Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Beim Sohlenaufbau moderner Funktionsschuhe werden verschiedene Materialien in Klebverbunden kom-biniert, um optimale Gebrauchseigenschaften zu erzielen. Das nach dem gegenw\u00e4rtigen Stand der Technik f\u00fcr d\u00e4mpfende Mittelsohlen vorzugsweise eingesetzte Material Phylon kann nur unter Anwen-dung von L\u00f6semittelsystemen verklebt werden. Dadurch werden hohe VOC-Emissionen verursacht. Auch neue wasserbasierende Klebstoffkomponenten k\u00f6nnen industriell nur angewandt werden, wenn die Phylonoberfl\u00e4che mit l\u00f6sungsmittelbasierenden Systemen vorbehandelt worden ist. Projektziel ist es, durch einen neuartigen Verfahrensansatz der Vorbehandlung von Phylon in der Schuhfertigung eine Verklebung ohne L\u00f6semittel zu erm\u00f6glichen und damit eine gravierende Senkung von VOC-Emissionen bei der Herstellung von Funktions- und Freizeitschuhen zu erreichen. Hierzu erfolgt eine umweltfreundliche, emissionsfreie UV-\/Ozon-Vorbehandlung in Kombination mit neuen, nicht l\u00f6semittelbasierten Primer-\/Klebstoffsystemen. Hierf\u00fcr sollen pr\u00e4destinierte Klebstoff- und Vorbehandlungssysteme ermittelt und getestet bzw. neue Rezepturen und Verfahren entwickelt werden, die geeignet sind, die speziellen Anforderungen der Schuhproduktion zu erf\u00fcllen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenVerfahrensgrundlage ist eine Vorbehandlung von Phylonoberfl\u00e4chen durch Anwendung einer UV-\/Ozon-Kombination. Durch physikalisch-chemische Prozesse werden auf der Materialoberfl\u00e4che aktive Zentren erzeugt, die mit polaren Klebstoffsystemen in Wechselwirkung treten, sodass feste Verbunde entstehen. Bei den Projektarbeiten waren geeignete Verfahrensparameter der UV-\/Ozonbehandlung zu ermitteln sowie damit kombinierbare nicht l\u00f6semittelbasierte chemische Vorbehandlungssysteme zu entwickeln. Zur Ergebnisbeurteilung waren analytische Untersuchungen und Klebeversuche durchzuf\u00fchren.
\nSchwerpunktaufgaben bez\u00fcglich des Projektzieles waren:
\n–\tchemisch-physikalische Charakterisierung der Phylonoberfl\u00e4che
\n–\tErarbeiten eines effizienten, l\u00f6semittelfreien Reinigungsverfahrens f\u00fcr Phylonsohlen zur Entfernung von st\u00f6renden Oberfl\u00e4chenverunreinigungen wie z. B. Trennmittelr\u00fcckst\u00e4nden Untersuchungen zur Wirksamkeit der UV-\/Ozon-Behandlung-\tUntersuchungen und Entwicklungsarbeiten zur Pr\u00fcfung der Wirksamkeit der UV-\/Ozonbehandlung f\u00fcr Phylon und Ermittlung anwendbarer Parameter f\u00fcr die industrielle Praxis
\n–\tMethodenentwicklung f\u00fcr die Aktivierung von Phylon durch Kombination von UV-\/Ozon-Behandlung und chemischer Vorbehandlung ohne Anwendung von L\u00f6semittelprimern
\n–\tKonservierung des Aktivierungseffektes \u00fcber einen technologisch relevanten Lagerzeitraum
\n–\tAuswahl und Optimierung eines geeigneten Dispersionsklebstoff-Systems
\n–\tAnpassung des Verfahrens an industrielle Anforderungen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es wurde ein Vorbehandlungsverfahren f\u00fcr Phylonsohlen entwickelt, das deren Verklebung mit PU-Dispersionsklebstoffen ohne die Anwendung von L\u00f6semittelsystemen erm\u00f6glicht. Basis dieses Verfah-rens ist die Anwendung einer speziellen UV-\/ Ozon-Technologie. Die Entwicklungsarbeiten wurden durch die Anwendung geeigneter Methoden zur physikalisch-chemischen Charakterisierung der zu verkleben-den Phylon-Oberfl\u00e4che unterst\u00fctzt. F\u00fcr die Charakterisierung der Oberfl\u00e4chenreinheit wurde die Methode der Infrarot-ATR-Spektroskopie erfolgreich angewendet. Es wurden Klebverbunde hergestellt und deren Haftfestigkeit gepr\u00fcft. Bei der Austestung wurde festgestellt, dass \u00fcbliche Reinigungsmethoden auch bei Anwendung von L\u00f6semitteln f\u00fcr eine ausreichende Entfernung von silikonbasierten Trennmittelr\u00fcckst\u00e4nden ungeeignet sind. Silikonr\u00fcckst\u00e4nde f\u00fchren in der Praxis h\u00e4ufig zu schlechten Verklebungen.
\nMit der entwickelten wasserbasierenden Reinigerzusammensetzung ohne L\u00f6semittelzus\u00e4tze kann eine wirksame Reinigung der im Projekt untersuchten Phylonmaterialien von silikonhaltigen Trennmitteln er-folgen, womit erfolgversprechende Voraussetzungen f\u00fcr haftfeste Verbunde geschaffen sind.
\nZiel der Entwicklungsarbeiten war ein Verfahren, bei dem f\u00fcr die Vorbehandlung von Phylonsohlen ausschlie\u00dflich eine UV-\/Ozonbehandlung unter Anwendung geeigneter Parameter erfolgt. Daf\u00fcr wurde eine spezielle Anlage vom Typ AS 3000 eingesetzt. F\u00fcr eine ausreichende Aktivierung der Phylonsohlen war eine Behandlung mit der angewendeten UV-\/ Ozon-Technologie allein nicht ausreichend. Es konnten erg\u00e4nzende Haftvermittlersysteme entwickelt werden, mit denen eine Zusammenf\u00fchrung der Verfahrens-schritte Reinigung und Primern im Schritt der aktivierenden Reinigung erreicht wurde. Dazu wird die Phylonoberfl\u00e4che mit wasserbasierenden Systemen behandelt, die neben Substanzen mit hoher Reinigungswirkung auch solche Inhaltstoffe enthalten, die nach dem folgenden Aktivierungsschritt mittels UV-\/ Ozon-Einwirkung als Haftvermittler fungieren. Damit kann ein f\u00fcr eine industrielle Anwendung prinzipiell akzeptables zweistufiges Verfahren angeboten werden.
\nNach bisherigen Untersuchungen ist eine sofortige Weiterverarbeitung des aktivierten Materials zwar g\u00fcnstig aber nicht unbedingt erforderlich. Zwischenlagerzeiten von einigen Tagen sind unproblematisch. Bei besonderen Anforderungen wie stark kontaminiertem Material oder l\u00e4ngeren Zwischenlagerzeiten ist eine Erg\u00e4nzung dieses Verfahrens durch einen weiteren, vorgeschalteten Reinigungsschritt und\/ oder ei-ne konservierende Auftragung eines wasserbasierenden Primers empfehlenswert. Bisher konnten haftfeste Verbunde nur dann hergestellt werden, wenn sowohl in den PU-Klebstoffsystemen selbst als auch in den Haftvermittlersystemen geringe Anteile von L\u00f6semitteln enthalten sind. Dabei handelte es sich um Klebstoffe und Haftvermittler, die geringe Anteile (max. 10%) L\u00f6semittel enthalten, wobei ausschlie\u00dflich aliphatische Ester und Ketone eingesetzt werden. Eine Verklebung mit vollst\u00e4ndig l\u00f6semittelfreien Dispersionsklebstoffen wurde bisher noch nicht erreicht.
\nF\u00fcr industrielle Anwendungen m\u00fcssen sofort nach dem Verkleben ausreichende Anfangshaftungen f\u00fcr eine weitere Verarbeitung erreicht werden. Die Untersuchungen im zeigten, dass die Wirksamkeit der Vorbehandlung wesentlich vom Trocknungszustand des aufgebrachten PU-Dispersionsklebstoffes be-stimmt wird. Es erfolgten umfangreiche Optimierungen des Trocknungsregimes, um eine maximale Wir-kung des Klebstoffes mit minimal erforderlichem technologischen Aufwand zu erreichen. Mit dem ermit-telten, f\u00fcr die gegenw\u00e4rtig verf\u00fcgbaren PU-Dispersionsklebstoffe erforderlichen Trocknungsregime von mindestens 15 Minuten bei 55 \u00b0C weist der Einsatz von Dispersionsklebstoffen gegen\u00fcber L\u00f6semittel-klebstoffen (max. 5 Minuten bei 55\u00b0C) derzeit technologisch deutliche Nachteile bez\u00fcglich Verarbeitungszeit und Energiebedarf auf. In zuk\u00fcnftigen Entwicklungen soll dieses Problem bearbeitet werden, um die Attraktivit\u00e4t von l\u00f6semittelfreien Dispersionsklebstoffen weiter zu erh\u00f6hen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
–\tPr\u00e4sentation der Ergebnisse auf Fachtagungen (Rubber Bonding 2006; 14. NDVaK)
\n–\tHinweise und Ver\u00f6ffentlichungen in einschl\u00e4gigen Fachzeitschriften (Plastverarbeiter, Adh\u00e4sion, KGK) und in der Regionalpresse (NRZ, RP)<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Verfahren er\u00f6ffnet neue M\u00f6glichkeiten, um L\u00f6semittelklebstoffen durch Dispersionsklebstoffe in der Schuhsohlenfertigung zu ersetzen. Verglichen mit den gegenw\u00e4rtig praktizierten Vorbehandlungsverfahren k\u00f6nnen durch die Anwendung des neuen Verfahrens L\u00f6semittelemissionen bei der Verklebung von Phylonsohlen eine gravierende gesenkt werden.
\nDas Verfahren gestattet die Anwendung von wasserbasierenden Vorbehandlungssystemen f\u00fcr Phylon mit einem maximalen L\u00f6sungsmittelanteil von 10 % anstelle der bisher \u00fcblichen L\u00f6semittelprimer. Mit dem neuen Phylon-Vorbehandlungsverfahren bei der Herstellung von Sohlenverbunden kann der VOC-Anteil in den eingesetzten Primer- und Klebstoffsystemen von 75 – 80 % auf 2 – 10 % gesenkt werden.
\nEs wird davon ausgegangen, dass bei Weiterf\u00fchrung der Entwicklungsarbeiten eine weitere Senkung des L\u00f6semittelanteiles in den verwendeten Vorbehandlungs- und Klebstoffsystemen sowie eine Minderung des erforderlichen Trocknungsaufwandes erreicht werden kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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