WO2023242233A1 - Textiles flächengebilde mit beschichtung und lackierung - Google Patents

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WO2023242233A1
WO2023242233A1 PCT/EP2023/065881 EP2023065881W WO2023242233A1 WO 2023242233 A1 WO2023242233 A1 WO 2023242233A1 EP 2023065881 W EP2023065881 W EP 2023065881W WO 2023242233 A1 WO2023242233 A1 WO 2023242233A1
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WO
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vinyl acetate
weight
polymer blend
textile fabric
polyethylene
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PCT/EP2023/065881
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English (en)
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Lothar SZYMKOWIAK
Nicole Schuster
Thomas STRAUBE
Karl-Heinz POLEWKA
Robert FICHTLER
Dennis STOLTENBERG
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Mehler Texnologies Gmbh
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a textile fabric with a surface coating and a matching paint finish.
  • Coated textiles are well known.
  • Polyvinyl chloride (PVC) is often used as a coating material.
  • PVC Polyvinyl chloride
  • a knitted fabric made of polyester fibers is coated with PVC in a reverse process.
  • WO 2012/022626 it is known from the document WO 2012/022626 to coat a carrier material with a coating material made of a polyolefin homopolymer or a polyolefin copolymer.
  • Document CN 110725135 discloses a textile fabric in which a coating made from a combination of polyethylene and ethylene vinyl acetate copolymer is used.
  • WO 2018/104101 also discloses a textile fabric with a carrier layer made of, for example, polyethylene, the fabric having a coating of a mixture of polyethylene and polyethylene-vinyl acetate on at least one surface.
  • the textile fabric of WO 2018/104101 is a fleece that is spray impregnated is coated and is used in wheel arches of automobiles to suppress noise, but at the same time shows good resistance to dirt and ice.
  • the disadvantage of the known coated textiles is that toxic degradation products are often produced when the textiles are burned or disposed of as waste, for example if polyvinyl chloride (PVC) is used as the coating material.
  • PVC polyvinyl chloride
  • the disadvantage of using polyolefins as a coating material is that the processes for further processing such coated textiles (for example painting or providing finished products) are often very complex.
  • Another disadvantage of the previously known products is that the usual paint composition of the paintwork often restricts the further processing of the textile or the paintwork has a poor chemical match to the surface coating, so that the paintwork has, for example, poor adhesion to the surface coating.
  • the task is solved by a textile fabric with a carrier layer, the carrier layer consisting at least of polyethylene and/or polyester fibers.
  • a surface coating is applied to at least one of the surfaces of the carrier layer, the surface coating consisting of at least one polymer blend, the polymer blend having at least one mixture of polyethylene (PE) and polyethylene-vinyl acetate (PEVA).
  • the proportion of polyethylene vinyl acetate in the polymer blend is at least 40 % by weight, based on the total weight of the polymer blend, and the polyethylene-vinyl acetate in the polymer blend has a vinyl acetate (VA) content of from 15 to 30% by weight, more preferably from 20 to 25% by weight, based on that Weight in the polymer blend.
  • the surface coating has a paint finish.
  • the varnish of the paint contains, as the primary binder, an ethylene-vinyl acetate copolymer with a vinyl acetate content of 25-55% by weight and one or more thermoplastic acrylate resins.
  • the coating material has new, surprising properties that a pure PE coating material or a polymer blend with less polyethylene-vinyl acetate in the polymer blend does not have.
  • the textile fabric according to the invention has a surface coating that is more weather-resistant than PVC coatings and also emits fewer pollutants. In particular, the use of plasticizers that are harmful to health can be avoided.
  • a textile fabric with the described proportion of polyethylene-vinyl acetate can be further processed particularly advantageously using high-frequency welding, whereby the textile fabric is easier to further process and new applications for the textile fabric are also possible.
  • the special paint composition is chosen so that the paint has good adhesion to the surface coating described, even without chemical or physical pretreatment of the surface coating.
  • appropriate physical and/or chemical pretreatment e.g. using corona treatment or a plasma adhesion promoter layer
  • the textile fabric could be welded with high frequency and/or hot air to the paint.
  • the surface coated in this way has a very smooth surface in the case of a woven carrier layer, so that it can be printed. Therefore, the textile fabric according to the invention is particularly suitable for use, for example, as a tarpaulin or cover for trucks or as advertising space of any kind.
  • the paint system is preferably a single-coat paint system or a multi-coat paint system, wherein the multi-coat paint system preferably consists of at least a primer and a top coat.
  • the EVA content is preferably in the range of 40-60% by weight.
  • the EVA content in the primer is preferably increased to 80 percent and reduced to up to 20 percent in the top coat.
  • a surface coating that consists of at least one polymer blend is to be understood as meaning if the surface coating consists entirely of the polymer blend or consists predominantly of the polymer blend.
  • the surface coating is made up of the coating material that is applied to the carrier layer.
  • the coating material contains the polymer blend or consists entirely of the polymer blend.
  • the paint system is applied to the surface coating and consequently forms the outer layer, which usually faces a viewer.
  • a possible layer structure of the textile fabric could therefore look like this from the inside out (viewing side): carrier layer, surface coating, lacquer layer.
  • the surface coating consists of more than 70% by weight, more than 80% by weight, more than 90% by weight or 100% by weight of the polymer blend, based on the total weight of the surface coating.
  • polyethylene vinyl acetate is abbreviated as PEVA, polyethylene as PE and vinyl acetate as VA.
  • PEVA polyethylene vinyl acetate
  • PE polyethylene
  • VA vinyl acetate
  • PVC polyvinyl chloride
  • the polymer blend has a proportion of PEVA in the polymer blend of 45% by weight, preferably 49% by weight, more preferably 50% by weight and more preferably 55% by weight and even more preferably 60% by weight .-%, based on the total weight of the polymer blend.
  • JP 2001 310424 A describes a textile fabric, wherein the textile fabric has a carrier layer which consists at least of polyethylene and / or polyester fibers, a surface coating being applied to at least one surface of the carrier layer, and the surface coating consisting of at least one Polymer blend consists, where the polymer blend has at least one mixture of polyethylene and polyethylene vinyl acetate and where the proportion of vinyl acetate in the polyethylene vinyl acetate is at most 14% by weight.
  • JP 2001 310424 A has set itself the task of providing a textile, coated surface fabric that is PVC-free, that can be printed with an aqueous paint system and can also be high-frequency welded.
  • the areas of application are in the area of textile construction, tents and the like.
  • the present application is based on the task of not only providing the resulting fabric with good high-frequency weldability, but also achieving good kink resistance and dirt-repellent functions.
  • the textile fabric can be processed using high-frequency welding from a proportion of approximately 15% by weight of vinyl acetate (based on the total weight of the polymer blend), which is also not possible with a pure PE coating.
  • the proportion of approximately 15% by weight or more of vinyl acetate in the polymer blend causes the surface coating or the textile fabric to have a flexibility and softness, such as can be found, for example, in soft polyvinyl chloride.
  • the polyethylene-vinyl acetate in the polymer blend has a vinyl acetate content of 15% by weight to over 40% by weight, based on the total weight of the polymer blend.
  • the PEVA material in the polymer blend becomes rubber-like, which makes it possible, for example, to be used in the areas of bags, films or shoe production (especially soles).
  • the polymer blend also has polypropylene in addition to the PEVA and the PE.
  • the polymer blend has a mixture of polyethylene and polyethylene-vinyl acetate, whereby the mixture can achieve certain properties in terms of the processability of the coating.
  • the polyethylene has a melting point of 135-145°C, which means it can be easily processed on melt calendering systems.
  • Polyethylene-vinyl acetate copolymers have a variable melting point that depends on the vinyl acetate content. For example, a proportion of approximately 7% by weight of vinyl acetate in the polyethylene vinyl acetate results in a melting point of approximately 104 ° C and a proportion of 28% by weight of vinyl acetate results in a melting point of approximately. 70°C.
  • PEVA By adding PEVA to PE, mixing properties of both polymers can be achieved, such as high-frequency weldability or improved weathering stability and a lower tendency to stress cracking due to the PEVA.
  • PE itself has good chemical resistance.
  • the textile fabric, or the surface coating of the textile fabric can advantageously be heated using high-frequency energy in the form of an electromagnetic field (high-frequency welding).
  • high-frequency welding Under the heat and pressure, the surface coating and the varnish of the textile fabric begins to melt locally and can thus be combined with other parts of the textile fabric, with other textile fabrics of the same or different type (fusible) or with completely different materials (such as with a Coating made of PE material).
  • no heat is supplied from outside, which means less protective measures for occupational safety becomes necessary.
  • the heat arises in the textile fabric or in the surface coating (paint) of the textile fabric and is therefore particularly effective.
  • the different materials bond together and a weld seam is created.
  • the textile fabric can also be advantageously connected to other materials using other (conventional) welding processes.
  • the textile fabric can be connected to other textile fabrics with a coating made of polyethylene and/or polypropylene by means of hot air welding.
  • a coating made of polyethylene and/or polypropylene by means of hot air welding.
  • an adhesion value of more than approximately 50 N/cm could be measured without edge waviness.
  • an adhesion value of more than approximately 50 N/cm could also be measured without edge waviness.
  • the adhesion value is determined using the standard ISO 2411:2017 (EN ISO 2411:2017), whereby the second sample preparation method of the standard should be used and the values should apply to the measurement of test specimens that are measured in the machine direction (i.e. in the warp direction).
  • the carrier layer is constructed entirely of fibers made of polyethylene and/or polyester.
  • the carrier layer is constructed entirely of polyester fibers.
  • Completely constructed means that the carrier layer is made up of more than 80%, preferably more than 90% and particularly preferably 100% of the fibers mentioned.
  • the carrier layer is preferably made up of a yarn mixture of fibers made of polyethylene and polyester.
  • the polyethylene fibers that can be used are, for example, high-strength polyethylene fibers, such as those available under the trade names Dyneema (DSM B.V.) or Spectra (Honeywell International). Diolen®, Polyester High Performance Fibers, for example, can be used as polyester fibers.
  • a carrier layer, constructed from the fibers mentioned or mixtures of the fibers mentioned has the advantage that the carrier layer is easy to produce and can be adapted to various technical requirements, such as the strength of the carrier layer, due to the wide selection of possible fiber types.
  • the term fiber should be understood to mean both continuous fibers and staple fibers or short fibers.
  • the fibers can belong to both a multifilament yarn and a monofilament yarn.
  • the polymer blend of the surface coating has less than 51% by weight of polyethylene, based on the total weight of the polymer blend. In one embodiment, the polymer blend consists of at least 95% by weight of a combination of polyethylene and polyethylene-vinyl acetate, based on the total weight of the polymer blend.
  • the surface coating preferably has less than 20% by weight, more preferably less than 15% by weight, even more preferably less than 10% by weight and particularly preferably less than 5% by weight of further components - such as additives - in addition to the polymer blend.
  • Such a surface coating has the advantage that the mixture of PE and PEVA mentioned combines both advantages of the substances mentioned, without the disadvantages of the respective substances adversely changing the surface coating.
  • the surface coating has good long-term stability thanks to the PE it contains.
  • PEVA is particularly robust and thus increases the longevity of a surface coating, especially against mechanical influences on the surface coating.
  • the PEVA forms the basis for the textile fabric to be processed using high-frequency welding and improves the paintability of the surface coating.
  • plasticizers or halogen-containing substances can be dispensed with, which prevents the risk that halogen-containing chemicals or plasticizer components can diffuse to the surface of the surface coating and enter into undesirable interactions with, for example, a paint finish becomes. This makes the textile fabric more environmentally friendly and its chemical properties remain constantly stable over a longer life cycle of the textile fabric.
  • the textile fabric is more skin-friendly due to the omission of the plasticizer than, for example, textile fabrics with PVC coatings with plasticizer.
  • the processing of such skin-friendly textile fabrics for manufacturers, for example is thereby simplified and the textile fabric can also be intended for new applications in which, for example, regular skin contact with the textile fabric can occur.
  • the carrier layer is a unidirectional scrim, a woven fabric, a grid, a knitted fabric, a twisted fabric or a fleece.
  • the carrier layer is very particularly preferably a fabric, the fabric preferably having a twill, canvas, panama or satin weave.
  • the carrier material can be single-layered or multi-layered, whereby the carrier layer can have the aforementioned bonds in single-layered or multi-layered form.
  • the carrier layer can be constructed in multiple layers and consist of at least two fabric layers or one fabric layer and a twist layer.
  • the surface coating occurs over the entire surface of at least one surface of the carrier layer.
  • Full-surface means that essentially no areas of the carrier layer surface are left without coating material after this surface has been coated.
  • a full-surface coating can also mean that although the grid has no areas without coating on the surface to be coated, gaps remain free between the coated struts of the grid. There is neither material from the carrier layer, i.e. the grid, nor the coating within the gaps. In this embodiment, the material of the grid is completely coated, while there are still gaps between the coated struts of the grid.
  • the textile fabric is preferably coated over the entire surface on both surface sides of the carrier layer.
  • the two surface sides of the carrier layer are coated with the same surface coating.
  • a coating with different surface coating materials for different surface sides is also conceivable.
  • webs made of coating material are formed within the carrier layer, which connect the two surface coatings to one another.
  • textile Flat structure forms no or only a small number of webs made of coating material within the carrier layer, with the webs resulting in no or only a small number of connections between the two surface coatings of the carrier layer.
  • both surfaces of the carrier layer have the lacquer system. Consequently, both surface coatings are painted.
  • the surface coating is coated over the entire surface with the paint of the paint system.
  • full-surface means that less than 15% of the surface coating area is free of the paint of the paint system.
  • only edge areas of the surface coating are free of the paint of the paint system.
  • the polymer blend of the surface coating is polyvinyl chloride-free.
  • polyvinyl chloride-free means that the polymer blend has less than 1% by weight, particularly preferably 0% by weight, of polyvinyl chloride, based on the total weight of the polymer blend.
  • the surface coating is polyvinyl chloride-free, which here also means that the surface coating has less than 1% by weight, particularly preferably 0% by weight, of polyvinyl chloride, based on the total weight of the surface coating.
  • neither the polymer blend has polyvinyl chloride nor does the surface coating - as further components in addition to the polymer blend - contain polyvinyl chloride. Without the use of polyvinyl chloride, both the production and recycling of the textile fabric is significantly more environmentally friendly and the skin-friendliness of the textile fabric is also increased. In the preparation of For example, PE and PEVA do not use the highly toxic gas vinyl chloride.
  • the carrier layer is coated with the polymer blend in one piece.
  • the coating material polymer blend
  • the carrier material essentially as a coherent coating mass, for example as a melt or film, and not, for example, as spray particles, which then form, for example, a full-surface coating.
  • the advantage of a one-piece coating is that the surface of the coating becomes particularly flat and, for example, the surface quality is thereby high. This means, for example, that later printing with better quality is possible.
  • the adhesion value for welding at least two textile fabrics (according to claim 1) to one another using high-frequency welding is at least 8 N/cm.
  • the adhesion value for welding at least two textile fabrics together using high-frequency welding is approximately 12 N/cm, preferably approximately 15 N/cm, preferably approximately 20 N/cm, further preferably approximately 25 N/cm, even more preferably approximately 30 N/cm, particularly preferably about 60 N/cm and very particularly preferably about 70 N/cm.
  • the adhesion value is determined using the standard ISO 2411:2017 (EN ISO 2411:2017), whereby the second sample preparation method of the standard should be used and the values should apply to measurements of test specimens measured in the machine direction (i.e. in the warp direction). become.
  • a further subject of the invention relates to a method for producing the textile fabric, the textile fabric having the features as described above.
  • the process involves a carrier layer that is at least Polyethylene and / or polyester fibers, coated with a surface coating on at least one surface of the carrier layer by means of a melt calender.
  • a surface coating is selected which consists of at least one polymer blend, the polymer blend having at least one mixture of polyethylene and polyethylene-vinyl acetate.
  • the polymer blend has more than 40% by weight of polyethylene-vinyl acetate, based on the total weight of the polymer blend.
  • the surface coating is in the form of a melt during production and is processed as a homogeneous layer in a correspondingly flowable manner.
  • the coating material can be applied in the form of a film, a foil, as matrix droplets or powder, which, however, are completely converted into a molten, flowable state during the production of the surface coating.
  • the carrier layer Preferably one surface of the carrier layer, but particularly preferably both surfaces of the carrier layer - is coated with the surface coating - as described above. At least one surface of the surface coating is then painted, the paint system of the coating containing as the primary binder an ethylene-vinyl acetate copolymer with a vinyl acetate content of 25-55% by weight and one or more thermoplastic acrylate resins.
  • the paint system used is preferably a solution and not an (aqueous) dispersion, as described, for example, in JP 2001 310424 A. It has been shown that not only must a certain proportion of vinyl acetate be contained in the paint system, but that the system also requires organic solvents so that the required properties can be maintained in the end product. In addition to the kink resistance mentioned above, this also includes good adhesion Paint system on the coating with good high-frequency weldability of the entire system.
  • the solvent for the paint system comprises aromatics with ketones and/or esters, more preferably a combination of toluene or xylene with methyl ethyl ketone.
  • the proportion of aromatics in the paint system is at least 50%.
  • the ratio of aromatics to methyl ethyl ketone is approximately 2:1 and has the advantage that - despite a relatively low proportion of aromatics - sufficient adhesion to the coating is still guaranteed.
  • the solvent contains between 20% and 45% methyl ethyl ketone based on the total amount of solvent.
  • the solvent contains between 30% by weight and 40% by weight based on the total amount of solvent.
  • the solvent contains one third methyl ethyl ketone and two thirds aromatics, whereby “aromatics” throughout the application are understood to mean toluene, ethylbenzene, the three stereoisomers of xylene and all mixtures of these hydrocarbons.
  • CN 11 3999 568 A also discloses a paint system containing, as the primary binder, an ethylene-vinyl acetate copolymer with a vinyl acetate content of 25-55% by weight. Here, however, the paint system is melted before use as a coating agent and therefore does not contain any aromatic solvents. The use of the paint system in CN 11 3999 568 A is used for thermal transfer printing.
  • JP 62 057 988 A also describes a paint system containing, as the primary binder, an ethylene-vinyl acetate copolymer with a vinyl acetate content of 25-55% by weight.
  • the components of the paint system are used in the form of an emulsion, i.e. not in solution.
  • the aim of JP 62 057 988 A is also to improve high-frequency weldability.
  • the use of the paint system according to the invention also improves the adhesion and surface properties.
  • the carrier layer is coated on both sides with a surface coating and both surface coatings are also painted with the paint composition.
  • the carrier layer has a surface coating on both sides, but only one surface coating has a coating with the paint system.
  • the carrier layer only has a surface coating on one side and only this one surface coating has the paint with the paint system.
  • the surface coating can be painted over the entire surface using the paint system (the entire surface of the surface coating is painted) or only affect partial areas of the surface coating (partial areas of the surface coating are then paint-free).
  • the carrier layer is preferably coated in a single process step over a width of more than three meters on the top side of the carrier layer using the melt calender. Consequently, a coating web of surface coating is created on the carrier layer in a single coating process, which has a width of at least three meters.
  • larger textile fabrics can also be produced that have a continuous web of coating material. Overlapping areas made of coating material advantageously do not occur or occur less frequently if they are more than three meters wide. The printability of the fabric is thus advantageously improved again, since not only the woven carrier layer enables a flat coating, but the coating itself also enables a special surface quality.
  • Another subject of the present invention relates to the use of the textile fabric for shaping and fixing
  • a truck tarpaulin, a bag, a container or the like can be produced from the textile fabric, which is preferably in the form of a sheet, using high-frequency welding.
  • the textile fabric is formed and/or fixed exclusively using high-frequency welding.
  • the textile fabric can also be processed using alternative welding processes, such as using hot air.
  • alternative welding processes unlike when processing textiles with PVC in the coating
  • no toxic fumes are produced during welding, so that less strict occupational safety measures have to be taken into account during processing.
  • the surface coating of the textile fabric can, as stated, be painted particularly easily with good quality and increased longevity using the paint composition according to the invention.
  • the surface coating of the textile fabric contains a not insignificant proportion of PE, it is surprisingly possible to coat or varnish the surface coating (and thus the textile fabric) using the lacquer composition.
  • additional adhesion promoters e.g. a plasma adhesion promoter layer
  • pre-treatment e.g. corona treatments
  • the paint system of the present invention is particularly suitable to be processed using high-frequency welding (HF welding).
  • HF welding high-frequency welding
  • a special adhesion is created between the welded layers after HF welding.
  • paint systems for example paint containing PVC
  • the paint system of the present invention advantageously leads to a particularly high weld seam peel strength when the textile fabric is processed using HF welding.
  • the textile fabric - with the features already mentioned and manufactured as already described - can be used, for example, as a vehicle tarpaulin, particularly preferably as a truck tarpaulin, as a packaging tarpaulin, as a tent tarpaulin fabric, as an inflatable boat, as a container, preferably as a flexible container, or as a bag.
  • a vehicle tarpaulin particularly preferably as a truck tarpaulin
  • a packaging tarpaulin as a tent tarpaulin fabric
  • an inflatable boat as a container, preferably as a flexible container, or as a bag.
  • the textile fabric can be used, for example, in the area of architecture, advertising, privacy, covering and/or temporary weather protection, tarpaulins, biogas hoods, boat and yacht tarpaulins, flexible containers and advertising spaces, loading dock seals, agricultural protective cloths, truck tarpaulins, oil barriers, pool linings and pool covers, Radome covers, inflatable boats, protective tarpaulins, pergolas, sports mats, stadium roofs, dividing curtains in sports halls and tents.
  • the possible applications of the textile fabric are particularly wide because the textile fabric is particularly easy to process and the environmental compatibility is also particularly high.
  • the textile fabric can also be used in the food sector as, for example, packaging for food or storage containers for food.
  • the packaging material does not contain any harmful substances supplies food. Nevertheless, the packaging must protect the food from loss of aroma, for example, or make transport damage avoidable.
  • Yet another subject of the present invention relates to a product that is at least partially made from the textile fabric.
  • the product has at least one weld seam that was produced by high-frequency welding and that is located in the area of the textile fabric in the product.
  • the product preferably consists entirely of the textile fabric.
  • a product should be understood as any structure that consists of an at least flexible and thin-walled material.
  • the product can have a two- or three-dimensional shape.
  • Another subject of the present invention relates to a paint system that is particularly suitable for painting the textile fabric with the corresponding surface coating (as described above). All statements regarding the paint system should also apply to the textile fabric that has such a paint system as a paint on the surface coating.
  • the paint system according to the invention is preferably applied in a single layer (on the surface coating) and allows good adhesion to the coated textile fabric, even without chemical or physical pretreatment.
  • appropriate physical or chemical pretreatment e.g. by means of coronization
  • the coated textile fabric treated in this way can be welded with high frequency and hot air after painting.
  • the paint system contains as the primary binder an ethylene-vinyl acetate copolymer with a vinyl acetate content of 25-55% by weight and one or more thermoplastic acrylate resins, the paint system containing a solvent which is a combination of aromatics with ketones and / or Has esters, preferably a combination of toluene or xylene with methyl ethyl ketone.
  • a solvent which is a combination of aromatics with ketones and / or Has esters, preferably a combination of toluene or xylene with methyl ethyl ketone.
  • xylene includes all three stereoisomers of xylene and all mixtures of these stereoisomers with one another.
  • the vinyl acetate content in the paint system is preferably 35 to 45% by weight, very preferably about 40% by weight.
  • this preferred range of vinyl acetate in the adhesion promoter offers an excellent compromise between solubility and adhesion of the paint to the coating.
  • the formulation of the paint system according to the invention therefore provides a number of advantages, which result in particular from the elimination of inherently opposing requirements: On the one hand, the proportion of aromatics, which serves to dissolve the coating of the material to be painted, which further improves adhesion, and on the other hand, the use of ketones, which in turn leads to the proportion of aromatics being reduced again to the paint system as a whole to make it more environmentally friendly.
  • the proportion of aromatics in the paint system is at least 50%.
  • the ratio of aromatics to methyl ethyl ketone is approximately 2:1 and has the advantage that - despite a relatively low proportion of aromatics - sufficient adhesion to the coating is still guaranteed.
  • the paint system contains between 20% and 45% methyl ethyl ketone based on the total amount of solvent. In one embodiment, the paint system contains between 30% by weight and 40% by weight, based on the total amount of solvent.
  • the solvent portion of the paint system contains one third methyl ethyl ketone and two thirds aromatics, whereby “aromatics” throughout the application are understood to mean toluene, ethylbenzene, the three stereoisomers of xylene and all mixtures of these hydrocarbons.
  • the paint system has the ethylene-vinyl acetate copolymer in a proportion of 20 to 80% by weight, preferably 40 to 60% by weight.
  • thermoplastic acrylate resins of the paint system are preferably physically drying solid resins based on methyl methacrylate.
  • the molecular weight of the acrylate resins can be in the range of 50,000 to 300,000 g/mol, depending on the desired film hardness, and the TG (glass transition temperature) can be in the range of 45 to 125 °C, depending on the desired flexibility.
  • the proportion of ethylene vinyl acetate in the main binder matrix can be in the range of 20-80 percent.
  • the EVA content is typically in the range of 40-60 percent.
  • the EVA content in the primer can be increased to 80 percent and reduced to up to 20 percent in the top coat.
  • the paint system contains a secondary binder in a proportion of not more than 10 to 15% by weight to modify the film properties.
  • the secondary binder is particularly preferably a cellulose acetobutyrate.
  • the amounts added are usually limited by the negative effects on adhesion, weldability and compatibility.
  • the paint system has further additives, such as organic and/or inorganic matting agents, polysiloxanes or modified and functionalized polysiloxanes, waxes based on polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene and combinations thereof, rheology additives on silicate - or urea base and/or defoamers and flow aids.
  • the final optical and haptic properties such as gloss level, sliding and static friction can advantageously be adjusted with additives.
  • Table 1 shows an example of the composition in percent by weight (wt.%) of some preferred paint systems, although the examples are not to be understood as limiting.
  • the production and composition of the paint system are described in more detail using the following example in Table 2, whereby the example merely represents a possible embodiment of the paint system and is not to be understood as a limitation.
  • the paint system as shown in the example can be used particularly well as a paint for the textile fabric (as previously described). According to the example, it is a single-layer paint system.
  • the paint is applied using an anilox roller or magnetic squeegee.
  • the application quantity should be in the range of 20-40 g/m 2 (wet paint). Even with a two-layer structure (primer + top coat), the maximum application quantities mentioned should not be significantly exceeded. Drying takes place at approx. 80°C for approx. 1 minute (per layer). Higher drying temperatures can improve paint adhesion, but are usually limited by the softening temperature of the substrate.
  • FIGS. 4a and 4b each show photographs of a sample 3 and a sample 4, whereby in sample 3 a textile fabric with a coating according to claim 1 and another textile fabric with a coating made of polypropylene were welded using hot air and sample 4 a hot air welding of a textile Fabric according to claim 1 with a further textile fabric with a coating made of polyethylene.
  • Figures 5 and 6 show electron micrographs of textile fabrics that were processed using high-frequency welding, the textile fabrics having a paint finish according to the invention and no paint finish according to the invention.
  • Figure 1 shows both samples 1 and 2, where the carrier material in both cases was a fabric.
  • the carrier material in both cases was a fabric.
  • the adhesion value is determined using the ISO 2411:2017 (EN ISO 2411:2017) standard, with the second method the sample preparation of the standard should be applied and the values should apply to measurements of test specimens that are measured in the machine direction (i.e. in the warp direction).
  • a sample 3 was formed from a textile fabric according to claim 1 and a further textile fabric with a coating made of polypropylene. Using hot air welding, an adhesion value of more than 50 N/cm could be achieved without edge waviness.
  • a sample was formed from a textile fabric according to claim 1 and a further textile fabric with a coating made of polyethylene.
  • a connection could be achieved by hot air welding which has an adhesion value of at least 50 N/cm without producing edge waviness.
  • the adhesion value is determined using the standard ISO 2411:2017 (EN ISO 2411:2017), whereby the second sample preparation method of the standard should be used and the values of test specimens that are measured in the machine direction (i.e. in the warp direction) should apply .
  • 5 shows an electron micrograph of the cross section of a textile fabric with a coating of polyethylene and ethylene vinyl acetate copolymer without a coating according to the invention
  • Figure 6 an electron micrograph of the cross section of a textile fabric of the same material with a coating according to the invention can be seen.
  • the carrier material and coating material were the same for both textile fabrics from Figure 5 and Figure 6 and as defined in claim 1, only the paint was different. Both textile fabrics were processed using high-frequency welding under the same conditions. In both cases, a painted and a non-painted side were welded together.
  • the adhesion between the surface coating and the paint after welding is essential and can also be shown in the images in Figures 5 and 6.
  • the carrier material with the surface coating (same materials as in Figure 6) was painted with a PVC-free paint system (which is not according to the invention).
  • the PVC-free paint was not specifically tailored to the surface coating.
  • Figures 7 and 8 show electron microscopic images of the cross section of textile fabrics that were processed using high-frequency welding, the textile fabrics being a PVC-free tarpaulin according to the invention with a PVC-free paint and not being a PVC-based tarpaulin according to the invention with PVC-containing paint represents (benchmark).
  • Figure 7 shows the same carrier material painted with a paint system according to the invention as in Figure 6 and as shown in claim 1.
  • two painted layers were welded together using high-frequency welding and not, as in Figure 6, a painted layer with an unpainted layer.
  • the weld seam can be clearly seen in Figure 7 in contrast to Figure 6, but here too there are no cavities along the weld seam, but rather a flat connection of the two layers across the interfaces.
  • the fact that no weld seam can be seen in Figure 6 as in Figure 7 does not mean that there is no weld seam in Figure 6. Since in Figure 6 only one of the two welded layers was painted, this could result in the electron microscopic image having too little contrast to recognize the weld seam.
  • FIG 8 shows a PVC-containing carrier material with a PVC-containing paint system not according to the invention.
  • This system represents a benchmark that has previously been used as standard tarpaulin material.
  • two coated layers were connected using high-frequency welding.
  • the PVC-based system in Figure 8 is like that In the PVC-free system according to the invention from Figure 7, a clear weld seam can be seen, along which no cavities, but a closed connection of the layers, can be seen.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein textiles Flächengebilde mit einer Trägerlage sowie dessen Herstellung und Verwendung, wobei die Trägerlage Polyethylen- und/oder Polyesterfasern aufweist. Auf mindestens einer der Oberflächen der Trägerlage ist eine Oberflächenbeschichtung aufgebracht, wobei die Oberflächenbeschichtung aus mindestens einem Polymerblend besteht, wobei der Polymerblend mindestens eine Mischung aus Polyethylen (PE) und Polyethylen-Vinylacetat (PEVA) aufweist und der Anteil von Polyethylen-Vinylacetat im Polymerblend mindestens 40 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends. Die Oberflächenbeschichtung weist eine Lackierung auf, wobei der Lack der Lackierung als primäres Bindemittel ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetat-Gehalt von 25-55 Gew.-% sowie ein oder mehrere thermoplastische Acrylatharze enthält, wobei der Vinylacetat-Anteil im Polymerblend bei 15-30 Gew.-% liegt. Außerdem wird ein Lacksystem zur Lackierung des textilen Flächengebildes offenbart.

Description

Textiles Flächengebilde mit Beschichtung und Lackierung
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein textiles Flächengebilde mit Oberflächenbeschichtung und einer dazu passenden Lackierung.
Beschichtete Textile sind allgemein bekannt. Häufig wird hierbei als Beschichtungsmaterial Polyvinylchlorid (PVC) verwendet. In der Schrift DE 19926732 beispielsweise wird ein Gewirke aus Polyesterfasern in einem Umkehrverfahren mit PVC beschichtet. Weiterhin ist aus der Schrift WO 2012/022626 bekannt ein Trägermaterial mit einem Beschichtungsmaterial aus einem Polyolefin-Homopolymer oder ein Polyolefin-Copolymer zu beschichten. In der Schrift CN 110725135 wird ein textiles Flächengebilde offenbart, bei dem eine Beschichtung aus einer Kombination aus Polyethylen und Ethylenvinylacetat- Copolymer verwendet wird. In den Beispielen dieser Schrift liegt der Anteil von Ethylenvinylacetat-Copolymer im Bereich von höchstens 25 Gew.-% und die Anwendung des textilen Flächengebildes wird schwerpunktmäßig im Bereich der Haushaltswaren angesehen. Auch die Schrift US 3 660 150 beschreibt ein textiles Flächengebilde mit einer Oberflächenbeschichtung. Die Oberflächenbeschichtung kann dabei auch aus einer Mischung aus Polyethylen und Ethylenvinylacetat- Copolymer bestehen. Auch die WO 2018/104101 offenbart ein textiles Flächengebilde mit einer Trägerlage aus beispielsweise Polyethylen, wobei das Flächengebilde auf mindestens einer Oberfläche eine Beschichtung aus einer Mischung aus Polyethylen und Polyethylen-Vinylacetat aufweist. Das textile Flächengebilde der WO 2018/104101 ist ein Vlies, das mittels Sprayimprägnierung beschichtet wird und in Radkästen von Automobilen zwecks Geräuschunterdrückung Einsatz findet, dabei aber zugleich gute Schmutz- und Eisbeständigkeit zeigt.
Nachteilig bei den bekannten beschichteten Textilien ist, dass häufig giftige Abbauprodukte bei der Verbrennung oder Abfallentsorgung der Textilien anfallen, wenn beispielweise als Beschichtungsmaterial Polyvinylchlorid (PVC) verwendet wird. Bei der Verwendung von Polyolefinen als Beschichtungsmaterial ist nachteilig, dass die Verfahren zur Weiterverarbeitung solcher beschichteten Textilien (beispielweise die Lackierung oder die Bereitstellung von Fertigprodukten) häufig sehr aufwändig sind. Weiterhin ist nachteilig bei den bisher bekannten Produkten, dass übliche Lackzusammensetzung der Lackierungen oftmals die Weiterverarbeitung des Textils einschränkt oder die Lackierung chemisch schlecht zur Oberflächenbeschichtung passt, so dass die Lackierung beispielsweise eine geringe Haftung auf der Oberflächenbeschichtung aufweist.
Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein beschichtetes textiles Flächengebilde mit passender Lackierung zur Verfügung zu stellen, das zumindest eine bessere Umweltverträglichkeit der Beschichtung aufweist, das trotzdem leicht verarbeitbar und gut an verschiedenen Anwendungen anpassbar ist und dessen Lackierung speziell auf die Oberflächenbeschichtung angepasst ist.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein textiles Flächengebilde mit einer Trägerlage, wobei die Trägerlage mindestens aus Polyethylen- und/oder Polyesterfasern besteht. Auf mindestens einer der Oberflächen der Trägerlage ist eine Oberflächenbeschichtung aufgebracht, wobei die Oberflächenbeschichtung aus mindestens einem Polymerblend besteht, wobei der Polymerblend mindestens eine Mischung aus Polyethylen (PE) und Polyethylen-Vinylacetat (PEVA) aufweist. Der Anteil an Polyethylen-Vinylacetat im Polymerblend beträgt wenigstens 40 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends und das Polyethylen-Vinylacetat im Polymerblend weist einen Vinylacetat (VA) -Anteil von von 15 bis 30 Gew.-%, noch bevorzugter von 20 bis 25 Gew.-% auf, bezogen auf das Gewicht im Polymerblend.
Erfindungsgemäß weist die Oberflächenbeschichtung eine Lackierung auf. Der Lack der Lackierung enthält als primäres Bindemittel ein Ethylen-Vinylacetat- Copolymer mit einem Vinylacetat-Gehalt von 25-55 Gew.-% sowie ein oder mehrere thermoplastische Acrylatharze.
Durch die Verwendung eines Polyethylen-Vinylacetats im angegebenen Gewichtsanteil im Beschichtungsmaterial weist das Beschichtungsmaterial neue überraschende Eigenschaften auf, die ein reines PE-Beschichtungsmaterial oder ein Polymerblend mit weniger Polyethylen-Vinylacetat im Polymerblend nicht hat. So weist das erfindungsgemäße textile Flächengebilde eine Oberflächenbeschichtung auf, die im Vergleich zu Beschichtungen aus PVC witterungsbeständiger ist und zudem weniger Schadstoffe ausdünstet. Speziell der Einsatz gesundheitsschädlicher Weichmacher kann dadurch vermieden werden. Weiterhin besonders vorteilhaft kann ein textiles Flächengebilde mit dem beschriebenen Anteil an Polyethylen-Vinylacetat mittels Hochfrequenzschweißen weiterverarbeitet werden, wodurch das textile Flächengebilde leichter weiter verarbeitbar ist und auch neue Anwendungen für das textile Flächengebilde möglich werden. Die spezielle Lackzusammensetzung ist dabei so gewählt, dass der Lack eine gute Haftung auf der beschriebenen Oberflächenbeschichtung hat, und zwar auch ohne chemische oder physikalische Vorbehandlung der Oberflächenbeschichtung. Eine entsprechende physikalische und/oder chemische Vorbehandlung (z.B. mittels Coronabehandlung oder einer Plasmahaftvermittlerschicht) der Oberflächenbeschichtung könnte jedoch die Haftung weiter verbessern. Besonders vorteilhaft ist das textile Flächengebilde mit der Lackierung hochfrequenz- und/oder heißluftverschweißbar. Darüber hinaus weist die derart beschichtete Oberfläche bei einer gewebten Trägerlage eine sehr glatte Oberfläche auf, so dass eine Bedruckbarkeit ermöglicht wird. Daher ist das erfindungsgemäße textile Flächengebilde besonders geeignet für z.B. den Einsatz als Plane bzw. Abdeckung für Lastkraftwagen oder als Werbeflächen jeder Art.
Das Lacksystem ist vorzugsweise ein Einschicht-Lacksystem oder ein Mehrschicht-Lacksystem, wobei das Mehrschicht-Lacksystem vorzugsweise zumindest aus einem Primer und einem Decklack besteht. Bei einem Einschicht- Lacksystem liegt der EVA-Anteil vorzugsweise im Bereich von 40-60 Gew.-%. Im Fall eines Zweischichtaufbaus, bestehend aus Primer und Decklack, ist vorzugsweise der EVA-Anteil im Primer bis auf 80 Prozent angehoben und im Decklack auf bis zu 20 Prozent reduziert.
Unter einer Oberflächenbeschichtung, die aus mindestens einem Polymerblend besteht, soll verstanden werden, wenn die Oberflächenbeschichtung vollständig aus dem Polymerblend besteht oder zum überwiegenden Teil aus dem Polymerblend besteht.
Die Oberflächenbeschichtung wird aufgebaut aus dem Beschichtungsmaterial, das auf die Trägerlage aufgebracht wird. Das Beschichtungsmaterial enthält den Polymerblend oder besteht vollständig aus dem Polymerblend. Das Lacksystem wird auf die Oberflächenbeschichtung aufgebracht und bildet folglich die äußere Schicht, die in der Regel einem Betrachter zugewandt ist. Ein möglicher Schichtaufbau des textilen Flächengebildes könnte folglich von innen nach außen (Betrachtungsseite) wie folgt aussehen: Trägerlage, Oberflächenbeschichtung, Lackschicht. In einer Ausführungsform besteht die Oberflächenbeschichtung zu mehr als 70 Gew.-%, zu mehr als 80 Gew.-%, zu mehr als 90 Gew.-% oder zu 100 Gew.-% aus dem Polymerblend, bezogen auf das Gesamtgewicht der Oberflächenbeschichtung.
In der vorliegenden Erfindung wird Polyethylen-Vinylacetat als PEVA abgekürzt, Polyethylen als PE und Vinylacetat als VA. Für Polyvinylchlorid wird die Abkürzung PVC verwendet.
In einer Ausführungsform weist der Polymerblend einen Anteil von PEVA im Polymerblend von 45 Gew.-%, vorzugsweise von 49 Gew.-%, bevorzugter von 50 Gew.-% und weiter bevorzugt von 55 Gew.-% und noch weiter bevorzugt von 60 Gew.-% auf, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends.
Die JP 2001 310424 A beschreibt in einem Beispiel ein textiles Flächengebilde, wobei das textile Flächengebilde eine Trägerlage aufweist, die mindestens aus Polyethylen- und /oder Polyesterfasern besteht, wobei auf mindestes einer Oberfläche der Trägerlage eine Oberflächenbeschichtung aufgebracht ist, und die Oberflächenbeschichtung aus mindestens einem Polymerblend besteht, wobei der Polymerblend mindestens eine Mischung aus Polyethylen und Polyethylen- Vinylacetet aufweist und wobei der Anteil an Vinylacetat im Polyethylen- Vinylacetet höchstens 14 Gew.-% beträgt.
Die JP 2001 310424 A hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein textiles, beschichtetes Flächengewebe zur Verfügung zu stellen, welches PVC frei ist, das mit einem wässrigen Lacksystem bedruckt werden kann und auch hochfrequenzverschweißbar ist. Die Anwendungsgebiete liegen dabei im Bereich textiles Bauen, Zelte und dergleichen. Im Unterschied zum lackierten und beschichteten textilen Flächengebilden aus dem Stand der Technik liegt der vorliegenden Anmeldung die Aufgabe zugrunde, das erhaltene Flächengebilde nicht nur mit einer guten Hochfrequenzverschweißbarkeit auszustatten, sondern auch noch eine gute Knickbeständigkeit sowie schmutzabweisende Funktionen zu erreichen.
Vorteilhafterweise ist das textile Flächengebilde ab einem Anteil von etwa 15 Gew.-% an Vinylacetat (bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends) mittels Hochfrequenzverschweißen verarbeitbar, was ebenfalls mit einer reinen PE-Beschichtung nicht möglich ist. Hierdurch stehen für die Weiterverarbeitung des textilen Flächengebildes mehrere Möglichkeiten zur Verfügung, die dann letztlich auch das Anwendungsgebiet des textilen Flächengebildes - wie oben beschrieben - erweitern. Darüber hinaus bewirkt der Anteil von etwa 15 Gew.-% oder mehr an Vinylacetat im Polymerblend, dass die Oberflächenbeschichtung beziehungsweise das textile Flächengebilde eine Flexibilität und Weichheit erhält, wie sie beispielweise bei Weich-Polyvinylchlorid gefunden werden kann. In einer Ausführungsform weist das Polyethylen-Vinylacetat im Polymerblend einen Vinylacetatanteil von 15 Gew.-% bis über 40 Gew.-% auf, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends. Bei einer Ausführungsform mit über 40 Gew.- % Vinylacetat wird das PEVA-Material im Polymerblend kautschukartig, wodurch beispielsweise eine Anwendung im Bereich Beutel, Folie oder Schuhherstellung (insbesondere Sohlen) möglich wird.
In einer Ausführungsform weist der Polymerblend zusätzlich zum PEVA und dem PE auch Polypropylen auf. Der Polymerblend weist eine Mischung aus Polyethylen und Polyethylen- Vinylacetat auf, wobei durch die Mischung bestimmte Eigenschaften bei der Verarbeitbarkeit der Beschichtung erreicht werden können. Das Polyethylen besitzt einen Schmelzpunkt von 135-145°C wodurch es auf Schmelzkalanderanlagen gut verarbeitet werden kann. Polyethylen-Vinylacetat- Copolymere haben einen vom Vinylacetat-Anteil abhängigen variablen Schmelzpunkt. Bei einem Anteil von etwa 7% Gew.-% Vinylacetat im Polyethylen- Vinylacetat beispielsweise ergibt sich ein Schmelzpunkt von etwa 104°C und bei einem Anteil von 28 Gew.-% Vinylacetat ergibt sich ein Schmelzpunkt von etwa. 70°C. Durch eine Mischung aus PE und PEVA in den oben genannten Bereichen, kann eine Verarbeitung auf gängigen Kalanderanlage und ein vorheriger Extrudierschritt realisiert werden. Reines PEVA wäre schwierig auf üblichen Kalanderanlagen verarbeitbar.
Durch Zugabe von PEVA zum PE können Mischeigenschaften beider Polymere erhalten werden, wie zum Beispiel die Hochfrequenzverschweißbarkeit oder auch eine verbesserte Bewitterungsstabilität und geringerer Neigung zur Spannungsrissbildung durch das PEVA. PE selbst weist eine gute Chemikalienbeständigkeit auf.
Wie beschrieben, kann das textile Flächengebilde, beziehungsweise die Oberflächenbeschichtung des textilen Flächengebildes, in vorteilhafter Weise mittels Hochfrequenzenergie in Form eines elektromagnetischen Feldes erhitzt werden (Hochfrequenzverschweißung). Unter der Hitze und dem Druck beginnt örtlich die Oberflächenbeschichtung und die Lackierung des textilen Flächengebildes zu schmelzen und kann so mit anderen Teilen des textilen Flächengebildes, mit anderen textilen Flächengebilden der gleichen oder anderen Art (schmelzbar) oder mit ganz anderen Materialien (wie beispielweise mit einer Beschichtung aus PE-Material) zusammengefügt werden. Bei diesem Prozess wird keine Wärme von außen zugeführt, wodurch weniger Schutzmaßnahmen für die Arbeitssicherheit notwendig werden. Die Wärme entsteht in dem textilen Flächengebilde, beziehungsweise in der Oberflächenbeschichtung (Lackierung) des textilen Flächengebildes und ist daher besonders effektiv. Beim Abkühlungsprozess (beispielweise unter andauerndem Pressdruck) kommt es zu einer Verbindung der verschiedenen Materialien miteinander und eine Schweißnaht entsteht. Hierdurch kann eine sehr starke Verbindung bewirkt werden, die zudem auch die Wetterfestigkeit, beispielweise die Wasserundurchlässigkeit, des textilen Flächengebildes nicht beeinträchtigt. Ein weiterer Vorteil dieser Art der Verbindung des textilen Flächengebildes besteht darin, dass bei dem beschriebenen Prozess nicht über eine große Fläche eine große Menge an schädlichen Dämpfen oder Verbrennungsrückstände entstehen. Je nach verwendeten Fasern in der Trägerlage kann durch das Hochfrequenzschweißen auch bewirkt werden, dass die Fasern der Trägerlage vollständig oder zumindest teilweise schmelzen. Angeschmolzene oder vollständig geschmolzene Fasern innerhalb der Naht können der Naht eine gewisse Stabilität verleihen, die beispielweise das Formen des textilen Flächengebildes erleichtert.
Weiterhin vorteilhaft kann das textile Flächengebilde auch mittels anderer (herkömmlicher) Schweißverfahren mit anderen Materialien verbunden werden. Beispielweise kann das textile Flächengebilde mit anderen textilen Flächengebilden mit einer Beschichtung aus Polyethylen und/oder Polypropylen mittels Heißluftverschweißen verbunden werden. Bei einer Heißluftverschweißung des textilen Flächengebildes mit einem anderen textilen Flächengebilde mit Polyethylenbeschichtung konnte ohne Kantenwelligkeit ein Haftwert von mehr als etwa 50 N/cm gemessen werden. Bei einer Heißluftverschweißung des textilen Flächengebildes mit einem anderen textilen Flächengebilde mit einer Polypropylenbeschichtung konnte ebenfalls ohne Kantenwelligkeit ein Haftwert von mehr als etwa 50 N/cm gemessen werden. Der Haftwert wird dabei in allen Fällen mittels der Norm ISO 2411 :2017 (EN ISO 2411 :2017) ermittelt, wobei das zweite Verfahren der Probenvorbereitung der Norm angewendet werden soll und die Werte für die Messung von Probekörpern gelten sollen, die in Maschinenrichtung (also in Kettrichtung) gemessen werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Trägerlage vollständig aus Fasern aus Polyethylen und/oder Polyester aufgebaut. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trägerlage vollständig aus Polyesterfasern aufgebaut. Vollständig aufgebaut bedeutet, dass die Trägerlage zu mehr als 80%, vorzugsweise zu mehr als 90% und besonders bevorzugt zu 100% aus den genannten Fasern aufgebaut ist. Bei einer Kombination aus Polyethylen und Polyester ist die Trägerlage vorzugsweise aus einer Garnmischung aus Fasern aus Polyethylen und Polyester aufgebaut. Als Polyethylenfasern können beispielweise hochfeste Polyethylenfasern, wie sie z.B. unter den Handelsnamen Dyneema (Fa. DSM B.V.) oder Spectra (Fa. Honeywell International) erhältlich sind, verwendet werden. Als Polyesterfasern können beispielweise Diolen®, Fa. Polyester High Performance Fasern verwendet werden. Eine Trägerlage, aufgebaut aus den genannten Fasern oder Mischungen der genannten Fasern, hat den Vorteil, dass die Trägerlage gut herstellbar ist und durch die breite Auswahl an möglichen Faserarten an verschiedene technische Anforderungen, wie beispielweise Festigkeit der Trägerlage, anpassbar wird.
Unter dem Begriff Faser sollen sowohl Endlosfasern als auch Stapelfasern oder Kurzfasern verstanden werden. Die Fasern können sowohl zu einem Multifilamentgarn als auch zu einem Monofilamentgarn gehören.
In einer Ausführung weist der Polymerblend der Oberflächenbeschichtung weniger als 51 Gew.-% Polyethylen auf, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends. In einer Ausführungsform besteht der Polymerblend zu mindestens 95 Gew.-% aus einer Kombination aus Polyethylen und Polyethylen- Vinylacetat, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends. Die Oberflächenbeschichtung weist vorzugsweise weniger als 20 Gew.-%, bevorzugter weniger als 15 Gew.-%, noch bevorzugter weniger als 10 Gew.-% und besonders bevorzugt weniger als 5 Gew.-% weitere Bestandteile - wie beispielweise Additive - zusätzlich zu dem Polymerblend auf. Eine solche Oberflächenbeschichtung hat den Vorteil, dass die genannte Mischung aus PE und PEVA beide Vorteile der genannten Stoffe vereint, ohne dass die Nachteile der jeweiligen Stoffe die Oberflächenbeschichtung nachteilig verändern würden. So hat beispielweise die Oberflächenbeschichtung durch das darin enthaltene PE eine gute Langzeitstabilität. PEVA ist besonders robust und erhöht so die Langlebigkeit einer Oberflächenbeschichtung insbesondere gegenüber mechanischen Einwirkungen auf die Oberflächenbeschichtung. Weiterhin bildet das PEVA die Basis dafür, dass das textile Flächengebilde mittels Hochfrequenzschweißen verarbeitbar wird und verbessert die Lackierbarkeit der Oberflächenbeschichtung. Darüber hinaus kann in einer solchen Oberflächenbeschichtung aus der genannten Kombination von PE und PEVA auf Weichmacher oder halogenhaltige Substanzen verzichtet werden, wodurch die Gefahr, dass halogenhaltige Chemikalien oder Weichmacherbestandteile an die Oberfläche der Oberflächenbeschichtung diffundieren können und dort unerwünschte Wechselwirkungen mit beispielweise einer Lackierung eingehen, verhindert wird. Hierdurch wird das textile Flächengebilde umweltfreundlicher und seine chemischen Eigenschaften bleiben auch über einen längeren Lebenszyklus des textilen Flächengebildes konstant stabil. Ein weiterer Vorteil durch die Wahl des Polymerblends für die Oberflächenbeschichtung besteht darin, dass das textile Flächengebilde durch das Weglassen des Weichmachers hautfreundlicher ist als es beispielweise textile Flächengebilde mit PVC-Beschichtungen mit Weichmacher sind. Insbesondere die Verarbeitung solcher hautfreundlichen textilen Flächengebilde für beispielsweise Konfektionäre ist dadurch vereinfacht und das textile Flächengebilde kann auch für neue Anwendungen vorgesehen werden, in denen beispielsweise ein regelmäßiger Hautkontakt mit dem textilen Flächengebilde entstehen kann. In einer Ausführungsform des textilen Flächengebildes ist die Trägerlage ein unidirektionales Gelege, ein Gewebe, ein Gitter, ein Gewirk, ein Gedrebe (Drehgewebe) oder ein Vlies. Die Trägerlage ist ganz besonders bevorzugt ein Gewebe, wobei das Gewebe vorzugsweise eine Köper-, Leinwand-, Panamaoder eine Atlasbindung aufweist. Das Trägermaterial kann einlagig oder mehrlagig sein, wobei die Trägerlage einlagig oder mehrlagig die zuvor genannten Bindungen aufweisen kann. Beispielsweise kann die Trägerlage mehrlagig aufgebaut sein und aus mindestens zwei Gewebelagen oder einer Gewebelage und einer Gedrebelage bestehen.
In einer Ausführungsform erfolgt die Oberflächenbeschichtung auf mindestens einer Oberfläche der Trägerlage vollflächig. Vollflächig bedeutet dabei, dass im Wesentlichen keine Bereiche der Trägerlageoberfläche ohne Beschichtungsmaterial nach der Beschichtung dieser Oberfläche mehr vorliegen. Bei der Verwendung beispielsweise eines sehr offenen Gitters als Trägerlage kann eine vollflächige Beschichtung auch bedeuten, dass zwar das Gitter auf der zu beschichtenden Oberfläche keine Bereiche ohne Beschichtung aufweist, aber zwischen den beschichteten Streben des Gitters Lücken frei bleiben. Innerhalb der Lücken liegen weder Material der Trägerlage, also des Gitters, noch der Beschichtung vor. In dieser Ausführungsform ist das Material des Gitters vollständig beschichtet, während zwischen den beschichteten Streben des Gitters nach wie vor Lücken vorliegen. Vorzugsweise ist das textile Flächengebilde auf beiden Oberflächenseiten der Trägerlage vollflächig beschichtet. Besonders bevorzugt erfolgt die Beschichtung der beiden Oberflächenseiten der Trägerlage mit der gleichen Oberflächenbeschichtung. Eine Beschichtung mit unterschiedlichen Oberflächenbeschichtungsmaterialien für verschiedene Oberflächenseiten ist allerdings auch denkbar. In einer Ausführungsform werden durch die Beschichtung beider Oberflächen Stege aus Beschichtungsmaterial innerhalb der Trägerlage gebildet, die die beiden Oberflächenbeschichtungen miteinander verbinden. In einer anderen Ausführungsform des textilen Flächengebildes bilden sich keine oder nur eine geringe Anzahl von Stegen aus Beschichtungsmaterial innerhalb der Trägerlage aus, wobei sich durch die Stege keine oder nur eine geringe Anzahl von Verbindung zwischen den beiden Oberflächenbeschichtungen der Trägerlage ergeben.
Vorzugsweise weisen bei einem textilen Flächengebilde mit Beschichtungsmaterial an beiden Oberflächen der Trägerlage beide Oberflächen der Trägerlage das Lacksystem auf. Folglich sind beide Oberflächenbeschichtungen lackiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Oberflächenbeschichtung vollflächig mit dem Lack des Lacksystems lackiert. In diesem Fall bedeutet vollflächig, dass weniger als 15% der Fläche der Oberflächenbeschichtung frei ist von dem Lack des Lacksystems. Vorzugsweise sind lediglich Randbereiche der Oberflächenbeschichtung frei von dem Lack des Lacksystems.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Polymerblend der Oberflächenbeschichtung polyvinylchloridfrei. Polyvinylchloridfrei bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Polymerblend weniger als 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 Gew.-% Polyvinylchlorid aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Oberflächenbeschichtung polyvinylchloridfrei, was auch hier bedeuten soll, dass die Oberflächenbeschichtung weniger als 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 Gew.-% Polyvinylchlorid aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Oberflächenbeschichtung. In diesem Fall weist weder der Polymerblend Polyvinylchlorid auf noch weist die Oberflächenbeschichtung - als weitere Bestandteile neben dem Polymerblend - Polyvinylchlorid auf. Ohne die Verwendung von Polyvinylchlorid ist sowohl die Herstellung als auch das Recyceln des textilen Flächengebildes wesentlich umweltfreundlicher und auch die Hautfreundlichkeit des textilen Flächengebildes wird erhöht. Bei der Herstellung von PE und PEVA wird beispielweise nicht das hochgiftige Gas Vinylchlorid verwendet.
In einer Ausführungsform erfolgt die Beschichtung der Trägerlage mit dem Polymerblend einstückig. Einstückig bedeutet hierbei, dass das Beschichtungsmaterial (Polymerblend) im Wesentlichen als eine zusammenhängende Beschichtungsmasse, beispielweise als Schmelze oder Folie, auf das Trägermaterial aufgebracht wird und nicht beispielweise als Sprühpartikel, die dann beispielweise eine vollflächige Beschichtung bilden. Vorteilhaft bei einer einstückigen Beschichtung ist, dass die Oberfläche der Beschichtung besonders eben wird und beispielweise die Oberflächengüte hierdurch hoch wird. So ist dann auch beispielsweise die spätere Bedruckbarkeit mit einer besseren Qualität möglich.
In einem Ausführungsbeispiel beträgt der Haftwert für die Verschweißung mindestens zweier textiler Flächengebilde (gemäß Anspruch 1 ) miteinander mittels Hochfrequenzverschweißen mindestes 8 N/cm. Vorzugsweise beträgt der Haftwert für die Verschweißung mindestens zweier textiler Flächengebilde miteinander mittels Hochfrequenzverschweißen etwa 12 N/cm, vorzugsweise etwa 15 N/cm, vorzugweise etwa 20 N/cm, weiterhin bevorzugt etwa 25 N/cm, noch bevorzugter etwa 30 N/cm, besonders bevorzugt etwa 60 N/cm und ganz besonders bevorzugt etwa 70 N/cm. Der Haftwert wird dabei mittels der Norm ISO 2411 :2017 (EN ISO 2411 :2017) ermittelt, wobei das zweite Verfahren der Probenvorbereitung der Norm angewendet werden soll und die Werte für Messungen von Probekörpern gelten sollen, die in Maschinenrichtung (also in Kettrichtung) gemessen werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des textilen Flächengebildes, wobei das textile Flächengebilde die Merkmale wie oben beschrieben hat. Bei dem Verfahren wird eine Trägerlage, die zumindest Polyethylen- und/oder Polyesterfasern aufweist, mittels eines Schmelzkalanders auf wenigstens einer Oberfläche der Trägerlage mit einer Oberflächenbeschichtung beschichtet. Zur Beschichtung der Oberfläche wird eine Oberflächenbeschichtung gewählt, die zumindest aus einem Polymerblend besteht, wobei der Polymerblend mindestens eine Mischung aus Polyethylen und Polyethylen-Vinylacetat aufweist. Der Polymerblend weist mehr als 40 Gew.-% Polyethylen-Vinylacetat auf, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends. In einer Ausführungsform liegt die Oberflächenbeschichtung während der Herstellung als Schmelze vor und wird entsprechend fließfähig als eine homogene Schicht verarbeitet wird. Es liegt somit kein Film aus Oberflächenbeschichtungsmatenal vor, der mittels Walze auflaminiert wird und keine Sprühbeschichtung mittels Matrixtröpfchen oder Pulvern. Allerdings kann das Beschichtungsmaterial in Form eines Filmes, einer Folie, als Matrixtröpfchen oder Pulver aufgebracht werden, die aber bei der Herstellung der Oberflächenbeschichtung vollständig in einen geschmolzenen, fließfähigen Zustand überführt werden. Vorzugsweise wird eine Oberfläche der Trägerlage, besonders bevorzugt jedoch beide Oberflächen der Trägerlage - wie oben beschrieben - mit der Oberflächenbeschichtung beschichtet. Zumindest eine Oberfläche der Oberflächenbeschichtung wird anschließend lackiert, wobei das Lacksystem der Lackierung als primäres Bindemittel ein Ethylen-Vinylacetat- Copolymer mit einem Vinylacetat-Gehalt von 25-55 Gew. % sowie ein oder mehrere thermoplastische Acrylatharze enthält.
Das zum Einsatz kommende Lacksystem ist bevorzugt eine Lösung und keine (wässrige) Dispersion, wie es beispielsweise in der JP 2001 310424 A beschrieben ist. Es hat sich nämlich gezeigt, dass nicht nur ein bestimmter Anteil an Vinylacetat im Lacksystem enthalten sein muss, sondern dass das System auch organische Lösungsmittel benötigt, damit die geforderten Eigenschaften im Endprodukt erhalten werden können. Dazu zählt neben der bereits oben erwähnten Knickbeständigkeit, insbesondere auch eine gute Haftung des Lacksystems auf der Beschichtung bei gleichzeitig guter Hochfrequenzverschweißbakeit des gesamten Systems.
Vorzugsweise weist das Lösungsmittel für das Lacksystem Aromaten mit Ketonen und/oder Estern auf, noch bevorzugter eine Kombination aus Toluol oder Xylol mit Methylethylketon. Der Anteil der Aromaten im Lacksystem beträgt mindestens 50 %. In einer Ausführunsform beträgt das Verhältnis der Aromaten zum Methylethylketon etwa 2:1 und hat dabei den Vorteil, dass - trotz relativ niedrigem Aromatenanteil - immer noch eine ausreichende Haftung zur Beschichtung gewährleistet ist. In einer Ausführungsform enthält das Lösungsmittel zwischen 20% und 45% Methylethylketon bezogen auf die Gesamtmenge an Lösungsmittel. In einer Ausführungsform enthält das Lösungsmittel zwischen 30 Gew.-% und 40 Gew.% bezogen auf die Gesamtmenge an Lösungsmittel. In einer Ausführungsform enthält das Lösungsmittel ein Drittel Methylethylketon und zwei Drittel Aromaten, wobei unter „Aromaten“ in der gesamten Anmeldung Toluol, Ethylbenzol, die drei Stereoisomere des Xylols sowie alle Mischungen aus diesen Kohlenwasserstoffen verstanden werden.
Die CN 11 3999 568 A offenbart ebenfalls ein Lacksystem enthaltend als primäres Bindemittel ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetat-Gehalt von 25-55 Gew.-%. Hier wird das Lacksystem vor dem Einsatz als Beschichtungsmittel jedoch aufgeschmolzen und enthält demzufolge auch keine aromatischen Lösungsmittel. Der Einsatz des Lacksystems in der CN 11 3999 568 A dient dem Thermotransferdruck.
Die JP 62 057 988 A beschreibt ebenfalls ein Lacksystem enthaltend als primäres Bindemittel ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetat-Gehalt von 25-55 Gew.-%. In dieser Veröffentlichung werden die Bestandteile des Lacksystems in Form einer Emulsion, also nicht in Lösung, eingesetzt. Ziel der JP 62 057 988 A ist es ebenfalls, die Hochfrequenzverschweißbarkeit zu verbessern. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Lackystems verbessert allerdings zusätzlich noch die Haftungs- und Oberflächeneigenschaften.
In einer Ausführungsform ist die Trägerlage beidseitig mit einer Oberflächenbeschichtung beschichtet und beide Oberflächenbeschichtungen werden auch mit der Lackzusammensetzung lackiert. In einer anderen Ausführungsform weist die Trägerlage beidseitig eine Oberflächenbeschichtung auf, jedoch weist nur eine Oberflächenbeschichtung eine Lackierung mit dem Lacksystem auf. In einer weiteren Ausführungsform weist die Trägerlage nur einseitig eine Oberflächenbeschichtung auf und auch nur diese eine Oberflächenbeschichtung weist die Lackierung mit dem Lacksystem auf. In allen Fällen kann die Lackierung der Oberflächenbeschichtung mit dem Lacksystems vollflächig erfolgen (die gesamte Oberfläche der Oberflächenbeschichtung ist lackiert) oder nur Teilbereich der Oberflächenbeschichtung betreffen (Teilbereiche der Oberflächenbeschichtung sind dann lackfrei).
Vorzugsweise wird die Trägerlage bei der Herstellung des textilen Flächengebildes in einem einzigen Prozessschritt über eine Breite von mehr als drei Metern auf der Oberseite der Trägerlage mittels des Schmelzkalanders beschichtet. Es entsteht folglich eine Beschichtungsbahn aus Oberflächenbeschichtung auf der Trägerlage bei einem einzigen Beschichtungsvorgang, die eine Breite von mindestens drei Metern hat. In vorteilhafter Weise können so auch größere textile Flächengebilde hergestellt werden, die eine durchgehende Bahn aus Beschichtungsmaterial aufweisen. Überlappungsbereiche aus Beschichtungsmaterial entstehen so vorteilhafterweise nicht oder bei einer Breite von mehr als drei Metern seltener. In vorteilhafter Weise wird somit erneut die Bedruckbarkeit des Flächengebildes verbessert, da nicht nur die gewebte Trägerlage eine ebene Beschichtung ermöglicht, sondern auch die Beschichtung selbst eine besondere Oberflächengüte ermöglicht. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung des textilen Flächengebildes zur Formung und Fixierung mittels
Hochfrequenzschweißen. Beispielsweise kann aus dem textilen Flächengebilde, das vorzugsweise als Bahnwahre vorliegt, mittels Hochfrequenzschweißen eine LKW-Plane, eine Tasche, ein Container oder ähnliches hergestellt werden. Vorzugsweise wird das textile Flächengebilde ausschließlich mittels Hochfrequenzschweißen geformt und/oder fixiert. Selbstverständlich ist das textile Flächengebilde jedoch auch mit alternativen Schweißverfahren verarbeitbar, wie beispielweise mittels Heißluft. In vorteilhafter Weise entstehen bei der Verwendung alternativer Schweißverfahren (anders als bei der Bearbeitung von Textilen mit PVC in der Beschichtung) jedoch beim Schweißen keine giftigen Dämpfe, so dass weniger strenge Arbeitssicherheitsmaßnahmen bei der Verarbeitung berücksichtigt werden müssen.
Die Oberflächenbeschichtung des textilen Flächengebildes, mit den Merkmalen wie bisher beschrieben, kann wie ausgeführt mit der erfindungsgemäßen Lackzusammensetzung besonders einfach mit einer guten Qualität und gesteigerter Langlebigkeit lackiert werden. Obwohl die Oberflächenbeschichtung des textilen Flächengebildes einen nicht unerheblichen Anteil von PE enthält, ist es überraschenderweise möglich, die Oberflächenbeschichtung (und damit das textile Flächengebilde) mittels der Lackzusammensetzung zu beschichten beziehungsweise zu lackieren. Bei Oberflächenbeschichtungen ohne EVA-Anteil ist dies nur bedingt oder nur durch die Verwendung von einer größeren Menge von zusätzlichen Haftvermittlern (beispielweise einer Plasmahaftvermittlerschicht) oder beispielsweise nur nach Vorbehandlungen (beispielsweise Corona- Behandlungen) der Oberfläche vor der Beschichtung möglich. Durch die vorteilhafte Auswahl des Lacksystem muss folglich keine Vorbereitung des textilen Flächengebildes vor dem Lackieren erfolgen und selbst wenn eine Vorbehandlung gewünscht ist, kann diese verkürzt oder vereinfacht werden. Weiterhin vorteilhaft ist, dass das Lacksystem der vorliegenden Erfindung besonders geeignet ist, um mittels Hochfrequenzschweißen (HF-Verschweißen) verarbeitet zu werden. Vorteilhaft entsteht eine besondere Haftung zwischen den verschweißten Lagen nach dem HF-Verschweißen. Mit anderen Lacksystemen (beispielsweise auch mit PVC-haltigem Lack) konnte zwar mitunter eine gute Lackierung der Oberflächenbeschichtung erreicht werden, jedoch war die Haftung nach dem HF- Verschweißen nicht ausreichend (ungewünschte Trennung der Lagen). Das Lacksystem der vorliegenden Erfindung führt vorteilhaft zu einer besonders hohen Schweißnahtschälfestigkeit, wenn das textile Flächengebilde mittels HF- Verschweißen verarbeitet wird.
Das textile Flächengebilde - mit den bereits genannten Merkmalen und hergestellt wie bereits beschrieben - kann beispielsweise als Fahrzeugplane, besonders bevorzugt als LKW-Plane, als Verpackungsplane, als Zeltplanenstoff, als Schlauchboot, als Container, vorzugsweise als flexibler Container, oder als Tasche verwendet werden.
Das textile Flächengebilde kann beispielsweise im Bereich Architektur, Werbung, Sichtschutz, Ummantelung und/oder temporärem Witterungsschutz Abdeckplanen, Biogashauben, Boots- und Yacht-Persenningen, flexiblen Containern und Werbeflächen, Laderampenabdichtungen, landwirtschaftlichen Schutztüchern, Lkw-Planen, Ölsperren, Poolauskleidungen und Poolabdeckungen, Radom-Verkleidungen, Schlauchbooten, Schutzplanen, Pergolas, Sportmatten, Stadiondächern, Trennvorhängen in Sporthallen und Zelten verwendet werden. Die Anwendungsmöglichkeiten des textilen Flächengebildes sind besonders breit, da das textile Flächengebilde besonders gut verarbeitbar ist und auch die Umweltverträglichkeit besonders hoch ist. Beispielsweise kann das textile Flächengebilde auch im Bereich von Nahrungsmitteln als beispielsweise Verpackung für Nahrungsmittel oder Speichercontainer für Nahrungsmittel verwendet werden. Hierbei ist es besonders wichtig, dass das Verpackungsmaterial keine schädlichen Stoffe an das Lebensrnittel abgibt. Trotzdem muss die Verpackung das Lebensmittel beispielweise vor Aromaverlust schützen oder Transportschäden vermeidbar machen. Auch die Verwendung des textilen Flächengebildes im medizintechnischen Bereich, beispielsweise als Teil einer feuchtigkeitsabweisenden Bettauflage, ist durch die verbesserte Hautfreundlichkeit denkbar.
Noch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Produkt, das zumindest teilweise aus dem textilen Flächengebilde hergestellt ist. Das Produkt weist wenigstens eine Schweißnaht auf, die durch Hochfrequenzschweißen hergestellt wurde und die sich im Bereich des textilen Flächengebildes im Produkt befindet. Vorzugsweise besteht das Produkt vollständig aus dem textilen Flächengebilde. Unter einem Produkt soll dabei jedes Gebilde verstanden werden, das aus einem zumindest biegsamen und dünnwandigen Material besteht. Das Produkt kann dabei eine zwei- oder dreidimensionale Form aufweisen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Lacksystem, das speziell für die Lackierung des textilen Flächengebildes mit der entsprechenden Oberflächenbeschichtung (wie oben beschrieben) geeignet ist. Alle Ausführungen zum Lacksystem sollen auch für das textile Flächengebilde gelten, das ein solches Lacksystem als Lackierung auf der Oberflächenbeschichtung aufweist.
Das erfindungsgemäße Lacksystem wird vorzugsweise einschichtig aufgetragen (auf der Oberflächenbeschichtung) und erlaubt eine gute Haftung auf dem beschichteten, textilen Flächengebilde, auch ohne chemische oder physikalische Vorbehandlung. Eine entsprechende physikalische oder chemische Vorbehandlung (z.B. mittels Coronisieren) kann die Haftung aber weiter verbessern. Das so behandelte beschichtete textile Flächengebilde ist nach dem Lackieren hochfrequenz- und heißluftverschweißbar.
Das Lacksystem enthält erfindungsgemäß als primäres Bindemittel ein Ethylen- Vinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetat-Gehalt von 25-55 Gew.-% sowie ein oder mehrere thermoplastische Acrylatharze, wobei das Lacksystem ein Lösungsmittel enthält, das eine Kombination von Aromaten mit Ketonen und/oder Estern aufweist, bevorzugt eine Kombination aus Toluol oder Xylol mit Methylethylketon. Es wird dabei darauf hingewiesen, dass der Begriff „Xylol“ alle drei Stereoisomere des Xylols und sämtliche Mischungen dieser Stereoisomere miteinander umfasst.
Bevorzugt liegt der Vinylacetatanteil im Lacksystem bei 35 bis 45 Gew.-%, ganz bevorzugt bei etwa 40 Gew.-%.
Erfindungsgemäß bietet dieser bevorzugte Bereich an Vinylacetat im Haftvermittler einen hervorragenden Kompromiss zwischen Löslichkeit und Haftung des Lacks zur Beschichtung.
Es hat sich gezeigt, dass gerade das aufeinander abgestimmte Verhältnis von Acrylatharzen und Vinylacetat im-Bindemittel des Lacksystems zu einer guten Haftung bei gleichzeitigem Erhalt von positiven Oberflächeneigenschaften, wie Slipverhalten, führt.
Die erfindungsgemäße Formulierung des Lacksystems liefert also eine Reihe von Vorteilen, die sich insbesondere aus der Eliminierung von an sich entgegengesetzten Anforderungen ergeben: Zum einen der Anteil an Aromaten, der dazu dient, die Beschichtung des zu lackierenden Materials anzulösen, wodurch die Haftung zusätzlich verbessert wird, zum anderen der Einsatz von Ketonen, was wiederum dazu führt, den Anteil an Aromatenanteil wieder zu reduzieren, um das Lacksystem insgesamt umweltverträglicher zu gestalten.
Der Anteil der Aromaten im Lacksystem beträgt mindestens 50 %. In einer Ausführunsform beträgt das Verhältnis der Aromaten zum Methylethylketon etwa 2:1 und hat dabei den Vorteil, dass - trotz relativ niedrigem Aromatenanteil - immer noch eine ausreichende Haftung zur Beschichtung gewährleistet ist. In einer Ausführungsform enthält das Lacksystem zwischen 20% und 45% Methylethylketon bezogen auf die Gesamtmenge an Lösungsmittel. In einer Ausführungsform enthält das Lacksystem zwischen 30 Gew.-% und 40 Gew.% bezogen auf die Gesamtmenge an Lösungsmittel. In einer Ausführungsform enthält der Lösungsmittelanteil des Lacksystems ein Drittel Methylethylketon und zwei Drittel Aromaten, wobei unter „Aromaten“ in der gesamten Anmeldung Toluol, Ethylbenzol, die drei Stereoisomere des Xylols sowie alle Mischungen aus diesen Kohlenwasserstoffen verstanden werden.
Ein Lacksystem ohne Vinylacetat bzw. mit einem zu geringen Anteil an Vinylacetat oder ohne Aromaten als Lösungsmittelbestandteile liefert keine befriedigende Beschichtung, da entweder die Haftung zu gering ausfällt oder aber die weiteren Eigenschaften, wie Knickbeständigkeit oder Verschweißbarkeit, nicht erreicht werden. In einer Ausführungsform weist das Lacksystem das Ethylen-Vinylacetat- Copolymer in einen Anteil vom 20 bis 80 Gew.-% bevorzugt von 40 bis 60 Gew.-% auf.
Vorzugsweise handelt es sich bei den thermoplastischen Acrylatharzen des Lacksystems um physikalisch trocknende Festharze auf Basis von Methylmethacrylat.
Geeignet sind sowohl Homo- als auch Copolymere, sowohl ohne als auch mit Funktionalisierung. Das Molekulargewicht der Acrylatharze kann je nach gewünschter Filmhärte im Bereich von 50.000 bis 300.000 g/mol und die TG (Glasübergangstemperatur) je nach gewünschter Flexibilität im Bereich von 45 bis 125 °C liegen.
Eine Kombination verschiedener Acrylatharze zur Feinjustage der Lackfilmeigenschaften ist möglich. Der Anteil des Ethylenvinylacetats an der Hauptbindemittelmatrix kann im Bereich von 20-80 Prozent liegen.
Bei einem Einschicht-Lacksystem liegt der EVA-Anteil typischerweise im Bereich von 40-60 Prozent. Im Fall eines Zweischichtaufbaus, bestehend aus Primer und Decklack, kann der EVA-Anteil im Primer bis auf 80 Prozent angehoben werden und im Decklack auf bis zu 20 Prozent reduziert werden.
Vorzugsweise enthält das Lacksystem ein sekundäres Bindemittel mit einem Anteil von nicht mehr als 10 bis 15 Gew.-%, um die Filmeigenschaften zu modifizieren. Besonders bevorzugt ist das sekundäre Bindemittel dabei ein Celluloseacetobutyrat. Die Zugabemengen werden in der Regel durch die negativen Auswirkungen auf Haftung, Verschweißbarkeit und Verträglichkeit limitiert. In einer Ausführungsform des Lacksystems und des textilen Flächengebildes mit dem Lacksystem weist das Lacksystem weitere Additive, wie organische und/oder anorganische Mattierungsmittel, Polysiloxane bzw. modifizierte und funktionalisierte Polysiloxane, Wachse auf Basis von Polyethylen, Polypropylen, Polytetrafluorethylen und Kombinationen daraus, Rheologieadditive auf Silikat- oder Harnstoffbasis und/oder Entschäumer und Verlaufshilfsmittel, auf. Vorteilhaft können die finalen optischen und haptischen Eigenschaften wie Glanzgrad, Gleit- und Haftreibung mit Additiven eingestellt werden.
Die Tabelle 1 zeigt beispielhaft die Zusammensetzung in Gewichtsprozenten (Gew.-%) einiger bevorzugter Lacksysteme, wobei die Beispiele nicht einschränkend zu verstehen sind.
Tab. 1
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1 Ethylenvinylacetat Copolymer, Mooney Viskosität 16-24, Vinylacetat-Gehalt
38,5-41,5%
2 Polymethylmethacrylat I, Molekulargewicht ca. 170.000-200.000 g/mol, TG 105-110°C
3 Polymethylmethacrylat II, funktionalisiert, Molekulargewicht ca. 290.000- 300.000, TG 48-52°C, Säurezahl 11-13 mg KOH/g
4 Celluloseacetobutyrat, Molekulargewicht 20.000 g/mol, Schmelzpunkt 155-165°C
5 PE-Wachs, d50 5, 5-7, 5 pm, Schmelzpunkt ca. 137-143°C oder
Acrylatbeads, vernetztes Copolymerisat auf Basis Methylmethacrylat und n- Butylmethacrylat, TG 104-108°C, d505, 0-7,0 pm
6 25%ige Lösung eines polyestermodifizierten Polydimethylsiloxans in Xylol 7 Amorphe Kieselsäure, keine Oberflächenbehandlung, Partikelgröße 4-6 pm,
Porenvolumen ca.1, 6-2,0 ml/g
8 Lösungsmittel: Methylethylketon
9 Lösungsmittel: Xylol
Die Herstellung und die Zusammensetzung des Lacksystems werden am folgenden Beispiel in der Tabelle 2 näher beschrieben, wobei das Beispiel lediglich eine mögliche Ausführungsform des Lacksystems darstellt und nicht als Einschränkung zu verstehen ist. Das Lacksystem wie im Beispiel dargestellt ist als Lack für das textile Flächengebilde (wie vorher beschrieben) besonders gut verwendbar. Gemäß dem Beispiel handelt es sich um ein Einschicht-Lacksystem.
Tab. 2: Einschicht-Decklacksystem
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Figure imgf000028_0001
Polymethylmethacrylat, Molekulargewicht ca. 170.000-200.000 g/mol, TG 105- 2
110°C
Polymethylmethacrylat, funktionalisiert, Molekulargewicht ca. 290.000-300.000, TG
48-52°C, Säurezahl 11-13 mg KOH/g
4 Celluloseacetobutyrat, Molekulargewicht 20.000 g/mol, Schmelzpunkt 155-165°C
Acrylatbeads, vernetztes Copolymerisat auf Basis Methylmethacrylat und n- 5
Butylmethacrylat, TG 104-108°C, d50 5-7 pm
6 25%ige Lösung eines polyestermodifizierten Polydimethylsiloxans in Xylol
Amorphe Kieselsäure, keine Oberflächenbehandlung, Partikelgröße 4-6 pm,
Porenvolumen ca. 1 ,6-2,0 ml/g
8 Lösungsmittel: Methylethylketon
9 Lösungsmittel: Xylol
Der Lackauftrag erfolgt im ausgewählten Beispiel per Rasterwalze oder Magnetrakel. Die Auftragsmenge sollte im Bereich von 20-40 g/m2 (Nasslack) liegen. Auch bei einem Zweischichtaufbau (Primer + Decklack) sollten die genannten Maximalauftragsmengen nicht signifikant überschritten werden. Die Trocknung erfolgt bei ca. 80°C für ca. 1 Minute (je Schicht). Höhere Trocknungstemperaturen können die Lackhaftung verbessern, werden in der Regel aber durch die Erweichungstemperatur des Substrats begrenzt.
Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Abbildungen näher erläutert werden. Die Figuren 1 , 2 sowie 3 a) und 3 b) zeigen jeweils Fotografien von textilen
Flächengebilden, wobei Sample 1 beschichtet wurde mit reinem Polyethylen und Sample 2 beschichtet wurde mit einem Polymerblend aus einer Mischung aus Polyethylen und Ethylenvinylacetat-Copolymer gemäß des Anspruchs 1 . Die Figuren 4a und 4b zeigen jeweils Fotografien eines Sample 3 und eines Sample 4, wobei in Sample 3 ein textiles Flächengebilde mit einer Beschichtung gemäß Anspruch 1 und ein weiteres textiles Flächengebilde mit einer Beschichtung aus Polypropylen mittels Heißluft verschweißt wurden und Sample 4 eine Heißluftverschweißung eines textilen Flächengebildes nach Anspruch 1 mit einem weiteren textilen Flächengebilde mit einer Beschichtung aus Polyethylen zeigt.
Die Figuren 5 und 6 zeigen elektronenmikroskopische Aufnahmen von textilen Flächengebilden, die mittels Hochfrequenzschweißen bearbeitet wurden, wobei die textilen Flächengebilde einmal eine erfindungsgemäße Lackierung und einmal keine erfindungsgemäße Lackierung aufwiesen.
Figur 1 zeigt beide Samples 1 und 2, wobei das Trägermaterial in beiden Fällen ein Gewebe war. Durch die Verwendung der gewebten Trägerlage lässt sich in Figur 1 gut erkennen, dass eine ebene homogene Oberfläche nach der Beschichtung entstanden ist, die beispielsweise gut bedruckt werden kann.
In Figur 2 wurden jeweils zwei gleiche Samplestücke (also aus dem gleichen Material gefertigte Sample) übereinandergelegt und mittels thermischer Beanspruchung (Heißluft) bearbeitet. Es ist deutlich zu erkennen, dass sowohl bei Sample 1 als auch bei Sample 2 das Beschichtungsmaterial örtlich aufgeschmolzen ist und sich miteinander zu einer Naht verbunden hat. Figur 2 zeigt somit deutlich, dass sich beide Samples 1 und 2 thermisch verschweißen lassen. In vorteilhafter Weise können durch das Verschweißen dabei mindestens Haftwerte zwischen den Textilien im Bereich von 8 bis 70 N/cm, vorzugsweise von 12-60 N/cm, besonders bevorzugt von 15 bis 40 N/cm und ganz besonders bevorzugt von 20 bis 25 N/cm erreicht werden. Der Haftwert wird dabei mittels der Norm ISO 2411 :2017 (EN ISO 2411 :2017) ermittelt, wobei das zweite Verfahren der Probenvorbereitung der Norm angewendet werden soll und die Werte für Messungen von Probekörpern gelten sollen, die in Maschinenrichtung (also in Kettrichtung) gemessen werden.
In Figur 3 a und Figur 3b wurden jeweils zwei gleiche Samplestücke übereinandergelegt und mittels Hochfrequenzschweißen bearbeitet. In beiden Figuren ist deutlich zu erkennen, dass nur im Sample 2 das Beschichtungsmaterial örtlich aufgeschmolzen ist und sich miteinander zu einer Naht verbunden hat. Im Sample 1 erfolgte so eine Verbindung nicht, sodass ein Zusammenhalt der beiden Sample 1 Stücke nicht festgestellt werden kann. Der Unterschied in den Sample 1 und Sample 2 liegt folglich darin, dass das reine PE- Compound (Sample 1 ) zwar thermisch verschweißbar ist (beispielweise mittels Heißluftverschweißen), genauso wie das Polyethylen und Ethylenvinylacetat- Copolymer aus Sample 2, hingegen jedoch nur Sample 2 auch mittels Hochfrequenzverschweißen verarbeitet werden kann.
In Figur 4a wurde ein Sample 3 gebildet aus einem textilen Flächengebilde gemäß Anspruch 1 und einem weiteren textilen Flächengebilde mit einer Beschichtung aus Polypropylen. Mittels Heißluftverschweißung konnte ohne Kantenwelligkeit ein Haftwert von mehr als 50 N/cm erreicht werden. In Figur 4b wurde ein Sample gebildet aus einem textilen Flächengebilde gemäß Anspruch 1 und einem weiteren textilen Flächengebilde mit einer Beschichtung aus Polyethylen. Auch hier konnte in Verbindung mit dem textilen Flächengebilde gemäß der Erfindung eine Verbindung durch Heißluftverschweißen erzielt werden, die einen Haftwert von mindestens 50 N/cm aufweist, ohne eine Kantenwelligkeit zu erzeugen. Auch hier wird der Haftwert mittels der Norm ISO 2411 :2017 (EN ISO 2411 :2017) ermittelt, wobei das zweite Verfahren der Probenvorbereitung der Norm angewendet werden soll und die Werte von Probekörpern gelten sollen, die in Maschinenrichtung (also in Kettrichtung) gemessen werden. In Figur 5 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme vom Querschnitt eines textilen Flächengebildes mit einer Beschichtung aus Polyethylen und Ethylenvinylacetat-Copolymer ohne erfindungsgemäße Lackierung zu sehen und in Figur 6 eine elektronenmikroskopische Aufnahme vom Querschnitt eines textilen Flächengebildes desselben Materials mit erfindungsgemäßer Lackierung. Trägermaterial und Beschichtungsmaterial waren bei beiden textilen Flächengebilden aus Figur 5 und Figur 6 gleich und wie im Anspruch 1 definiert, lediglich die Lackierung war unterschiedlich. Beide textile Flächengebilde wurden mittels Hochfrequenzschweißen unter den gleichen Bedingungen verarbeitet. In beiden Fällen wurden dabei jeweils eine lackierte und eine nicht lackierte Seite aufeinander geschweißt. Die Haftung zwischen Oberflächenbeschichtung und Lack nach der Verschweißung ist essenziell und lässt sich auch durch die Aufnahmen in Figur 5 und 6 darstellen.
In Figur 5 wurde das Trägermaterial mit der Oberflächenbeschichtung (gleiche Materialien wie auch in Figur 6) mit einem PVC-freien Lacksystem (der nicht erfindungsgemäß ist) lackiert. Der PVC-freie Lack war dabei nicht speziell auf die Oberflächenbeschichtung abgestimmt. In Figur 5 sieht man, dass es kaum Haftung zwischen den Flächen gibt, da sich Kavitäten über die gesamte Schweißnahtlänge erstrecken und es wenig Verbindungspunkte zwischen den Lagen gibt. Hierdurch können die Lagen mit wenig Krafteinwirkung voneinander gelöst werden. Folglich können textile Flächengebilde ohne die erfindungsgemäße Lackierung zwar mittels Hochfrequenzverschweißen verarbeitet werden, jedoch führt eine solche Verarbeitung nicht zu einem Gebilde mit ausreichender Stabilität in der Schweißnaht.
In Figur 6 wurde das gleiche Trägermaterial mit der gleichen Oberflächenbeschichtung mit einem erfindungsgemäßen Lacksystem lackiert, das speziell auf die Oberflächenbeschichtung angepasst war. In Figur 6 ist erkennbar, dass die Schweißnaht nicht mehr zu erkennen beziehungsweise nur noch zu erahnen ist. Dass man keine Schweißnaht mehr erkennt, muss dabei nicht heißen, dass keine Schweißnaht mehr vorhanden ist. Gut dargestellt ist jedoch, dass nach dem Verschweißen keine Kavitäten vorliegen, so dass eine innige Haftung erreicht werden konnte.
Die Figuren 7 und 8 zeigen elektronenmikroskopische Aufnahmen vom Querschnitt von textilen Flächengebilden, die mittels Hochfrequenzschweißen bearbeitet wurden, wobei die textilen Flächengebilde einmal eine erfindungsgemäße PVC-freie Plane mit PVC-freier Lackierung darstellt und einmal keine erfindungsgemäße PVC-basierte Plane mit PVC-haltigem Lack darstellt (Benchmark).
Figur 7 zeigt das gleiche Trägermaterial lackiert mit einem erfindungsgemäßen Lacksystem wie in Figur 6 und wie in Anspruch 1 dargestellt. Im Gegensatz zu Figur 6, wurden in Figur 7 zwei jeweils lackierte Lagen mittels Hochfrequenzverschweißen miteinander verschweißt und nicht wie in Figur 6 eine lackierte mit einer nicht lackierten Lage. Die Schweißnaht ist in Figur 7 im Gegensatz zu Figur 6 deutlich zu erkennen, aber auch hier zeigen sich entlang der Schweißnaht keine Kavitäten, sondern eine flächige Verbindung der beiden Lagen über die Grenzflächen hinweg. Dass in Figur 6 keine Schweißnaht wie in Figur 7 zu erkennen ist, bedeutet nicht, dass in Figur 6 keine Schweißnaht vorliegt. Da in Figur 6 nur eine der beiden verschweißten Lagen lackiert war, könnte das dazu führen, dass im elektronenmikroskopischen Bild ein zu geringer Kontrast zum Erkennen der Schweißnaht vorliegt.
In Figur 8 ist ein PVC-haltiges Trägermaterial mit einem nicht erfindungsgemäßen PVC-haltigen Lacksystem dargestellt. Dieses System stellt einen Benchmark dar, der bisher standardmäßig als Planenmaterial eingesetzt wird. In Figur 8 wurden, wie in Figur 7, zwei jeweils lackierte Lagen mittels Hochfrequenzverschweißen verbunden. Beim PVC-basierten System in Figur 8 ist wie beim erfindungsgemäßen PVC-freien System aus Figur 7 eine deutliche Schweißnaht zu erkennen, entlang derer keine Kavitäten, sondern eine geschlossene Verbindung der Lagen, erkennbar ist.
Dass sich die Trägerflächen aus Figur 7 nicht homogen „durchmischen“, sondern eine klar erkennbare Schweißnaht entsteht, verdeutlicht die Funktion des erfindungsgemäßen Lacksystems, das nach dem Hochfrequenzverschweißen eine ausreichend gute Haftung zur PE/EVA-Beschichtung und zwischen den Lackschichten aufweist.
In beiden Fällen, wie in Figur 6 und 7 gezeigt, konnten im Peel-Test gute Haftwerte erreicht werden, die mit denen des PVC-Systems, dargestellt in Figur 8, vergleichbar waren. Die elektronenmikroskopischen Bilder vom Querschnitt der textilen Flächengebilde aus Figur 6, 7 und 8 stellen diese Unterschiede im Vergleich zu einem nicht erfindungsgemäßen PVC-freien System, wie in Figur 5 gezeigt, deutlich dar.

Claims

Ansprüche:
1 . Textiles Flächengebilde, wobei das textile Flächengebilde eine Trägerlage aufweist, die mindestens Polyethylen- und/oder Polyesterfasern umfasst, wobei auf mindestens einer Oberfläche der Trägerlage eine Oberflächenbeschichtung aufgebracht ist und die Oberflächenbeschichtung aus mindestens einem Polymerblend besteht, wobei der Polymerblend mindestens eine Mischung aus Polyethylen und Polyethylen-Vinylacetat aufweist, wobei der Polymerblend mehr als 40 Gew.-% Polyethylen- Vinylacetat aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends und die Oberflächenbeschichtung eine Lackierung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lacksystem der Lackierung als primäres Bindemittel ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetat- Gehalt von 25-55 Gew.-% sowie ein oder mehrere thermoplastische Acrylatharze enthält und dass das Polyethylen-Vinylacetat im Polymerblend einen Vinylacetatanteil von 15 bis 30 Gew.-%, bevorzugt von 20 bis 25 Gew.-%, enthält, bezogen auf das Gewicht des Polymerblends.
2. Textiles Flächengebilde nach Anspruch 1 , wobei der Polymerblend weniger als 51 Gew.-% Polyethylen aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends.
3. Textiles Flächengebilde nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trägerlage ein unidirektionales Gelege, ein Gewebe, ein Gitter, ein Gewirk, ein Gedrebe oder ein Vlies ist.
4. Textiles Flächengebilde nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trägerlage vollständig aus Fasern aus Polyethylen und/oder Polyester aufgebaut ist.
5. Textiles Flächengebilde nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Polymerblend polyvinylchloridfrei ist.
6. Verfahren zur Beschichtung eines textilen Flächengebildes aufgebaut gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, wobei eine Trägerlage bestehend mindestens aus Polyethylen- und/oder Polyesterfasern mittels eines Schmelzkalanders auf wenigstens einer Oberfläche der Trägerlage mit einer Oberflächenbeschichtung beschichtet wird, wobei die Oberflächenbeschichtung aus einem Polymerblend besteht, wobei der Polymerblend mindestens eine Mischung aus Polyethylen und Polyethylen- Vinylacetat aufweist und der Polymerblend mehr als 40 Gew.-% Polyethylen-Vinylacetat aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends, wobei die Oberflächenbeschichtung mit einem Lack lackiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack als primäres Bindemittel ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetat-Gehalt von 25-55 Gew.-% sowie ein oder mehrere thermoplastische Acrylatharze enthält.
7. Verwendung eines textiles Flächengebildes aufgebaut und hergestellt gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, zur Formung und Fixierung mittels Hochfrequenzschweißen.
8. Produkt hergestellt aus einem textilen Flächengebilde gemäß den Ansprüche 1 bis 5, wobei das Produkt wenigstens eine Schweißnaht ausgebildet durch Hochfrequenzschweißen aufweist.
9. Lacksystem enthaltend als primäres Bindemittel ein Ethylen-Vinylacetat- Copolymer mit einem Vinylacetat-Gehalt von 25-55 Gew.-% sowie ein oder mehrere thermoplastische Acrylatharze, dadurch gekennzeichnet, dass das Lacksystem ein Lösungsmittel enthält, das eine Kombination von Aromaten mit Ketonen und/oder Estern aufweist, bevorzugt eine Kombination aus Toluol oder Xylol mit Methylethylketon, wobei der Anteil von Methylethylketon im Lösungsmittel 20-50%, bevorzugt bei 25-40%, besonders bevorzugt bei 30-35% beträgt.
10. Das Lacksystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylen-Vinylacetat-Copolymer in einen Anteil vom 20 bis 80 Gew. %, bevorzugt von 40 bis 60 Gew.-% im Lacksystem, vorliegt.
11 . Das Lacksystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den thermoplastischen Acrylatharzen um physikalisch trocknende Festharze auf Basis von Methylmethacrylat handelt.
12. Das Lacksystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastische Acrylatharze ein Molekulargewicht zwischen 50.000 und 300.000 g/mol und/oder eine Glasübergangstemperatur zwischen 45 und 125 °C aufweisen.
13. Das Lacksystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lacksystem ein sekundäres Bindemittel mit einem Anteil von nicht mehr als 10 bis 15 Gew.- % enthält wobei vorzugsweise das sekundäre Bindemittel ein Celluloseacetobutyrat ist.
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