AT254683B - Verfahren zur Imprägnierung, Füllung und Beschichtung von flächenhaften Gebilden - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Imprägnierung, Füllung und Beschichtung von flächenhaften Gebilden   Zur Verbesserung der Eigenschaften   leichter Papiere und nichtgewebter Vliese ist bereits eine grössere Anzahl von Vorschlägen gemacht worden. So werden dünne Zellstoffvliese mit Bindemitteln in Schaumform in der Papiermaschine beaufschlagt, verfestigte Faservliese mit Harnstoffharzschaum-Flocken gefüllt, mit Zellstoffwattevliesen vernadelt oder dubliert, u. a. m. 



   Sollen derartige Flächengebilde für hygienische Zwecke verwendet werden, so müssen sie ein ausgeprägte   Saug-undHaltevermogen fur wasserige Flussigkeitenaufweisen.   Gleichzeitig werden textil- ähnliche Eigenschaften, besonders natürlich bei direkt textiler Verwendung, also Weichheit, Fall, Griff, gute Festigkeit, auch im nassen Zustand, und ein Dämmvermögen gegen Temperatureinflüsse und Licht verlangt. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren erfüllt diese zahlreichen Forderungen in überraschender und überlegener Weise. Es wurde nämlich gefunden, dass sich die genannten leichten Flächengebilde mit offenporigen Schaumstoffen aus Thermoplasten, besonders Polyacrylnitrilen und Polyamiden, die mit der Unterlage fest verhaftet sind, ausrüsten lassen. Dies geschieht dadurch, dass man Lösungen von solchen Linearpolymeren, die in mit Wasser mischbaren Lösungssystemen herstellbar sind, mit in Wasser nicht mischbaren niedrigsiedenden Lösungsmitteln vermischt, die Flächengebilde damit imprägniert oder beschichtet, und sie durch heisses Wasser führt. Dadurch entsteht eine Art von offenporigem Schaum, weil die Koagulation der Polymeren mit der Gasentwicklung aus den verdampfenden nicht wassermischbaren Niedrigsiedern symbat verläuft. 



   Beschichtet man demgegenüber textile Gebilde in herkömmlicher Weise mit plastischen Massen, die nach der Beschichtung aufschäumen und erhärten können, so bildet sich bei allen bekannten Verfahren dieser Art an der Oberfläche immer eine mehr oder minder starke, undurchlässige Haut. Sie verleiht dem Produkt einen lederartigen, meist steifen, undurchlässigen, nichttextilen Charakter. 



   Bisher schien es so, dass ein Verfahren, das diesen Nachteil vermeidet, deswegen nicht möglich sein könne, weil eine derartige Beschichtung vorwiegend offenporige Struktur haben soll, die aber nach den bisherigen Erfahrungen nur erreicht wird, wenn eine geschlossene Haut das vorzeitige Entweichen des Treibgases verhindert. 



   Es war deshalb unerwartet und überraschend, dass nach der erfindungsgemässen Arbeitsweise Beschichtungen mit einer völlig offenen Struktur erhalten werden, die an der Oberfläche nicht nur keine Haut haben, sondern dort besonders offenporig, quasi faserig sind. Das Verfahren bedient sich dabei der Kombination dreier an sich bekannter Effekte. Wie eingangs erwähnt, muss die zur Beschichtung eingesetzte Masse anfangs flüssig oder plastisch sein und nach dem Auftrag - meist durch Erwärmung ausgelöst - Treibgas abgeben und dabei mit korrespondierender Geschwindigkeit koagulieren und erhärten. 



   Die Treibgasentwicklung erfolgt im hier beschriebenen Verfahren durch Verdampfung beigemischter niedrigsiedender Flüssigkeiten. Die gleichzeitig notwendige Koagulation und Erhärtung wird so 

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 erreicht, dass die Polymeren wie Polycaprolactam, Polyhexamethylenadipamid, Polyamidodecamethylencarbonsäure, Polyacrylnitril usw. in mit Wasser mischbaren Lösungssystemen gelöst durch Einwirkung von überschüssigem Wasser gefällt werden. Dadurch, dass Treibmitteldampf besonders in der oberflächennahen Grenzschicht bereits ausgefällte Porenmembranen bis zum Platzen dehnt, werden diese zu faserartigen Bruchstücken zerkleinert, die jedoch fest aneinander haften.

   Es ist für das hier beschriebene Verfahren wesentlich und kennzeichnend, dass sowohl die Wärmezufuhr zur Verdampfung des Treibmittels, als auch die Erstarrung der aufschäumenden Masse durch kurzes Tauchen des beschichteten Materials in ein auf   45 - 1000C erwärmtes   Wasserbad erfolgt. Entscheidend für die Porosität und Weichheit der Beschichtung ist, dass die Polymeren in einer Konzentration von 5 bis 35 g/100 ml Lösungsmittel vorliegen, und dass das Treibmittel in solchen Mengen zugemischt wird, dass bei völliger Verdampfung ein Verhältnis von wenigstens 0, 2 bis   1, 51 Dampfig Polymer entwickelt würde. Ferner soll die Viskosität der   Beschichtungsmasse je nach Saugfähigkeit der Unterlage zwischen 100 und   10 000   cP liegen. Als günstigstes Lösungsmittel hat sich z.

   B. für Polyamide mit Calciumchlorid gesättigtes Methanol nach der deutschen Patentschrift   Nr. 737 950   erwiesen. Einer derartigen Lösung wird die   niedersiedende Flüssig -   keit (Siedepunkt vorzugsweise unter   80 )   beigegeben. 



   Zur Herstellung von Schäumen z. B. aus Polyamiden sind bereits verschiedene Vqrschläge bekanntgeworden. So wurden ihre Lösungen in starken Mineralsäuren der Einwirkung von Alkalicarbonatlösungen ausgesetzt   (deutsche Auslegeschriften 1002124   und 1109880). Diese Verfahren haben den Nachteil, dass mit starken Säuren gearbeitet werden muss, was Schwierigkeiten wegen des raschen hydrolytischen Abbaues des Polyamids macht und ferner eine Schädigung der Trägerstoffe, auf denen man den Schaum gegebenenfalls erzeugen will, befürchten lässt. 



   Das Aufschäumen von polymerisierenden Lactamen ist durch die deutsche Auslegeschrift 1159643 bekanntgeworden. Hiebei wird die Masse direkt, also nicht aus einer Lösung, verschäumt, was verhältnismässig hohe   scheinbare Dichten der Schäume   zur Folge hat. Ausserdem weisen diese Produkte überwiegend geschlossene Poren und eine undurchlässige Haut auf. 



   Bei dem erfindungsgemässen Verfahren der Ausstattung von Flächengebilden z. B. mit Polyacryl-   nitril- oder Polyamidschäumen   wird demgegenüber mit Lösungen gearbeitet, die die Trägermaterialien nicht angreifen und auch das Polymere praktisch nicht abbauen. Ferner werden festhaftende, aber Uberaus leichte Schäume erzielt, die fast vollständig aus offenen "Poren" bestehen. Bei mässiger Vergrösserung betrachtet, sieht das erfindungsgemäss hergestellte Produkt etwa   wie "Isländisches Moos" aus ;   es ist ein Haufwerk von faserigen Partikeln, die jedoch miteinander und mit der Unterlage bzw. dem Trägermaterial fest verankert und verhaftet sind. 



   Als Polyamide eignen sich im Prinzip alle diejenigen, die in niederen Alkoholen, die mit den Nitraten oder Halogeniden von Magnesium, Calcium und Lithium gesättigt sind, sich lösen, wie die Polymeren des c-Caprolactams, die Polykondensate von Dicarbonsäuren mit Diaminen, und ihre Mischkondensate. Für andere im Rahmen der Erfindung verwendbare, schäumbare Linearpolymere eignen sich z. B. Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxyd fur Polyacrylnitril, Alkohol oder Tetrahydrofuran für Polyvinylacetat und -acetal, als mit Wasser mischbare Lösungsmittel. Zur Erreichung besonderer Effekte können diesen Polyamidlösungen noch andere Polymere, sei es gelöst oder dispergiert, zugesetzt werden. Andere Zusätze sind z. B. Farbstoffe, Weichmacher, Netzmittel, Hydrophobiermittel, Antiadhäsivmittel, schmutzabweisend machende Mittel, Biocide, Textilhilfsmittel usw. 



   Eine weitere wichtige Komponente ist die mit Wasser nicht mischbare, niedrigsiedende Flüssigkeit, die durch ihre Verdampfung die Bildung der Schaumstruktur bewirkt. Für diesen Zweck sind Halogenwasserstoffe aller Art, soweit sie unterhalb   1000C   sieden, geeignet, sowie die entsprechend niedrig siedenden Kohlenwasserstoffe, Äther und Ester, soweit sie nicht wassermischbar sind. Dass ein Treibmittel vorhanden sein muss, das in Wasser unlöslich ist, zeigt sich daran, dass man andernfalls nur filmige Beschichtungen erhält, die verhältnismässig hart im Griff und schlecht in der Saugfähigkeit und Wärmeund Lichtdämmung sind, weil sie hohe scheinbare Dichten aufweisen. 



   Als Trägermaterialien kommen Textilien, besonders solche mit sehr lockerer Webart, wie Tüll, Mull,   Musselin u. dgl. in Betracht, sofern sie den verwendeten Lösungsmitteln gegenüber widerstands-   fähig sind. 



   Andere erfindungsgemäss behandelbare Ausgangsmaterialien sind nichtgewebte Flächengebilde, wie z. B. Vliese, die auf nassem Wege, pneumatisch oder mit mechanischen Mitteln hergestellt und in mehr oder weniger grossem Masse verfestigt sind. Man kann glatte oder gekreppte Papiere dem Verfahren ebenso unterwerfen, wie nichtgewebte Vliese aus kurzen,   z. B. 3 - 6 mm,   oder langen,   z. B. 7 -100 mm   Fasern. 

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   Zum Auftrag der Polymerenlösung kann man sich aller geeigneter bekannter Verfahren bedienen, wie der verschiedenen Rakel- oder Foulardier-Methoden, je nachdem, ob man ein- oder beidseitig belegen will. Die   LuftbUrste   ist wegen der Gegenwart leicht flüchtiger Lösungsmittel nur beschränkt geeignet. 



   Die eingestrichenen oder sonst imprägnierten, mit der Polymerenlösung beaufschlagten   Flachenge-   bilde werden alsbald in heisses Wasser geleitet. Geht man von sehr niedrig siedenden Lösungs- bzw. Treibmitteln aus, kann die Temperatur des Wasserbades bis auf etwa Zimmertemperatur gesenkt werden,   z. B.   beim Einsatz von gewissen Fluorkohlenwasserstoffen. Normalerweise werden Kohlenwasserstoffe oder Chlorkohlenwasserstoffe mit Siedepunkten von 30 bis   700C   verwendet, wie Methylenchlorid, Chloroform, Pentan usw., bei deren Einsatz eine Wassertemperatur von 50 bis   1000C   erforderlich ist. 



   Dem Wasserbad, das die Koagulation und zugleich Aufschäumung des Polymeren bewirkt, können ausser den schon genannten Stoffen ferner flammwidrig machende Substanzen, Wirkstoffe, wie beispielsweise Baktericide oder Fungicide,   sowie hydrophilierende Stoffe,   ferner knitterfrei machende   u. a.   zugesetzt werden. 



   Nach einer gewissen Verweilzeit in diesem Wasserbad wird abgequetscht und getrocknet. 



   Bei der Trocknung kann man durch   TemperaturfUhrung   und gegebenenfalls Druckanwendung noch gewisse Effekte erzielen. 



   Die Erzeugnisse gemäss der Erfindung sind verwendbar als Hüllen oder Stützschichten für hygienische Artikel, ferner eignen sie sich zum Gebrauch als einer starken Verschmutzung unterworfenen Kleidung, wie   z. B. Schurzen, Arbeitskleidung, Kitteln   oder Handschuhe, Frisierumhängen, Wischlappen   u. dgl.   
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 des Trägermaterials und der Polymerenmenge, die aufgebracht wurde, erhält man Erzeugnisse unterschiedlichen Gebrauchswertes. Es sind wiederholt waschbare quasi-Textilien ebenso erhältlich, wie anderseits nur zu einmaligem Gebrauch bestimmte sanitäre Tücher. Wegen der hochporösen Form der Polymeren-Schicht sind die Erzeugnisse in bekleidungsphysiologischer Hinsicht Geweben   aus den glei-   chen Polymeren oft Uberlegen. 



     Beispiel 1 :   20 g Polyacrylnitril werden unter Erwärmen im Wasserbad und Rühren in 100 ml Dimethylformamid gelöst. Dann wird nach Abkühlung auf Raumtemperatur ein Gemisch aus 50 ml Di- äthyläther und 33 ml Dimethylformamid eingerührt. Die Masse wird über ein engmaschiges Bronzesieb vom Ungelösten filtriert und hat eine dynamische Viskosität von zirka 3 000 cP. Auf ein Nonwoven-Vlies mit einem Gewicht von 30   g/m2   wird sie durch Foulardieren zwischen einem horizontalen Walzenpaar in der Stärke aufgebracht, dass man einen Nassauftrag von etwa 75 g/m2 erhält. 



   In den Winkel zwischen den beiden Walzen wird die Beschichtungsmasse aufgegeben. Die Vliesbahn ist von oben so geführt, dass sie möglichst anschliessend nach dem Austritt aus dem Walzenspalt zum Aufschäumen in ein unter dem Walzenpaar befindliches, auf 750C erwärmtes Wasserbad eintaucht und nach einer Badestrecke von mindestens 25 cm über eine Umlenkwalze abgezogen wird. Die Ware wird durch Wässern von restlichen Salzen befreit und die Hauptmenge des Wassers durch Abquetschen zwischen Gummiwalzen bis auf 80-120% Restfeuchte entfernt. Nach dem Trocknen kann sie durch Bügeln geglättet werden. 



   Beispiel 2 : 15 g Polycaprolactam werden mit 100 ml einer Lösung von 18 g entwässerte Calciumchlorid in 100 ml Methanol gelöst und mit 6 ml Methylenchlorid vermischt. Die Lösung hat dann eine dynamische Viskosität von zirka   1000 cP   und wird durch ein feinmaschiges Bronzesieb filtriert. Die Beschichtung und Aufschäumung erfolgt auf ein Nonwoven-Vlies wie im Beispiel 1 beschrieben. 



   Beispiel 3 : 15 g Poly-Hexamethylenadipamid werden in 100 ml einer Lösung von 18 g entwässertem Calciumchlorid in 100 ml Methanol gelöst und mit Eiswasser auf   5 - SOC gekühlt.   Durch Rühren werden 7, 5 ml ebenfalls gekühltes Difluordichlormethan untergemischt und die Mischung sofort anschliessend zur Beschichtung eines 38 grammigen Mullgewebes verwendet. Die Schichtdicke wird so eingestellt, dass ein Nassauftrag von etwa 80 g erhalten wird. 



   Beispiel 4 : 15 g Polycaprolactam werden in 100 ml einer Lösung von 18 g entwässerte Calciumchlorid in 100 ml Methanol gelöst und mit 20 ml Methylenchlorid vermischt. Die Lösung hat eine dynamische Viskosität auf 480 cP. Die damit zu beschichtende Kreppapier-Bahn wird auf einer 0, 8 mm starken PVC-Folie liegend durch die Beschichtungswalzen und das Heisswasserbad geführt. Danach ist sie soweit verfestigt, dass sie getrennt aufgespult und wie im Beispiel 1 beschrieben weiterverarbeitet werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Imprägnierung, Füllung und Beschichtung von flächenhaften Gebilden aus nativen oder synthetischen Fasern wie Papieren, Faserrohvliesen, verfestigten Faservliesen, gewebten oder gewirkten Textilien, dadurch gekennzeichnet, dass thermoplastische Linear-Polymere in mit Wasser mischbaren Lösungssystemen gelöst, diesen Lösungen als Treibmittel 2 Vol.-Teile mit Wasser nichtmischbarer Flüssigkeiten mit einem Siedebereich zwischen-10 bis +95 C zugemischt werden, diese Polymerenlösungen durch Rakeln oder Foulardieren auf die Faserunterlagen aufgebracht und sofort anschliessend durch ein auf 20-1000C erwärmtes Wasserbad geführt werden.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Polymere des e-Caprolactams, Polykondensate des Hexamethylendiamins und Decamethylendiamins mit Adipinsäure, Poly- EMI4.1