DE2844397A1 - Verbundschichtstoffe aus gefuellten polyolefinen und einer thermoplastischen dekorschicht sowie deren herstellung und verwendung - Google Patents
Verbundschichtstoffe aus gefuellten polyolefinen und einer thermoplastischen dekorschicht sowie deren herstellung und verwendungInfo
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Description
BASF Aktiengesellschaft - 3 - O. Z. 0050/033463
•Verbundschichtstoffe aus gefüllten Polyolefinen und einer
thermoplastischen Dekorschicht sowie deren Herstellung und Verwendung
Die Erfindung betrifft Verbundschichtstoffe, bestehend aus Ca) einer äußeren tragenden Schicht aus einem mit Füllstoffen
versehenen Polyolefin, (c) einer äußeren Dekorschicht aus einem auf Ca) an sich schlecht haftendem
anderen Thermoplast als Polyolefin und (b) einer dazwischenliegenden
haftvermittelnden Schicht aus einem Faservlies
oder -gewebe.
Bei derartigen Verbundschichtstoffen ist der gute Verbund
zwischen den beiden Deckschichten bzw. der Verbund zwisehen Deckschichten und der dazwischenliegenden haftvermittelnden
Schicht erforderlich.
Zur Erfüllung dieser Erfordernisse ist es bereits bekannt, mit speziellen Schmelzklebern eine gut haftende Verbindung
der beiden äußeren Schichten zu erzeugen. Dabei kann das Problem der mangelnden Wärmestandfestigkeit der Klebverbindung
durch zusätzliche Maßnahmen, wie Vernetzung des Haftvermittlers, gelöst werden Cvgl. DE-OS 27 53 697).
Ein anderer bekannter Weg, schlecht haftender Thermoplastschichten
zu verbinden, besteht darin, die tragende Schicht mit einem Faservlies mechanisch zu verankern und
diese Schicht dann mittels eines Reaktionsklebers mit der
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BASF Aktiengesellschaft - 4 - O. Z. 0050/033^63
^Dekorschicht zu verkleben (vgl. DE-OS 26 50 628). Dieses Ί
Verfahren ist umständlich und zeitraubend und eignet sich nicht für ein schnelles kontinuierliches Verbinden. Ein
Vorteil gegenüber einer direkt mit Reaktionskleber verbundenen
Schichtenverbundplatte aus einer tragenden Schicht und einer Dekorschicht ist nicht erkennbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Verbundschichtstoffe zu schaffen, welche aus zwei Schichten bestehen,
die nicht miteinander gut haftend verschweißbar sind, und zwar aus (a) einer äußeren tragenden Schicht aus gefülltem
Polyolefin und (c) einer äußeren, zur Dekoration dienenden Schicht aus einem anderen Thermoplast als Polyolefin,
wobei die beiden Schichten (a) und (c) sehr haftfest durch eine dazwischenliegende haftvermittelnde
Schicht (b) miteinander verbunden sein sollen.
Eine weitere Aufgabe bestand darin, die beiden Schichten (a) und (c) in einem kontinuierlich und schnell durchführbaren
Verfahren gut haftend zu verbinden.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die haftvermittelnde Schicht (b) aus einem Mischfaservlies
oder -gewebe aus mindestens zwei schmelzbaren Paserarten besteht, von denen jeweils eine mit einer der äußeren
Schichten (a) oder (c) gut haftend verschweißbar ist.
Bevorzugt besteht des Polyolefin der äußeren Schicht (a) und eine Faserart des Mischfaservlieses oder -gewebes aus
Polypropylen oder die äußere Schicht (c) und eine Faserart des Mischfaservlieses oder -gewebes aus Polyvinylchlorid.
Besonders bevorzugt ist ein Verbundschichtstoff, bei dem das Polyolefin der äußeren Schicht (a) aus Polypropylen,
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BASF Aktiengesellschaft -5- O.Z. 0050/053463
Sie äußere Schicht (c) aus Polyvinylchlorid und das Misch- Ί
faservlies oder -gewebe der Schicht (b) aus Polypropylen- und folyvinylchloridfasern besteht.
Eine weitere Lösung der gestellten Aufgaben besteht darin, daß man zur Herstellung obiger Verbundschichtstoffe die
Schicht (b) nur oberflächlich angeschmolzen aber nicht durchgeschmolzen wird, bevor oder während die Schichten
(a) und (c) durch Anwendung von Wärme und Druck verbunden werden.
Nach bevorzugtem Verfahren wird die Schicht (b) zunächst auf eine der äußeren Schichten (a) oder (c) aufgeschmolzen,
und erst danach wird mit der zweiten äußeren Schicht (c) oder (a) verschweißt.
Die tragende Schicht (a) der Verbundschichtstoffe besteht
aus einem gefüllten Polyolefin und ist 0,5 bis 8, vorzugsweise 1 bis 4 mm dick. Unter Polyolefinen werden
dabei die einschlägig bekannten Homo- und Copolymerisate des Äthylens und des Propylens mit copolymerisierbaren
olefinisch ungesättigten Verbindungen verstanden. Geeignete Polyolefine sind insbesondere das Polyäthylen
der Dichte 0,890 bis 0,965 g/cni3 (nach DIN 53 479) und
des Schmelzindex von 0,1 bis 20 g/10 min (nach ASTM D 1238-65 T bei einer Temperatur von 1900C und einem Auflagegewicht
von 2,16 kg) sowie das Polypropylen der Dichte 0,80 bis 0,90 g/cm-5 und des Schmelzindex von 0,1 bis
20 g/10 min (nach ASTM-D I238-65 T bei 2300C und 2,16 kg
Belastung) und Mischungen dieser Polyolefine untereinander.
Diese Polyolefine können zur Erhöhung ihrer Schlagzähigkeitseigenschaften
gegebenenfalls noch 1 bis 20 Gewichtsprozent an üblich bekannten synthetischen Kautschuken oder
Blockcopolymerisaten aus Styrol und Dienen enthalten. Diese
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'"Polymerisate sind aus der Polymerchemie wohlbekannt, so
daß an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen werden muß. Als besonders geeignetes Polyolefin wird das einschlägig
bekannte isotaktische Polypropylen verwendet. Dieses enthält 3 bis 10 Gewichtsprozent eines Polypropylens,
das in siedenden und anschließend auf Zimmertemperatur wieder abgekühlten Xylol, bei einem Gewichtsverhältnis
von Polypropylen zu Xylol wie 5:95» löslich ist.
Die Polyolefine sind mit 10 bis 60, bevorzugt 20 bis
50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des gefüllten Polyolefins, eines üblichen festen und inerten Füllstoffes
gefüllt. Für die Verwendung der Polyolefinschicht geeignete Füllstoffe sind beispielsweise Glasfasern, Glasmatten,
Glaskugeln, Talkum, Kreide, Glimmer sowie feinteiliges Holz. Als Holzteilchen kommen alle marktgängigen
Typen in einem Teilchenbereich von 10 bis 5 000,um Länge
und 10 bis 2 000,um Dicke in Betracht. Die Holzmehle können sowohl in Pulverform als auch kompaktiert eingesetzt
sein. Zusätzlich zu den obigen Füllstoffen können die Polyolefinmassen noch einschlägig bekannte Flammschutzmittel,
Mittel zur Verbesserung der Schlagfestigkeit wie Polyäthylen niederer Dichte, Stabilisatoren oder Abfallstoffe
(Regenerate) enthalten.
Die Dekorschicht besteht aus einem anderen thermoplastischen Polymerisat als ein Polyolefin und kann aus einem
Polyvinylchlorid (Hart-PVC, Weich-PVC, geschäumt oder kompakt), einem durch Zusatz von Styrolcopolymeren wie
Styrol-Acrylnitril-Copolymerisat, Acrylnitril-Butadien- -Styrol-Copolymerisat, Acrylnitril-Styrol-Acrylester-Copolymerisat
oder Pfropfkautschuken zur Schlagzähmodifizierung oder durch Zusatz von gesättigten Polyestern zur
Verbesserung der Verarbeitbarkeit modifizierten PVC oder
aus chloriertem Polyäthylen bestehen. Vorzugsweise wird
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"eine weichgemachte PVC-Folie verwendet, die geschäumt sein Ί
kann, um einen weicheren Griff und Polstereffekt zu erzeugen. Solche Folien sind in vielen Farben und Mustern
auf dem Markt erhältlich.
5
5
Die Dicke dieser Folien der Schicht (c) kann bei kompakten
Aufbau zwischen 0,05 und 2 mm, bei geschäumten Folien zwischen 0,5 und 5 mm liegen.
Unter Polyvinylchlorid, wird das aus der Polymerchemie bekannte
Polymerisationsprodukt des Vinylchlorids verstanden, das einen thermoplastischen Chlorgehalt von 56 bis
57 Gewichtsprozent und einen Erweichungspunkt von 75 bis '800C aufweist. Der K-Wert des Polyvinylchlorid liegt vorzugsweise
bei 70 bis 90 (gemessen nach DIN 53 726). Ein· geschäumtes Polyvinylchlorid ist ein künstlich hergestellter
leichter Schaumstoff mit zelliger Struktur. Für die erfindungsgemäßen Verbundstoffe sind PVC-Weichschäume
mit geschlossenzelligen Schäumen und mit Dichten von 0,6 bis 1,3 g/cm3 besonders geeignet. Das als Dekorschicht (c)
verwendete Polyvinylchlorid ist bevorzugt ein sog. Weich- -PVC. Es enthält dementsprechend einen für PVC gebräuchlichen
Weichmacher in Mengen von 15 bis 40, bevorzugt 20 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des
Weich-PVC. Geeignete Weichmacher sind beispielsweise Trikresylphosphat,
Phthalsäureester oder Ester aliphatischer Dicarbonsäuren. Das Weich-PVC kann außerdem noch die einschlägig
üblichen Stabilisatoren und Pigmente enthalten.
Die zwischen den Deckschichten (a) und (c) liegende haftvermittelnde
Schicht (b) besteht aus einem Faservlies oder Fasergewebe. Unter Faservlies werden dabei nichtgewebte
bzw, nichtgewirkte Flächengebilde verstanden, die aus Fasermaterialien bestehen. Diese Faseren, deren Länge sich
nach dem Herstellverfahren richtet, werden in Vliesbil-
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BASF Aktiengesellschaft - 8 - 0.2. 0050/033463
"dungsmaschinen trocken oder naß zu einem Vlies verfilzt. Ί
Vliese der verwendeten Art sind an sich bekannt und beispielsweise in der Literaturstelle Textilpraxis. 1968,
Heft 3 beschrieben. Die erfindungsgemäß zu verwendenden
Mischfaservliese bestehen aus verschiedenen Fasermaterialien.
Zur Verschweißung mit der Trägerschicht (a) aus gefülltem Polyolefin sind ganz oder vorwiegend aus Polyolefinen aufgebaute
Pasern einsetzbar. Solche Pasern sind auf dem Markt erhältlich. Bei Verwendung einer Trägerschicht aus
gefülltem Polypropylen sind entsprechend Polypropylen- -Pasern besonders gut geeignet.
Zur Verschweißung mit der Dekorschicht, die beispielsweise
aus Weich-PVC besteht eignen sich als gut haftende Fasermaterialien
alle ganz oder teilweise aus Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyvinylidenchlorid (PVDC) aufgebauten Fasern
sowie Pasern aus Copolymeren und Mischungen aus PVC und PVDC. Solche Fasern sind auf dem Markt erhältlich. Pasern
aus Copolymerisaten von Acrylnitril mit Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid, die als flammfeste Fasern im Handel
angeboten werden, sind ebenfalls geeignet. Auch Pasern aus Mischungen aus PVC mit Polyester (PVC-Anteil 50 Gewichtsprozent)
sind mit den obengenannten Dekorschichten gut haftend verschweißbar. Für das bevorzugte als Dekorschicht
eingesetzte weichgemachte PVC eignen sich reine PVC-Pasern besonders gut.
Die Eigenschaften und textiltechnischen Daten der im Mischvlies oder -gewebe eingesetzten Pasern können in
einem weiten Bereich variiert werden. Es können Fasern mit einem Titer zwischen 0,1 und 200 dtex, vorwiegend 0,5
und 25 dtex eingesetzt werden. Vielfach sind auch Bikomponentenfasern
vorteilhaft einsetzbar. 35
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Das Mischungsverhältnis der Polyolefin- und PVC-Fasern ist
den Erfordernissen anzupassen. Es liegt im Bereich von 5:95 bis 95:5 vorzugsweise 30:70 bis 70:30.
Die Erweichungspunkte der schmelzbaren Fasertypen können in einem weiten Bereich voneinander abweichen, ohne daß
die Brauchbarkeit des Mischvlieses beeinträchtigt wird. Es ist gerade ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens,
daß auch Schichten mit weit auseinanderliegenden Schmelz- und/oder Erweichungspunkten gut haftend verschweißbar
sind, da das Mischfaservlies eine gute Isolierwirkung besitzt.
Außer den beiden schweißbaren Fasertypen können noch andere Fasern zugesetzt werden, um bestimmte Eigenschaften zu erzielen
z.B. hochfeste, wärmebeständige Fasern zur Aufnahme von Kräften bei der Verarbeitung oder beim Gebrauch;
leitfähige Fasern für induktive Erwärmung; gekräuselte
Fasern für einen erhöhten Polstereffekt der Dekorschicht. 20
Das Vlies wird nach den üblichen Verfahren durch Mischen, Krempeln, Kreuzlegen mit anschließender mechanischer
und/oder chemischer Verfestigung hergestellt. Die Eigenschaften können bei der Vernadelung positiv beeinflußt
werden. Es kann durch Binder oder thermische Behandlung in der üblichen Art zusätzlich verfestigt werden.
Gewebe aus verschiedenen Faserarten können entweder aus Mischfasergarnen oder aus verschiedenen Garnen in Kette
und Schuß hergestellt sein. Durch die Wahl des Garn-Titers
und der Bindeart kann das Gewebe den Anforderungen (z.B. Verformungsverhalten) angepaßt■werden.
Die Flächengewichte der Mischvliese bzw. -gewebe liegen zwischen 15 und 100 g/m , bevorzugt zwischen 20 und 50 g/m
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T)as Vlies bzw. das Gewebe wird in der üblichen Weise konti-"1
nuierlich auf eine der beiden Schichten durch Anwendung von Druck und Wärme aufkaschiert bzw. bei der Herstellung der
Schicht mit eingepreßt. In einem weiteren Arbeitsgang wird dann die zweite Schicht auf das Vlies aufgeschweißt, wobei
darauf zu achten ist, daß das Vlies nicht vollkommen zusammenschmilzt, da dadurch die Eigenschaften verschlechtert
werden können. Von Vorteil ist es dabei, wenn das Vlies zuerst auf die Dekorschicht aufgeschweißt bzw. bei der Her-IQ
stellung eingebettet wird, da dieser Verbund durch die Möglichkeit ihn aufzuwickeln noch gut handhabbar ist.
Der im Vergleich zu Reaktionsklebern sehr schnelle Verschweißprozeß
gestattet auch ein voll kontinuierliches Herstellen des Verbundes.
Hierbei wird zwischen die schmelzeflussige heiße Trägerschicht
aus gefülltem Polyolefin und die je nach Wärmestandfestigkeit auf 100-1500C aufgewärmte Dekorschicht
das Pasermischvlies, gegebenenfalls auf 100-1500C aufgewärmt,
eingebracht und anschließend unter Druck verschweißt und abgekühlt.
Das fertige Halbzeug kann nach verschiedenen Verfahren wie Vakuum- oder Druckluftformen, Abkanten, Biegen,
Pressen nach entsprechendem Aufheizen zu Formkörpern verarbeitet werden. Bei einer Variation dieser Verfahren
wird der fertige Verbund erst beim Verformen unter Druck aus Träger- und Dekorschicht hergestellt. Dieses Verfahren
hat vor allem den Vorteil, daß Träger und Dekor auf verschiedene Temperaturen aufgeheizt werden können.
Es ist ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß
durch die Verfilzung der 2 Fasertypen des Vlieses bzw.
durch den Gewebeverbund die Kräfte von der auf der Träger-
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""schicht aufgeschweißten Paser auf die Paser, die auf der
Dekorschicht aufgeschweißt ist, übertragen werden. Die Haftung der Pasern an der Träger- und Dekorschicht erfolgt
vorwiegend durch Verschweißung und nur im untergeordneten Maß, durch mechanische Verankerung.
Polypropylenfasern mit einem Titer von 5 dtex und einer
Länge von 50 mm werden mit PVC-Fasern vom Typ Thermovyl
der Pa. Rhodiaceta mit einem Titer von 6 dtex und 70 mm
Länge in einem Gewicht, sverhältnis 60:40 zu einem Vlies
2
von 35 g/m verarbeitet.
von 35 g/m verarbeitet.
Dieses Vlies wird auf eine Folie aus geschäumten Weich-
-PVC von 2,0 mm Dicke aufgeschweißt, indem Vlies und Rückseite
der PVC-Folie auf 1300C aufgeheizt und durch kalte
Walzen gepreßt und durch Abkühlen fixiert werden.
Das Trägermaterial - ein mit 40 Gewichtsprozent feinem Holzmehl gefülltes Polypropylen - wird extrudiert und
durch ein Glättwerk zu 2,5 mm dicken Platten gepreßt. Vor dem Einlaufen in das Glättwerk wird das Kaschiermittel
aus PVC-Folie und Mischvlies dem Trägermaterial
zugeführt, wobei die Wärme des schmelzflüssigen, I900
heißen Trägers ausreicht, um die Polypropylenfasern im Vlies anzuschmelzen,-die dann im Walzspalt unter Druck
mit dem Träger aus holzmehlgefülltem Polypropylen verschweißen. Die Haftfestigkeit der Folie auf dem Träger,
gemessen im Schältest beträgt 3,1 N/mm. Die Gesamtdicke des kaschierten Blattmaterials beträgt - bedingt
durch die geringfügige Zusammenpressung, (Stauchung) der Schaumfolie 4,4 mm.
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BASF Aktiengesellschaft - 12 - O. Z. 0050/033463
Seispiel 2
Ί
Polypropylenfasern mit einem Titer von 5 dtex und einer
Länge von 60 mm werden mit Fasern aus einem Gemisch und 70 Teilen PVC und 30 Teilen eines thermoplastichen Polyesters
auf Basis Polyneopentylglykolterephthalat mit einem Titer von 7 dtex und 70 mm Länge im Gewichtsverhältnis
40:60 zu einem Vlies von 40 g/m verarbeitet. Dieses Vlies wird kontinuirlich auf eine Weich-PVC-Folie durch Aufheizen
von Folie und Vlies, Pressen zwischen zwei Walzen und anschließendem Abkühlen des Verbundes kaschiert.
Das Trägermaterial - ein mit 30 Gewichtsprozent Kreide gefülltes Polypropylen - wird extrudiert und durch ein Glättwerk
zu 3,5 nun dicken Platten gepreßt. Vor dem Einlaufen in das Glättwerk wird das Kaschiermaterial dem Trägermaterial
zugeführt, wobei die Wärme des schmelzflüssigen Trägers ausreicht, um die PP-Fasern im Vlies anzuschmelzen,
die dann im Walzspalt unter Druck mit dem gefüllten Polypropylen verschweißen.
Ein Mischfaservlies aus 40 % Polypropylenfasern mit einem Titer von 4,0 dtex, 40 % Fasern aus einem Copolymeren
von VC und AN mit 60 % VC-Anteil mit einem Titer von 5 dtex
und 20 % Polyamid 6,6-Fasern mit einem Titer von 8 dtex, die zur Erhöhung der Stabilität zugesetzt wurden, wird
in der üblichen V/eise gefertigt und anschließend durch
ρ
10 Stiche pro cm vernadelt. Es wird durd me mit einer PVC-Schaumfolie verschweißt.
10 Stiche pro cm vernadelt. Es wird durd me mit einer PVC-Schaumfolie verschweißt.
ρ
10 Stiche pro cm vernadelt. Es wird durch Druck und Wär-
10 Stiche pro cm vernadelt. Es wird durch Druck und Wär-
Ein mit 35 Gewichtsprozent Holzmehl gefülltes Polypropylen wird zu 3,0 mm dicken Platten extrudiert. Beim Glätten
wird die Kaschierfolie mit dem Vlies aufgedrückt und
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"gleichzeitig mit dem Trägermateri;äl%Ye,rsptbieißt. Aus dem Ί
fertigen Halbzeug wurden Zustimliite^aus^estanzt, durch
IR-Strahler auf Verformungstemperatur aufgeheizt und durch
Druckluft in eine Form gepreßt. "7^ 1
5
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Claims (7)
- BASF Aktiengesellschaft O. Z. 0050/033463Tatentansprüche / ΊVerbundschichtstoffe, bestehend aus (a) einer äußeren tragenden Schicht aus einem mit Füllstoffen versehenen Polyolefin, (c) einer äußeren Dekorschicht aus einem auf (a) an sich schlecht haftenden anderem Thermoplast als Polyolefin und (b) einer dazwischenliegenden ha^tvermittelnden Schicht aus einem Faservlies oder -gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß die haftvermittelnde Schicht (b) aus einem Mischfaservlies oder -gewebe aus mindestens zwei schmelzbaren Faserarten besteht, von denen jeweils eine mit einer der äußeren Schichten (a) oder (c) gut haftend verschweißbar ist.
- 2. Verbundschicljtstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin der äußeren Schicht (a) und eine Faserart des Mischfaservlieses oder -gewebes aus Polypropylen besteht.■".·."
- 3. Yerbundschichtstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht (c) und eine Faserart des Mischfaservlieses oder -gewebes aus Polyvinylchlorid besteht.
- 4. Verbundschichtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin der äußeren Schicht (a) aus Polypropylen, die äußere Schicht (c) aus Polyvinylchlorid und das Mischfaservlies oder -gewebe der Schicht (b) aus Polypropylen- und Polyvinylchloridfasern besteht.'
- 5. Verfahren zur Herstellung der Verbundschichtstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die 439/78 Fre/ro II.IO.1978ORIGINAL INSPECTED G30018/0036BASF Aktiengesellschaft - 2 - O. Z. 0050/033^63r Schicht (b) nur oberflächlich angeschmolzen aber nicht Ί durchgeschmolzen wird, bevor oder während die Schichten (a) und (c) durch Anwendung von Wärme und Druck verbunden werden.
- 6. Verfahren zur Herstellung der Verbundschichtstoffe nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichne t 3 daß die Schicht (b) zunächst auf eine der äußeren Schichten (a) oder (c) aufgeschmolzen wird, und erst danach mit der zweiten äußeren Schicht (c) oder (a) verschweißt wird.
- 7. Verwendung der Verbundschichtstoffe nach Anspruch 1, für die Herstellung von Formteilen.030018/0036
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