DE1138534B - Verfahren zur Herstellung poroeser kunstlederartiger Verbundfolien - Google Patents

Description

Ein Verfahren zur Herstellung poröser Kunststofffolien, die hohe Durchlässigkeit für Gase und Wasserdampf besitzen, jedoch für wäßrige Flüssigkeiten undurchlässig sind, ist bekannt. Dieses Verfahren sieht z. B. zur Herstellung von mit Weichmacher versehenen PVC-Folien vor, daß ein feinzerteiltes wasserlösliches Füllmittel, wie z. B. NaCl, in der heißen Mischung von PVC und Weichmacher mit Hilfe eines Lösungsmittels für das PVC dispergiert wird. Der heiße Teig wird dann auf irgendeine Weise zu Folien verformt und das Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur ausgetrieben, so daß eine weichgemachte PVC-Folie zurückbleibt, die einen hohen Anteil des wasserlöslichen Füllmittels enthält. Diese stark mit Füllmittel versehene Folie wird dann in kaltem Zustand durch einen erhitzten einfachen Zweiwalzenkalander geleitet, wobei ihre Dicke etwa auf die Hälfte verringert wird. Dann wird die Folie porös gemacht, indem das wasserlösliche Füllmittel mit Wasser ausgewaschen wird, und schließlich wird sie getrocknet.

Die beim Kalandern stattfindende mechanische Bearbeitung der mit Füllmittel versehenen Folie hat die Wirkung, daß die Füllmittelteilchen die sie einschließenden Membranen aus weichgemachtem PVC durchbrechen und miteinander in Berührung kommen. Vor dem Kalandern besteht die Folie im wesentlichen aus einer zusammenhängenden Phase (Gel) von weichgestelltem PVC, in das die Füllmittelteilchen als diskontinuierliche Phase eingelagert sind. Nach dem Kalandern sind zwei im wesentlichen zusammenhängende Phasen, nämlich eine aus PVC-Weichmacher-Gel und die andere aus Fühlmittelteilchen, nebeneinander vorhanden, so daß eine Netzstruktur entsteht. Diese durch Kalandern herbeigeführte Strukturänderung hat den Vorteil, daß das wasserlösliche Füllmittel rasch und vollständig aus der Folie ausgewaschen werden kann und ein Endprodukt mit einer Durchlässigkeit für Gase und Wasserdampf entsteht, die etwa zehnmal größer als bei einer nicht im Kalander bearbeiteten Folie ist. Die Intensität der an der Folie während des Kalanderns geleisteten mechanischen Arbeit kann durch die prozentuale Dickenverringerung oder die prozentuale Längenausdehnung der Folie gemessen werden. Je größer sie ist, um so größer ist die Durchlässigkeit des Endproduktes, die einen maximalen Wert hat, wenn die Dickenverringerung oder die Längendehnung etwa 80% beträgt. Über diesen Wert hinaus läßt sich nur sehr wenig zusätzliche Durchlässigkeit für Gase und Wasserdampf erreichen.

Nach diesem Verfahren können poröse Kunststoff-Verfahren zur Herstellung poröser kunstlederartiger Verbundfolien

Anmelder:

Pritchett & Gold

and E. P. S. Company Limited,

Dagenham Dock, Essex (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt, München 22, Widenmayerstr. 46

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 17. Februar 1958 und 26. Januar 1959 (Nr. 5102)

Eric Maurice O'Conor Honey,

Charles Rupert Hardy und Frank Sharp, Dagenham Dock, Essex (Großbritannien), sind als Erfinder genannt worden

folien von etwa 0,125 mm Dicke aufwärts hergestellt werden, die eine Durchlässigkeit für Wasserdampf von 5000 g/m²/24 Stunden bei 38° C und einer relativen Feuchtigkeit von 90% auf einer Seite der Folie sowie einer trockenen Atmosphäre an der anderen Seite haben. Folien mit so hoher Durchlässigkeit sind jedoch in der Verwendung beschränkt, da sie wegen der porösen Struktur des Materials sehr geringe Zug- und Scherfestigkeiten besitzen.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, poröse Kunststoffolien herzustellen, die trotz einer gleichartig hohen Porosität und Durchlässigkeit für Luft bzw. Gase und Wasserdampf eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen, zugleich aber auch wasserabstoßend und gegen Eindringen von Wasser und wäßrigen Flüssigkeiten gesichert sind.

Wie bei dem eingangs beschriebenen bekannten Verfahren zur Herstellung von porösen Kunststofffolien ist es auch für die Herstellung von Kunstleder aus mit Kunststoffen beschichteten Textilstoffen bekannt, zur Erzielung von wasserfesten, jedoch luft- und wasserdampfdurchlässigen Erzeugnisssen, die man auch als »atmende« Kunstleder bezeichnet, eine ausreichende Porosität der Kunststoffschichten dadurch zu erzielen, daß man den Beschichtungsmassen

20» 678/317

Dehnung während des Kalanderns	Durchlässigkeit
%	g/m2/24 Stunden
O	121
4	950
25	3600
80	5000

Bei Ausrüstung der Walzfolie aus dem gleichen Kunststoffgemisch vor dem Kalandern mit einer Textilstoffverstärkung ergeben sich folgende Werte:

0,25 mm dicke Folie mit	Textilstoffverstärkung
Dehnung während des Kalanderns °/o	Durchlässigkeit g/m2/24 Stunden
0 4 25	620 2100 5250

aus Kunststoff wasserlösliche Stoffe, wie z.B. NaCl, 0,25 mm dicke Folie ohne Textilstoffverstärkung

in feinverteilter Form beimischt, die aus den imprägnierten und verfestigten Gebilden unter Zurücklassung feiner Poren wieder herausgelöst werden. Als Porenbildner sind unterschiedliche Stoffe, z. B. 5 Stärke, Zucker, Salze, wasserlösliche Zellulosederivate, wasserlösliche Kunstharze od. dgl., bekannt. Es entstehen dann Kunststoffe auf einer Gewebegrundlage, deren Porosität zwar durch die Mischungsverhältnisse der in den Beschichtungs- io massen enthaltenen Kunststoffe und wasserlöslichen Porenbildner beeinflußbar, jedoch in der Regel nicht gleichmäßig ist, so daß bei zu hoher Porosität eine Nachbehandlung mit wasserabweisenden Stoffen vorgesehen wurde. Nach diesem Beschichtungsverfah- 15 ren wurden vornehmlich unter Nachschleifen der Oberfläche des beschichteten Textilstoffes poröses wildlederartiges Kunstleder hergestellt.

Das Verfahren nach der Erfindung sieht gleichfalls
eine mit Textilstoff ausgerüstete Kunststoffolie vor, 20
die durch den Textilstoff eine erhöhte mechanische
Festigkeit erhält. Hierbei soll nach dem eingangs
beschriebenen bekannten Verfahren wie bei der Herstellung der bekannten porösen Kunststoffolien zunächst so vorgegangen werden, daß aus thermoplasti- 25 viele Textilstoffe können ohne Zerreißen oder schem Kunstharz, einem Weichmacher, einem fein- merklichen Festigkeitsverlust eine ausreichende Dehverteilten wasserlöslichen Füllmittel und einem nung während des Kalanderns der zusammengesetz-Lösungsmittel für das Kunstharz ein Teig hergestellt, ten Folie ertragen. Die Größe der durch Kalandern zu einer Folie verformt, die Folie mit fest eingelager- herbeizuführenden Dehnung ist wesentlich, durch die tem Textilstoff ausgerüstet und diese Verbundfolie 30 innere Dehnbarkeit des betreffenden Stoffes bedingt, zum Austreiben des Lösungsmittels erwärmt wird; die sowohl von der Natur der Faser als auch von nach dieser Vorfertigung wird nun erfindungsgemäß
die Verbundfolie anschließend in einem schweren
Kalander unter geringer Dehnung von etwa 4 bis 30%
ausgewalzt, sodann in diesem Zustand in bekannter 35
Weise das wasserlösliche Füllmittel durch Wasser
entfernt und schließlich getrocknet.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden

Feststellung, daß bei einer derartigen, durch Einlage- gg

rung des Textilstoffes in eine zunächst gefertigte 40 erzielbare Durchlässigkeit für zahlreiche Anwen-Kunststoffolie entstandenen Verbundfolie bereits dungsmöglichkeiten des Erzeugnisses voll aus.
durch eine verhältnismäßig geringe prozentuale Deh- Jn. der nachfolgenden Einzelbeschreibung des

nung während des anschließenden Kalanderns eine erfindungsgemäßen Verfahrens ist als Ausführungsso hohe Durchlässigkeit erzielt wird, für deren Her- beispiel die Herstellung einer zusammengesetzten stellung bei einer Kunststoffolie ohne Textilstoff- 45 Folie aus weichgemachtem PVC und einem gewirkeinlage eine Längendehnung um etwa 80% statt- ten Stoff beschrieben, doch soll die Erfindung nicht finden mußte. Durch die Ausrüstung der vorgefertig- auf die Art des Kunststoffes oder des Textilstoffes ten Kunststoffolie mit dem eingelagerten Textilstoff beschränkt sein.

kann daher die erwünschte hohe Porosität mit einer 100 Teile PVC-Harz, 60 Teile Dioctylphthalat,

wesentlich verminderten Dehnung des Kunststoffes 50 700 Teile pulverisiertes Natriumchlorid mit einer beim Kalandern der Verbundfolie erzielt werden; dies Teilchengröße zwischen 10 und 70 Mikron und hat zur Folge, daß die Verbundfolie nicht nur durch 200 Teile eines Lösungsmittels für das PVC, z. B. den eingelagerten Textilstoff, sondern auch durch Dimethylcyclohexanon, werden bei einer Temperatur erhöhte Festigkeit des in ihr enthaltenen Kunst- von etwa 105⁰C gemischt. Das Mischen kann in stoffes eine wesentlich erhöhte mechanische Festig- 55 einer beliebigen Kunststoffmischvorrichtung erfolgen, keit aufweist. die eine gleichmäßige Dispersion des als Füllmittel

Beispielsweise wird ein heißes Gemisch von dienenden Salzes ohne Lösungsmittelverlust ergibt, 100 Gewichtsteilen Polyvinylchlorid, 85 Teilen Poly- z. B. in einem Innenmischer mit Dampfmantel, einer propylensebacat, 700 Gewichtsteilen feinverteiltem Schneckenpresse u. dgl. Wenn der Mischvorgang Natriumchlorid und 200 Teilen Dimethylcyclohexa- 60 beendet ist, wird der fertige Teig aus einer Strangnon als Lösungsmittel ausgewalzt und durch einen presse mit Schnecke oder Kolben als Folie von Ofen geleitet, um das Lösungsmittel auszutreiben. 2 mm Dicke ausgepreßt. In diesem Zustand wird die Die Folie wird dann kalandert, das Salz mit Wasser Kunststoffolie mit dem Textilstoff vereinigt, indem ausgewaschen und die poröse Folie schließlich ge- beide zusammen durch den Spalt zweier kleiner trocknet. Die Durchlässigkeit der porösen Folie für 65 wassergekühlter Walzen gezogen werden, die mit Wasserdampf hängt von der Dehnung während des gleichen Geschwindigkeiten umlaufen und so einKalanders ab, wie aus der folgenden Tabelle hervor- gestellt sind, daß die Verbundfolie mit einer Dicke geht: von 0,5 mm austritt. Das beste Eindringen des

der Struktur des Stoffes abhängt. So läßt z. B. PoIyamidgewebe eine Dehnung um 25% zu, wodurch eine Durchlässigkeit von etwa 5000 erreicht werden ₅ während Baumwollgewebe nur 4% Dehnung zuläßt, so daß die fertige Folie eine Durchlässigkeit _Von etwa 2000 besitzt. Trotz der sich aus der Art des verwendeten Stoffes ergebenden Beschränkungen reicht die durch das erfindungsgemäße Verfahren hki hlih A

5 6

Textilstoffes in die Kunststoffolie wird erzielt, wenn sitzt eine hohe Durchlässigkeit für Wasserdampf, der Stoff um die Oberwalze herum zugeführt wird z. B. 4000 g/m²/24 Stunden oder mehr, gemessen bei und die Oberflächentemperatur der Walzen mittels 38° C und einer relativen Feuchtigkeit von 90% an des Kühlwassers so geregelt wird, daß die fertige einer Seite der Folie, während an der anderen Seite Folie sich von der Oberwalze gut ablöst. 5 der Folie eine trockene Atmosphäre aufrechterhalten Das Lösungsmittel, z. B. Dimethylcyclohexanon, wird. Die Größe der in einer erfindungsgemäß herunterstützt nicht nur die Vermischung der Gemisch- gestellten Folie befindlichen Poren beträgt weniger bestandteile, sondern hilft auch bei der Herstellung als 5 Mikron, so daß eine derartige Folie einen hohen einer guten Verbindung zwischen dem Textilstoff und Widerstand gegen das Eindringen wässeriger Flüssigdem Kunststoffgemisch. Deshalb ist es ein vorteil- io keiten besitzt.

haftes Teilmerkmal der Erfindung, daß der Textil- Es folgen einige Beispiele von Kunststoffgemischen

stoff gleich nach dem Ausformen des Kunststoff- und den hierbei verwendeten Textilien zusammen mit

gemisches durch die Strangpresse zugeführt wird. der beim Kalandern erfolgten Längendehnung und

Die Oberfläche der Oberwalze kann geriffelt sein, der sich ergebenden Durchlässigkeit der zusammenwodurch der Stoff besser in die Kunststoffolie ein- 15 gesetzten Folie für Wasserdampf: gebettet wird.

Die zusammengesetzte Folie wird dann durch ., „ , · , ,, ·,, ■ _ir>r>

einen Tunnelofen gefördert, der bei 120 bis 140° C ^L Polyvinylchlorid 100

arbeitet, um das Lösungsmittel auszutreiben, anschlie- Polypropylensebacat 85

ßend wird die Folie auf Zimmertemperatur abgekühlt 20 Natriumchlorid 700

und zwecks leichterer Handhabung auf eine Haspel Pigmente 5

aufgespult Erfindungsgemäß wird nun die kalte Dimethylcyclohexanon ''.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 200

Verbundfolie durch einen Zweiwalzenkalander hm- _, ,/ , . _T . ,. ,

durchgeführt. Die Temperaturen werden für die Baumwollgewebe in Leinenbmdung

Unterwalze dieses Kalanders auf etwa 105° C und a₅ ^V ^im Kalandern 4Vo

für die Oberwalze auf etwa 95° C gehalten, und die Durchlässigkeit 2100

FoHe wird so in den Kalander eingeführt, daß die

Oberfläche, an der der Textilstoff eingebettet ist, nach ²· Polyvinylchlorid 100

oben weist, so daß die Kunststoffoberfläche an der Dioctylphthalat 50

wärmeren Unterwalze anliegt, von der sie sich leicht 30 Natriumchlorid 600

ablöst, wodurch eine gute Oberflächenbeschaffenheit Pigmente 5

erzielt wird. Der Walzspalt ist so eingestellt, daß eine Isophoron 150

Dehnung der Folie um etwa 20Vo eintritt, wodurch ^_n (x^phthalsäureäthylen-'

gleichzeitig eine Dickenvermmderung von etwa glykol) als gewirkter Stoff

0,5 mm auf etwa 0,375 mm entsteht. Die Zulauf- 35 Dehnung beim Kalandern 20%

spannung vor dem Kalander wird so eingestellt, daß Durchlässigkeit 4800

eine Wellenbildung der ankommenden Folie und die

Bildung eines Wulstes vermieden wird. Nach diesem . _ , ,,.,,,.,

Kalandern wird die Folie in Wasser ausgewaschen, ³· Copolymer von Vinylchlorid und

um das als Füllmittel dienende Salz zu entfernen, 40 Acetat (5% Acetat) 100

und dann bei etwa 60° C getrocknet, bevor sie be- Polypropylensebacat 85

schnitten und aufgewickelt wird. Beim Auswaschen Natriumchlorid 700

und Trocknen tritt eine weitere Verminderung der Pigmente 5

Dicke ein, so daß das fertige Erzeugnis eine Dicke _. , , " '' _„„

von etwa 0,3 bis 0,325 mm aufweist. 45 Dimethylcyclohexanon 200

In der Zeichnung ist schematisch eine Anordnung Femwebstoff aus Polyamid

zur Ausführung der Erfindung dargestellt. g^ehn™g beim Kalandern 25 %

In Fig. 1 wird das Gemisch in den Aufgabetrich- uurcmassigkeit i/5U

ter 1 einer Schneckenpresse 2 eingefüllt und durch

eine Strangpreßdüse 3 als Folie ausgepreßt, die un- 50 Das Ausmaß der Durchlässigkeit für Gase und mittelbar in einem leichten Zweiwalzenkalander 4 Wasserdampf kann durch den Anteil des löslichen gewalzt wird. Gleichzeitig geht durch den Kalander Füllmittels bei der Zubereitung verändert werden, der Verstärkungsstoff 5, der von einer Vorrats- Da jedoch normalerweise keine hohe Durchlässigkeit trommel 6 herkommt. Die zusammengesetzte Folie 7 erforderlich ist, wird man im allgemeinen den Angeht durch einen Ofen 8, um das Lösungsmittel aus- 55 teil des löslichen Füllmittels nicht unter 400 Teile auf zutreiben, und wird dann auf eine Rolle 9 auf- 100 Teile Kunststoff herabsetzen, gewickelt. Der Textilstoff kann aus natürlichen, regenerierten Fig. 2 zeigt die weiteren Stufen des Verfahrens, oder vollsynthetischen Fasern bestehen, jedoch werwobei von einer Vorratsrolle 10 ausgegangen wird, den Stoffe aus regenerierten oder synthetischen welche das auf die Rolle 9 in Fig. 1 aufgewickelte 60 Fasern für viele Anwendungen vorgezogen, weil sie Material trägt. Es läuft von der Vorratsrolle 10 in eine merkliche Elastizität besitzen. Hierfür kommen einem schweren Zweiwalzenkalander 11 und dann in z. B. Celluloseacetat, Polyamid und Polyäthylentereeinen Wassertank 12, wo der die Poren bildende Be- phthalat in Frage. Wenn guter Fall und leichte Biegstandteil ausgewaschen wird. Schließlich wird die samkeit für das fertige Erzeugnis erforderlich sind, Folie im Trockenofen 13 getrocknet und auf eine 65 so eignet sich am besten eine Stoffstruktur mit festen Walze 14 aufgehaspelt. Maschen wie Leinenbindung oder geknüpftes Netz. Eine nach dem beschriebenen Verfahren her- Stoffe aus gekräuselten Kunstfasern sind besonders gestellte Folie aus Kunststoff mit Verstärkung be- günstig, wenn das Fertigprodukt eine große Dehn-

barkeit haben soll. Der Stoff kann gefärbt, gemustert oder bedruckt werden, um verschiedene dekorative Wirkungen zu erzielen.

Die sehr hohe Durchlässigkeit der Folie für Wasserdampf zusammen mit ihrer hohen medianischen Festigkeit und ihrem ausgezeichneten. Widerstand gegen das Eindringen wässeriger Flüssigkeiten machen sie besonders geeignet für Anwendungen, bei denen es erwünscht ist, daß der Kunststoff »atmet«. Die mechanischen Eigenschaften der Verbundfolie können durch Wahl des Stoffes leicht verändert werden, so daß eine solche Folie ein sehr großes Anwendungsgebiet hat, z. B. für Kleidungsstücke, Regenmantel und Polsterungen.

Als thermoplastisches Kunstharz lassen sich Polyvinylchlorid und Copolymere des VinylcMorids mit Vinylacetat, Vinylidenchlorid, Acrylnitril und anderen äthylenartigen Monomeren verwenden.

Claims (2)

Patentansprüche: 20

1. Verfahren zur Herstellung poröser kunstlederartiger Verbundfolien mit guter Zug- und Scherfestigkeit, wobei ein thermoplastisches Kunstharz aus Polyvinylchlorid oder Mischpolymerisaten von Vinylchlorid mit Vinylacetat, Vinylidenchlorid, Acrylnitril oder anderen äthylenartigen Monomeren der Vinylgruppe mit einem Weichmacher versetzt wird und ein feinverteiltes wasserlösliches Füllmittel, z. B. Kochsalz, mit Hilfe eines Löungsmittels für das Kunstharz in die Mischung eingearbeitet, der entstandene Teig zu einer Folie verformt, die Folie einseitig mit Textilstoff, vorzugsweise durch Einwalzen, ausgerüstet und dann durch Erwärmen von Lösungsmittel befreit wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundfolie anschließend in einem schweren Kalander (11) unter geringer Dehnung von etwa 4 bis 30 °/o ausgewalzt, sodann in bekannter Weise das wasserlösliche Füllmittel durch Wasser entfernt und die Verbundfolie schließlich getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Folie mit dem Textilstoff in einem leichten Kalander (4) vorgenommen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1 010 267;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 018 837;
französische Patentschriften Nr. 1 026 781,
913;
britische Patentschrift Nr. 782 718.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 209 678/317 10.62