DE102012002954A1

DE102012002954A1 - Textiles Lichtschutzmaterial

Info

Publication number: DE102012002954A1
Application number: DE201210002954
Authority: DE
Inventors: Robert Groten; Günter Schmitt
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2032-02-17
Also published as: JP2015510556A; JP6109200B2; EP2815012A1; US20160263618A1; WO2013120599A1; AU2013220719B2; DE102012002954B4; AU2013220719A1; US20150017401A1

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Mikrofilament-Vliesstoffs mit einem Flächengewicht von 20 bis 300 g/m2, wobei der Vliesstoff schmelzgesponnene und zu einem Vlies abgelegte Verbundfilamente mit einem Titer von 1,5 bis 5 dtex umfasst und die Verbundfilamente zumindest zu 80% zu Elementarfilamenten mit einem Titer von 0,05 bis 2,0 dtex gesplittet und verfestigt sind und wobei die Elementarfilamente Titandioxid in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,4 bis 1,4 Gew.-%, aufweisen, als textiles Lichtschutzmaterial.

Description

Die Erfindung betrifft ein textiles Lichtschutzmaterial, umfassend einen Mikrofilament-Vliesstoff mit einem Flächengewicht von 20 bis 300 g/m² sowie seine Verwendung zur Herstellung von Sonnenschirmen, Outdoor-Vorhängen oder Rollos, kombinierten Wind- und Sonnenschutzmaterialien oder Markisen.
Textile Lichtschutzmaterialien werden in verschiedenen Ausführungsformen angeboten. Prinzipiell ist zwischen weichen und harten Materialien für diesen Zweck zu unterscheiden. Aus weichen textilen Materialien werden oftmals Bekleidungsstücke, Gardinen, Vorhänge oder Rollos hergestellt und aus harten Materialien Vertikal- oder Horizontal-Jalousien und Faltrollos. Auch für die Abschirmung von zu großer Lichteinstrahlung beispielsweise in Wintergärten werden entsprechende textile Lichtschutzvorrichtungen eingesetzt. Aus dem Dokument US 5,436,064 sind steife Textilkomposite bekannt, die aus einem Vliesstoff aus thermoplastischen Material und einem Gewebe bestehen, die zusammengebracht, vernadelt und durch Erwärmung miteinander verschmolzen werden. Weiterhin sind aus dem Dokument US 5,600,974 steife Textilkomposite bekannt, die aus Vliesstoffen bestehen, die in einer Wirkmaschine mit Garnen durchwirkt werden. Der Vliesstoff besteht dabei aus zwei unterschiedlichen Fasern, von denen eine thermoplastisch ist und nach der Garndurchwirkung aufgeschmolzen wird. Die bekannten Textilkomposite können zusätzlich noch mit einer Schaumstoffschicht versehen werden und sind für die Herstellung von Vertikal-Jalousien, Faltrollos, Wandverkleidungen oder Automobil-Innenauskleidungen geeignet.
Ebenfalls bekannt ist es zur Erhöhung des UV-Schutzes von Geweben Titandioxid als Filtersubstanz einzubinden. So kann Titandioxid beispielsweise bereits während des Spinnens in synthetische Garne eingelagert werden.
Die bekannten textilen Lichtschutzmaterialien weisen Nachteile hinsichtlich des hohen Materialeinsatzes, einer ungenügenden Abschirmung des einfallenden Lichtes, insbesondere des darin enthaltenen UV-Anteils, oder ihrer Lichtbeständigkeit auf. Weiterhin ist ein rationelles Fertigungsverfahren wünschenswert.
Aus der DE 1011053 ist die Verwendung eines Mikrofilament-Vliesstoffs mit einem Flächengewicht von 20 bis 300 g/m² als textiles Lichtschutzmaterial bekannt, bei dem der Vliesstoff aus schmelzgesponnenen, verstreckten und unmittelbar zu einem Vlies abgelegten Mehrkomponenten-Endlosfilamenten mit einem Titer von 1,5 bis 5 dtex besteht und die Mehrkomponenten-Endlosfilamente (gegebenenfalls nach einer Vorverfestigung) zumindest zu 80% zu Mikro-Endlosfilamenten mit einem Titer von 0,05 bis 2,0 dtex gesplittet und verfestigt sind.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein textiles Lichtschutzmaterial mit weiter verbesserter Lichtschutzwirkung sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein textiles Lichtschutzmaterial, umfassend mindestens einen Mikrofilament-Vliesstoff mit einem Flächengewicht von 20 bis 300 g/m² gelöst, wobei der Vliesstoff schmelzgesponnene und zu einem Vlies abgelegte Verbundfilamente mit einem Titer von 1,5 bis 5 dtex umfasst und die Verbundfilamente zumindest zu 80% zu Elementarfilamenten mit einem Titer von 0,05 bis 2,0 dtex gesplittet und verfestigt sind, wobei die Elementarfilamente Titandioxid in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,2 bis 5 Gew.-%, noch bevorzugter von 0,3 bis 1,5 Gew.-%, noch bevorzugter von 0,4 bis 1,4 Gew.-%, insbesondere von 0,7 bis 1,1 Gew.-% aufweisen.
Überraschend wurde erfindungsgemäß gefunden, dass ein derartiges Lichtschutzmaterial bereits bei Flächengewichten von unter 300 g/m² nahezu UV-undurchlässig ist. Erfindungsgemäß bevorzugt betragen die Flachengewichte des Lichtschutzmaterials von 50 bis 300 g/m, vorzugsweise von 35 bis 200 g/m² und insbesondere von 80 bis 170 g/m.
Ohne sich auf einen bestimmten Wirkmechanismus festzulegen, wird vermutet, dass die Einbindung von Titandioxid in die Elementarfilamente zu einer besonders homogenen Verteilung des Titandioxids im Lichtschutzelement führt, wodurch ein besonders guter Lichtschutz ermöglicht wird. Desweiteren wird vermutet, dass die gute Verteilung in Kombination mit den vielen Faserlagen (etwa 40 Faserlagen pro 100 g/m²) für den guten Lichtschutz im Textil verantwortlich ist. Ein weiterer Effekt könnte darin begründet sein, dass die gesplitteten Filamente, die aufgrund ihrer Splittung jeweils zwei plane Flächen im spitzen Winkel zueinander aufweisen, bezogen auf die spezifische Oberfläche aufsummiert, eine große reflektierende Fläche ergeben.
Als Titandioxid wird erfindungsgemäß bevorzugt partikuläres Titandioxid eingesetzt. Praktische Versuche haben ergeben, dass ein besonders guter Lichtschutz möglich wird, wenn Titandioxid eingesetzt wird, das zu mehr als 50 Gew.-% in Anatas Modifikation vorliegt und/oder eine mittlere Teilchengröße von 20 nm bis 1 μm aufweist. Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung von Titandioxid des Typs CLARIANT RENOL ATDX 30. Die isotrope Fadenverteilung im Vliesstoff macht ein Säumen und die Beachtung der Maschinenlaufrichtung nicht erforderlich. Durch die Endlosfilamente weist das textile Lichtschutzmaterial kein Ausfasern auf. Eine chemische Ausrüstung ist nicht erforderlich. Jedoch können die vorteilhaften Eigenschaften des Vliesstoffs durch geeignete chemische Ausrüstungen, wie insbesondere Hydrophilie, Hydrophobie, Flammschutz, Anti-Schmutzausrüstung, metallhaltige Beschichtungen, mit weiteren vorteilhaften Eigenschaften kombiniert werden.
Denkbar ist dass sämtliche Elementarfilamente Titandioxid enthalten. Vorteilhaft hieran ist, dass ein besonders effektiver Sonnenschutz erzielt werden kann. Das Titandioxid kann aber auch nur in ausgewählten Elementarfilamenten vorhanden sein. Wenn die Verbundfilamente beispielsweise Bikomponenten Endlosfilamente sind, so ist denkbar, dass das Titandioxid lediglich in einer der beiden Komponenten des Bikomponenten Endlosfilaments vorhanden ist. Wird beispielsweise ein Lichtschutzmaterial aus einem Bikomponenten Endlosfilament enthaltend Polyester, vorzugsweise Polyethylenterephthalat, und/oder Polybutylenterephthalat als erste Komponente und Polyamid, vorzugsweise Polyamid 6 Polyamid 66, Polyamid 46, Polyamid 6 als zweite Komponente hergestellt, so kann, wie oben dargelegt, das Titandioxid in beiden Komponenten vohanden sein. Denkbar ist aber auch, dass das Titandioxid lediglich der ersten oder der zweiten Komponente zugegeben wird. Bei dieser Ausführungsform ist vorteilhaft, dass das Lichtschutzmaterial eine besonders stabile Struktur aufweist.
Vorzugsweise ist das textile Lichtschutzmaterial eines, bei dem der Vliesstoff mit Flächengewichten von 35 bis 200 g/m² aus schmelzgesponnenen, aerodynamisch verstreckten und unmittelbar zu einem Vlies abgelegten Verbundfilamenten mit einem Titer von 1,5 bis 3 dtex besteht und die Verbundfilamente zumindest zu 80% zu Elementarfilamenten mit einem Titer von 0,05 bis 1,0 dtex gesplittet und verfestigt sind.
Besonders gute Ergebnisse werden erhalten, wenn die Verbundfilamente einen Titer von 0,8 bis 4, vorzugsweise 1,4 bis 2,6, noch bevorzugter 1,6 bis 2,4 dtex aufweisen und/oder wenn die Verbundfilamente zumindest zu 85%, insbesondere zumindest zu 90%, noch bevorzugter zumindest zu 95% zu Elementarfilamenten gesplittet und verfestigt sind, wobei der Titer der Elementarfilamente vorzugsweise von 0,01 bis 0,3 dtex, vorzugsweise von 0,03 bis 0,2 dtex insbesondere von 0,05 bis 0,15 dtex beträgt.
Vorzugsweise ist das textile Lichtschutzmaterial eines, bei dem das Mehrkomponenten-Endlosfilament ein Bikomponenten-Endlosfilament aus mindestens zwei inkompatiblen Polymeren ist. Ein solches Bikomponenten-Endlosfilament weist eine gute Spaltbarkeit in Elementarfilamente auf und bewirkt ein günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Flächengewicht. Gleichzeitig ist das erfindungsgemäße textile Lichtschutzmaterial aufgrund der verwendeten Polymere und deren Filamentstruktur knitterarm, gut waschbar und schnell trocknend, d. h., pflegeleicht.
Werden als Verbundfilamente Bikomponenten-Endlosfilamente eingesetzt, so beträgt das Gewichtsverhältnis zwischen der ersten und zweiten Komponente vorzugsweise 60:40, noch bevorzugter 70:30, wobei als erste Komponente vorzugsweise ein Polyester, insbesondere Polyethylentherephthalat eingesetzt wird.
Der Anteil der Verbundfilamente im textilen Lichtschutzmaterial beträgt vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, insbesondere 60 bis 100 Gew.-%.
Vorzugsweise ist das textile Lichtschutzmaterial eines, bei dem die Verbundfilamente einen Querschnitt mit orangenartiger oder auch „Pie” genannten Multisegment-Struktur aufweisen, wobei die Segmente verschiedene, alternierend inkompatible Polymere, enthalten. Ebenfalls geeignet sind Hollow-Pie Strukturen, die auch einen asymmetrisch axial verlaufenden Hohlraum aufweisen können.
Die Orangenspalten- bzw. Kuchenstück-Anordnung (Pie-Anordnung) weist vorteilhafterweise 2, 4, 8, 16, 24, 32 oder 64 Segmente, besonders bevorzugt 16, 24 oder 32 Segmente, auf.
Als Polymere werden bevorzugt thermoplastische Polymere, insbesondere sogenannte inkompatible Polymerpaare oder -blends, aus verschiedenen Polyolefinen, Polyestern, Polyamiden und/oder Polyurethanen in beliebiger Kombination eingesetzt, die vorzugsweise nicht, nur bedingt bzw. schwer klebende Paarungen ergeben.
Unter einer im Wesentlichen nicht-klebenden Bindung wird hier eine Verbindung verstanden, die keine, eine schwere oder nur eine bedingte Klebbarkeit aufweist. So weisen Materialien mit einer bedingten Klebbarkeit eine bedingte oder keine Diffusionsklebung, jedoch unter Umständen eine gute Adhäsionsklebung auf, und Materialien mit einer schweren Klebbarkeit weisen keine Diffusionsklebung und wenn überhaupt eine bedingte Adhäsionsklebung auf.
Unter inkompatiblen Polymerpaaren oder -blends wird erfindungsgemäß verstanden, dass die einzelnen Komponenten eine geringe Haftung aneinander aufweisen und somit leicht spaltbar sind.
Die verwendeten Polymerpaare werden besonders bevorzugt ausgewählt aus Polymerpaaren mit mindestens einem Polyolefin, bevorzugt mit Polyethylen, wie Polypropylen/Polyethylen, Polyamid 6/Polyethylen oder Polyethylenterepthalat/Polyethylen, oder mit Polypropylen, wie Polypropylen/Polyethylen, Polyamid 6/Polypropylen oder Polyethylenterepthalat/Polypropylen.
Polymerpaare mit zumindest einem Polyamid oder mit zumindest einem Polyethylenterephthalat werden wegen deren bedingter Klebbarkeit bevorzugt und Polymerpaare mit zumindest einem Polyolefin werden wegen deren schwerer Klebbarkeit besonders bevorzugt verwendet.
Als besonders bevorzugte Komponenten des Mehrkomponenten-Endlosfilaments haben sich Polyester, vorzugsweise Polyethylenterephthalat, und/oder Polybutylenterephthalat einerseits, Polyamid, vorzugsweise Polyamid 6 Polyamid 66, Polyamid 46, andererseits ggf. in Kombination mit einem oder mehreren weiteren zu den oben genannten Komponenten inkompatiblen Polymeren, vorzugsweise ausgewählt aus Polyolefinen als besonders zweckmäßig erwiesen.
Vorzugsweise ist das textile Lichtschutzmaterial weiterhin eines, bei dem mindestens eines der das Mehrkomponenten-Endlosfilament bildenden inkompatiblen Polymeren, Polyethylentherephthalat einerseits und einem Polyamid, vorzugsweise Polyamid 6 umfasst. Diese Kombination weist eine hervorragende Spaltbarkeit auf.
Neben dieser orangenartigen Multisegment-Struktur der Verbundfilamente ist auch eine „side-by-side” (s/s) Segment-Anordnung der inkompatiblen Polymeren im Mehrkomponenten-Endlosfilament möglich, die vorzugsweise zur Erzeugung gekräuselter Filamente genutzt wird. Solche Segment-Anordnungen der inkompatiblen Polymeren im Mehrkomponenten-Endlosfilament haben sich als sehr gut spaltbar erwiesen. Das textile Lichtschutzmaterial besitzt ein sehr günstiges Verhältnis von Flächengewicht zum UV-Lichtabsorptionsvermögen, so dass sich auch bei geringem Materialeinsatz hoch effektive Lichtschutzmaterialien daraus herstellen lassen.
Das Lichtschutzmaterial kann darüberhinaus geeignete Zusätze umfassen. Durch die Zusätze können beispielsweise statische Aufladungen vermindert bzw. vermieden werden. Das textile Lichtschutzmaterial weist, insbesondere bei der Verwendung als Bekleidungsstück, Gardine oder Vorhang, sehr gute Pflegeeigenschaften hinsichtlich seiner Waschbarkeit und einer geringen Trockenzeit auf.
Das Lichtschutzmaterial kann mit einem Verfahren umfassend die folgenden Schritte hergestellt werden:

– Verbundfilamente werden aus mindestens zwei Polymerschmelzen ersponnen, wobei die erste Polymerschmelze mindestens ein erstes Polymer und die zweite Polymerschmelze mindestens ein zweites zu dem ersten Polymer inkompatibles Polymer enthält, und wobei mindestens eine Polymerschmelze Titandioxid in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew.-%, noch bevorzugter 0,3 bis 1,5 Gew.-%, noch bevorzugter 0,4 bis 1,4 Gew.-%, insbesondere von 0,7 bis 1,1 Gew.-%, enthält.
– die Verbundfilamente werden verstreckt und zu einem Vlies abgelegt,
– das Vlies wird durch Hochdruck-Fluidstrahlen verfestigt und in Elementarfilamente mit einem Titer von 0,05 bis 2,0 dtex gesplittet.

Das so erhaltene textile Lichtschutzmaterial ist sehr gleichmäßig hinsichtlich seiner Dicke. Es weist eine isotrope Fadenverteilung auf, besitzt keine Neigung zum Delaminieren und ist insbesondere bei der Verwendung von nicht gekräuselten Filamenten durch hohe Modulwerte ausgezeichnet.
Denkbar ist das Titandioxid sämtlichen Polymerkomponenten zugegeben. Die Zugabe kann beispielsweise durch Einbringen eines Titandioxid enthaltenden Masterbatches in die Polymerschmelze erfolgen. Vorteilhaft hieran ist, dass die Verteilung des Titandioxids sehr homogen ist, so dass ein besonders effektiver Sonnenschutz erzielt werden kann. Darüber hinaus ist verfahrenstechnisch von Vorteil, dass die Anwesenheit von Titandioxid die Rekristallisation der Polymerschmelzen verbessert. Eine schnelle Rekristallisation ist vorteilhaft, da sie die Anzahl der Filamentabrisse während der Verstreckung senkt. Auf diese Weise können irreparable Fehler bei der Materialherstellung vermieden werden. Darüber hinaus verhindert eine schnelle Rekristallisation die Diffusion der Polymerschmelzen ineinander und erleichtert damit die Splittbarkeit.
Denkbar ist jedoch auch, dass das Titandioxid nur ausgewälten Polymerkomponenten zugegeben wird. So ist bei der Herstellung des textilen Lichtschutzmaterials aus Bikomponenten Endlosfilamenten denkbar, dass Titandioxid lediglich einer der beiden Komponenten für das Bikomponenten Endlosfilament zugegeben wird. Wird beispielsweise ein Lichtschutzmaterial aus einem Bikomponenten Endlosfilament aus Polyamid 6 und Polyethylenterepthalat hergestellt, so kann wie oben dargelegt das Titandioxid beiden Komponenten zugegeben werden. Denkbar ist aber auch, dass das Titandioxid lediglich dem Polyamid 6 oder dem Polyethylenterephthalat zugegeben wird. Bei dieser Ausführungsform ist vorteilhaft, dass das Bikomponenten Endlosfilament eine besonders stabile Struktur aufweist.
Das Titandioxid wird vorzugsweise mittels eines zuvor compoundierten, Masterbatches von 10–50, vorzugsweise 20–40 Gew.-% TiO2 in PET in die Polymerschmelze eingebracht.
Vorteilhafterweise wird das Verfahren zur Herstellung des textilen Lichtschutzmaterials in der Weise durchgeführt, dass die Verfestigung und Splittung der Verbundfilamente dadurch erfolgt, dass der gegebenenfalls vorverfestigte Vliesstoff mindestens einmal auf jeder Seiten mit Hochdruck-Fluidstrahlen, vorzugsweise mit Hochdruck-Wasserstrahlen beaufschlagt wird. Das textile Lichtschutzmaterial weist dadurch eine textile Oberfläche und einen Splittungsgrad der Verbundfilamente von mehr als 80% auf.
Um die Trennung der Mehrkomponenten-Elementarfilamente in die Elementarfilamente zu erleichtern, weisen die Verbundfilamente vorzugsweise eine mittige Öffnung, insbesondere in Form eines rohrförmigen länglichen Hohlraums auf, welcher in Bezug auf die Mittelachse der Verbundfilamente zentriert sein kann. Durch diese Anordnung lassen sich der enge Kontakt zwischen den Elementarfilamenten, welche durch die Innenwinkel der Spalten bzw. Kreisausschnitte gebildet werden, vor Trennung der Elementarfilamente, sowie der Kontakt in diesem Bereich von verschiedenen aus demselben Polymerstoff hergestellten Elementarfilamenten verringern bzw. vermeiden.
Zur weiteren Verfestigung des Vliesstoff-Gefüges können die Verbundfilamente eine latente oder spontane Kräuselung aufweisen, welche sich aus einem asymmetrischen Verhalten der Elementar-Filamente in Bezug auf deren Längsmittelachse ergibt, wobei diese Kräuselung gegebenenfalls durch eine asymmetrische geometrische Ausgestaltung des Querschnitts der Verbundfilamente aktiviert oder verstärkt wird.
In einer Variante können die Verbundfilamente eine latente oder spontane Kräuselung aufweisen, welche auf eine Differenzierung der physikalischen Eigenschaften der die Elementarfilamente bildenden Polymerstoffe bei den die Verbundfilamente betreffenden Spinn-, Kühlungs- und/oder Streckungsvorgängen zurückzuführen ist, die zu Verdrehungen führt, welche durch interne unsymmetrische Belastungen in Bezug auf die Längsmittelachse der Verbundfilamente verursacht werden, wobei die Kräuselung gegebenenfalls durch eine asymmetrische geometrische Ausgestaltung des Querschnitts der Verbundfilamente aktiviert oder verstärkt wird.
Die Verbundfilamente können eine latente Kräuselung aufweisen, welche durch eine thermische, mechanische oder chemische Behandlung vor Bildung des Vliesstoffes aktiviert wird.
Die Kräuselung kann durch eine zusätzliche Behandlung des verfestigten Stoffs beispielsweise thermisch oder chemisch verstärkt werden. Die Verfestigung des erfindungsgemäßen Vlieses findet vorzugsweise durch Behandlung mit Hochdruck-Fluidstrahlen statt. So können die Elementarfilamente während oder nach der Teilung der Verbundfilamente mit einem mechanischen, übenwiegend senkrecht zur Stoffebene wirkenden Mittel (Vernadelung, flüssige Druckstrahlen) stark verwickelt werden.
Die Verbundfilamente können beispielsweise durch mechanische und/oder pneumatische Ablenkung abgelegt werden, wobei mindestens zwei von diesen Ablenkungsarten kombiniert werden können, sowie durch Schleudern auf ein Endlos-Laufband und mechanisch durch Vernadelung oder durch die Wirkung von flüssigen Druckstrahlen, welche mit festen (Mikro) Partikeln beaufschlagt sein können. Die Schritte der Verwickelung und Trennung der Verbundfilamente in Elementarfilamente können in ein und demselben Verfahrensschritt und mit ein und derselben Vorrichtung erfolgen, wobei die mehr oder weniger vollständige Trennung der Elementarfilamente mit einem zusätzlichen, mehr auf die Trennung gerichteten Vorgang enden kann.
Die Festigkeit und der mechanische Widerstand des Vliesstoffes können ferner deutlich erhöht werden, wenn vorgesehen ist, dass die Elementarfilamente untereinander durch eine Thermofusion gebunden werden, welche eines oder mehrere von ihnen betrifft, vorzugsweise durch Warmkalandrierung mit geheizten, glatten oder gravierten Walzen, durch Durchziehen durch einen Heißluft-Tunnelofen, durch Durchziehen auf eine von heißer Luft durchströmte Trommel und/oder durch Auftragen eines in einer Dispersion oder in einer Lösung enthaltenen oder pulverförmigen Bindemittels.
In einer Variante kann die Verfestigung des Flors ebenfalls beispielsweise durch Warmkalandrierung vor jeglicher Trennung der einheitlichen Verbundfilamente in Elementarfilamente erfolgen, wobei die Trennung nach der Florverfestigung erfolgt.
Ferner kann das Florgefüge auch durch eine chemische Behandlung (wie sie beispielsweise in der französischen Patentschrift Nr. 2 546 536 der Anmelderin beschrieben ist) oder durch eine thermische Behandlung verfestigt werden, welche zu einer kontrollierten Schrumpfung zumindest eines Teils der Elementarfilamente nach deren gegebenenfalls erfolgter Trennung führt. Daraus ergibt sich eine Schrumpfung des Stoffs in Breit- und/oder in Längsrichtung.
Des Weiteren kann der Vliesstoff nach Verfestigung einer Bindung oder Veredelung chemischer Art unterzogen werden, wie beispielsweise einer Anti-Pilling-Behandlung, einer Hydrophilisierung oder Hydrophobisierung, einer antistatischen Behandlung, einer Behandlung zur Verbesserung der Feuerfestigkeit und/oder zur Veränderung der taktilen Eigenschaften oder des Glanzes, einer Behandlung mechanischer Art wie Aufrauen, Sanforisieren, Schmirgeln oder einer Behandlung im Tumbler und/oder einer Behandlung zur Veränderung des Aussehens wie Färben oder Bedrucken.
Praktische Versuche haben ergeben, dass ein Lichtschutzmaterial mit einer besonders homogenen Struktur erhalten werden kann, wenn das Vlies durch Beaufschlagung mit Temperatur und/oder Druck, vorzugsweise durch Kalandrieren bei einer Temperatur von 160 bis 200°C und/oder einem Liniendruck von 20 bis 80 n/mm vorverfestigt wird.
Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße textile Lichtschutzmaterial zur Erhöhung seiner Abriebbeständigkeit noch einer Punktkalandierung unterzogen. Dazu wird der gesplittete und verfestigte Vliesstoff durch beheizte Walzen geführt, von denen mindestens eine Walze Erhebungen aufweist, die zu einem punktuellen Verschmelzen der Filamente untereinander führen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Verbundfilamente durch Spinnfärben eingefärbt.
Das textile Lichtschutzmaterial eignet sich aufgrund seiner guten haptischen Eigenschaften hervorragend zur Herstellung von Sonnenschirmen, Outdoor-Vorhängen oder Rollos, kombinierten Wind- und Sonnenschutzmaterialien oder Markisen, Bekleidungsstücken, wie Badebekleidung, Sonnenhüten, Kinderbekleidung, Gardinen oder Vorhängen. Dabei kann beispielsweise bei der Wasserstrahlverfestigung des Multifilamentvliesstoffes durch die Wahl der Unterlage eine Oberflächenstrukturierung bzw. Musterausbildung vorgenommen werden.
Vorzugsweise wird das textile Lichtschutzmaterial auch zur Herstellung von Vertikal-Jalousien oder Falt-Rollos eingesetzt, wobei die Steifigkeit des Materials durch Prägekalandrieren, Aufschmelzen einer Polymerkomponente und/oder Beschichtung mit einem Schaumstoff erhöht werden kann.
Das erfindungsgemäße Lichtschutzmaterial eignet sich darüber hinaus hervorragend zum Schutz gegen Regen, zur Wärmereflexion und/oder als Werbeträger. Zur Verbesserung der Wärmereflexion kann das Material auf einer Seite mit einem wärmereflektierenden Material, vorzugsweise Aluminium, aufgedampft oder eingebettet in einem Binder, beschichtet werden. Für den Einsatz als Werbeträger kann eine ein- oder beidseitige Bedruckung aufgebracht werden. Zur Verbesserung des Regenschutzes kann das Material wasser-, öl- und/oder schmutzabweisend ausgerüstet werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert:
Beispiel 1
Herstellung eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs
Wie in der EP0814188 beschrieben, wird ein Vliesstoff mit 100 g/m² Flächengewicht, einer Zusammensetzung von PET/PA6 70/30, einem Gesamttiter von 2,4 dtex über 16 PIE-Segmente auf ein Band abgelegt und mittels eine Wasserstrahlverfestigungsanlage gesplittet zu durchschnittlich 0,15 dtex-Einzelfilamenten, die dabei gleichzeitig miteinander verflechten. Die Herstellung erfolgt hier auf der Basis von PET und PA6, welche Titandioxid in einer Menge von jeweils 1 Gew.-% enthalten.
Der so dargestellte Mikrofilamentvliesstoff wird mittels Jetfärbung gefärbt und anschliessend hydrophob ausgerüstet mit einem handelsüblichen Fluorkohlenwasserstoff (wässrig). Das so hergestellte Textil bietet einen hervorragenden UV-Schutz, ist von geringem Flächengewicht und nimmt beim Einpacken sehr wenig Platz in Anspruch und ist somit hervorragend geeignet als textile Sonnen/Windschutz-Einrichtung.
Beispiel 2
Herstellung eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs
Wie in der der EP0814188 beschrieben, wird ein Mikrofilamentvliesstoff hergestellt, der sich nur durch sein Flächengewicht vom Beispiel 1 unterscheidet. In diesem Beispiel weist das Textil ein Flächengewicht von 170 g/m² auf. Das höhere Flächengewicht führt zu einer Steigerung der mechanischen Festigkeiten gegenüber Beispiel 1. Dieses Textil wird zur Steigerung seiner Eigensteifheit und seiner Abrasionsfestigkeit mit einem feinen Raster punktkalandriert. Die eine Seite des Textils wird mittels Rakeln mit einem Binder beschichtet, der feine Aluminiumpartikel oder andere lichtreflektierende Komponenten, bevorzugt Rot- oder Infrarot-reflektierende Komponenten, wie z. B. Vanadiumoxide beinhaltet. Hierdurch wird die Unterseite des Textils wärmestrahlungsreflektierend ausgebildet.
Die andere Seite des Textils wird bedruckt. Dem Druck kann auch eine Dispersionsfärbung des PET-Anteils vorangegangen sein. Der Druck kann im Transfer-Sublimations-Verfahren erfolgen, mit wässrigem oder organischem Lösungsmittel oder mittels wässrigem Binder. Die Qualität der Farben bestimmt die Lebensdauer der Färbung oder des Aufdrucks, nicht aber (mittelbar) die Lebensdauer oder den UV-Schutz des Textils selbst.
Anschliessend wird das Textil durch Imprägnieren oder einseitiges Aufsprühen (auf die bedruckte Seite) hydrophob ausgerüstet. Bevorzugt wird die Imprägnierung mit dem Aufbringen von Flammschutzmittel und/oder einer öl- und schmutzabweisenden Beschichtung kombiniert.
Das so hergestellte Textil eignet sich hervorragend für flexible, textile Sonnenschutzsysteme gegen direkte Sonneneinstrahlung (Sonnenschirm, Markise). Seine Flexibilität erlaubt platzsparendes Verstauen. Die gesamte Oberfläche kann der Dekoration oder der Information (Werbung) dienen. Öl- und Schmutzabweisende Behandlung sorgen für nachhaltige Ansehnlichkeit.
Die Unterseite des Textils kann wie oben dargelegt, wärmestrahlungs-reflektierend ausgebildet sein, was insbesondere für die kälteren Jahreszeiten zweckmäßig ist.
Beispiel 3:
Lichtschutzflächenberechnung
Das erfindungsgemäße Lichtschutzmaterial weist im Verhältnis zu seinem Flächengewicht eine sehr große für den Lichtschutz zur Verfügung stehende Fläche auf. Im folgenden wird die für den Lichtschutz zur Verfügung stehende Fläche eines erfindungsgemäßen Lichtschutzmaterials berechnet.
Setzt man für 100 g/m² Vliesstoff der in den obigen Beispielen 1 und 2 beschriebenen Art 0,2 dtex für PET und 0,1 dtex für PA6 voraus und nimmt zur leichteren Berechnung eine vollständige Splittung an, so ergibt sich bei 6.600 km Faden pro m² eine zumindest teilweise zur Totalreflektion zur Verfügung stehende Fläche von 2 × 6.600.000 × 6,5 × 10^–6 ≈ 86 m². Folglich bieten 100 g/m² Vliesstoff aus Polyethylenterepthalat (0,2 dtex) und Polyamid 6 (0,1 dtex) mit 6.600 km Faden pro m² eine Sonnenschutzfläche von ungefähr 86 m² pro 1 m² Vliesstoff.
Beispiel 4:
Lichtschutzprüfung
Ein erfindungsgemäßes textiles Lichtschutzmaterial wird im Hinblick auf seine Lichtschutzwirkung untersucht. (1) Lichtbereich

Licht-Transmissionsgrad Licht-Reflexionsgrad Licht-Absorptionsgrad UV-Transmissionsgrad

T_v.B ρ_v.B α_v.B T_v.B

0,0273 0,7727 0,2000 0,0000

(2) Solarbereich

Solar-Transmissionsgrad Solar-Reflexionsgrad Solar-Absorptionsgrad

T_e.B P_e.B A_e.B

0,0563 0,7805 0,1632

(3) Gesamtenergiedurchlassgrad g_t und Abminderungsfaktor F_c

Gesamtenergiedurchlassgrad Abminderungsfaktor

g_t F_c

0,31 0,42
Anmerkung:
F_c und G_t-Werte gültig für folgende Annahmen laut Norm DIN EN 13363-1:

– Zweifachverglasung mit Wärmeschutzbeschichtung mit Wärmedurchlassgrad
– Sonnenschutz innenliegend, geschlossen

Das erfindungsgemäße Untersuchungsergebnis zeigt, dass die Transmission im harten beschriebenen UV-Bereich für das erfindungsgemäße Lichtschutzelement so gering ist, dass sie mit den vorliegenden Versuchsparametern nicht detektiert werden kann.
Diese Untersuchungsergebnisse wurden gefunden anhand eines wie oben beschriebenen Mikrofilamentvliesstoffes mit einem Flächengewichten von 170 g/m².
Beispiel 5
Lichtschutzprüfung
In einem weiteren UV-Schutz-Prüfverfahren wurde ein wie oben beschriebener Mikrofilamontvliesstoff mit 90 g/m² Flächengewicht, nach einer Bekleidungsnorm geprüft, deren Beurteilung beschreibt, wie lange ein Mensch mit diesem Textil bekleidet der direkten Sonnenstrahlung ausgesetzt bleiben kann im Vergleich zu einem ungeschützten Menschen („Sonnenschutzfaktor”).
Bestimmt wurde die mittlere Transmission im UVA und UVB-Bereich am ungetragenen Textil im Neuzustand. Nach der australisch-neuseeländischen Norm AS/NZS 4399:1996 wurde ein Ultraviolet-Protection-Factor UPF von ca. 400 gemessen. Zu berücksichtigen ist, dass die Skala der Bewertung bei 50+ endet, da aufgrund der endlichen Länge der Tageslichtdauer üblicherweise kein höherer Lichtschutzfaktor benötigt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5436064 [0002]
US 5600974 [0002]
DE 1011053 [0005]
FR 2546536 [0042]
EP 0814188 [0050, 0052]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm DIN EN 13363-1 [0060]
Norm AS/NZS 4399:1996 [0064]

Claims

Verwendung eines Mikrofilament-Vliesstoffs mit einem Flächengewicht von 20 bis 300 g/m², wobei der Vliesstoff schmelzgesponnene und zu einem Vlies abgelegte Verbundfilamente mit einem Titer von 1,5 bis 5 dtex umfasst und die Verbundfilamente zumindest zu 80% zu Elementarfilamenten mit einem Titer von 0,05 bis 2,0 dtex gesplittet und verfestigt sind und wobei die Elementarfilamente Titandioxid in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,4 bis 1,4 Gew.-%, aufweisen, als textiles Lichtschutzmaterial.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Teilchengröße des Titandioxids von 20 nm bis 1 μm beträgt.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff mit Flächengewichten von 35 bis 200 g/m² aus schmelzgesponnenen, aerodynamisch verstreckten und zu einem Vlies abgelegten Verbundfilamenten mit einem Titer von 1,5 bis 3 dtex besteht und die Verbundfilamente zumindest zu 80% zu Elementarfilamenten mit einem Titer von 0,1 bis 1,0 dtex gesplittet und verfestigt sind.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkomponenten-Endlosfilament ein Bikomponenten-Endlosfilament aus zwei inkompatiblen Polymere, insbesondere einem Polyester, vorzugsweise Polyethylentherephtalat Polybuthylenterephthalat, Polymilchsäure einerseits und einem Polyamid, vorzugsweise Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 46 andererseits ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfilamente einen Querschnitt mit orangenartiger Multisegment-Struktur aufweisen, wobei die Segmente alternierend inkompatible Polymere enthalten, und/oder eine inkompatible Polymere umfassende „side-by-side”-Struktur besitzen oder dass die Verbundfilamente Hollow-Pie Strukturen besitzen, die auch einen asymmetrisch axial verlaufenden Hohlraum aufweisen können.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elementarfilamente in einem Anteil von 90/10 bis 10/90 verbunden vorliegen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfilamente längs der Filamentachse eine mittige Öffnung aufweisen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der das Mehrkomponenten-Endlosfilament bildenden inkompatiblen Polymere zumindest ein Additiv, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Farbpigmenten, Antistatika, Antimikrobia wie Kupfer, Silber, Gold, oder Hydrophilierungs- oder Hydrophobierungs-Additive in einer Menge von 150 ppm bis 10 Gew.-%, enthält.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtschutzmaterial wasserschmutzabweisend ausgerüstet ist, dass es eine Flammschutz-Ausrüstung, eine Rot- oder IR-Licht reflektierende Ausrüstung aufweist und/oder das es gefärbt oder gedruckt vorliegt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Lichtschutzmaterial als Rohmaterial zur Herstellung von Sonnenschirmen, Outdoor-Vorhängen oder Rollos, kombinierten Wind- und Sonnenschutzmaterialien oder Markisen eingesetzt wird.