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Verfahren zur Herstellung von mit Schaumstoffen auf Polyisocyanatbasis
umhüllten Fäden, Drähten, Geweben oder Folien Die Herstellung von Schaumstoffen
aus Polyhydroxyverbindungen und Polyisocyanaten unter Zusatz von Wasser oder aus
Polycarboxylverbindungen und Polyisocyanaten bei gleichzeitiger Verwendung von Aktivatoren
und Emulgatoren ist bekannt. Durch geeignetes Schneiden der erhaltenen Schaumstoffblöcke
mit Messern und Glühdrähten lassen sich Schaumstoffolien oder -bänder und auch Schaumstoffäden
herstellen. Letztere können nach Umwendeln mit einem anderen Textilfaden oder unter
Mitverwendung eines Betfadens zu Textilien verschiedener Art verarbeitet werden.
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Es ist ferner bereits bekannt, Textilfäden oder -bänder zu umschäumen.
Dabei kann das aus einer Mischvorrichtung, in der die Reaktionskomponenten für den
Schaumstoff schnell und gründlich vermischt werden, austretende schaumfähige Gemisch
auf den Faden bder das Band aufgespritzt werden, wobei es zu einem Schaumstoff auftreibt,
der den Faden oder das Band umhüllt.
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Bei diesem Verfahren ist es jedoch, selbst bei beträchtlichem apparativem
Aufwand, nur schwer möglich, eine gleichmäßige Schaumauflage zu erreichen. Das für
die Lackierung und Imprägnierung von Fäden, Drähten, Geweben oder Folien gern benutzte
Tauchverfahren ist für Umschäumungen bisher nicht anwendbar gewesen, da das zu verwendende
schaumfähige Gemisch nach dem Zusammenmischen sofort aufzutreiben beginnt und nicht
in einem Tauchbad vorrätig gehalten werden kann.
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Aus diesem Grunde war es bisher auch kaum möglich, Folien und Bänder
einseitig durch Rakel oder Rasterwalzen mit einer Schaumstoffauflage zu versehen.
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Es wurde nun gefunden, daß man Fäden, Drähte, Gewebe oder Folien aus
natürlichen und synthetischen Fasern, aus Glas, Metall oder Kunststoffen einseitig
oder allseitig mit einem Schaumstoffmantel auf Polyisocyanatbasis gleichmäßig versehen
kann, wenn man auf den Faden, den Draht, das Gewebe oder die Folie ein Gemisch aufbringt,
welches neben einer Polyhydroxyverbindung und Wasser und gegebenenfalls neben Aktivatoren
und Emulgatoren Dicyclohexylmethan-4, 4'-diisocyanat, 1, 4-Cyclohexyldiisocyanat,
Hexamethylendiisocyanat oder ein verkapptes, die N C 0-Gruppen erst in der Hitze
freigebendes Polyisocyanat, gegebenenfalls im Gemisch mit anderen Polyisocyanaten,
enthält, und das Material anschließend durch einen Wärmekanal führt.
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Die erfindungsgemäß zu verwendende Mischung aus einer Polyhydroxyverbindung
und Dicyclohexylmethan-4, 4'-diisocyanat, 1, 4-Cyclohexyldiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat,
dimerem Hexamethylendiisocyanat oder einem verkappten, die NCO-Gruppen erst in der
Hitze freigebenden Polyisocyanat als Polyisocyanatkomponente unter Mitverwendung
von Wasser und gegebenenfalls von Aktivatoren und Emulgatoren hat den Vorteil, in
der Kälte einige Stunden haltbar zu sein, so daß ein Faden, Draht, Gewebe oder eine
Folie beliebiger Art, z. B. aus Wolle, Baumwolle, Acetylcellulose, Polyamiden, Polyacrylnitril,
Glas oder Metall, einmal oder mehrere Male in bekannter Weise durch ein diese Mischung
enthaltendes Tauchbad geführt werden kann, ohne daß das an dem Material haftenbleibende
schaumfähige Gemisch bereits zu schäumen beginnt. Erst beim Durchlaufen des Wärmekanals
beginnt in der Hitze das Gemisch aufzutreiben und umgibt das Trägermaterial mit
einem Schaumstoffmantel.
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Je nach gewünschter Dicke der Schaumstoffumhüllung kann das Trägermaterial
einmal oder mehrere Male durch das Tauchbad geführt werden. Ein über dem Tauchbad
angebrachter Abstreifer reguliert dabei die Menge des haftenbleibenden schaumfähigen
Gemisches und bestimmt so die Dicke und die Gleichmäßigkeit der gewünschten Schaumstoffhülle.
Es ist dabei vorteilhaft, das Chassis für das Tauchbad möglichst klein zu wählen
und die verbrauchte Tauchmischung jeweils in entsprechender Dosierung nachzufüllen.
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Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann zum Zweck einer einseitigen Belegung eines Gewebes oder einer Folie mit einem
Schaumstoff das schaumfähige Gemisch auch in das Chassis einer Rakel oder einer
Rasterwalze gegeben werden, wobei der Auftrag auf das laufende Band in bekannter
Weise erfolgt.
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Das zu verwendende Gemisch wird durch einfaches Zusammengeben und
Mischen der Ausgangskomponenten hergestellt. Als Polyhydroxyverbindungen seien hydroxylgruppenhaltige
Polyester, Polyesteramide, Polyäther oder Polythioäther genannt. Auch isocyanatmodifizierte;
Hydroxylendgruppen enthaltende Polyester, insbe-,ondere solche, die auf 100 g Polyester
etwa 1 bis 5 °% eines
Diisocyanates enthalten, sind brauchbar. Als
Polyisocyanatkomponente wird die auf die Hydroxylendgruppen berechnete Menge Dicyclohexylmethan-4,
4'-diisocyanat, 1, 4-Cyclohexyldüsocyanat, Hexamethylendiisocyanat oder eines verkappten,
die N C O-Gruppen erst in der Hitze freigebenden Polyisocyanates verwendet. An Stelle
dieser Isocyanate kann bis zu etwa 60 °/o der zu verwendenden Isocyanatgesamtmenge
ein anderes für die Schaumstoffherstellung bekanntes Polyisocyanat, z. B. 2, 4-Toluylendiisocyanat,
2, 6-Toluylendiisocyanat oder eine technische Mischung der beiden oder 1, 4-Phenylendiisocyanat,
mitverwendet werden. Nötig ist ferner das für das Verschäumen wichtige Wasser (0,5
bis 10 01,); gegebenenfalls werden noch Emulgatoren (0,5 bis 100/0) und Beschleuniger
(0,1 bis 4%), z. B. tertiäre Amine, zugesetzt. Die Stabilität des Gemisches kann
durch den Zusatz von 0,5 bis 1 % an Säurechloriden, z. B. Acetyl-oder Phthaloylchlorid,
noch gesteigert werden.
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Der Wärmekanal soll eine Temperatur von 200 bis 300° besitzen; bei
einer Länge von 0,5 bis 2 m desselben läuft der Faden oder der Draht mit einer Geschwindigkeit
von 1 bis 5 m/Min. hindurch. Der Wärmekanal kann in beliebiger Weise, z. B. als
Heißluftkanal oder auch als Infrarotheizkanal, ausgebildet sein.
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Nach Austritt aus dem Wärmekanal kann das umschäumte Material nach
kurzem Abkühlen, das gegebenenfalls durch ein Gebläse noch beschleunigt werden kann,
sofort aufgewickelt werden, ohne daß ein Kleben der einzelnen Lagen zu befürchten
wäre. Beispiel 1 120 g eines Polyesters aus 16 Mol Adipinsäure, 16 Mol Diäthylenglykol
und 1 Mol Trimethylolpropan (O H-Zahl 60, Säurezahl 1) werden mit 7,5 g eines Gemisches
aus 3 g Zinn-2-chlorid, 10g Diäthylaminoleat, 2 g Phthaloylchlorid und 35g Wasser
gut vermischt. Diesem Gemisch werden 33 g eines Gemisches aus Toluylendiisocyanat
und Dicyclohexylmethan-4, 4'-diisocyanat (1: 1) zugesetzt. Durch diese Tauchlösung
wird ein Baumwolle-, Kunstseide-, Glas- oder Polyamidfaden bei einer Tauchzeit von
1 bis 2 Sekunden hindurchgeführt und anschließend in einem Heißluftkanal von 1 bis
2 m Länge bei 260° und einer Durchlaufgeschwindigkeit von 3m/Min. der Faden umschäumt.
Nach Austritt aus dem Heißluftkanal wird der Faden durch ein Luftgebläse flüchtig
gekühlt und aufgewickelt. Beispiel 2 Dem Polyester gemäß Beispiel 1 werden 3 °/o
Toluylendiisocyanat zugegeben.
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120 g dieses isocyanatmodifizierten Polyesters werden mit- 7,5 g des
Aktivatorgemisches gemäß Beispiel 1 grob vermischt, und dieser Mischung werden dann
anschließend 33 g eines Gemisches aus Toluylendiisocyanat und Dicyclohexylmethan-4,
4'-diisocyanat (1: 1) zugesetzt.
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Ein Polyamidgewebe oder eine Kunststoffolie wird analog Beispiel 1
in dieser Mischung getaucht und mit Heißluft behandelt. Durch die Modifizierung
des Polyesters mit einem Isocyanat wird eine erhöhte Viskosität der Tauchlösung
und zugleich ein schnellerer Reaktionsablauf im Heißluftkanal erzielt. Beispiel
3 Wenn bei gleicher Verfahrensweise und gleichen Ausgangskomponenten gemäß Beispiel
1 und 2 an Stelle des Gemisches aus Toluylendiisocyanat und Dicyclohexylmethan-4,
4'-diisocyaxnat 70 g einer 50%igen Lösung in Aceton und Methylglykolacetat von Dicyclohexylmethan-4,
4'-diisocyanat verwendet wird, bleibt die Verfahrensweise unverändert. Die Tauchlösung
ist 4 Stunden benutzbar, ohne daß sie zu viskos wird oder zu schäumen beginnt.