| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Reduktion af anvendelse af phthalater i textil- og beklædningsindustrien

2 Kravspecifikationer

I samarbejde med projektets 2 virksomhedsdeltagere er der udarbejdet et sæt kravspecifikationer for presenningdug og regntøj, fritidstøj m.m.. Kravene, der stilles til varerne i de to produktgrupper, er stort set enslydende og vil i det efterfølgende blive behandlet under et.

Kravspecifikationerne deles op i krav stillet i forbindelse med produktionen, krav til videreforarbejdning og til færdigvarens beskaffenhed. Sidst men ikke mindst er der det økonomiske aspekt.

I det efterfølgende beskrives de konkrete krav, uanset om valget af blødgører har betydning for det færdige produkt.

2.1 Krav til bearbejdelighed ved pastafremstilling

Pastaen fremstilles ved sammenblanding af PVC pulver, blødgører og stabilisatorer, brandhæmmer, farvepigmenter og fyldstoffer under omrøring i store kar. Det er derfor nødvendigt, at blødgøreren er blandbar med de øvrige tilsætningsstoffer, således at det bliver en homogen pasta.

Blødgøreren må også være af en sådan beskaffenhed, at pastaen får en passende viskositet, så pastaen kan anvendes i de eksisterende produktionsanlæg.

Viskositeten af den brugsklare pasta skal således ligge mellem 40 og 45 poise (Haake VT02, spindel 1). Er viskositeten for høj, kan pastaen ikke bearbejdes på det eksisterende anlæg, mens en for lav viskositet vil bevirke, at pastaen vil løbe igennem vævet.

2.2 Krav til bearbejdelighed ved videreforarbejdning

Det er vigtigt at dugen kan videreforarbejdes til presenninger og regntøj m.v. Denne del af produktionsprocessen omfatter svejsning, limning og syning, hvor svejsningen er den sammenføringsteknik, der oftes anvendes i industrien i dag.

Dugen skæres i den ønskede størrelse og form, hvorefter stykkerne samles til det færdige produkt. Det er derfor vigtigt, at dugen kan glide forholdsvist let hen over skærebord eller gulv, idet der ellers vil forekomme en uhensigtsmæssig stor belastning af de medarbejdere, der skal håndtere varen i forbindelse med bearbejdningen. Jo større friktion, der er mellem varen og underlaget, jo større kraft skal der bruges ved håndteringen. I praksis betyder dette, at dugen ikke må have et fedtet greb, så den klæber fast til overfladen.

Sammenføringen foregår som regel ved hjælp af højfrekvenssvejsning eller varmluftsvejsning. I det efterfølgende vil disse to teknikker blive beskrevet nærmere.

Plast er generelt dårlige varmeledere. Højfrekvenssvejsning adskiller sig fra andre svejsemetoder ved, at varmen ikke tilføres fra en varmekilde, men frembringes på svejsestedet i selve materialet, der skal svejses.

Metoden benytter det forhold, at visse plastmaterialer, herunder PVC, har en polær molekylstruktur, der får molekylerne til at svinge med en påtrykt elektrisk vekselfeltspænding. Den indre friktion i materialet under de fremkomne molekylbevægelser medfører, at materialet opvarmes. Ved bestemte svingningstal kan der opnås en passende svejsevarme i plastfolien. Til højfrekvenssvejsning anvendes som regel et svingningstal på 27,12 MHz.

I praksis placeres de to folier, som skal sammensvejses, mellem to elektroder, som pålægges den højfrekvente spænding. Elektrodens kant kan udformes på mange måder, men mest almindelig er svejsning med glat elektrodekant, svejsning med profileret elektrodekant og svejsning med skæreelektrode. Se nedenstående figurer.

Figur 1:
HF-svejsning af folier med glat elektrode
       

Figur 2:
HF-svejsning af folier med profileret elektrode

Ved varmluftsvejsning anvendes en række forskellige brændertyper, som skal kunne opvarme atmosfærisk luft eller andre luftarter som f.eks. nitrogen til den ønskede svejsetemperatur. Varmluftsvejseren kan også være elopvarmet. Luften tilføres fra enten en ventilator, en kompressor eller en trykflaske, hvorfra den strømmer forbi nogle varmelegemer. Den opvarmede luft føres herefter ud gennem en dyse, der er rettet mod de emner, som skal svejses. Varmluftssvejsning af tyndvæggede emner (under 5 mm) sker normalt ved overlapsvejsning uden brug af tilsatsmateriale.

Figur 3:
Varmluftsvejsning med føringsdyse

2.3 Krav til færdigvarens beskaffenhed

På baggrund af et givent anvendelsesformål stilles der en række specifikke krav til varens beskaffenhed – herunder brugsegenskaber.

2.3.1 Udseende

Det er vigtigt, at dugen har en pæn og homogen overflade, uden at dette er defineret nærmere. Er pastaen ikke lagt på i et jævnt lag, bliver overfladen uhomogen, hvilket kan ses i den færdige vare. Kravet stilles udelukkende af æstetiske årsager, idet dette ikke har betydning for den praktiske brug af dugen, med mindre at pastaen er udlagt så ekstremt ujævnt, at pastalaget visse steder bliver for tyndt.

2.3.2 Vejrbestandighed

Bestandighed over for kulde

Ved faldende temperaturer bliver PVC stivere og vil ved lave temperaturer kunne knække.

Valget af blødgører indvirker på fleksibiliteten ved lave temperaturer og kan dermed medvirke til, at bestandigheden overfor kulde øges. Der findes således blødgørere til produkter, der skal kunne anvendes under ekstreme forhold, f.eks. i det arktiske klima. Disse blødgørere er væsentlig dyrere end de øvrige og anvendes derfor kun til materialer, der skal kunne holde til brug under ekstreme kuldeforhold.

I nærværende projekt er det et krav, at dugen er kuldebestandig ned til -20/-30 ° C, hvilket er en normal nedre temperaturgrænse for presenningsdug.

Bestandighed over for varme

PVC polymeren nedbrydes ved påvirkning af varme. Nedbrydelsen sker ved, at der fraspaltes chlorbrinte, der dannes af brint- (H) og chlor atomer (Cl) fra sidestillede kulstofatomer i polymerkæden (dehydrochlorination). Der dannes en dobbeltbinding mellem de 2 kulstofatomer. Denne dobbeltbinding medfører en svagere binding mellem det sidestillede kulstofatom og dennes binding til chloridionen, hvorved der fraspaltes endnu et brint- og chlor atom, o.s.v. /2/. Se nedenstående figur.

Figur 4:
Nedbrydning af PVC under påvirkning af varme

Den anvendte blødgører har ikke indvirkning på dehydrochlorinationen, men blødgørertypen har betydning for fordampningen under processen.

Det er et krav, at dugen skal være varmebestandig op til 70 ° C.

Varmebestandigheden kan øges ved tilsætning af varmestabilisatorer til blandingen. Dette vil forhindre propageringen og stabilisatorerne vil tillige binde tilstedeværende fri hydrogenchlorid.

De fleste stabilisatorsystemer består af to eller flere komponenter, som giver en synergivirkning. De mest anvendte varmestabilisatorer har været salte af cadmium- og blyforbindelser, blandede metalforbindelser og organotin /2/. Der er nu forbud mod anvendelse af cadmium i alle varer i Danmark og bly i mange produkter. I dag anvendes mest calcium-zink forbindelser og lidt organotin.

Bestandighed over for UV

UV-stråling nedbryder PVC. Dette sker fordi varen absorberer stråler med en bølgelængde på 290-400 nm /2/. Den absorberede energi resulterer i brudte bindinger i PVC’en og dannelsen af frie radikaler, som medvirker til, at den ødelæggende kædereaktion fortsætter.

UV-bestandigheden kan øges ved tilsætning af UV-stabilisatorer til pastaen. De mest anvendte UV-stabilisatorer er 2-hydroxybenzophenon, 2-hydroxyphenylbenzotriazol og organiske nikkel forbindelser.

Det er et krav, at dugen skal være UV-bestandig. Der gives i dag en 5 års garanti, men erfaringerne viser, at den nuværende type dug sagtens kan holde 10 år eller længere. Der udføres langtidstest i Florida og Arizona, hvor UV-påvirkningen er maksimal.

Vejrbestandigheden bestemmes efter ISO 105 B04.

2.3.3 Vandskyende egenskaber

Det er et krav, at dugen skal være vandtæt. Derudover er det et krav, at blødgøreren ikke må kunne ekstraheres ud ved vask eller i regnvejr.

2.3.4 Kemikaliebestandighed

Dugen skal have en passende kemikalieresistens afhængig af anvendelsen. Specielt er det vigtigt, at dugen har en god oliebestandighed.

2.3.5 Brandegenskaber

Der stilles forskellige krav med hensyn til varens brandegenskaber alt efter anvendelsesformål. Det er således et myndighedskrav, at der anvendes brandhæmmende dug til festtelte, men ikke til telthaller. Ligeledes skal lastbilpresenninger være flammehæmmede, mens afdækningspresenninger ikke behøver at være det.

Brændbarheden undersøges efter hhv. DIN 75200 og DIN 4102, B1.

For at opnå flammehæmmende egenskaber tilsættes flammehæmmende blødgørere og andre flammehæmmende stoffer som f.eks. chlorparaffiner, phosphatestre, antimontrioxid og aluminiumtrihydrat.

2.3.6 Slidegenskaber

Presenninger og ikke stationære telte skal kunne tåle et stort slid i forbindelse med brug. Dugen trækkes over træ- eller stålskeletter, hvorved der opstår mekanisk slid. Mængden af fyldstof har indflydelse på evnen til at modstå mekanisk slid. Almindeligvis gælder det, at jo mere fyldstof, jo mindre evne til at modstå slid, blandt andet på grund af dugens stivhed og overflade.

Erfaringen viser endvidere, at jo mere dug, jo bedre slidstyrke. Udsatte steder som f.eks. hjørner forstærkes således ofte med et ekstra lag dug. Normalt bestemmes slidstyrken ikke kvantitativt.

2.3.7 Stivhed

Dugens anvendelsesmulighed samt modstand mod mekanisk slid er tildels bestemt af, hvor stiv eller blød denne er.

Mængden af blødgører i varen er meget afgørende for stivheden/blødheden af dugen, og da blødgørerens migrationshastighed er af afgørende betydning for, hvor længe dugen bevarer sin blødhed, er det derfor vigtigt, at den eller de alternative blødgørere har så lav en migrationshastighed som muligt og ikke er dårligere end de i dag anvendte phthalater.

2.3.8 Skimmelresistens

Telte, som ikke er stationære, pakkes ofte sammen i våd tilstand, mens stationære telte står ude hele tiden og er ofte i kontakt med jorden. Begge forhold er hårde ved dugen, og skimmel kan meget let forekomme.

Nogle blødgørere angribes lettere af mikroorganismer end andre, specielt blødgørere med esterbindinger er sårbare. Mikrobielt angreb giver sig udslag i misfarvning og senere ændrede mekaniske egenskaber.

For at modvirke skimmelvækst kan der tilsættes fungicider

2.3.9 Styrkeegenskaber

Dugens brud- og rivstyrke bestemmes af det anvendte væv. Både bindingstype, tykkelse og styrke af de enkelte tråde har indvirkning på styrken. Vedhæftningen af PVC’en til vævet bestemmes dels af tilsætningen af isocyanat til grundstrøget, dels af vævets tæthed. Styrkeegenskaberne afhænger således ikke af den anvendte blødgører.

2.3.10 Formstabilitet

Formstabiliteten bestemmes af vævet, hvor polyester er mere formstabilt end polyamid. Det er således valget af væv, der er bestemmende for varens formstabilitet, hvorfor dette forhold ikke påvirkes i forbindelse med substitution af blødgøreren.

2.3.11 Rengøringsvenlighed

Dugens overflade er af betydning for rengøringsvenligheden. Jo mere glat og jævn, jo nemmere er den at gøre ren. En meget glat overflade kan opnås ved en efterfølgende lakering af dugen.

2.3.12 Holdbarhed

Varen skal have en rimelig god holdbarhed, uden at dette er nærmere kvantificeret.

Holdbarheden varierer alt efter anvendelsesformål og bestemmes til dels af en række af ovennævnte forhold såsom bestandigheden overfor kulde/varme og UV samt styrkeegenskaber.

2.3.13 Komfort

Komfortegenskaberne er kun interessante i forbindelse med fritids- og regntøj. Tøjet skal være behageligt at have på, samtidig med at det yder beskyttelse mod vejrliget. Varen må således ikke være for tung og stiv uden at dette er nærmere kvantificeret. Komfortegenskaberne afhænger i øvrigt i høj grad af tøjets konstruktion.

2.4 Krav til økonomien

Markedet er presset til det yderste. Det er derfor af stor vigtighed, at dugen kan produceres så billigt som muligt, uden at dette går ud over kvaliteten.

Da blødgøreren udgør næsten havdelen af pastaen, er prisniveauet på blødgøreren af stor betydning for varens fremstillingspris. En prisstigning på blødgøreren vil øge dugens pris væsentligt, hvilket kan betyde, at produktet ikke er konkurrencedygtigt og dermed ikke interessant for producenterne.

Det er således af største vigtighed for den videre implementering af projektets resultater, at det/de fundne alternativer ikke kun er fordelagtige med hensyn til miljøegenskaber og brug, men også udgør et acceptabelt alternativ med hensyn til økonomien i det færdige produkt.