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Verfahren zur Herstellung von Flächengebilden mit kontrollierbarer
Luftdurchlässigkeit Zur Eierstellung von luftdurchlässigen Flächengebilden wie Filmen
oder beschichteten textilen Flächengebilden sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen
worden. Man kann entweder auf mechanischem Weg (z.B. mit Nadelwalzen oder durch
andere rein inecüanische Mittel), auf physikalischem Weg (z.B. durch Furdzendurchschlag
oder durch Verwendung von gasabspaltenden Treibmitteln) oder durch mechanischchemische
hIittel (Einschließen und nach der Filmbildung Herauslösen von Partikeln irii Durchmesser
der gewünschten Porengröße) bei filmen oder überfilmten Flächengebilden nachträglich
goren erzeugen, doch hat es sich als schwierig erwiesen, auf diese Weise Flächengebilde
verschiedener Dicke mit vorbestimmter Luftdurchlässigkeit zu erhalten, und zwar
vor allem bei den in der Praxis besonders interessanten Porengrößen., die zwar den
Durchtritt von
Luft, nicht aber den Durchtritt von Wasser bei geringen
hydrostatischen Drücken zulassen. Der Grund liegt einerseits darin, daß man mit
mechanischen Mitteln kaum genügend feine Poren erhält, während bei Verwendung von
Treibmitteln oder Einschlußkörpern die Poren bei mittleren und hohen Filmdicken
oft entweder nicht durch den ganzen Querschnitt durchgehen, oder aber - wenn man
die Korngröße so wählt, daß eine Durchlässigkeit gewährleistet ist - zu grob sind.
Sowohl Verfahren, die mit Treibmitteln arbeiten, wie auch solche, bei denen lösliche
Einschlußkörper verwendet werden, haben sich bezüglich der Kontrolle der Verfahrensbedingungen
und damit der Zahl tuid der mittleren Durchmesser der erhaltenen Poren als sehr
rieii-iel erwiesen tuid das reproduzierbare Erzeugen und Einhalten vorbestimuter
Luftdurchlässigkeit ist sehr schwierig.
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Es wurde gefunden, daß man mit Poren versehene Flächengebilde,die
eine eingestellte Luftdurchlässigkeit aufweisen, in der Weise herstellen Kann, daß
man. dehn- und stauchbare a .n. sich durchlässige 1'lUchengebilde mit einer durchgehende
Poren aufweisenden Schicht mindestens gerirL@;er-, vorzugsweise aber erheblicher
Dehnbarkeit, versieht und hierauf die mittlere Porengröße und damit die Durchlässigkeit
gegenüber Gasen und Flüssigkeiten durch Veränderung der Dimensionen des beschichteten
bzw. mit einem Film verbundenen Flächengebildes auf den gewünschten
Wert
bringt, worauf man gegebenenfalls die erhal-tenen Dimensionen fixiert und/oder
die poröse Schicht bzw, den porösen Film vorzugsweise durch Vernetzen unlöslich
und elastisch macht, wobei.sich die auf das ün sich durchlässige Fl.;ichengebilde
auf gebrachte Schicht bzwo der mit dem Flächengebilde verbundene Film mindestens
während der 1)imensions@ind(:runvorzugsweise in einem plastischen Zustand befindet.
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Ale Fläehengeb:_lde konunen für das erfindungsgemCiße Ver-fahren
in Frage: An sich durchlässige Flächengebilde wie Gewebe, Gewirke, Vliese,
Papier, welche durch Beschichten mit filmbildenden Substanzen oder durch Kaschieren
mit einem vorgeforriten Film mit einem Überzug versehen werden, der schon vor, gleichzeitig
mit oder nach dem Verbinden mit dem durchlässigen Flächengebilde mit Poren versehen
wird. Dies kann durch irgend eine der eingangs erwähnten mechanischen, physikalischen
oder mechanischchemischen Methoden geschehen. Zwei bevorzugte Ausführungsformen
'bestehen darin, daß man entweder auf dem durchlässigen Fltxche?ieebilde durch Beschichten
mit einer filmbildenden Substenz einen Überzug herstellt, der anschliessend durch
bekannte Methoden, insbesondere mittels eingebetteten C!:s7:1)si@altenden Treibmitteln
oder Einschlußstoffen r_iit Poren versehen wird, oder aber indem an auf einen abhesiven,
ä.Ii. klebstoffabweisenden Träger einen
Film gie3t, der Treibmittel
und/oder lösliche Einschlußkörper enthält und diesem Film in vorzugsweise koagulierten,
gegebenenfalls auch angetrocknetem Zustand auf das durchlässige Flächengebilde überträgt,
wobei man ihn vor, während oder nach dem Übertragen mit Poren versieht. Eine spezielle
Ausführungsweise besteht darin, daß man die filmbil-dende Substanz in geschäumtem
Zustand anwendet und. unter weitgehender Lrhaltung der Schaumstruktur koaguliert
und trocknet, wodurch man auch ohne Treibmittel oder Einschlußkörper, oder erheblich
geringeren Mengen davon, züi porösen -urberzügen kommt. Der Überzug kann weiße,
farbige, oder zur arbstoffbildung befähigte Pigmente enthalten Nach dem Erzeugen
des porösen Überzuges auf dem durchlässigen Flächenebilde wird das Ganze einer Dimensionsänderung
unterworfen, einer Stauchung oder Schrumpfung, wenn die Poren Meiner gemacht werden
sollen, einer Dehnung, wenn sie vergrößert werden sollen. Um ein stabileres Endpr,)dukt
zu erhalten ist es vorteilhaft, wenn der porige Überzug im Moment der Dimensionsänderung
einen eher plastischen Charakter aufweist, d.h. wohl Dehnbarkeit oder Btauchbarkeit,
aber weniger Elastizität oder Härte zeigt (das trifft z.B. für alle Filme oder Überzüge
zu, die aus Lösungen oder Dispersionen gegossen, aber vorerst
nicht
vollständig ausgetrocknet wurden, vor allem aber bevor sie vernetzt werden), wobei
der porige Überzug entweder dank seiner Beschaffenheit ein noch weitgehend plastisches
Verhalten zeijen kann, oder aber vorübergehend in einen plastischen Zustand versetzt
werden kann.
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Kan kann, wie erwähnt, vor, während oder nach dem Herstellen des überfilmten
Flächengebildes im film Poren erzeugen, doch müssen die Poren -bei der Dirijensionsänderung,
mit welcher die endgültige Porengröße geregelt werden soll, schon vorhanden seine
Es ist natürlich ohne weiteres möglich, gleich- oder ent@;eF;engesetzt laufende
Dimensionsänderungen nacheinander, d.h. in Stufen durchzuführen, ,and dabei den
Film gsgegebenenfalls erst zwischen einzelnen Stufen, auf jeden Fall aber vor der
letzten stufe, durchlässig zu machen.
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Die Limensionsänderuntdes überfilmten F1Lchen-;übildes kann :izirch
Anwendung an sich -bekannter l.lethoden in Län,;s-und/oder (#uerrichtunö erfolgen,
d.h. fün Dimensionsvergrößerung (Erhöhung des rorendurchmessers) durch Dehnen in
Längs- und/oder Wuerz°icritung durch das Ausüben von mechanischem Zug, für Dimensionsverminderung
(Verkleinern des Porendurchmessers) durch kompressive (mechanische) Krumpfung, Schrur7pfenlassen
unter dem Einfluß von quellend wirkenden Mitteln, bei thermoplastischem Material
auch
durch Erhitzen bis in die Nähe des Schmelz- oder Erweichungspunktes.
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Nachdem die gewünschten Dimensionen und damit der gewünschte mittlere
Porendurchmesser herbeigeführt wurde, werden vorzugsweise die Dimensionen des porösen
Flächengebildes fixiert, damit der Porendurchmesser erhalten bleibt.
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Das kann je nach der Art und der inneren Stabilität des verwendeten
durchlässigen Flächengebildes und des damit verbundenen Films durch Dimensionsstabilisierung
des Flächengebildes allein mit an sich bekannten Methoden (Vernetzung im Falle von
Flächengebilden, die mindestens teilweise aus Cellulose- oder 3iweiß-Fasermaterial
bestehen, Thermofixierung oder Quellmittelfixierung im Falle von thermoplastischem
Haterial), oder durch dreidimensionales Vernetzen des Filmes allein, oder aber durch
fixieren sowohl des durchlässigen Fld.chengebildes wie auch des Filznes geschehen.
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Zu irgend einem Zeitpunkt können erfindungsgemäß irgendwelche die
Oberflächenspannung des Filmes und/oder des durchlässigen Flächengebildes beeinflussende
Behandlungen (z.B. Hydrophobierbehandlungen) Färbeoperationen, Flammfestbehandlungen,
mechanische Verformungen, z.B. durch Prägen., durchgeführt werden. Gegebenenfalls
kann eine waschfeste Fixierung von Veredlungsmitteln und/oder mechanischen Verformungen
gleichzeitig mit der Fixierung
der Dimension des überfilmten Flächengebildes
geschehen.
Beispiele:
1. Auf eine klebstoffabweisende-Bahn (siliconbeschichtetes
Papier) wurde eine Mischung aus 184 Teilen Primal E 32 (vernetzbares Acrylesterpolymerisat
der Firmen Hohm & Haas, Philadelphia, UbA), 1 Teil Hyamine (kationaktives Koagulationsmittel
für 2rimal E 32, Hersteller ebenfalls Rohm & Haas), 2,5 feile Ammonchlorid (in
Form einer 20 jaigen Lösung) und
9,5 feile Litrosan ('Treibmittel, Hersteller
Du Pont de lüemours, ',lilmington, USA) beschichtet und anschliei3end bei einer
Temperatur von 120°C -etrocknet, wobei sich das Treibmittel unter Bildung von Poren
im Film zersetzte. Der so erhaltene poröse Film, der höchstens teilweise vernetzt
war, wurde mit einer Gewebebahn (Baumwoll-Popeline gefärbt, mit 40 g%1 Dimethylolpropylenharnstoff
und 5 g/1 Ilagnesiumchlorid appretiert) zusammengeführt und zwischen zwei Walzen
mit dieser verpreßt, wobei die auf dem Baumwollgewebe aufliegende ketallwalze eine
Temperatur von 2üOor aufwies. Beim Zusann@ienpressen trat eine Verhaft-ing des porösen
Films mit dem Gewebe ein, sodaß das siiis.onisierte Papier anschließend leicht aavon
ab6ezogen und separat aufgerollt werden konnte.
Das mit dem porösen
Film versehene Baumwollgewebe, das wie erwähnt ein zur Vernetzung der Baumwolle
befähigtes Mittel (Dimethylolpropylenhärnstoff) enthielt, wurde hierauf zur Erhöhung
der Luftdurchlässigkeit durch Vergrösserung der Porengröße einer Dehnungsbehandlung
in Schußrichtung unterzogen (Spannrahmen) und anschließend zur Fixierung der erhaltenen
Dimensionen und zur endgültigen Vernetzung des Acrylpolymerisats während 4 Minuten
auf 140°C erhitzt. Durch die Dehnung in Schußrichtung stieg die Luftdurchlässigkeit
um 7 2. In einem zweiten Versuch wurde das Baumwollgewebe, das in der in Beispiel
1 beschriebenen Weise mit einem noch nicht vernetzten Acrylfilra versehen woraen
war und das -n@iederum das gleiche, zur Diriensionsstabilisieren- geeignete Vernetzungsmittel,
nämlich Di methylolpropylenharnstoff in den in Beispiel 1 angegebenen hengen enthielt,
zur Ver!i:indc@rung der Yorene;röße einer kompressiven Stauchung in Kettrichtunj;
iinter:,roren (Stäuchu.ngsgrad G -,0'), Temperatur der 8tahlir!alze 160°C, Vorrici@t
eng: Stahlwalze umschlunger_ vor endlose,- Cv_mr:_ib.n#ä, ie sie ühlicher-
| weise zur -or:L;r esiver. Krur"pf-:rw |
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| Zurclldr_? rl,,@eri von 'i_i.ser @_ber verhindr:rte
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| @ii@lrüj@o:1 i_-@ ohel-ir:e @@r@ t r@,= r eicriei_ |
| ;Tenr@, de:c @leic@@E: _JU |
| tc#-; e iitur in d r @-@b=!ictien Weise beschi-c-,t-@t
-.r.irde, |
| -;o erhielt r@i,trl einen @i@.:r°ra.ßi steifen Ausfall. Die |
| -@@orenr:@ße konnte rturch die I@_enE: des `1'reib_mittPJ_c |
| nicht soe;@taue:rt @.,@r: rden, aa:3 itrr voraus bes
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