DE102010003604A1

DE102010003604A1 - Mit Haftvermittler ausgerüstete textile Flächengebilde

Info

Publication number: DE102010003604A1
Application number: DE201010003604
Authority: DE
Inventors: Johann Müller
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2010-04-01
Publication date: 2011-10-06
Also published as: WO2011120804A3; WO2011120804A2

Abstract

Die Erfindung betrifft mit Haftvermittlern ausgerüstete Fasern, Garne und textile Flächengebilde sowie deren Herstellung und Verwendung.

Description

Die Erfindung betrifft mit Haftvermittlern ausgerüstete Fasern, Garne und textile Flächengebilde sowie deren Herstellung und Verwendung.
Als textile Flächengebilde gelten Textilien wie beispielsweise Gewebe, Gelege, Vliese, Gewirke und Gestricke. Mit Siliconkautschuk beschichtete Textilien werden bevorzugt in Arbeits-, Sport-, Funktions- und Freizeitbekleidung eingesetzt, wo neben funktionellen Faktoren und dem Tragekomfort auch modische Aspekte im Vordergrund stehen können. Eine Feinbeschichtung oder Imprägnierung mit hautverträglichem Siliconkautschuk macht Kleidung wasserabweisend, abriebfest, elastisch, waschbeständig, knitterfrei, bequem und verleiht dem textilen Material einen angenehm weichen Griff. Beschichtungen spielen auch eine sehr wichtige Rolle in industriellen Textilien wie beispielsweise Kompensatoren für öffentliche Verkehrsmittel oder öffentliche Gebäude, Vorhänge, Lichtschutztextilien, Markisen oder Sicherheitsrückhaltesysteme in Automobilen oder auch Architekturtextilien.
Textilien die mit Siliconkautschuk beschichtet werden sollen, haben jedoch oft den Mangel, dass Siliconkautschuk nicht gut an der Oberfläche haftet. Um dennoch eine Haftung zu ermöglichen werden Silikonkautschukformulierungen verwendet, die diverse Haftvermittlungszusätze enthalten. Damit sie ausreichende Wirkung zeigen werden die Haftvermittler in größeren Mengen eingesetzt, was jedoch zu einem negativen Einfluss auf die Rheologie führt. Es kommt zur Erhöhung der Viskosität, es zeigt sich ein ausgeprägtes thixotropes Verhalten, die Empfindlichkeit gegen Luftfeuchtigkeit erhöht sich und die Lagerstabilität wird erniedrigt. Um eine bessere Haftung zu erreichen, werden die Textilien vor der Beschichtung zudem häufig einer aufwändigen Reinigung unterzogen.
Die Aufgabe bestand darin Fasern, Garne oder textile Flächengebilde bereitzustellen, die bei der Beschichtung mit Silikonkautschukformulierungen eine gute Haftung zeigen, ohne jedoch die oben genannten Nachteile zu zeigen.
Gegenstand der Erfindung sind daher Fasern, Garne und textile Flächengebilde, die mit dem Haftvermittler der allgemeinen Formel (I) ausgerüstet sind X-[(SiOR¹R²)_n(SiOR¹R³)_m)_o-X (I) wobei
R¹ ein einwertiger SiC-gebundener, unsubstituierter oder mit Heteroatomen substituierter Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen aufweist oder nicht aufweist,
R² ist ein Kohlenwasserstoffrest mit funktionellen Gruppen die ausgewählt werden aus der Gruppe enthaltend Epoxy-, Acryl- oder Methacrylgruppen.
R³ ein H-Atom,
X ein Rest R¹, R², R³ oder OH oder O-Alkyl,
n eine Zahl von 0 bis 200,
m eine Zahl ≥ 1 und
o eine Zahl ≥ 1
bedeuten.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Rest R¹ um einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei der Methylrest besonders bevorzugt ist.
Als R² sind Kohlenwasserstoffreste die als funktionelle Gruppe die Epoxygruppe enthalten bevorzugt.
Bevorzugt ist m eine Zahl von 1 bis 200. Bevorzugt ist o eine Zahl von 1 bis 100.
Solche Verbindungen können nach dem Fachmann bekannten Methoden hergestellt werden, wie beispielsweise im Lehrbuch Walter Noll, Chemie und Technologie der Silicone, Verlag Chemie, 1968, ASIN B0000BSUOU, Seite 162 ff beschrieben.
Die Fasern, Garne und textile Flächengebilde können aus allen dem Fachmann bekannten Fasern wie beispielsweise natürliche Pflanzenfasern bzw. Tierfasern oder künstlichen Fasern wie Chemie- und Regeneratfasern bestehen.
Das Verfahren zur Herstellung der Fasern, Garne und textilen Flächengebilde, die mit dem Haftvermittler der allgemeinen Formel (I) ausgerüstet sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Haftvermittlers bereits während des textilen Herstellungsprozesses der Fasern, Garne oder textilen Flächengebilde durch sprühen, tauchen, extrudieren, spritzen, pflatschen oder mittels mechanischer Übertragung wie beispielsweise über Walzen, Rasterwalzen, getränkte Filze oder Schäume, entweder als Reinsubstanz oder als Bestandteil einer Formulierung erfolgt.
Der Haftvermittler der allgemeinen Formel (I) kann bei Raumtemperatur oder bei erhöhter oder auch bei erniedrigter Temperatur aufgebracht werden.
Der Einfachheit halber wird bei Umgebungsdruck aufgebracht. Es kann aber auch bei erhöhtem oder reduziertem Druck aufgebracht werden.
Nach dem Aufbringen kann eine thermische Nachbehandlung bis zu 300°C in einem Zeitraum von 0,001 bis zu 2 Minuten erfolgen. Es kann aber auch einfach bei Raumtemperatur weiter verfahren werden.
Der Haftvermittler kann beispielsweise als Bestandteil einer Avivage-Formulierung auf Fasern oder Garne über Galetten oder Dosierpumpen beim Zwischen- oder Endspulen aufgebracht werden. Weiter Möglichkeiten bestehen darin als Bestandteil von Spinnfinish-Formulierungen oder beim Schlichten die Fasern oder Garne mit dem Haftvermittler auszurüsten. Auch in Form einer Badpräparation ist das Aufbringen des Haftvermittlers während des Faser- und Garnherstellungsprozesses möglich.
Der Haftvermittler wird dabei in Mengen von 0,000001% bis zu 10% bezogen auf das Gewicht der Faser, des Garnes oder des textilen Flächengebildes aufgebracht. Bevorzugter sind Haftvermittler in Mengen von 0,00001% bis 3% des Fasergewichtes. Besonders bevorzugt 0,0001 bis 1%.
Fasern, Garne und textilen Flächengebilde, die mit dem Haftvermittler der allgemeinen Formel (I) ausgerüstet sind, können zur Beschichtung mit organischen Beschichtungsmassen insbesondere mit Siliconkautschuk verwendet werden.
Die Beschichtung kann beispielsweise im Rakelverfahren, Tauchverfahren, Extrusionsverfahren, Spritz- oder Sprühverfahren, aufgebracht werden. Auch alle Arten von Rollenbeschichtungen, wie Gravurwalzen, Pflatschen oder Auftrag über Mehrwalzensysteme sowie Siebdruck sind möglich.
Die beschichteten Fasern, Garne und textilen Flächengebilde können überall da eingesetzt werden, wo Textilien mit Beschichtungen, die eine gute Haftung zum Untergrund zeigen, gefordert sind. Beispiele sind, Kompensatoren für öffentliche Verkehrsmittel oder öffentliche Gebäude, Vorhänge, Lichtschutztextilien, Markisen, Sicherheitsrückhaltesysteme in Automobilen, Architekturtextilien oder auch Arbeits-, Sport-, Funktions- und Freizeitbekleidung.
Beispiele
In den nachstehend beschriebenen Beispielen beziehen sich alle Angaben von Teilen und Prozentsätzen, falls nicht anders angegeben, auf das Gewicht. Sofern nicht anders angegeben, werden die nachstehenden Beispiele bei einem Druck der umgebenden Atmosphäre, also etwa 1020 hPa, und bei Raumtemperatur, also bei etwa 20°C bis 25°C, bzw. bei einer Temperatur, die sich beim Zusammengeben der Reaktanden bei Raumtemperatur ohne zusätzliche Heizung oder Kühlung einstellt, durchgeführt.
In den nachfolgenden Bespielen erfolgte die Messung der Haftung nach ISO 53530. Die sogenannte Scrubbeständigkeitsprüfung wurde nach ISO 5981 durchgeführt.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Gewebe aus Polyamid 6.6 Garnen wurde mehrfach einem Waschprozess unterzogen um alle aufgebrachten Textilhilfsmittel aus dem Herstellprozess zu entfernen.
Auf dieses Gewebe wurde eine Siliconkautschukbeschichtungsmasse im Rakelverfahren aufgebracht und 2 Minuten bei 170°C ausgehärtet. Beider der Beschichtungsmasse handelt es sich um eine additionsvernetzenden Flüssigsiliconkautschuk wie er beispielsweise unter dem Markenname ELASTOSIL LR von der Wacker Chemie AG, München zu beziehen ist.
Die Beschichtung hatte eine Haftung von 175 N/5 cm. Die Beschichtung hatte eine Scrubbeständigkeit von 100 Scrubs nach einer Feuchtealterung von 17 Tagen bei 95% Luftfeuchtigkeit und 90°C.
Beispiel 1
Ein Gewebe aus Polyamid 6.6 Garnen wurde mehrfach einem Waschprozess unterzogen um alle aufgebrachten Textilhilfsmittel aus dem Herstellprozess zu entfernen analog zum Vergleichsbeispiel 1.
Im Tauchverfahren wurde anschließend Me₃SiO[SiO(Me)H]₃SiMe₃ in einer Menge von 0,01% des Gewebegewichtes aufgetragen. Das Gewebe wurde 60 Sekunden bei 150°C getrocknet.
Auf dieses ausgerüstete Gewebe wurde die Siliconkautschukbeschichtungsmasse gemäß Vergleichsbeispiel 1 im Rakelverfahren aufgebracht und 2 Minuten bei 170°C ausgehärtet.
Die Beschichtung hatte eine Haftung von 307 N/5 cm. Die Beschichtung hatte eine Scrubbeständigkeit von 1400 Scrubs nach einer Feuchtealterung von 17 Tagen bei 95% Luftfeuchtigkeit und 90°C.
Beispiel 2
Ein Gewebe aus Polyamid 6.6 Garnen wurde mehrfach einem Waschprozess unterzogen um alle aufgebrachten Textilhilfsmittel aus dem Herstellprozess zu entfernen analog zum Vergleichsbeispiel 1.
Im Tauchverfahren wurde anschließend Me₃SiO[SiO(Me)H)]₁₂[SiO(Me)R²]₁₀SiMe₃ in einer Menge von 0,01% des Gewebegewichtes aufgetragen. R² war bei diesem Beispiel der folgende Epoxy-Rest: -CH₂-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH(O)CH₂ Das Gewebe wurde 60 Sekunden bei 150°C getrocknet.
Auf dieses ausgerüstete Gewebe wurde die Siliconkautschukbeschichtungsmasse gemäß Vergleichsbeispiel 1 im Rakelverfahren aufgebracht und 2 Minuten bei 170°C ausgehärtet.
Die Beschichtung hatte eine Haftung von 358 N/5 cm. Die Beschichtung hatte eine Scrubbeständigkeit von 2800 Scrubs nach einer Feuchtealterung von 17 Tagen bei 95% Luftfeuchtigkeit und 90°C.
Wie der Vergleich mit Vergleichsbeispiel 1 zeigt weisen die erfindungsgemäßen Beispiele 1 und 2 eine wesentlich erhöhte Haftung, Scrubbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit bei einer Feuchtealterung von 17 Tagen bei 95% Luftfeuchtigkeit und 90°C auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Walter Noll, Chemie und Technologie der Silicone, Verlag Chemie, 1968, ASIN B0000BSUOU, Seite 162 ff [0009]
ISO 53530 [0021]
ISO 5981 [0021]

Claims

Fasern, Garne und textile Flächengebilde, die mit dem Haftvermittler der allgemeinen Formel (I) ausgerüstet sind X-[(SiOR¹R²)_n(SiOR¹R³)_m)_o-X (I) wobei R¹ ein einwertiger SiC-gebundener, unsubstituierter oder mit Heteroatomen substituierter Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen aufweist oder nicht aufweist, R² ist ein Kohlenwasserstoffrest mit funktionellen Gruppen die ausgewählt werden aus der Gruppe enthaltend Epoxy-, Acryl- oder Methacrylgruppen, R³ ein H-Atom, X ein Rest R¹, R², R³ oder OH oder O-Alkyl, n eine Zahl von 0 bis 200, m eine Zahl ≥ 1 und o eine Zahl ≥ 1 bedeuten.
Verfahren zur Herstellung der Fasern, Garne und textilen Flächengebilde gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Haftvermittlers der allgemeinen Formel (I) während des textilen Herstellungsprozesses der Fasern, Garne oder textilen Flächengebilde durch sprühen, tauchen, extrudieren, spritzen, pflatschen oder mittels mechanischer Übertragung entweder als Reinsubstanz oder als Bestandteil einer Formulierung erfolgt.
Verwendung der Fasern, Garne und textilen Flächengebilde gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Textilien ausgewählt aus der Gruppe enthalten Kompensatoren für öffentliche Verkehrsmittel oder öffentliche Gebäude, Vorhänge, Lichtschutztextilien, Markisen, Sicherheitsrückhaltesysteme in Automobilen, Architekturtextilien, Arbeits-, Sport-, Funktions- und Freizeitbekleidung.