DE102008004178A1 - Textile Flächengebilde, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines textilen Flächengebildes, dadurch gekennzeichnet, dass man textile Fasern mit einer wässrigen Formulierung behandelt, die mindestens ein in Wasser dispergiertes Polyurethan (A) enthält, zu einem Flächengebilde verarbeitet und danach thermisch behandelt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines textilen Flächengebildes, dadurch gekennzeichnet, dass man textile Fasern mit einer wässrigen Formulierung behandelt, die mindestens ein in Wasser dispergiertes Polyurethan (A) enthält, zu einem Flächengebilde verarbeitet und danach thermisch behandelt.
  • Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung textile Flächengebilde und ihre Verwendung, insbesondere zur Herstellung von Airbags.
  • Textile Materialien mit einer geringen Luftdurchlässigkeit sind für zahlreiche Anwendungen gefragt. Beispiele sind Abdeckplanen und Schutzhüllen. Besonders wichtige Anwendungen sind Airbags (Aufprallgaskissen, im Rahmen der vorliegenden Anmeldung als Airbags bezeichnet), die als Bestandteil von Insassenrückhaltesystemen in Fahrzeugen, beispielsweise in Automobilen, dienen. Derartige Airbags werden im Falle eines Aufpralls des betreffenden Fahrzeugs innerhalb von wenigen Millisekunden, beispielsweise 10 bis 40 Millisekunden, aufgeblasen. Das Aufblasen erfolgt in vielen Fällen durch Zünden eines festen Treibstoffs. Nach der Zündung wird das erzeugte Gas durch wenige, beispielsweise zwei, vom Passagier des betreffenden Fahrzeugs weg gerichtete Löcher, so genannte „ventholes", oder durch herstellungsbedingte Löcher im Airbaggewebe langsam abgelassen.
  • Airbags werden heutzutage meist durch Verweben von Fasern aus Aramid oder Nylon, also Polyamid, hergestellt. Beim Verweben werden Schussfaden und insbesondere Kettfaden erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Um beim Verweben ein Reißen oder Brechen des Kettfadens zu vermeiden, hilft man sich in vielen Fällen dadurch, dass man den Kettfaden mit einem leicht entfernbaren Polymer beschichtet. Der entsprechende Vorgang wird auch als Schlichten bezeichnet.
  • Geeignete Polymere sind beispielsweise gewählt aus natürlichen makromolekularen Stoffen wie beispielsweise Stärke, aus modifizierten natürlichen makromolekularen Stoffen wie beispielsweise modifizierter Stärke und Carboxymethylcellulose und aus synthetischen makromolekularen Stoffen wie beispielsweise Polyvinylalkohol, Polyestern und Poly(meth)acrylaten, s. beispielsweise Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 36, 6. Auflage, S. 18–26, Wiley-VCH Weinheim, 2003.
  • Danach verwebt man die geschlichteten Fasern. Nach Beendigung des Webens wird das Polymer wieder entfernt, was man auch als Entschlichten bezeichnet. Methoden des Entschlichtens können beispielsweise physikalischer Natur sein, beispielsweise das Lösen in Wasser, oder auch chemischer Natur, beispielsweise enzymatische Abbauverfahren. So sind auch Verfahren zur hydrolytischen oder oxidativen Entschlichtung bekannt. Danach beschichtet man das entschlichtete Gewebe, um die gewünsch te Luftundurchlässigkeit zu erzielen. Anschließend erzeugt man durch Konfektionierung den gewünschten Airbag.
  • Ein derartiges Vorgehen ist umständlich und teuer.
  • Eine andere Anwendungsmöglichkeit sind Filtermaterialien, insbesondere Filtermaterialien aus Polyester-Filamenten.
  • Es bestand daher die Aufgabe, ein einfach durchzuführendes Verfahren bereit zu stellen, dass zur Herstellung von textilen Flächengebilden geeignet ist, die eine geringe Luftdurchlässigkeit in Kombination mit einer hohen mechanischen Belastbarkeit aufweisen. Es bestand weiterhin die Aufgabe, textile Flächengebilde bereit zu stellen, die die eine äußerst geringe Luftdurchlässigkeit in Kombination mit einer hohen mechanischen Belastbarkeit aufweisen. Es bestand weiterhin die Aufgabe, Verwendungen für textile Flächengebilde bereit zu stellen.
  • Dementsprechend wurde das eingangs definierte Verfahren gefunden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren geht aus von textilen Fasern. Textile Fasern im Sinne der vorliegenden Erfindung können aus natürlichen oder synthetischen Materialien bestehen. Beispiele für natürliche Materialien sind Wolle, Baumwolle, Jute, Hanf, Seide, Flachs, Rami oder Kokos oder insbesondere Baumwolle. Beispiele für geeignete synthetische Materialien sind regenerierte Cellulose wie z. B. Kupferseide, Viskose oder Celluloseacetate wie Acetat und Triacetat, weiterhin Polyamid, Polyacrylnitril, Polypropylen und Polyester, Aramid wie meta-Aramid, p-Aramid, Glas- und Keramikfasern und Kohlefasern, auch Kohlenstofffasern genannt. Auch Mischungen kommen in Frage, beispielsweise Baumwolle-Polyester-Mischungen. Bevorzugt ist Polyester, besonders bevorzugt sind Polyamid (Nylon) und Aramid.
  • Ausführungsformen von textilen Fasern im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Textilfasern, Stapelfasern, Bindfäden, Fäden, Vorgarne, Garne, Leinen, Schnüre, Seile und Zwirne. Bevorzugt sind Garne und unter den Garnen insbesondere Filamentgarne (Endlosgarne).
  • Textile Fasern im Sinne der vorliegenden Erfindung können vorbehandelt sein, beispielsweise gefärbt. Es ist jedoch bevorzugt, von nicht vorbehandelten textilen Fasern auszugehen.
  • Erfindungsgemäß behandelt man textile Fasern mit mindestens einer wässrigen Formulierung, die mindestens ein in Wasser dispergiertes Polyurethan enthält, im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Polyurethan (A) bezeichnet. In Wasser dispergierte Polyurethane (A) im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche, die in Form von Partikeln, vorzugsweise in Form von sphärischen Partikeln, mit einem mittleren Durchmesser im Bereich von 10 bis 20.000 nm in Wasser vorliegen.
  • Unter Polyurethan (A) soll im folgenden ein Polyadditionsprodukt von Polyisocyanaten oder Diisocyanaten mit Diolen oder anderen Verbindungen verstanden werden, welches zu mindestens 60 Gew.-%, insbesondere zu mindestens 80 Gew.-% aus Polyisocyanaten und Diolen hergestellt wird.
  • Geeignete Polyurethane (A) sind vorzugsweise aufgebaut aus folgenden Ausgangsverbindungen, im Rahmen der vorliegenden Anmeldung auch Monomere a), Monomere b) usw. genannt:
    • a) Diisocyanaten,
    • b) Diolen, von denen
    • b1) 10 bis 100 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole b), ein Molekulargewicht von über 500 bis 10000 g/mol, bevorzugt bis 5000 g/mol aufweisen, und
    • b2) 0 bis 90 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole b), ein Molekulargewicht von 60 bis 500 g/mol aufweisen,
    • c) von den Monomeren a) und b) verschiedene Monomere mit wenigstens einer Isocyanatgruppe oder wenigstens einer gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppe, die darüber hinaus wenigstens eine hydrophile Gruppe oder eine potentiell hydrophile Gruppe tragen, wodurch die Wasserdispergierbarkeit der Polyurethane (A) bewirkt wird,
    • d) gegebenenfalls weiteren von den Monomeren a) bis c) verschiedenen mehrwertigen Verbindungen mit reaktiven Gruppen, bei denen es sich um alkoholische Hydroxylgruppen, primäre oder sekundäre Aminogruppen oder Isocyanatgruppen handelt, und
    • e) gegebenenfalls von den Monomeren a) bis d) verschiedenen einwertigen Verbindungen mit einer reaktiven Gruppe, bei der es sich um eine alkoholische Hydroxylgruppe, eine primäre oder sekundäre Aminogruppe oder eine Isocyanatgruppe handelt.
  • Insbesondere zu nennen sind als Monomere a) Diisocyanate A1(NCO)2, wobei A1 für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 15 Kohlenstoffato men oder einen araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen steht. Beispiele derartiger Diisocyanate sind Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Dodecamethylendiisocyanat, 1,4-Diisocyanatocyclohexan, 1-Isocyanato-3,5,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (IPDI), 2,2-Bis-(4-isocyanatocyclohexyl)propan, Trimethylhexandiisocyanat, 1,4-Diisocyanatobenzol, 2,4-Diisocyanatotoluol, 2,6-Diisocyanatotoluol, 4,4'-Diisocyanato-diphenylmethan, 2,4'-Diisocyanato-diphenylmethan, p-Xylylendiisocyanat, Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), die Isomeren des Bis-(4-isocyanatocyclohexyl)methans (HMDI) wie das trans/trans-, das cis/cis- und das cis/trans-Isomere sowie aus diesen Verbindungen bestehende Gemische.
  • Viele Diisocyanate a) sind im Handel erhältlich.
  • Als Gemische von Diisocyanaten a) sind besonders die Mischungen der jeweiligen Strukturisomeren von Diisocyanatotoluol und Diisocyanato-diphenylmethan von Bedeutung, insbesondere ist die Mischung aus 80 mol-% 2,4–Diisocyanatotoluol und 20 mol-% 2,6-Diisocyanatotoluol geeignet. Weiterhin sind die Mischungen von aromatischen Isocyanaten wie 2,4 Diisocyanatotoluol und/oder 2,6-Diisocyanatotoluol mit aliphatischen oder cycloaliphatischen Isocyanaten wie Hexamethylendiisocyanat oder IPDI besonders vorteilhaft, wobei das bevorzugte Mischungsverhältnis der aliphatischen zu aromatischen Isocyanate 4:1 bis 1:4 beträgt.
  • Zum Aufbau der Polyurethane (A) kann man als Verbindungen außer den vorgenannten auch Diisocyanate a) einsetzen, die neben den freien Isocyanatgruppen weitere verkappte Isocyanatgruppen, z. B. Uretdiongruppen tragen.
  • Weiterhin setzt man ein oder mehrere Monomere b) ein, auch Diole b) genannt.
  • Im Hinblick auf gute Filmbildung und Elastizität kommen als Diole b) vornehmlich höhermolekulare Monomere b1), auch Diole b1) genannt, in Betracht, die ein Molekulargewicht von über 500 bis 5000, vorzugsweise von 1000 bis 3000 g/mol haben.
  • Bei den Diolen b1) handelt es sich insbesondere um Polyesterpolyole, auch Polyesterpolyole b1) genannt, die z. B. aus Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 62 bis 65 bekannt sind. Bevorzugt werden Polyesterpolyole eingesetzt, die durch Umsetzung von zweiwertigen Alkoholen mit zweiwertigen Carbonsäuren erhalten werden. Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsäureester von Alkoholen wie beispielsweise Methanol oder Ethanol oder deren Gemische zur Herstellung der Polyesterpolyole verwendet werden. Die Polycarbonsäuren können aliphatisch, cycloaliphatisch, araliphatisch, aromatisch oder heterocyclisch sein und gegebenenfalls, z. B. durch Halogenatome, substituiert und/oder ungesättigt sein. Als Beispiele hierfür seien genannt: Korksäure, Azelainsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, dimere Fettsäuren. Bevorzugt sind Dicarbonsäuren der allgemeinen Formel HOOC-(CH2)y-COOH wobei y eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist, z. B. Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Dodecandicarbonsäure.
  • Als zweiwertige Alkohole kommen z. B. Ethylenglykol, Propan-1,2-diol, Propan-1,3-diol, Butan-1,3-diol, Buten-1,4-diol, Butin-1,4-diol, Pentan-1,5-diol, Neopentylglykol, Bis-(hydroxymethyl)-cyclohexane wie 1,4-Bis-(hydroxymethyl)cyclohexan, 2-Methyl-propan-1,3-diol, Methylpentandiole, ferner Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykol, Dibutylenglykol und Polybutylenglykole in Betracht. Bevorzugt sind zweiwertige Alkohole der allgemeinen Formel HO-(CH2)x-OH, wobei x eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist. Beispiele hierfür sind Ethylenglycol, Butan-1,4-diol, Hexan-1,6-diol, Octan-1,8-diol und Dodecan-1,12-diol. Weiterhin bevorzugt ist Neopentylglykol.
  • Ferner kommen als Diole b1) auch Polycarbonat-Diole, wie sie z. B. durch Umsetzung von Phosgen mit einem Überschuss von den als Aufbaukomponenten für die Polyesterpolyole genannten niedermolekularen Alkohole erhalten werden können, in Betracht.
  • Geeignet sind als Diole b1) auch Polyesterdiole auf Lacton-Basis, wobei es sich um Homo- oder Mischpolymerisate von Lactonen, bevorzugt um endständige Hydroxylgruppen aufweisende Anlagerungsprodukte von Lactonen an geeignete difunktionelle Startermoleküle handelt. Als Lactone kommen bevorzugt solche in Betracht, die sich von Verbindungen der allgemeinen Formel HO-(CH2)a-COOH ableiten, wobei a eine Zahl von 1 bis 20 ist und ein H-Atom einer Methyleneinheit auch durch einen C1- bis C4-Alkylrest substituiert sein kann. Beispiele sind ε-Caprolacton, β-Propiolacton, γ-Butyrolacton und/oder Methyl-ε-caprolacton sowie deren Gemische. Geeignete Startermoleküle sind z. B. die vorstehend als Aufbaukomponente für die Polyesterpolyole genannten niedermolekularen zweiwertigen Alkohole. Die entsprechenden Polymerisate des ε-Caprolactons sind besonders bevorzugt. Auch niedermolekulare Polyesterdiole oder Polyetherdiole können als Starter zur Herstellung der Lacton-Polymerisate eingesetzt sein. Anstelle der Polymerisate von Lactonen können auch die entsprechenden, chemisch äquivalenten Polykondensate der den Lactonen entsprechenden Hydroxycarbonsäuren, eingesetzt werden.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Polyesterpolyole b1) ein mittleres Molekulargewicht M im Bereich von 500 bis 10.000 g/mol aufweisen, bevorzugt sind 1.000 bis 8.500 g/mol.
  • Daneben kommen als Monomere b1) Polyetherdiole in Betracht, auch Polyetherpolyole b1) genannt. Sie sind insbesondere durch Polymerisation von Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Tetrahydrofuran, Styroloxid oder Epichlorhydrin mit sich selbst, z. B. in Gegenwart von BF3 oder durch Anlagerung dieser Verbindungen gegebenenfalls im Gemisch oder nacheinander, an Startkomponenten mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen, wie Alkohole oder Amine, z. B. Wasser, Ethylenglykol, Propan-1,2-diol, Propan-1,3-diol, 1,2-Bis(4-hydroxydiphenyl)-propan oder Anilin erhältlich. Besonders bevorzugt ist Polytetrahydrofuran eines Molekulargewichts von 240 bis 5000 und vor allem 500 bis 4500 g/mol.
  • Ebenfalls geeignet sind Polyhydroxyolefine, auch Polyhydroxypolyolefine b1) genannt, bevorzugt solche mit 2 endständigen Hydroxylgruppen, z. B. α,ω-Dihydroxypolybutadien, α,ω-Dihydroxypolymethacrylester oder α,ω-Dihydroxypolyacrylester als Monomere b1). Solche Verbindungen sind beispielsweise aus EP-A 0 622 378 bekannt. Weitere geeignete Polyole sind Polyacetale, Polysiloxane und Alkydharze.
  • Polyesterpolyole b1) und Polyetherpolyole b1) können auch als Gemische im Verhältnis 0,1:1 bis 1:9 eingesetzt werden.
  • Die Härte und der Elastizitätsmodul der Polyurethane (A) lassen sich erhöhen, wenn als Diole b) neben den Diolen b1) noch niedermolekulare Diole b2) mit einem Molekulargewicht von etwa 60 bis 500, vorzugsweise von 62 bis 200 g/mol, eingesetzt werden.
  • Als Monomere b2) werden vor allem die für die Herstellung von Polyesterpolyolen als Aufbaukomponenten genannten kurzkettigen Alkandiole eingesetzt, wobei die unverzweigten Diole mit 2 bis 12 C-Atomen und einer gradzahligen Anzahl von C-Atomen sowie Pentan-1,5-diol und Neopentylglykol bevorzugt werden.
  • Bevorzugt beträgt der Anteil der Diole b1), bezogen auf die Gesamtmenge der Diole b) 10 bis 100 mol-% und der Anteil der Monomere b2), bezogen auf die Gesamtmenge der Diole b) 0 bis 90 mol-%. Besonders bevorzugt beträgt das Verhältnis der Diole b1) zu den Monomeren b2) 0,1:1 bis 5:1, besonders bevorzugt 0,2:1 bis 2:1.
  • Um die Wasserdispergierbarkeit von Polyurethan (A) zu erreichen, sind in Polyurethan (A) neben den Monomeren a), b) und gegebenenfalls d) ein oder mehrere Monomere c) eingebaut. Monomere c) tragen wenigstens eine Isocyanatgruppe oder wenigstens eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppe und darüber hinaus wenigstens eine hydrophile Gruppe oder eine Gruppe, die sich in eine hydrophile Gruppe überführen lässt und die auch „potenziell hydrophile Gruppe" genannt wird. Im folgenden Text wird der Begriff „hydrophile Gruppen oder potenziell hydrophile Gruppen" mit „(potentiell) hydrophile Gruppen" abgekürzt. Die (potenziell) hydrophilen Gruppen reagieren mit Isocyanaten wesentlich langsamer als die funktionellen Gruppen der Monomere, die zum Aufbau der Polymerhauptkette dienen.
  • Der Anteil des oder der Monomere c) an der Gesamtmenge der Monomere a), b), c), d) und gegebenenfalls e) wird im allgemeinen so bemessen, dass die Molmenge der (potenziell) hydrophilen Gruppen, bezogen auf die Gewichtsmenge aller Monomere a) bis e), 30 bis 1000, bevorzugt 50 bis 500 und besonders bevorzugt 80 bis 300 mmol/kg beträgt.
  • Bei den (potenziell) hydrophilen Gruppen kann es sich um nichtionische oder bevorzugt um (potenziell) ionische hydrophile Gruppen handeln.
  • Als nichtionische hydrophile Gruppen kommen insbesondere Polyethylenglycolether aus vorzugsweise 5 bis 100, bevorzugt 10 bis 80 Ethylenoxid-Wiederholungseinheiten, in Betracht. Der Gehalt an Polyethylenoxid-Einheiten beträgt im allgemeinen 0 bis 10, bevorzugt 0 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die Gewichtsmenge aller Monomere a) bis e).
  • Bevorzugte Monomere mit nichtionischen hydrophilen Gruppen sind Polyethylenoxiddiole, Polyethylenoxidmonoole sowie die Reaktionsprodukte aus einem Polyethylenglykol und einem Diisocyanat, die einen endständig veretherten Polyethylenglykolrest tragen. Derartige Diisocyanate sowie Verfahren zu deren Herstellung sind in den Patentschriften US 3,905,929 und US 3,920,598 angegeben.
  • Ionische hydrophile Gruppen sind vor allem anionische Gruppen wie die Sulfonat-, die Carboxylat- und die Phosphatgruppe in Form ihrer Alkalimetall- oder Ammoniumsalze sowie kationische Gruppen wie Ammonium-Gruppen, insbesondere protonierte tertiäre Aminogruppen oder quartäre Ammoniumgruppen.
  • Potentiell ionische hydrophile Gruppen sind vor allem solche, die sich durch einfache Neutralisations-, Hydrolyse- oder Quaternisierungsreaktionen in die oben genannten ionischen hydrophilen Gruppen überführen lassen, also z. B. Carbonsäuregruppen oder tertiäre Aminogruppen.
  • (Potentiell) ionische Monomere c) sind z. B. in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 311 bis 313 und beispielsweise in der DE-A 14 95 745 ausführlich beschrieben.
  • Als (potentiell) kationische Monomere c) sind vor allem Monomere mit tertiären Aminogruppen von besonderer praktischer Bedeutung, beispielsweise: Tris-(hydroxyalkyl)-amine, N,N'-Bis(hydroxyalkyl)-alkylamine, N-Hydroxyalkyl-dialkylamine, Tris-(aminoalkyl)-amine, N,N'-Bis(aminoalkyl)-alkylamine, N-Aminoalkyl-dialkylamine, wobei die Alkylreste und Alkandiyl-Einheiten dieser tertiären Amine unabhängig voneinander aus 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bestehen. Weiterhin kommen tertiäre Stickstoffatome aufweisende Polyether mit vorzugsweise zwei endständigen Hydroxylgruppen, wie sie z. B. durch Alkoxylierung von zwei an Aminstickstoff gebundene Wasserstoffatome aufweisende Amine, z. B. Methylamin, Anilin oder N,N'-Dimethylhydrazin, in an sich üblicher Weise zugänglich sind, in Betracht. Derartige tertiäre Stickstoffatome aufweisende Polyether weisen im allgemeinen ein im Bereich von 500 und 6000 g/mol liegendes Molekulargewicht Mw auf.
  • Diese Monomere mit tertiären Aminogruppen werden entweder mit Säuren, bevorzugt starken Mineralsäuren wie Phosphorsäure, Schwefelsäure, Halogenwasserstoffsäuren oder starken organischen Säuren oder durch Umsetzung mit geeigneten Quaternisierungsmitteln wie C1- bis C6-Alkylhalogeniden oder Benzylhalogeniden, z. B. Bromiden oder Chloriden, in die Ammoniumsalze überführt.
  • Als Monomere mit (potenziell) anionischen Gruppen kommen üblicherweise aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische Carbonsäuren und Sulfonsäuren in Betracht, die mindestens eine alkoholische Hydroxylgruppe oder mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe tragen. Bevorzugt sind Dihydroxyalkylcarbonsäuren, vor allem mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie sie auch in der US-A 3 412 054 beschrieben sind. Insbesondere sind Verbindungen der allgemeinen Formel c1)
    Figure 00080001
    in welcher A2 und A3 gleich oder verschieden sind und für eine C1- bis C4-Alkandiyl-Einheit stehen und R1 für eine C1- bis C4-Alkyl-Einheit steht und vor allem Dimethylolpropionsäure (DMPA) bevorzugt.
  • Weiterhin eignen sich entsprechende Dihydroxysulfonsäuren und Dihydroxyphosphonsäuren wie 2,3-Dihydroxypropanphosphonsäure.
  • Weiterhin geeignet sind Dihydroxylverbindungen mit einem Molekulargewicht über 500 bis 10000 g/mol mit mindestens zwei Carboxylatgruppen, die aus der DE-A 39 11 827 bekannt sind. Sie sind durch Umsetzung von Dihydroxylverbindungen mit Tetracarbonsäuredianhydriden wie Pyromellitsäuredianhydrid oder Cyclopentantetracarbonsäuredianhydrid im Molverhältnis 2:1 bis 1,05:1 in einer Polyadditionsreaktion erhältlich.
  • Als Dihydroxylverbindungen sind insbesondere die als Kettenverlängerer aufgeführten Monomere b2) sowie die Diole b1) geeignet.
  • Als Monomere c) mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Aminogruppen kommen Aminocarbonsäuren wie Lysin, β-Alanin oder die in der DE–A 20 34 479 genannten Addukte von aliphatischen diprimären Diaminen an α,β-ungesättigte Carbon- oder Sulfonsäuren in Betracht.
  • Solche Verbindungen gehorchen beispielsweise der Formel c2)
    Figure 00090001
    in der A4 und A5 unabhängig voneinander für eine C1- bis C6-Alkandiyl-Einheit, bevorzugt Ethylen
    und X für COOH oder SO3H stehen.
  • Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel c2) sind die N-(2-Aminoethyl)-2-aminoethancarbonsäure sowie die N-(2-Aminoethyl)-2-aminoethansulfonsäure bzw. die entsprechenden Alkalisalze, wobei Na als Gegenion besonders bevorzugt ist.
  • Weiterhin besonders bevorzugt als Verbindungen der allgemeinen Formel c2) sind die Addukte der oben genannten aliphatischen diprimären Diamine an 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, wie sie z. B. in der DE Patentschrift 19 54 090 beschrieben sind.
  • Sofern Monomere mit potentiell ionischen Gruppen eingesetzt werden, kann deren Überführung in die ionische Form vor, während, jedoch vorzugsweise nach der Isocyanat-Polyaddition erfolgen, da sich die ionischen Monomeren in der Reaktionsmischung häufig nur schwer lösen. Besonders bevorzugt liegen die Sulfonat- oder Carboxylatgruppen in Form ihrer Salze mit einem Alkaliion oder einem Ammoniumion als Gegenion vor.
  • Monomere d), die von den Monomeren a) bis c) verschieden sind und welche gegebenenfalls auch zur Herstellung von Polyurethan (A) eingesetzt werden, dienen in vielen Ausführungsformen der Vernetzung oder der Kettenverlängerung. Es sind im allgemeinen mehr als zweiwertige nicht-phenolische Alkohole, Amine mit zwei oder mehr primären und/oder sekundären Aminogruppen sowie Verbindungen, die neben einer oder mehreren alkoholischen Hydroxylgruppen eine oder mehrere primäre und/oder sekundäre Aminogruppen tragen.
  • Alkohole mit einer höheren Wertigkeit als 2, die zur Einstellung eines gewissen Verzweigungs- oder Vernetzungsgrades dienen können, sind z. B. Trimethylolpropan, Glycerin oder Zucker.
  • Ferner kommen Monoalkohole in Betracht, die neben der Hydroxyl-Gruppe eine weitere gegenüber Isocyanaten reaktive Gruppe tragen wie Monoalkohole mit einer oder mehreren primären und/oder sekundären Aminogruppen, z. B. Monoethanolamin.
  • Polyamine mit zwei oder mehr primären und/oder sekundären Aminogruppen werden vor allem dann eingesetzt, wenn die Kettenverlängerung bzw. Vernetzung in Gegenwart von Wasser stattfinden soll, da Amine in der Regel schneller als Alkohole oder Wasser mit Isocyanaten reagieren. Das ist häufig dann erforderlich, wenn wässerige Dispersionen von vernetzten Polyurethanen oder Polyurethanen mit hohem Molgewicht gewünscht werden. In solchen Fällen geht man so vor, dass man Präpolymere mit Isocyanatgruppen herstellt, diese rasch in Wasser dispergiert und anschließend durch Zugabe von Verbindungen mit mehreren gegenüber Isocyanaten reaktiven Aminogruppen kettenverlängert oder vernetzt.
  • Hierzu geeignete Amine sind im allgemeinen polyfunktionelle Amine des Molgewichtsbereiches von 32 bis 500 g/mol, vorzugsweise von 60 bis 300 g/mol, welche mindestens zwei Aminogruppen, ausgewählt aus der Gruppe der primären und sekundären Aminogruppen, enthalten. Beispiele hierfür sind Diamine wie Diaminoethan, Diaminopropane, Diaminobutane, Diaminohexane, Piperazin, 2,5-Dimethylpiperazin, Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexan (Isophorondiamin, IPDA), 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan, 1,4-Diaminocyclohexan, Aminoethylethanolamin, Hydrazin, Hydrazinhydrat oder Triamine wie Diethylentriamin oder 1,8-Diamino-4-aminomethyloctan.
  • Die Amine können auch in blockierter Form, z. B. in Form der entsprechenden Ketimine (siehe z. B. CA-A 1 129 128 ), Ketazine (vgl. z. B. die US-A 4,269,748 ) oder Aminsalze (s. US-A 4,292,226 ) eingesetzt werden. Auch Oxazolidine, wie sie beispielsweise in der US-A 4,192,937 verwendet werden, stellen verkappte Polyamine dar, die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethane zur Kettenverlängerung der Präpolymeren eingesetzt werden können. Bei der Verwendung derartiger verkappter Polyamine werden diese im allgemeinen mit den Präpolymeren in Abwesenheit von Wasser vermischt und diese Mischung anschließend mit dem Dispersionswasser oder einem Teil des Dispersionswassers vermischt, so dass hydrolytisch die entsprechenden Polyamine freigesetzt werden.
  • Bevorzugt werden Gemische von Di- und Triaminen verwendet, besonders bevorzugt Gemische von Isophorondiamin (IPDA) und Diethylentriamin (DETA).
  • Zur Herstellung von Polyurethan (A) setzt man bevorzugt 1 bis 30, besonders bevorzugt 4 bis 25 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere b) und d), eines Polyamins mit mindestens 2 gegenüber Isocyanaten reaktiven Aminogruppen als Monomer d) ein. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt man kein Polyamin zur Herstellung von Polyurethan (A) ein.
  • Für den gleichen Zweck können auch als Monomere d) höher als zweiwertige Isocyanate eingesetzt werden. Handelsübliche Verbindungen sind beispielsweise das Isocyanurat oder das Biuret des Hexamethylendiisocyanats.
  • Monomere e), die gegebenenfalls mitverwendet werden, sind Monoisocyanate, Monoalkohole und monoprimäre und -sekundäre Amine. Im allgemeinen beträgt ihr Anteil maximal 10 mol-%, bezogen auf die gesamte Molmenge der Monomere. Diese monofunktionellen Verbindungen tragen üblicherweise weitere funktionelle Gruppen wie olefinische Gruppen oder Carbonylgruppen und dienen zur Einführung von funktionellen Gruppen in das Polyurethan, die die Dispergierung bzw. die Vernetzung oder weitere polymeranaloge Umsetzung des Polyurethans ermöglichen. In Betracht kommen hierfür Monomere wie Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat (TMI) und Ester von Acryl- oder Methacrylsäure wie Hydroxyethylacrylat oder Hydroxyethylmethacrylat.
  • Auf dem Gebiet der Polyurethanchemie ist allgemein bekannt, wie das Molekulargewicht der Polyurethane durch Wahl der Anteile der miteinander reaktiven Monomere sowie dem arithmetischen Mittel der Zahl der reaktiven funktionellen Gruppen pro Molekül eingestellt werden kann.
  • Normalerweise werden die Monomere a) bis e) sowie ihre jeweiligen Molmengen so gewählt, dass das Verhältnis der Molmenge an Isocyanatgruppen einerseits und der Summe aus der Molmenge der funktionellen Gruppen, die mit Isocyanaten in einer Additionsreaktion reagieren können andererseits, im Bereich von 0,5:1 bis 2:1 liegt, bevorzugt 0,8:1 bis 1,5, besonders bevorzugt 0,9:1 bis 1,2:1. Ganz besonders bevorzugt liegt das Verhältnis das Verhältnis der Molmenge an Isocyanatgruppen einerseits und der Summe aus der Molmenge der funktionellen Gruppen, die mit Isocyanaten in einer Additionsreaktion reagieren können andererseits möglichst nahe an 1:1.
  • Die eingesetzten Monomere a) bis (e) tragen im Mittel üblicherweise 1,5 bis 2,5, bevorzugt 1,9 bis 2,1, besonders bevorzugt 2,0 Isocyanatgruppen bzw. funktionelle Gruppen, die mit Isocyanaten in einer Additionsreaktion reagieren können.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte wässrige Formulierung kann einen Feststoffgehalt im Bereich von 20% bis 70%, bevorzugt 35% bis 60% aufweisen.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte wässrige Formulierung einen pH-Wert im Bereich von 3 bis 10, bevorzugt 6 bis 8.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt man eine wässrige Formulierung ein, die neben Polyurethan (A) mindestens einen Verdicker (Verdickungsmittel) enthält, im Folgenden auch Verdicker (B) genannt. Verdicker (B) kann natürlichen oder synthetischen Ursprungs sein, und Verdicker (B) kann organischer oder anorganischer Natur sein.
  • Erfindungsgemäße wässrige Formulierungen können beispielsweise einen oder mehrere natürliche Verdicker oder vorzugsweise einen oder mehrere synthetische Verdicker enthalten. Natürliche Verdicker sind solche Verdicker, die Naturprodukte sind oder durch Aufarbeitung wie beispielsweise Reinigungsoperationen, insbesondere Extraktion von Naturprodukten erhalten werden können. Beispiele für anorganische natürliche Verdicker sind Schichtsilikate wie Bentonit. Beispiele für organische natürliche Verdicker sind vorzugsweise Proteine wie beispielsweise Casein oder bevorzugt Polysaccharide. Besonders bevorzugte natürliche Verdicker sind gewählt aus Agar-Agar, Carrageen, Gummi arabicum, Alginaten wie beispielsweise Natriumalginat, Kaliumalginat, Ammoniumalginat, Calciumalginat und Propylenglycolalginat, Pektinen, Polyosen, Johannisbrotbaum-Kernmehl (Carubin) und Dextrinen.
  • Geeignete synthetische anorganische Verdicker sind Bentonite und Kieselgele, insbesondere pyrogene Kieselgele.
  • Bevorzugt ist der Einsatz von synthetischen Verdickern, die gewählt sind aus von im Allgemeinen flüssigen Lösungen von synthetischen Polymeren, insbesondere Acrylaten, in beispielsweise Weißöl oder Wasser. Als Verdicker eingesetzte synthetische Polymere enthalten Säuregruppen, die vollständig oder zu einem gewissen Prozentsatz mit einer flüchtigen Base, beispielsweise mit Ammoniak neutralisiert werden. Beim Fixierprozess wird flüchtige Base, insbesondere Ammoniak freigesetzt, wodurch der pH-Wert gesenkt wird und die eigentliche Fixierung beginnt. Das für die Fixierung notwendige Absenken des pH-Wertes kann alternativ durch Zusatz von nichtflüchtigen Säuren wie z. B. Zitronensäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure oder Äpfelsäure erfolgen. Ebenso sind Di-Ammoniumphosphat und Natrium-di-Ammoniumphosphat zum Absenken des pH-Werts geeignet.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte wässrige Formulierung noch einen oder mehrere Hilfsstoffe (C). Beispiele für Hilfsstoffe (C) sind Polyacrylate, dispergiert oder wasserlöslich, Wachse, beispielsweise Polyethylenwachse mit einem Molekulargewicht Mw im Bereich von 1.000 bis 20.000 g/mol, insbesondere 1.500 bis 10.000 g/mol, partiell oxidier te Polyethylenwachse – so genannte Oxidate – feste Paraffine, nanopartikuläre anorganische Stoffe wie beispielsweise Aluminiumoxid, Silikate, Alumosilikate und Ruß. weitere geeignete Hilfsstoffe (C) sind Entschäumer, beispielsweise Silikonöle, Paraffinöle und (Alkyl)alkylenoxide. Bei erfindungsgemäß eingesetzten Silikonölen kann es sich um lineare, verzweigte oder cyclische Polysiloxane handeln oder Mischungen der vorstehend genannten. Als Entschäumer eingesetzte Polysiloxane haben O-Si-O-Ketten. Die freien Valenzen am Si können beispielsweise durch OH, C1-C10-Alkyl oder durch Phenyl abgesättigt sein, wobei Phenyl und insbesondere Methyl bevorzugt sind. Erfindungsgemäß als Entschäumer eingesetzte Silikonöle sind an sich bekannt.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist mindestens ein Silikonöl eine dynamische Viskosität im Bereich von 100 bis 2000 mPa·s auf, bevorzugt bis 500 und besonders bevorzugt bis 200 mPa·s, gemessen nach DIN EN ISO 3219 bei 23°C.
  • Weitere geeignete Hilfsstoffe (C) sind Vernetzer. Beispiele für Vernetzer sind Carbodiimide, insbesondere polymere Carbodiimide, Isocyanurate, beispielsweise trimeres Hexamethylendiisocyanat (HDI) und hydrophile Derivate von trimerem HDI, insbesondere Umsetzungsprodukte von trimerem HDI mit mehrfach alkoxylierten C1-C20-Alkanolen. Weitere geeignete Vernetzer sind DMDHEU (N,N-Dihydroxymethyl-4,5-dihydroxyethylenharnstoff), dimeres DMDHEU und Umsetzungsprodukte von DMDHEU mit ein- oder zweiwertigen Alkoholen, insbesondere C1-C4-Alkanolen, insbesondere Methanol oder Ethanol, oder Ethylenglykol, Diethylenglykol oder Triethylenglykol.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte wässrige Formulierung
    im Bereich von bis 30 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 35 bis 50 Gew.-% Polyurethan (A),
    im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 3 Gew.-% Verdicker (B),
    insgesamt im Bereich von null bis 5%, bevorzugt 0,1 bis 2 Gew.-% einen oder mehrere Hilfsstoffe (C).
  • Dabei sind Angaben in Gew.-% stets auf gesamte wässrige Formulierung bezogen.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte wässrige Formulierung Polyurethan (A) und gegebenenfalls einen oder mehrere Hilfsstoffe (C), aber keinen Verdicker (B).
  • Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Behandlung von textilen Fasern mit vorstehend beschriebener wässriger Formulierung verwendet man üblicherweise eine oder mehrere Maschinen.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung behandelt man textile Fasern mit vorstehend beschriebener wässrigen Formulierung, indem man die textilen Fasern mit Hilfe von geeigneten Vorrichtungen wie beispielsweise Kettbäumen, Zettelbäumen, Scherketten, Teilkettbäumen oder insbesondere Rollen ein- oder mehrmals durch ein Bad oder durch mehrere Bäder zieht, das oder die vorstehend beschriebene wässrige Formulierung enthält/enthalten oder aus ihr besteht/bestehen. Durch die Behandlung wird wässrige Formulierung und insbesondere Polyurethan (A) auf die textilen Fasern aufgebracht.
  • Die Behandlungsdauer von textilen Fasern mit vorstehend beschriebener wässriger Formulierung ist üblicherweise kurz und hängt ab von der Geschwindigkeit, mit der man die zu behandelnden textilen Fasern durch den oder die Behälter zieht, in denen oder in dem sich die betreffende(n) wässrige(n) Formulierung(en) befindet bzw. befinden. Geeignete Maschinengeschwindigkeiten liegen im Bereich von 5 bis 500 m/min. Wenn man mit Maschinen arbeitet, die nur einen einzelnen Faden durch einen oder mehrere Behälter zieht, in denen oder in dem sich die betreffende(n) wässrige(n) Formulierung(en) befindet bzw. befinden, so sind Maschinengeschwindigkeiten oberhalb von 500 m/min möglich.
  • Man arbeitet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise mit Verhältnissen von etwa 2 bis 15 Gew.-% wässriger Formulierung zu Textilfaser.
  • Vorzugsweise arbeitet man mit Schlichteauflagen (Garnbeschwerungen) im Bereich von 1 bis 15%, bevorzugt mindestens 2%. Unter Schlichteauflagen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Verhältnis von aufgebrachtem Polyurethan (A) und gegebenenfalls Verdicker (B) zu textiler Faser verstanden.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung arbeitet man zur Ausführung der erfindungsgemäßen Behandlung bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 60°C, bevorzugt von 20 bis 50°C.
  • Im Anschluss an die eigentliche Behandlung kann man das Aufbringen der wässrigen Formulierung und insbesondere von Polyurethan (A) auf die textilen Fasern verstärken, indem man sie abquetscht. Das Abquetschen kann beispielsweise durch Rollen mit einem definierten Anpressdruck erfolgen.
  • Die Anordnung von Rollen und Bad kann derjenigen eines Foulard entsprechen.
  • Im Anschluss an die eigentliche Behandlung mit wässriger Formulierung, die Polyurethan (A) enthält, kann man thermisch behandeln. Dieses optionale thermische Behandeln führt man kontinuierlich durch.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt man die optionale thermische Behandlung so durch, dass man über einen Zeitraum von 2 Sekunden bis 5 Minuten, bevorzugt 6 Sekunden bis eine Minute bei einer Temperatur im Bereich von 80 bis 160°C, bevorzugt 130 bis 150°C behandelt.
  • Die optionale thermische Behandlung kann man beispielsweise so durchführen, dass man die mit wässriger Formulierung behandelten textilen Fasern durch eine Trocknungseinheit zieht. Geeignete Trocknungseinheiten sind beispielsweise Zylindertrockner oder Röhrenöfen. Nach einer thermischen Behandlung fühlen sich die mit wässriger Formulierung behandelten textilen Fasern in vielen Fällen glatt und versteift an.
  • Bei Durchführung der optionalen thermischen Behandlung geht man vorzugsweise so vor, dass man auf eine Restfeuchte trocknet, vorzugsweise auf eine Restfeuchte von 1 bis 10 Gew.-%, insbesondere bis maximal 5 Gew.-%.
  • Man erhält mit Polyurethan (A) beschichtete textile Fasern, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als mit Polyurethan (A) ausgerüstete textile Fasern bezeichnet werden.
  • In einem nächsten Schritt verarbeitet man wie vorstehend beschrieben ausgerüstete textile Fasern zu einem textilen Flächengebilde, kurz auch als Flächengebilde bezeichnet. Bei textilen Flächengebilden im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich um Gestricke, Gewirke und vorzugsweise um Gewebe.
  • Wünscht man mit Polyurethan (A) ausgerüstete textile Fasern zu einem Gewebe zu verarbeiten, so kann man sie nach an sich bekannten Methoden verweben, beispielsweise mit einem Webstuhl.
  • Es ist möglich, dass man Kettfaden und Schussfaden wählt aus mit Polyurethan (A) ausgerüsteten Fasern. Es ist auch möglich, zur Herstellung von Geweben von mit Polyurethan (A) ausgerüstetem Kettfaden auszugehen und mit Hilfe eines nicht ausgerüsteten Schussfadens ein Gewebe herzustellen.
  • Nach der eigentlichen Herstellung von textilem Flächengebilde behandelt man thermisch, und zwar absatzweise oder vorzugsweise kontinuierlich. Zur kontinuierlichen thermischen Behandlung nach der eigentlichen Herstellung von textilem Flächengebilde kann man das textile Flächengebilde durch eine Trocknungseinheit ziehen. Geeignete Trocknungseinheiten sind beispielsweise Zylindertrockner oder Röhrenöfen.
  • In einer anderen Variante führt man die thermische Behandlung absatzweise durch, indem man das textile Flächengebilde in einer oder mehreren Trockenkammern, Lüfterkammern oder in einem Heißlufttrockenschrank trocknet.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt man die thermische Behandlung so durch, dass man über einen Zeitraum von 5 Sekunden bis 30 Minuten, bevorzugt 30 Sekunden bis 5 Minuten bei einer Temperatur im Bereich von 120°C bis 180°C, bevorzugt mindestens 140°C behandelt. Dabei werden Temperaturangaben auf die Lufttemperatur bzw. – bei der Verwendung von anderen Gasen, beispielsweise Inertgas – Gastemperatur bezogen.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kombiniert man die thermische Behandlung mit einer mechanischen Behandlung. So kann man beispielsweise das textile Flächengewebe durch mindestens zwei paarweise angeordnete erhitzte Rollen (Walzen), beispielsweise aus Stahl oder Silikon, führen. Erhitzte Rollen im Sinne der vorliegenden Erfindung können dabei eine Temperatur im Bereich von 120 bis 200°C aufweisen. Als Anpressdruck kann man 5 bis 100 bar, bevorzugt 50 bis 80 bar wählen. Geeignete Vorrichtungen für eine kombinierte thermische und mechanische Behandlung sind beispielsweise Kalander, insbesondere Heißkalander, und Thermopressen.
  • In einer Ausführungsform kann man eine oder mehrere Rollen (Walzen), beispielsweise eines Kalanders, oder die Platten von Thermopressen mit einem fluorierten oder silikonisierten Oberflächenschutz versehen, um eine Anhaftung des Polyurethans (A) an den Rollen oder Platten und damit Beschädigung der ausgerüsteten Fasern oder des textilen Flächengebildes zu verhindern.
  • Man kann die thermische Behandlung ein- oder mehrmals durchführen, beispielsweise durch mehrfaches Hindurchziehen durch eine oder mehrere Trocknungseinheiten oder durch Führen über mehrere Anordnungen von mindestens zwei paarweise angeordneten erhitzten Rollen.
  • Durch die thermische Behandlung oder die kombinierte thermische und mechanische Behandlung erhält man erfindungsgemäß hergestellte textile Flächengebilde. Nach der thermischen Behandlung kann man auf Zimmertemperatur abkühlen lassen. Man kann erfindungsgemäß hergestellte textile Flächengebilde reinigen, beispielsweise durch Waschen oder Abspülen mit Wasser.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren wird kein Entschlichtungsschritt vorgenommen, weder chemisch noch physikalisch. Das im Behandlungsschritt aufgebrachte Polyurethan (A) verbleibt im wesentlichen auf dem textilen Flächengebilde, beispielsweise zu mindestens 85%, bevorzugt zu mindestens 95%.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch die Behandlung mit der wässrigen Formulierung und die ein- oder mehrfache thermische Behandlung ein nicht-klebriger Film auf dem Flächengebilde gebildet. Der nicht-klebrige Film kann da bei nicht nur die Fasern umschließen, sondern im textilen Flächengebilde auch die Zwischenräume zwischen den Fasern zumindest partiell ausfüllen.
  • Unter nicht-klebrig wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die beiden Seiten der erfindungsgemäß hergestellten Textilien sich in mehreren Lagen gefaltet bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 100°C und einem Auflagegewicht von 0,5 kg mehrere Monate lagern und danach manuell leicht voneinander trennen lassen, ohne dass es zu Beschädigungen oder einem Abreißen der Beschichtung kommt.
  • Durch Variation der Parameter des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich die Porosität der erfindungsgemäß hergestellten textilen Flächengebilde einstellen, beispielsweise durch die Variation der Garnbeschwerung (Schlichteauflage), der Länge und der Temperatur der thermischen Behandlung und der Wahl des unbehandelten textilen Flächengebildes, beispielsweise der Wahl eines engmaschigen oder eines weitmaschigen Gewirkes oder der Wahl der Fadendichte und Fadendicke eines Gewebes. Die Porosität von erfindungsgemäßem textilem Flächengebilde kann man beispielsweise durch Bestimmung der Luftdurchlässigkeit bestimmen.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen erfindungsgemäß hergestellte Textilien bei Zimmertemperatur eine Luftdurchlässigkeit im Bereich von 50 bis 500 l/min·m2, bevorzugt 100 bis 400 l/min·m2 auf, bestimmt nach DIN 53887 bei einem Luftdruck von 500 Pa. Eine derartige Luftdurchlässigkeit wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als „geringe Luftdurchlässigkeit" bezeichnet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich einfach und schnell durchführen. Aufgrund des fehlenden Entschlichtungsschrittes verursacht es außerdem wenig Abwasser und ist somit besonders umweltfreundlich.
  • Vorteilhaft ist weiterhin, dass kein nachträglicher Beschichtungsschritt erforderlich ist. Vorzugsweise führt man das erfindungsgemäße Verfahren ohne nachträglichen Beschichtungsschritt aus.
  • Weiterhin beobachtet man, dass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte textile Flächengebilde mechanisch besonders flexibel sind. Die mechanische Flexibilität lässt sich beispielsweise durch manuelles Knicken ermitteln. Sie sind daher insbesondere für Anwendungen geeignet, in denen Textil mit geringer Klebrigkeit und mit geringer Luftdurchlässigkeit gefordert ist. Beispiele sind Filtermaterialien, Planen und Airbags.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind textile Flächengebilde, umfassend mit Polyurethan (A) ausgerüstete textile Fasern.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind insbesondere textile Flächengebilde mit einer Luftdurchlässigkeit im Bereich von 50 bis 500 l/min·m2, bevorzugt 100 bis 400 l/min·m2, umfassend
    • (1) zu einem Flächengebilde verarbeitete textile Fasern, die im wesentlichen oder vorzugsweise ausschließlich aus Polyester oder insbesondere Polyamid oder Aramid als faserigem Material bestehen, und
    • (2) mindestens einen nicht-klebrigen Film mit geringer Luftdurchlässigkeit, der auf den Fasern fixiert ist und der durch Abscheiden und gegebenenfalls thermische Behandlung eines Polyurethans (A) auf den Fasern hergestellt wird.
  • Dabei sind Begriffe wie „mit Polyurethan (A) ausgerüstete Fasern", textile Flächengebilde", nicht-klebrig", „geringe Luftdurchlässigkeit" und „thermische Behandlung" wie vorstehend definiert.
  • In einer Ausführungsform sind erfindungsgemäße textile Flächengebilde zusätzlich flexibel, insbesondere mechanisch flexibel.
  • Vorzugsweise stellt man erfindungsgemäße textile Flächengebilde nach dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren her.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in erfindungsgemäßen textilen Flächengebilden der nicht-klebrige Film (2) mit geringer Luftdurchlässigkeit hergestellt unter Verwendung von mindestens einer wässrige Formulierung, die mindestens ein Polyurethan (A) und vorzugsweise mindestens einen Verdicker (B) enthält.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt man als Polyurethan (A) zur Herstellung von nicht-klebrigem Film (2) mit geringer Luftdurchlässigkeit ein Polyurethan ein, das man durch Reaktion von mindestens einem Diisocyanat a) und mindestens einem Polyesterpolyol b1) oder mindestens einem Polyetherpolyol b1) und weiterhin mindestens einem Monomer c) mit einer hydrophilen oder potenziell hydrophilen Gruppe herstellen kann. Dabei ist es möglich, zur Herstellung des betreffenden Polyurethans (A) ein oder mehrere weitere Monomere b2), d) oder e) einzusetzen.
  • Erfindungsgemäße textile Flächengebilde sind insbesondere für Anwendungen geeignet, in denen Textil mit geringer Klebrigkeit und mit geringer Luftdurchlässigkeit gefordert ist, beispielsweise als oder zur Herstellung von Planen, beispielsweise im Baubereich, oder als oder zur Herstellung von Filtermaterialien. Ganz besonders eignen sich erfindungsgemäße textile Flächengebilde zur Herstellung von Airbags. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit die Verwendung von erfindungsgemäßen textilen Flächengebilden als oder zur Herstellung von Planen oder Filtermaterialien und insbesondere zur Herstellung von Airbags.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Filtermaterialien, Planen oder Airbags unter Verwendung von mindestens einem erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Planen und Filtermaterialien, hergestellt unter Verwendung von erfindungsgemäßen textilen Flächengebilden. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Airbags, insbesondere für Fahrzeuge, hergestellt unter Verwendung von erfindungsgemäßen textilen Flächengebilden.
  • Die Herstellung von Airbags aus erfindungsgemäßem textilem Flächengebilde kann man beispielsweise durch an sich bekanntes Konfektionieren durchführen. Außerdem kann man noch ein oder mehrere Löcher (engl. Vent holes) ausbilden.
  • In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann man durch Aussetzen mit Temperaturspitzen die filmförmige Polyurethan-(A)-Ausrüstung punktuell aufschmelzen und damit erfindungsgemäßes textiles Flächengebilde mit anderen Substraten verkleben, beispielsweise mit Holz, Metall, Kunststoff, insbesondere mit Thermoplast, und mit Textil, ganz besonders bevorzugt mit einem weiteren erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde oder mit einer anderen Stelle des betreffenden textilen Flächengebildes.
  • In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt man Airbags unter Verwendung von erfindungsgemäßem textilem Flächengebilde durch Verkleben her, beispielsweise durch Verkleben von zwei oder mehr Lagen des gleichen erfindungsgemäßen textilen Flächengebildes oder durch Verkleben von zwei oder mehr Exemplaren von textilen Flächengebilden.
  • Zum Verkleben kann man beispielsweise einen Kleber auf Polyacrylatbasis oder auf Basis von Polyvinylacetat verwenden. Bevorzugte Kleber sind Polyurethane, beispielsweise als Pulver, wässrige Pasten oder Mehrkomponentensysteme, so genannte Isocyanatkleber.
  • In einer anderen speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt man Airbags unter Verwendung von erfindungsgemäßem textilem Flächengebilde durch Hochfrequenzschweißen her, beispielsweise durch Hochfrequenzschweißen von zwei oder mehr Lagen des gleichen erfindungsgemäßen textilen Flächengebildes oder durch Verkleben von zwei oder mehr Exemplaren von textilen Flächengebilden. Beim Hochfrequenzschweißen werden die magnetischen Dipole der zu verschweißenden erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde unter Verwendung eines Hochfrequenzschweißgerätes durch ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld angeregt. Durch diese Anregung kommt es zur Erwärmung. Drückt man danach zwei oder mehr Lagen oder Exemplare von erfindungsgemäßem textilem Flächengebilde aneinander, so werden diese miteinander verbunden. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen darin, dass es sich um ein kontinuierliches Schweißverfahren handelt, bei dem größere Bereiche von erfindungsgemäßen textilen Flächengebilden oder erfindungsgemäßem textilem. Flächengebilde ohne Absetzen des Schweißgerätes bearbeitet werden können. Außerdem kann man mit dem Hochfrequenzschweißen sehr genau arbeiten, d. h. es werden nur die Bereiche des oder der erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde erwärmt, die man auch wirklich verbinden will. Geeignete Frequenzen können im Megahertzbereich, beispielsweise 1 bis 50 MHz, insbesondere 20 bis 30 MHz liegen.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind wässrige Formulierungen, beispielsweise Lösungen oder Dispersionen, enthaltend
    • (A) mindestens ein in Wasser dispergiertes Polyurethan, hergestellt durch Reaktion mindestens einem Diisocyanat a) und mindestens einem Polyesterpolyol b1) oder mindestens einem Polyetherpolyol b1) und weiterhin mindestens einem Monomer c) mit einer hydrophilen oder potenziell hydrophilen Gruppe und gegebenenfalls einem oder mehreren weiteren Monomeren b2), d) oder e),
    • (B) mindestens einen Verdicker,
    • (C) gegebenenfalls einen oder mehrere Hilfsstoffe,
    wobei die erfindungsgemäßen wässrigen Formulierungen einen Feststoffgehalt von 20% bis 70%, bevorzugt 35% bis 60% haben.
  • Polyurethan (A), Verdicker (B) und Hilfsstoffe (C) sind vorstehend beschrieben.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt der pH-Wert von erfindungsgemäßen Formulierungen im Bereich von Wert im Bereich von 3 bis 10, bevorzugt 6 bis 9.
  • Erfindungsgemäße wässrige Formulierungen sind zur Durchführung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens besonders gut geeignet.
  • Die Erfindung wird durch Arbeitsbeispiele erläutert.
  • Allgemeines: Angaben in % in dieser Anmeldung bezeichnen Gewichtsprozent, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben.
  • Die Luftdurchlässigkeit wurde bestimmt nach DIN 53887 bei einem Luftdruck von 500 Pa.
  • I. Herstellung einer erfindungsgemäßen wässrigen Dispersion
  • I.1 Herstellung einer wässrigen Polyurethan-Dispersion
  • In einem Rührkessel mit Tropftrichter wurden 2,03 kg g eines Polyesterpolyols, hergestellt durch Polykondensation Adipinsäure, Hexan-1,6-diol und Neopentylglykol (molare Anteile 1:0,8:0,2), OH-Zahl 55 mg KOH/g nach DIN 53240, vorgelegt und bei 130°C und einem Druck von 25 mbar 30 Minuten gerührt und dadurch entwässert. Man kühlte auf Zimmertemperatur ab und löste das Polyesterpolyol in 2 kg Aceton. Man fügte 405 g 1,4-Butandiol zu. Danach wurde ein Gemisch aus 697 g TDI (Isomerengemisch 2,4-TDI – 2,6 TDI wie 4:1), 336 g Hexamethylendiisocyanat und 0,2 g Di-n-butylzinndilaurat zugegeben. Man rührte drei Stunden bei 60°C und verdünnte danach mit 1,5 kg Aceton. Man ließ auf Zimmertemperatur abkühlen und gab danach 193 einer 40 Gew.-% wässrigen Lösung des Additionsprodukts von einem mol Natriumsalz der Acrylsäure an ein mol Ethylendiamin hinzu. Man rührte weitere 20 Minuten und tropfte dann 1,5 l Wasser zu. Man destillierte das Aceton unter vermindertem Druck ab und erhielt eine etwa 40 Gew.-% wässrige Dispersion von Polyurethan (A.1).
  • I.2 Herstellung einer wässrigen Formulierung
  • Einen Liter der Dispersion aus I.1 verrührte man mit 20 g einer 25 Gew.-% wässrigen Lösung des Ammoniumsalzes eines statistischen Copolymers (B.1), hergestellt durch Copolymerisation von 56 Gew.-% Ethylacrylat, 33,6 Gew.-% Methacrylsäure und 10,4 Gew.-% Acrylsäure, wobei Angaben in Gew.-% jeweils auf das gesamte Copolymer (B.1) bezogen sind.
  • Man erhielt eine wässrige Formulierung (WF.1), die einen Feststoffgehalt von 40% aufwies.
  • II. Behandlung eines Garns
  • Man füllte (WF.1) in eine Wanne und zog ein Polyamid-Garn (78 dtex) von einer Rolle durch die Wanne mit (WF.1), welche eine Temperatur von 21°C aufwies. Die Geschwindigkeit betrug 10 m/min.
  • Auf einer Schlichtemaschine des Typs BenSizeSingle der Fa. Benninger mit Heißluftzylindertrockner wurde Polyamidgarn (Polyamidkettgarn, Kettgarn dtex: 78) behandelt. Man stellte die Schlichtemaschine wie folgt ein:
    Fadenzahl: 1098, Roh/Rietbreite: 168 cm,
    Behandlung: 1 × tauchen, 1 × abquetschen.
    Mittlerer Quetschdruck: 18 kN
    Nassteilung: 3 ×, keine Trockenteilung
    Maschinengeschwindigkeit: 200 m/min
    Trocknungsbedingungen: 2 × Lufttrocknung bei 150°C, 5 Walzen mit jeweils 145°C
    Nachwachsen: bei 85°C mit Polyethylenoxidwachs, das (Gewichtmittel) etwa 110 Ethylenoxideinheiten/Molekül aufweist
  • Anschließend kalandrierte man mit einem Anpressdruck von 2 bar und zog durch einen Röhrenofen (Länge: 1 m, Temperatur 80°C). Man erhielt ein ausgerüstetes Garn, Restfeuchtigkeit: 2 Gew.-%, das sich glatt und versteift anfühlte und das man auf eine Rolle aufwickelte. Die Garnbeschwerung betrug 5%, bezogen auf das Garngewicht.
  • Die jeweils behandelten Garne wurden als Kettgarne anschließend verwoben (10 Kettbäume mit jeweils 12.000 m)
  • III. Herstellung eines erfindungsgemäßen textilen Flächengebildes
  • Man führte ein nach II. ausgerüstetes Garn als Kettgarn in einen Webstuhl ein. Anschließend verwob man mit einem zweiten ausgerüsteten Garn nach II. als Schussgarn und stellte dadurch ein Gewebe her. Es hatte eine Luftdurchlässigkeit von 1000 l/min·m2. Das so hergestellte Gewebe wurde über zwei Silikonrollen mit einer Temperatur von 150°C bei einem Anpressdruck von 80 bar kalandriert. Man führte keinen Entschlichtungsschritt durch.
  • Es entstand ein erfindungsgemäßes textiles Flächengebilde, das nicht klebrig war, mechanisch flexibel war und das eine Luftdurchlässigkeit von 120 l/min·m2 aufwies.
  • Erfindungsgemäßes textiles Flächengebilde lässt sich als Plane, beispielsweise im Baubereich, oder zur Herstellung von Airbags verwenden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 0622378 A [0029]
    • - US 3905929 [0038]
    • - US 3920598 [0038]
    • - DE 1495745 A [0041]
    • - US 3412054 A [0044]
    • - DE 3911827 A [0046]
    • - DE 2034479 [0048]
    • - DE 1954090 [0051]
    • - CA 1129128 A [0058]
    • - US 4269748 A [0058]
    • - US 4292226 A [0058]
    • - US 4192937 A [0058]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 36, 6. Auflage, S. 18–26, Wiley-VCH Weinheim, 2003 [0005]
    • - Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 62 bis 65 [0023]
    • - Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 311 bis 313 [0041]
    • - DIN EN ISO 3219 [0073]
    • - DIN 53887 [0105]
    • - DIN 53887 [0129]
    • - DIN 53240 [0130]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung eines textilen Flächengebildes, dadurch gekennzeichnet, dass man textile Fasern mit einer wässrigen Formulierung behandelt, die mindestens ein in Wasser dispergiertes Polyurethan (A) enthält, zu einem textilen Flächengebilde verarbeitet und danach thermisch behandelt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unbehandelten textilen Fasern im wesentlichen aus Polyester, Polyamid oder Aramid bestehen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man keinen Entschlichtungsschritt durchführt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem textilen Flächengebilde um ein Gewebe handelt.
  5. Verfahren nach einem der Schritte 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man durch Behandlung mit der wässrigen Formulierung und die ein- oder mehrfache thermische Behandlung einen nicht-klebrigen Film mit einer Luftdurchlässigkeit im Bereich von 50 bis 500 l/min·m2 auf dem Flächengebilde bildet.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man Polyurethan (A) wählt aus Polyurethanen, die man durch Reaktion von mindestens einem Diisocyanat a) und mindestens einem Polyesterpolyol b1) oder mindestens einem Polyetherpolyol b1) und weiterhin mindestens einem Monomer c) mit einer hydrophilen oder potenziell hydrophilen Gruppe herstellen kann.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man eine wässrige Formulierung einsetzt, die mindestens ein Polyurethan (A) und mindestens einen Verdicker (B) enthält.
  8. Textiles Flächengebilde mit einer Luftdurchlässigkeit im Bereich von 50 bis 500 l/min·m2, umfassend (1) zu einem Flächengebilde verarbeitete textile Fasern, die im wesentlichen aus Polyester, Polyamid oder Aramid als faserigem Material bestehen, und (2) mindestens einen nicht-klebrigen Film, der auf den Fasern fixiert ist und der durch Abscheiden und gegebenenfalls thermische Behandlung eines Polyurethans (A) auf den Fasern hergestellt wird.
  9. Textiles Flächengewebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man den nicht-klebrigen Film (2) herstellt unter Verwendung von mindestens einer wässrige Formulierung, die mindestens ein Polyurethan (A) und mindestens einen Verdicker (B) enthält.
  10. Textiles Flächengebilde nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass man als Polyurethan (A) zur Herstellung von nicht-klebrigem Film (2) ein Polyurethan einsetzt, das man durch Reaktion von mindestens einem Diisocyanat a) und mindestens einem Polyesterpolyol b1) oder mindestens einem Polyetherpolyol b1) und weiterhin mindestens einem Monomer c) mit einer hydrophilen oder potenziell hydrophilen Gruppe herstellen kann.
  11. Verwendung von textilen Flächengebilden nach einem der Ansprüche 8 bis 10 als oder zur Herstellung von Planen, als oder zur Herstellung von Filtermaterialien oder zur Herstellung von Airbags.
  12. Verfahren zur Herstellung von Planen, Filtermaterialien oder Airbags unter Verwendung von mindestens einem textilen Flächengebilde nach einem der Ansprüche 8 bis 10.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man es durch Verkleben oder durch Hochfrequenzschweißen durchführt.
  14. Planen, Filtermaterialien oder Airbags, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 12 oder 13.
  15. Wässrige Formulierungen, enthaltend (A) mindestens ein in Wasser dispergiertes Polyurethan, hergestellt durch Reaktion von mindestens einem Diisocyanat a) und mindestens einem Polyesterpolyol b1) oder mindestens einem Polyetherpolyol b1) und weiterhin mindestens einem Monomer c) mit einer hydrophilen oder potenziell hydrophilen Gruppe, (B) mindestens einen Verdicker, (C) gegebenenfalls einen oder mehrere Hilfsstoffe, wobei die wässrigen Formulierungen einen Feststoffgehalt von 35 bis 70% haben
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2500454A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-19 Autoliv Development AB Stoff zur Verwendung bei der Herstellung eines aufblasbaren Airbags

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3412054A (en) 1966-10-31 1968-11-19 Union Carbide Corp Water-dilutable polyurethanes
DE1495745A1 (de) 1963-09-19 1969-06-04 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung waessriger,emulgatorfreier Polyurethan- Latices
DE1954090A1 (de) 1969-10-28 1971-05-06 Bayer Ag 2-(beta-Amino-propionamido)-alkan-sulfonsaeuresalze und ihre Verwendung als anionische Aufbaukomponente bei der Herstellung von emulgatorfreien Polyurethandispersionen
DE2034479A1 (de) 1970-07-11 1972-01-13 Bayer Polyurethan Kunststoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung
US3905929A (en) 1973-03-23 1975-09-16 Bayer Ag Aqueous dispersions of polyurethane having side chain polyoxyethylene units
US3920598A (en) 1973-03-23 1975-11-18 Bayer Ag Non-ionic polyurethane dispersions having side chains of polyoxyethylene
US4192937A (en) 1977-07-15 1980-03-11 Bayer Aktiengesellschaft Process for the preparation of isocyanate polyaddition products which have hydroxyl groups in side chains
US4269748A (en) 1978-03-15 1981-05-26 Bayer Aktiengesellschaft Process for the preparation of aqueous polyurethane dispersions and solutions
US4292226A (en) 1978-10-06 1981-09-29 Bayer Aktiengesellschaft Process for the production of aqueous dispersions or solutions of polyurethane polyureas, and dispersions or solution obtainable by this process and their use
CA1129128A (en) 1977-06-07 1982-08-03 Josef Pedain Process for the preparation of aqueous polyurethane dispersions and solutions
DE3911827A1 (de) 1989-04-11 1990-10-25 Basf Ag Waessrige dispersionen von durch einwirkung von energiereicher strahlung vernetzbaren polyurethanen
EP0622378A1 (de) 1993-04-29 1994-11-02 Th. Goldschmidt AG Alpha,omega-Polymethacrylatdiole, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung zur Herstellung von Polymeren, insbesondere Polyurethanen und Polyestern

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4028637A1 (de) * 1990-09-08 1992-03-12 Akzo Gmbh Verfahren zum partiellen beschichten von geweben
DE4231034A1 (de) * 1992-09-17 1994-03-24 Basf Ag Polyurethan-Dispersionen und ihre Verwendung als Beschichtungsmittel für Textilien und Leder
DE19537240A1 (de) * 1995-10-06 1997-04-10 Basf Ag Verfahren zur Stabilisierung von gefärbtem Textilgut gegen Vergilbung
DE19849891A1 (de) * 1997-12-08 1999-06-10 Basf Ag Mit Polyurethandispersionen gebundene sterile Vliesstoffe
DE10049395A1 (de) * 2000-10-05 2002-04-25 Berger Seiba Technotex Verwaltungs Gmbh & Co Textiles Flächengebilde

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1495745A1 (de) 1963-09-19 1969-06-04 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung waessriger,emulgatorfreier Polyurethan- Latices
US3412054A (en) 1966-10-31 1968-11-19 Union Carbide Corp Water-dilutable polyurethanes
DE1954090A1 (de) 1969-10-28 1971-05-06 Bayer Ag 2-(beta-Amino-propionamido)-alkan-sulfonsaeuresalze und ihre Verwendung als anionische Aufbaukomponente bei der Herstellung von emulgatorfreien Polyurethandispersionen
DE2034479A1 (de) 1970-07-11 1972-01-13 Bayer Polyurethan Kunststoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung
US3905929A (en) 1973-03-23 1975-09-16 Bayer Ag Aqueous dispersions of polyurethane having side chain polyoxyethylene units
US3920598A (en) 1973-03-23 1975-11-18 Bayer Ag Non-ionic polyurethane dispersions having side chains of polyoxyethylene
CA1129128A (en) 1977-06-07 1982-08-03 Josef Pedain Process for the preparation of aqueous polyurethane dispersions and solutions
US4192937A (en) 1977-07-15 1980-03-11 Bayer Aktiengesellschaft Process for the preparation of isocyanate polyaddition products which have hydroxyl groups in side chains
US4269748A (en) 1978-03-15 1981-05-26 Bayer Aktiengesellschaft Process for the preparation of aqueous polyurethane dispersions and solutions
US4292226A (en) 1978-10-06 1981-09-29 Bayer Aktiengesellschaft Process for the production of aqueous dispersions or solutions of polyurethane polyureas, and dispersions or solution obtainable by this process and their use
DE3911827A1 (de) 1989-04-11 1990-10-25 Basf Ag Waessrige dispersionen von durch einwirkung von energiereicher strahlung vernetzbaren polyurethanen
EP0622378A1 (de) 1993-04-29 1994-11-02 Th. Goldschmidt AG Alpha,omega-Polymethacrylatdiole, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung zur Herstellung von Polymeren, insbesondere Polyurethanen und Polyestern

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIN 53240
DIN 53887
DIN EN ISO 3219
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 36, 6. Auflage, S. 18-26, Wiley-VCH Weinheim, 2003
Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 311 bis 313
Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 62 bis 65

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2500454A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-19 Autoliv Development AB Stoff zur Verwendung bei der Herstellung eines aufblasbaren Airbags
WO2012123369A3 (en) * 2011-03-16 2013-07-18 Autoliv Development Ab A fabric for use in the manufacture of an inflatable air-bag
CN103403240A (zh) * 2011-03-16 2013-11-20 奥托立夫开发公司 用于制造可充气的安全气囊的织物
US8991855B2 (en) 2011-03-16 2015-03-31 Autoliv Development Ab Fabric for use in the manufacture of an inflatable air-bag
CN103403240B (zh) * 2011-03-16 2016-03-23 奥托立夫开发公司 用于制造可充气的安全气囊的织物

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Publication number Publication date
WO2009087057A1 (de) 2009-07-16

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