermo- oder HF-schweißbaren Beschchiungen auf den verschiedensten Substraten, wie beispielsweise Metallen, Papier, Holz usw. und Textilgeweben zur Herstellung von Kunstleder, sind bekannt. Die Beschichtungen können grundsätzlich auf zwei verschiedene Arten durchgeführt werden

Es sind kaschierverfahren bekannt, bei denen zunächst klebende Folien aus einer druckempfindlichen klebenden Masse hergestellt werden, die ein vulkanisierbares Elastomer und ein Vulkanisierungsmittel enthält. Es erfolgt sodann ein Teilvulkanisieren, an das sich dann der eigentliche Kaschierungs-Vorgang anschließt. Dabei werden die Folien unter Anwendung von Hitze und Druck auf das Substrat aufgebracht. Derartige Beschichtungen weisen den Nachteil einer relativ schlechten Haftfestigkeit auf, denn oft haften die Folien nicht mit der erwünschten mechanischen Festigkeit am beschichteten Substrat. Ein Verschweißen ist grundsätzlich nicht möglich. Bei einem weiteren Verfahren dieser Art werden Folien auf der Grundlage von chlorsulfoniertem Polyäthylen in noch nicht vollständig vernetztem Zustand auf das Substrat aufgebracht. Nach dem Verbinden erfolgt sodann eine Wärmebehandlung, die zu einem vollständigen Vulkanisieren führt, so daß der Schichtkörper dann weder thermo- noch HF-schweißbar ist.

Es ist dazu auch bekannt, Beschichtungen von bahnförmigen Substraten nach dem vorstehend be-

s T Polyurethan und Polyamid Verwendung

finden insbesondere beim Beschich-

I»^ei^K g _{die s nnten Streich}.

oder Rakelbeschichtungen angewendet, wobei Ther-

moplaste, gegebenenfalls unter Zusatz von Füllmit-

teln, Weichmacherr>> PigmentenJ^^^SS

im geeigneten Losungsmittel ζu einer

Masse verarbeitet .^u^_n^ .^J ^^^ Aufstreichen mittels ™ Rake «der gemxn chten Schichtdecke auf dem zu beschichtenden Substra verteilt und danach die verwendeten lösungsmittel durch Erhitzen abgedampft werden Auf diese An hergestellte Beschichtungen sind im «greinen gegen mechanische Beanspruchung bestandiger, da die pastenförmige Besch.chtungsmass^^te in die zu beschichtende poröse Oberflache eindringt ^und dadurch eine bessere Verbindung mit der Oberfläche des Substrats erzielt werden kam

Mit synthetischen Thermoplasten hergestellte BeSchichtungen sind zwar thermo- oder HF-schweißbar, jedoch ist insbesondere deren schlechte Temperatur-Stabilität bekannt, d.h. das Weich- und Klebngwerden bei erhöhten Temperaturen und das Steif- und Brüohigwerden bei tieferen Temperaturen. Bringt man die Kunststoffe also in einem entsprechenden Lösungsmittel auf das Substrat auf, ergibt sich zwar eine verbeserte Haftfestigkeit, jedoch schlechte Temperaturstabilitat.

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, Schichtkörper herzustellen, die einerseits die guten mechanischen Eigenschaften vereinigen wie sie bei der einen Art von Verfahren nach dem Stand der Technik möglich sind und andererseits das Problem zu losen, wie derartige Schichtkörper miteinander verschweißt werden können, was bisher nicht möglich war. Bisher mußten zur Verbindung der Kunststoffteile derartiger Schichtkörper relativ schwierige Arbeitsgange ausgeführt werden, wie ein Verkleben vi. dig.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor,

daß ein chlorsulfoniertes Polyäthylen mit einem

Chlorgehalt von nicht mehr als 25°/o und einem spe-

zifischen Gewicht von 1,11 sowie ein organisches Lösungmittel bzw. Lösungsmittelgemisch, das das chlor-

3 4

sulfonierte Polyäthylen unterhalb dessen Vulkani- Hegen. Außerdem ist selbstverständlich auch auf sationstemperatur löst, und dessen Siedepunkt unter- deren Wirtschaftlichkeit und auf andere Eigenhalb der Vulkanisationstemperatur liegt, angewandt schäften, wie beispielsweise Giftigkeit, Explosionswerden, sowie die Vulkanisationstemperatur weder gefahr usw., zu achten.

während der Herstellung der streichbaren Masse noch 5 Nichtvulkanisiertes schweißbares chlorsulfoniertes

beim Abdampfen des Lösungsmittels bzw. Lösungs- Polyäthylen hat eine sehr hohe Lösunesviskosität und

mittelgemisches überschritten wird. ist dadurch praktisch unlösbar. Mit "Hilfe des Lös-

Wenn alle Parameter der kennzeichnenden Lehre lichkeits-Parameters der einzelnen Lösungsmittel zum technischen Handeln eingehalten werden, dies können Gemische zusammengestellt werden, welche bedeutet einmal die Anwendung eines chlorsulfonier- io demjenigen des chlorsulfonierten Polyäthylens entten Polyäthylen mit einem bestimmten Chlorgehalt sprechen. Dabei muß beachtet werden, daß ein mög- und einem bestimmten spezifischen Gewicht oder liehst niedriger Siedepunkt des Gemisches erzielt wird, Dichte sowie weiterhin eines Lösungsmittels mit be- um eine Anvulkanisation der Mischung während der stimmter Siedetemperatur bzw. eines sich aus Verarbeitung zu vermeiden und damit eine gute mehreren Komponenten zusammensetzenden der- 15 Schweißbarkeit erhalten bleibt. Bei Löseversuchen artigen Lösungsmittels und weiterhin das Einhalten zeigte sich Toluol geeignet als Grundkomponente für von Temperaturwerten, die in der Masse einen be- Lösungsmittelgemische. Durch Zusatz von chlorierstimmten physikalisch-chemischen Vorgang nicht ein- ten Kohlenwasserstoffen wie Methylenchlorid, Tritretenlassen, dann sind in den hergestellten Schicht- chloräthylen odei Tetrachlorkohlenstoff konnte eine körpern die Vorteile vereint, daß sie einerseits gute 20 erhebliche Siedepunkterniedrigung des Toluols und mechanische Eigenschaften aufweisen und daß gleichzeitig verbesserte Löslichkeitseigenschaften andererseits mehrere Schichtkörper dieser Art mit- erreicht werden. Grundsätzlich kann gesagt werden, einander verschweißbar sind, wobei die Verschweiß- daß je näher der Löslichkeits-Parameter eines Löbarkeit gewissermaßen über den Vulkanisierungsvor- sungsmittels dem eines Polymers kommt, desto längang bewerkstelligt wird. Der streichbaren Masse 25 ger bleibt das Polymer in dem betreffenden Löwerden Vulkanisierungsmittel, Weichmacher, Füll- sungsmittel, ohne Berücksichtigung der Verdunstungsstoffe zugesetzt. geschwindigkeit gelöst. Ein Lösungsmittelgemisch

Auf Grund der Erfindung sind Lösungsmitteige- von 300 Gewichtsteilen Methylenchlorid und 600 Gemische entsprechend den gestellten Kriterien der wichtsteilen Toluol hat sich als sehr geeignet er-Verdampfungstemperatur auffindbar. Beispielsweise 30 wiesen, wobei in bezug auf Viskosität und Lagerstawird ein organisches Lösungsmittelgemisch von bilität der streichbaren Masse ein Lösungsmittelgehalt 300 Gewichtsteilen eines chlorierten aliphatischen von 75 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamt-Kohlenwasserstoffs oder einer acyclischen Halogen- gewicht, vorteilhaft ist.

verbindung, vorzugsweise Methylenchlorid, und Die Aufbereitung der streichbaren Masse erfolgt 600 Gewichtsteilen eines acyclischen oder aroma- 35 vorzugsweise über die Herstellung eines Walzfelles, tischen Kohlenwasserstoffs, vorzugsweise Toluol, Bei der Herstellung des Walzfelles werden die Miverwendet, und das Abdampfen des Lösungsmittel- schungsbestandteile der Masse in der in der Kaugemisches erfolgt bei 75 bis 80° C. tschukindustrie üblichen Art in das chlorsulfonierte

Die nach dem beschriebenen Verfahren erhaltenen Polyäthylen eingearbeitet und darin dispergiert. Es beschichteten Substrate können zu einem späteren 40 ist speziell darauf zu achten, daß die Temperatur des Zeitpunkt bei ihrer Weiterverarbeitung auf einfache Walzfelles nicht über 50° C steigt und daß das Fell Art miteinander thermisch oder HF verschweißt wer- in eine'· möglichst kurzen, optimalen Walzzeit herden, wobei die zur Vulkanisation des chlorsulfonier- gestellt werden kann. Zum nachfolgenden Lösen ten Polyäthylens, d. h. zur Vernetzung der Molekül- wird das Walzfell während 24 h in das Lösungsmittel ketten und Entwicklung der Elastomereigenschaften 45 bzw. -gemisch eingelegt. Anschließend wird die annotwendige Hitzebehandlung, natürlich erst nach der gelöste Mischung in einem Mischer während 3 bis Verschweißung durchgeführt werden darf. 5 h geknetet, wobei auch hier darauf zu achten ist,

Überraschenderweise wurde nämlich gefunden, daß daß die Temperatur nicht über 50° C steigt. Die Besynthetische Elastomere auf Basis von chlorsulfo- schleuniger, die in der nachstehenden Rezeptur aufnierten Polyäthylenen nur dann thermo- oder HF- 50 geführt sind, werden unmittelbar vor dem Streichschweißbar sind, wenn sie nicht vollkommen ausvul- prozeß eingerührt.

kanisiert sind, d. h., wenn sie noch nicht der zur Er- r>„,=„* r>»v«-»i ^ · _L

zielung ihre; endgültigen Elastomereigenschaften Ruptur-Beispiel Gew,chtste,le

benötigten Hitzebehandlung ausgesetzt wurden. Für Chlorsulfoniertes

das beschriebene Verfahren eignen sich nur Poly- 55 Polyäthylen 10

äthylene mit einem spezifischen Gewicht von 1,11, Polyäthylen-Wachs 0,5

deren Chlorgehalt 25 %> nicht übersteigt. Weichmacher,

Es ist somit bei der Verarbeitung der chlorsulfo- z. B. Chlorparaffin 0,5 bis 10

nierten Polyäthylene wichtig, die geeigneten orga- Magnesiumoxid 0,4

nischen Lösungsmittel bzw. -gemische einzusetzen, 60 Pentaerythrit 0,3

so daß weder bei der Herstellung der streichbaren Ruß 0,04

Masse noch beim Abdampfen des Lösungsmittels bzw. Kreide (Calciumcarbonat) ... 1,5 bis 15

-gemisches nach der Beschichtung, der die Vulkani- Alterungsschutzmittel,

sation bewirkende Temperaturbereich erreicht wird. z. B. Thiobutylkresol 0,2

Von den verschiedenen organischen Lösungsmit- 65 Pigmente 2 bis 4

teln, welche die erfindungsgemäß zu verwendenden Beschleuniger,

chlorsulfonierten Polyäthylene lösen, sind somit z. B. Mercaptoimidazol

solche auszuwählen, deren Siedepunkte relativ niedrig oder Dithiocarbamat 0,15 bis 0,2

Derart hergestellte Lösungen lassen sich nach verschiedenen Verfahren auf ein Substrat streichen, wobei die Technik gleich ist wie bei Thermoplasten und sich in eine Reihe von einzelnen Operationen in nachstehender zeitlicher Folge gliedert: Grundieren, Trocknen, Auftrag von weiteren Strichen mit jeweiligem Zwischentrocknen.

Um eine ausreichende Vei bindung bei späterem Verschweißen zu erreichen, beträgt die Totalauflage beispielsweise minimal 10 bis 15 g/m², bezogen auf Trockengewicht, und ist nach oben unbegrenzt.

Das Auftragen der Lösungen erfolgt vorzugsweise durch Rakeln mittels

a) Luftrakel,

b) Gummituchrakel oder

c) Walzenrakel.

»5

Die Streichgeschwindigkeit muß der Trocknungszeit und der Trocknungstemperatur im nachfolgen- den Trocknungskanal und der Auftragsmenge angepaßt werden. Im allgemeinen beträgt die Trocknungszeit 3 bis 8 min und die Trocknungstemperatur 80 bis 100° C. Um ein vorzeitiges Anvulkanisieren zu vermeiden, darf die Temperatur 110⁰C nicht überschreiten. Nach dem Trocknen muß das beschichtete Substrat sofort abgekühlt werden und kann dann, gegebenenfalls aufgerollt, gelagert werden.

Vulkanisation und spätere thermo- oder HF-Schweißbarkeit lassen sich über einen größeren Zeitraum steuern. Je nach Art und Menge der verwendeten Beschleuniger kann eine Vulkanisation und damit Schweißbarkeit so lange hinausgezögert werden, daß sie erst nach etwa einem Jahr in eine Phase eintritt, die eine ausreichende Verbindung während des Verschweißens nicht mehr ermöglicht. Selbstverständlich kann ein Substrat, das für ein Jahr Lagerzeit bestimmt war, durch Nachbehandlung bei erhöhter Temperatur während längerer Zeit (z. B. bei 150⁰C während 1 bis 2 h) zum vorzeitigen Vulkanisieren gebracht werden.

Substrate, welche sich beispielsweise für eine Beschichtung mit chlorsulfoniertem Polyäthylen eignen, sind:

Textilmaterialien,

Papier,

Holz,

Metall (mit geeignetem Primer),

Beton,

Gummi usw.

Keinerlei Haftung wird erreicht auf Polyolefinen, sowie auf teflon- oder silikonbeschichteten Substraten.

Nach dem beschriebenen Verfahren können Textilmaterialien, z. B. Gewebe, Gewirke oder Nonwovens, aus natürlichen oder synthetischen Fasern, oder aus Gemischen solcher Fasern beschichtet werden.

Als Basis- oder Trägergewebe für die Herstellung von Kunstleder können sämtliche in der Textilindustrie als Verbundstoffe bekannten textlien Flächengebilde aus natürlichen oder synthetischen Fasern zur Anwendung gelangen.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   _: 1. Verfahren zur Herstellung von mit synthetischem Polymer beschichtetem Substrat, wobei die Beschichtung thermo- oder HF-schweißbar S und das Polymer zum Elastomer vulkanisierbar ist, vermittels Beschichtung des Substrats mn einer streichbaren Masse, die ein chlorsulfoniertes Polyäthylen in einem organischen Losungsmitte, enthält, dadurch gekennzeichnet daß ». ein chlorsulfoniertes Polyäthylen nut emem Chlorgehalt von nicht mehr als 25»/o und einem spezifischen Gewicht von 1,11 sowie ein organisches Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch, das das chlorsulfonierte Polyäthylen unterhalb des- »₅ sen Vulkanisationstemperatur löst, und dessen Siedepunkt unterhalb der Vulkanisaüonstemperatür hegt, angewandt werden sowie die Vulkanisaüonstemperatur weder während der Herstellung der streichbaren Masse noch beim Abdampfen des >o Losungsmittels bzw. Losungsmittelgennsches schriebenen Kaschierverfahren durchzuführen. Der_artie beschichtete, jflächenförmige Substrate zeiger wrcrhiedene Vorteile; beispielsweise eine überaus ^^ch _KS_ständig_keit bis zu - 40⁰C, sie werden gute £*^l° , _üv jf_ohen Temperaturen nicht klebrig, auc& dm * _{sbeständigke}i_t ist hervorragend!

   una ι π _mechamschen Beständigkeiten, d. h.

   ω-,« β Haftvermögen von durch Ka-

   ^^B _her„estellten Beschichtungen und die UnJ _derartige Schichten miteinander ther-

   J ^ _ZU ^B verschweißen, stellen jedoch _{Nachteile daf ßd der} ^J _Ver_