DE10039249A1 - Beschichtete, flexible Flächengebilde - Google Patents

Beschichtete, flexible Flächengebilde

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Abstract

Die Erfindung betrifft genarbte, mit PUR-Systemen beschichtete textile Flächengebilde sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und den Einsatz derartiger Flächengebilde als dekoratives Ausgangsmaterial.

Description

Die Erfindung betrifft genarbte, mit PUR-Systemen beschichtete textile Flächen­ gebilde sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und der Einsatz derartiger Flächengebilde als dekoratives Ausgangsmaterial.
Seit langem ist die Herstellung von beschichteten textilen Flächengebilden, wie z. B. zur Herstellung von Kunstleder, bekannt. Das Beschichtungsmittel wird ein- oder mehrschichtig im Direktstreichverfahren oder nach dem Transferverfahren auf das Substart aufgebracht. Die beschichteten textilen Flächengebilde lasen sich u. a. für die Herstellung von Oberbekleidung, Schuhobermaterial und -futter, Täschner- und Polstermaterial sowie für die Automobil-Innenausstattung einsetzen.
Zur Erzeugung einer Narbung oder Prägung auf beschichteten Textilien oder sonsti­ gen Flächengebilden sind dem Fachmann die folgenden Verfahren bekannt, die aller­ dings sämtlich mit Nachteilen behaftet sind:
  • - Durch Einwirkung von Hitze und Druck auf Prägekalandern, Prägeplatten oder auch Transferpapieren wird auf einem beschichteten Trägermaterial ein vorge­ gebenes Muster eingeprägt. Durch diese Prägung wird eine Narbung erzielt, bei der jedoch eine unerwünschte Verhärtung aufgrund der örtlichen Verdichtung eintritt. Eingesetzt werden bei diesem relativ aufwendigen Verfahren aus­ schließlich thermoplastische PUR-Lösungen, die zum Teil noch Lösemittel­ reste enthalten, welche durch die Hitzeeinwirkung abdampfen.
  • - Durch die Behandlung von Materialien, welche mit Hilfe von 2K-PUR-Lösun­ gen beschichtet wurden, können unkontrollierte Narbenmuster erzielt werden, wenn diese Materialien eine gewisse Zeit unter Anwendung von Temperaturen von beispielsweise 20 bis 100°C in einem Axial-Schleuder-Trockner mit wech­ selnder Laufrichtung behandelt werden (z. B. DE-A 17 60 260). Nachteilig ist bei diesem Verfahren nicht nur die Verwendung organischer Lösungsmittel, sondern auch die genaue zeitliche Einhaltung der Verfahrensabläufe, was be­ deutet, dass die Narbenbildung vor der eigentlichen Vernetzung des Systemes erfolgen muss.
  • - Im Umkehrverfahren werden geprägte Oberflächen durch Verwendung ge­ narbter Trennmaterialien, insbesondere Trennpapiere oder Silikon-Matritzen, erzeugt. Die mit Trennpapieren hergestellten Prägungen sind jedoch verhält­ nismäßig flach und müssen bereits während der eigentlichen Beschichtung vorgegeben werden. Der Einsatz von Silikon-Matritzen ist sehr kostenintensiv und nur noch für Spezialeffekte akzeptabel.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, ein Verfahren zur Herstel­ lung eines tiefen Narbenprofils auf textilen Flächengebilden, ohne die oben geschil­ derten Nachteile bereitzustellen und dabei in einem einfachen Prozess zu Produkten mit hoher Qualität zu gelangen.
Überraschend wurde gefunden, dass beschichtete Flächengebilde mit Narbenbildung erhalten werden, wenn textile Flächengebilde, die über einen Restschrumpf verfügen, zunächst nach dem Direkt- oder Umkehrverfahren mit PUR-Dispersionen bzw. Lö­ sungen beschichtet und anschließend einer Hitzebehandlung unterzogen werden.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von genarbten, textilen Flächengebilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächengebilde, welche über einen Restschrumpf verfügen, mit PUR-Dispersionen bzw. Lösungen beschichtet und anschließend unter Einwirkung von Hitze nachbehandelt werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind genarbte, beschichtete textile Flächengebilde, erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Unter textilen Flächengebilden im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beispiels­ weise Gewebe und Gewirke, gebundene und ungebundene Vliese und Microfaser­ vliese zu verstehen. Diese können aus synthetischen, natürlichen Fasern und/oder deren Mischungen aufgebaut sein. Grundsätzlich sind neben Textilien aus beliebigen Fasern auch alle anderen flexiblen Flächengebilde für das erfindungsgemäße Ver­ fahren geeignet, sofern sie über einen Restschrumpf verfügen.
Der Restschrumpf kann bei den textilen Materialien die aus Fasermischungen mit Polyesterfaseranteil bestehen durch Splitten erhöht werden, da dadurch der Anteil an Polyesterfasern und damit der härtere Anteil des Gewebes verringert wird.
Es hat sich für die Bildung eines sehr tiefen Narbenprofils als vorteilhaft erwiesen, die textilen Flächengebilde vor der Polyurethan-Beschichtung mittels PUR-Koagula­ tion zu füllen und zu verfestigen, weshalb dies eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Für die Vorbehandlung der Flächengebilde durch Koagulation sind besonders reaktive oder nachvernetzende PUR-Dispersionen geeignet, wie sie beispielsweise in der WO 00/34352 beschrieben werden. Dabei wird die PUR-Dispersion, bestehend aus blockierten Isocyanat-Gruppen und mindestens einem Polyamin, durch thermische Behandlung unter Bildung eines stabilen, teilweise vernetzten Poly­ urethans bzw. Gels ausgefällt.
Die Koagulation eignet sich besonders zur Erzeugung von Filmen, zur Beschichtung von verschiedensten Materialien und zur teilweisen bzw. vollständigen Tränkung von Vliesen, Gewirken oder anderen Flächengebilden zwecks Verfestigung.
Die Applikation der reaktiven, nachvernetzbaren PUR-Dispersionen erfolgt bei­ spielsweise durch Gießen, Sprühen, Tauchen, Spritzen, Pflatschen, mit Rakel oder Walze oder in Foulard, wobei die Dispersionen flüssig oder geschäumt zur Anwen­ dung kommen können.
Im Allgemeinen wird nach dem Auftragen nach einer der genannten Methoden durch Tauchen in 50°C bis 120°C, vorzugsweise 75°C bis 98°C, heißes Wasser oder mit heißem Wasserdampf bzw. in einem Ofen mittels Strahlen- bzw. Hochfrequenz­ trockner koaguliert und anschließend bei 60°C bis 180°C, vorzugsweise 100°C bis 140°C getrocknet und von 140°C bis 165°C kondensiert.
Die Flächengebilde werden während der Vernetzung und Trocknung in einem Spann­ rahmen gehalten, um ein vorzeitiges Schrumpfen des Flächengebildes zu vermeiden.
Das entstehende Koagulat ist so widerstandsfähig, dass der Ausfällungsvorgang nach der Applikation sogar im Verseifungs- und Splittbad (3% NaOH) durchgeführt wer­ den kann, wobei im Falle von beispielsweise Microfaservliesen mit Polyester-Anteil, dieser gleichzeitig verseift und herausgelöst werden kann. Dies führt zu besonders weichen Flächengebilden mit angenehmem Griff.
Die beschichteten oder gefüllten Flächengebilde können auch nachträglich ange­ schliffen werden und sind dann besonders weich. Auch eine mechanische Behand­ lung in einem Tumbler erhöht die Weichheit.
Es besteht auch die Möglichkeit, dem erfindungsgemäßen Verfahren andere wässrige Koagulationsverfahren zur Verfestigung vorzuschalten, wie zum Beispiel die Elektrolyt- oder Temperatur-Koagulation von Dispersionen.
Die Elektrolyt-Koagulation erfolgt durch Eintauchen des beschichteten Substrats in eine konzentrierte Salzlösung oder in mit Säure versetztes Wasser o. ä., wobei das Bindemittel durch den hohen Elektrolytgehalt koaguliert.
Bei der Temperatur-Koagulation können wärmesensibel eingestellte nicht nachver­ netzbare Bindemittel durch Temperaturerhöhung koagulieren.
Die vorgereinigten und gegebenenfalls verfestigten textilen Flächengebilde werden dann in bekannter Weise nach dem Direkt- oder Umkehrverfahren mit den Poly­ urethan-Systemen beschichtet.
Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Beschichtungsmittel sind beispiels­ weise die in der Textil- und Lederindustrie bekannten Einkomponenten- als auch Zweikomponenten-Polyurethan-Systeme, bestehend aus Isocyanat-Prepolymerisaten und Vernetzer, welche als Lösungen auf dem Markt erhältlich sind.
Des Weiteren sind für das erfindungsgemäße Verfahren die in der DE-A 42 36 569 beschriebenen wässrigen Polyurethan-Einkomponenten-Dispersionen, die zusätzlich hydrophilierend wirkende Strukturen enthalten, geeignete Beschichtungsmittel.
Besonders geeignet sind lösungsmittelfreie Zweikomponenten-Polyurethan-Systeme, bestehend aus einem blockierten Isocyanatprepolymerisat und Polyamin, welche bei­ spielsweise in der EP-A 0 784 097 beschrieben werden. Diese verfügen über eine gute Nasshaftung und über eine ausgezeichnete Wasserbeständigkeit. Geeignet sind auch Gemische verschiedener PUR-Systeme.
Beschichtungsmittel auf Basis von PUR-Dispersionen, wie sie aus der DE-A 42 36 569 bekannt sind, sind dazu geeignet den Tragekomfort der beschichteten Flächengebilde zu steigern, da die mit diesen PUR-Dispersionen erzeugten Beschichtungen wasserdampfdurchlässig sind.
Im Direktverfahren werden die PUR-Beschichtungen durch direktes Streichen auf das Substrat mit Hilfe von Rakelmessern, Walzen oder Drahtrakeln aufgebracht.
In der Regel werden mehrere Striche hintereinander, bevorzugt jedoch zwei, aufge­ bracht, so dass die Gesamtdicke der Beschichtung aus Grund- und Deckstrich(en) 10 bis 100 µm, bevorzugt 20 bis 60 µm, beträgt. Als Grundstrich kann auch eine als mikroporöse Schicht auftrocknende Paste verwendet werden, wie es in der DE-A 20 20 153 beschrieben ist. Der anschließend aufgebrachte Deckstrich schützt den ge­ samten Verbund gegen mechanische Beanspruchung und Abrieb.
Das Aufbringen des Beschichtungsverbundes aus Grund- und Deckstrich ist aber auch nach dem sogenannten Umkehrverfahren möglich.
Das Umkehrverfahren zeigt sich beim Einsatz hochflexibler Substrate wie Gewirke, Vliese oder auch sonstiger nicht kontinuierlicher Flächengebilde als vorteilhaft.
Hierbei wird zunächst der Deckstrich auf einen genarbten oder auch ungenarbten Transferpapier aufgerakelt und getrocknet. Danach schließt sich gegebenenfalls ein, vorzugsweise geschäumter, Zwischenstrich an. Nach dem Auftragen eines zweiten Grund- oder Haftstriches wird das Substrat in die noch feuchte Schicht leicht einge­ drückt. Nach dem Trocknen entsteht ein fester Verbund aus Beschichtung und Sub­ strat, der vom Trennträger gelöst wird und in seinem Aufbau weitgehend dem der vorher beschriebenen Direktbeschichtung entspricht. Man erhält nach der Vernetzung einen beschichteten und gegebenenfalls je nach Transferpapier oberflächlich genarb­ ten Artikel.
In dieser Form kann das beschichtete Flächengebilde trocken eingelagert und später einer Nachbehandlung unterzogen werden, in der dann die gewünschte Narbung und Farbgebung dem Artikel verliehen werden kann.
Mittels einer einfachen Vorprägung der erfindungsgemäß beschichteten Flächenge­ bilde kann ein Narbenmuster gezielt gestaltet werden, da sich in den aus der Vorprä­ gung resultierenden Vertiefungen durch die Hitzeeinwirkung in der Nachbehandlung entsprechende, jedoch eine wesentlich tiefere Narbung bildet. Ohne diese Vorprä­ gung entsteht in der Nachbehandlung ein eher zufällig genarbtes Produkt.
Die nach dem Direktverfahren beschichteten Flächengebilde können gegebenenfalls einer leichten Vorprägung mittels Präge- oder Gaufragekalander unterzogen werden.
Im Falle des Umkehrverfahrens kann eine Vorprägung zur Narbengestaltung durch ein genarbtes Transferpapier erzeugt werden. Bei einem Einsatz unstrukturierter Trennpapiere oder einfacher Mattierungskalander entsteht bei der Nachbehandlung eine zufällige Narbung.
Die Nachbehandlung der beschichteten textilen Flächengebilde besteht in einem fol­ genden Färbeprozess oder in einer spannungslosen Behandlung mit siedendem Was­ ser. Im Falle der Behandlung mit heißem Wasser besteht auch die Möglichkeit der direkten Zugabe geeigneter Pigmente in die Beschichtungsmassen.
Je nach Zusammensetzung des Basismaterials kommen zur Farbgebung der Be­ schichtung und des Trägermaterials Säure-, Dispersions-Farbstoffe oder Metall- Komplexfarbstoffe zur Anwendung. Besonders geeignet sind spannungsarme Färbe­ verfahren mit langem Flottenverhältnis, wie es beispielsweise mit der Haspelkufe möglich ist. Metallkomplexfarbstoffe direkt oder auch verlackt ergeben die besten Nassechtheiten der PUR-Beschichtung.
Nach Beendigung des Färbeprozesses wird gegebenenfalls neutralisiert und danach gründlich gespült. Durch Zusätze in die letzten Spülbäder lassen sich Avivagen zur Verbesserung der Haptik aufbringen, ehe das Material spannungsarm getrocknet wird. Bei der Verwendung von cellulosehaltigen Trägermaterialien empfiehlt sich ein Tumbler-Durchgang zur Beseitigung einer eventuellen Nassstarre.
Die erfindungsgemäßen Flächengebilde können als dekoratives Ausgangsmaterial, beispielsweise als Oberbekleidungsmaterial, Schuhobermaterial und -futter, Täschner- und Polstermaterial sowie als Automobil-Innenausstattungsmaterial einge­ setzt werden.
Beispiele I. Vorbehandlung des gereinigten textilen Flächengebildes Beispiel 1 (erfindungsgemäß) Verfestigung durch wässrige Koagulation mit reaktiver Dispersion Ansatz
90-180 Gew.-Teile Impranil® VP LS 2333 (Bayer AG, Leverkusen)
1-2,7 Gew.-Teile Imprafix® VP LS/Isopropanol (1 : 1) (Bayer AG, Leverkusen)
910-820 Gew.-Teile entsalztes Wasser.
Der Festkörpergehalt des Dispersionsansatzes beträgt 4 bis 8%.
Das textile Flächengebilde wird mit dem Dispersionsansatz foulardiert (100% Flot­ tenaufnahme) und anschließend in einem Dämpfer bei 98°C koaguliert.
Die vollständige Vernetzung und Trocknung erfolgt auf einem Spannrahmen bei 165°C.
Gegebenenfalls kann bei Einsatz eines Vlieses z. B. aus Polyester- und Polyamid-Fa­ sermischungen während oder nach erfolgter Koagulation zur Erzielung eines weiche­ ren Warengriffs gesplittet werden. Dazu wird das Vlies beispielsweise etwa 1 Stunde in 3%iger Natriumhydroxid-Lösung bei Siedetemperatur behandelt, wobei der Poly­ ester-Anteil herausgelöst wird.
Ein vorheriges Anschleifen der Substratoberfläche verstärkt den Effekt.
Beispiel 2 (erfindungsgemäß) Verfestigung durch Koagulation mit herkömmlicher Dispersion Ansatz
200 Gew.-Teile Impranil® DLV Dispersion (Bayer AG, Leverkusen)
4 Gew.-Teile Koagulant® WS (20%ig) (Bayer AG, Leverkusen)
16 Gew.-Teile wässrige Natriumchlorid-Lösung (10%ig)
4 Gew.-Teile Euderm® Driver DE (Bayer AG, Leverkusen)
2 Gew.-Teile Bayderm® Fix CIN (Bayer AG, Leverkusen)
774 Gew.-Teile Wasser
Das Textil wird mit dem Dispersionsansatz foulardiert (100% Flottenaufnahme) und anschließend auf einem Spannrahmen getrocknet.
Ein Splitten eines Polyester-/Polyamid-Vlieses kann analog Beispiel 1 durchgeführt werden.
Beispiel 3 (erfindungsgemäß)
Wird auf eine Koagulation zur Verfestigung des textilen Flächengebildes verzichtet, so empfiehlt es sich, das gereinigte, abgekochte Textil auf dem Spannrahmen zu trocknen.
II. Beschichtung Beispiel 1 (erfindungsgemäß) Deckstrich
650 Gew.-Teile Impranil® DLN Dispersion (Bayer AG, Lever­ kusen)
350 Gew.-Teile Impranil® DLF Dispersion (Bayer AG, Leverkusen)
verdickt mit Mirox® AM (Stockhausen, Duisburg) in Gegenwart von Ammoniak
Zwischenstrich
500 Gew.-Teile Impranil® DLN Dispersion (Bayer AG, Leverkusen)
500 Gew.-Teile Impranil® VP LS 2333 (Bayer AG, Leverkusen)
7,5 Gew.-Teile Imprafix® VP LS (Bayer AG, Leverkusen)/Iso­ propanol (1 : 1)
20 Gew.-Teile Stockal® STA (Stockhausen, Duisburg)
30 Gew.-Teile Stockal® SR (Stockhausen, Duisburg)
werden mechanisch bis auf 500 g/L verschäumt und verdickt mit Mirox® AM (Stockhausen, Duisburg) in Gegenwart von Ammoniak.
Haftstrich
1000 Gew.-Teile Impranil® VP LS 2333 (Bayer AG, Leverkusen)
15 Gew.-Teile Imprafix® VP LS 2330 (Bayer AG, Leverkusen)/Isopropanol (1 : 1)
werden verdickt mit Mirox® AM (Stockhausen, Krefeld) in Gegenwart von Ammoniak.
Die Beschichtung kann sowohl im Direkt- als auch im Umkehrverfahren durchge­ führt werden.
Bei der Umkehrbeschichtung mit Hilfe eines geprägten Transferpapiers kann die Narbung der Beschichtung strukturell vorgegeben und durch die Nachbehandlung vertieft bzw. verstärkt werden.
Bei der Wahl eines glatten Transferpapiers ist die durch die Nachbehandlung ent­ stehende Narbung, wie auch bei der Direktbeschichtung, zufällig.
III. Nachbehandlung des beschichteten textilen Flächengebildes
Wird das beschichtete Textil nur mit heißem Wasser nachbehandelt, so ist auch eine direkte Zugabe von geeigneten Pigmenten in die Beschichtungspasten möglich.
Polyurethan wird im allgemeinen mit Metallkomplexfarbstoffen (z. B. komplex­ bildende Azofarbstoffe, Porphyrine oder Phthalocyanine) und ausgewählten Säure- und Dispersionsfarbstoffen (z. B. Azo-, Triarylmethan- oder Anthrachinonfarbstoffe) gefärbt. Bei Ton-in-Ton-Färbungen mit dem Substrat können diese je nach Färbever­ fahren und Substrat auch mit anderen Farbstoffklassen kombiniert werden.
Die folgenden Angaben stellen eine Möglichkeit für eine einfache Färbung bei­ spielsweise auf der Haspelkufe dar:
Beispiel (erfindungsgemäß)
eingesetzte Farbstoffe:
Telon®-Farbstoffe (Dystar, Leverkusen) Monosulfonsäurefarbstoff
Isolan S®-Farbstoffe (Dystar, Leverkusen) 1 : 2-Metallkomplexfarbstoffe
Flottenverhältnis: 1 : 40 entsalztes Wasser
Farbstoffkonzentration: 2 bis 4% des Warengewichts
Temperaturverlauf während der Färbung:
40°C ⇒ 30 min. ⇒ 100°C ⇒ 60 min. ⇒ 100°C
Der pH-Wert bei der Färbung mit Säurefarbstoffen wird mit Essigsäure auf 5 einge­ stellt.
Anschließend wird mit Natronlauge neutralisiert und mit entsalztem Wasser gespült und abschließend spannungsfrei, zum Beispiel auf einem Hängeschleifentrockner, getrocknet.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von genarbten Flächengebilden, dadurch ge­ kennzeichnet, dass textile Flächengebilde, welche über einen Restschrumpf verfügen, zunächst mit PUR-Dispersionen oder Lösungen beschichtet und an­ schließend unter Einwirkung von Hitze nachbehandelt werden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschich­ tung der textilen Flächengebilde nach dem Direktverfahren oder dem Um­ kehrverfahren erfolgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die textilen Flä­ chengebilde vor der PUR-Beschichtung durch wässrige Koagulation mit re­ aktiven und nachvernetzbaren PUR-Dispersionen verfestigt werden.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die textilen Flä­ chengebilde nach der PUR-Beschichtung einer Vorprägung unterzogen wer­ den.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbehand­ lung der beschichteten, textilen Flächengebilde in einem Färbeprozess oder in einer spannungslose Behandlung mit heißem Wasser erfolgt.
6. Genarbte, beschichtete Flächengebilde erhältlich durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.
7. Verwendung der Flächengebilde gemäß Anspruch 6 als dekoratives Ausgangsmaterial.
8. Verwendung der Flächengebilde gemäß Anspruch 6 als Oberbekleidungs­ material, Schuhobermaterial und -futter, Täschner- und Polstermaterial sowie als Automobil-Innenausstattungsmaterial.
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