DE1704649A1

DE1704649A1 - Filme und Folien und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1704649A1
Application number: DE19671704649
Authority: DE
Inventors: Anton Schmitz; Hellmut Dr Striegler; Karl-Arnold Dr Weber
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1967-08-26
Filing date: 1967-08-26
Publication date: 1971-05-19
Also published as: FR1579758A; BE719973A; GB1240683A

Description

FARBENFABRIKEN BAYER AGi704649

25. Aug· 1967

Filme und Pollen und Verfahren zu Ihrer Herst»llung

Sie Herstellung von filmen und Pollen aus hochmolekularen | Verbindungen natürlicher oder synthetischer Herkunft, z.B. aus Polyvinyl- und Polyvinyliden-Verbindungen, Polyolefinen, Polyamiden, Polyurethanen, Polyestern und Gummi, ist bekannt. Sie kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen, wobei in der Regel die Eigenschaften des Ausgangsmaterials und die Eigenschaften der herzustellenden Filme oder Pollen die Wahl des Herstellungsverfahrens beeinflussen. Bekannt sind Kalander-, Blas-, Gieß- und Beschichtungsverfahren. Bei den Beschichtungsverfahren wird zwischen dem Direkt- und dem Umkehrverfahren unterschieden.

Die nach den genannten Verfahren hergestellten homogenen Pilme und Folien sind vielfach luft- und was se r dampf oiidurchläiiie. Beim Einsatz auf dem -textlien Sektor führen diese Eigenschaften zu unerwünschten Beeinträchtigungen des Trage- bzw. Sitzkomforts durch Wärme- und Feuchtigkeitstau.

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Um diese Nachteile bei einer Verwendung der Pilme und Pollen auf dem Textilsektor zu beseitigen, sind bereits eine Reihe von Maßnahmen vorgeschlagen worden. So kann durch eine Behandlung mit Nadelwalzen eine mehr oder weniger starke Perforation des Filmes oder der Folie erzielt werden. Dadurch wird zwar eine verbesserte Luft- und Wasserdampfdurchlässigkeit erreicht, jedoch wird die Festigkeit des Materials verringert und die Wasserundurchlässigkeit beseitigt. Nach einem anderen Verfahren wird eine Porosität der Pilme und Pollen da· durch bewirkt, daß dem Hochpolymeren lösliche Salze zugefügt werden, die in einer nachfolgenden Behandlung herausgelöst werden. Diese Nachbehandlung 1st aufwendig, kostspielig und führt zu Hohlräumen im Material, weduoh «la· Festigkeit deutlich verringert wird.

Eine weitere Möglichkeit, poröse Pollen und Pilme zu bilden, besteht darin, den zu ihrer Herstellung verwendeten hochmolekularen Verbindungen vor ihrer Verarbeitung gewisse Püllstoffe, z.B. hochdisperse Kieselsäure, beizumischen, die beim Beschichten den sich bildenden Film mechanisch aufreißen.

Mikroporöse Schichten lassen sich auch durch Auftragen spritzfähiger Lösungen oder Schmelzen auf geeignete Träger, z.B. eines dichten Paserverbundes, herstellen. Es 1st ferner gelungen, wasserdichte, jedoch wasserdampfdurchlässige Besohichtunfen dadurch zu erzielen, daß man spezielle Polyurethanlösungen in geeigneter Welse auf gerauhte Gewebe oder

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Gewirke aufstreicht. Eb ist jedoch nicht möglich, Filme oder Pollen mit diesen erwünschten. Eigenschaften ohne bleibende Verbindung mit dem genannten Grundmaterial herzustellen.

Is ist auch bekannt, wasserdampfdurchlässige mikroporöse Flächengebilde nach dem sogenannten Koagulationsverfahren herzustellen (vgl. z.B. DAS 1 110 607). Afcer auch die nach diesem Verfahren, hergestellten Produkte weisen in vielen fällen noch den Mangel einer nicht befriedigenden Einreiß- und Weiterreiflfestigkeit auf.

Obwohl somit zahlreiche Verfahren zur Herstellung von wasserdampfdurchlässigen Filmen und Folien aus dem Stand der Technik bekannt waren, bestand nach wie vor ein technisches Bedürfnis nach einem Verfahren zur Herstellung von wasserspeichernden und wasserdampfdurchlässigen aber wasserundurchlässigen Filmen und Folien mit hoher Einreiß- und Weiterreißfestigkeit.

HIt Hilfe der vorliegenden Erfindung gelingt es nunmehr, diese Aufgabe zu läsen.

Überraschenderweise wurde nämlich gefunden, daß man wasserdampfdurchlässige und wasserspeichernde aber wasserundurchlässige Filme und Folien mit außergewöhnlich hoher Einrelß- und Weiterreißfestigkeit herstellen kann, wenn man in durch schichtweisen Aufbau auf Basis von einer oder mehreren hochmolekularen Verbindungen und eingebetteten KurzflocJtfasern hergestellte Filme und Folien unverstreckte Synthesefasern auf mechanischem Wege einbringt. Dabei kann sowohl nach dem Direkt- als auch nach dem Umkehrverfahren gearbeitet werden. Α 109821/1942

Gegenstand der vorliegenden Erfindung let somit ein Verfahren zur Herstellung von Filmen und Pollen aus hochmolekularen Verbindungen nach dem Direkt- oder Umkehrbeechlchtungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man auf eine glatte oder genarbte oder geflockte Unterlage, die gegebenenfalls trennfähig ausgefcildet 1st, eine hochmolekulare Verbindung oder deren Ausgangekomponenten aufträgt, in diese Schicht auf elektrostatischem und/oder mechanischem Wege Kurzflockfasern einbettet, eine weitere Schicht der gleichen oder einer anderen hochmolekularen Ver- ^ bindung oder deren Ausgangskomponenten aufträgt, unverstreckte Synthesefasern auf mechanischem Wege aufbringt, zwischenkalandert, gegebenenfalls diesen schichtweisen Aufbau weiter fortsetzt und als letzte Schicht eine Deckschicht, bestehend entweder aus der anfänglich verwendeten oder einer anderen hochmolekularen Ver bindung oder deren Ausgangskomponenten, aufbringt. / Die Erfindung betrifft nacn diesem Verfahren erhältliche Filme und Folien. Als erfindungsgemäß zu verwendende hochmolekulare Verbindungen kommen grundsätzlich, alle bekannten hochmolekularen Verbindungen in Frage, beispielsweise Polyurethane, z.B. solche auf Basis von P Polyisocyanaten, und Hydroxylgruppen aufweisenden Polyestern und Polyethern, Polyimide, z.B. solche auf Basis von Pyromellltsäure- aiaonyuriä, und Hexamethylendiamin, Polyamide, z.B. solche auf Bas;..'. von Adipinsäure und Hexamethylendiamin oder auf Basis von ^-caproiactam, Polyester, z.B. solche auf Basis von Terephthalsäure und Sutandiol-(1,4), Polyacrylate, z.3. solche auf Basis vcn Äcrylsäureathyi- bzw. -methyleeter oder aus Methacrylsäuremethylester bzw. Mischpolymerisate auf Basis von Me'thacrylsäureeeter-Aorylaäureester, Polyvinyl- und Polyvinylidenverbindungen, Polyc .i_;:l"c , -^. B,. solche auf Easie von Äthylen oder Propylen.

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Vorzugsweise werden Polyurethane verwendet. Sie hochmolekularen Verbindungen können in form von Lösungen oder Dispersionen in • wässrigen oder nicht-wässrigen Lösungsmitteln aufgebracht werden. Die Form der Aufbringung hängt von der Art der hochmolekularen Verbindung und den zu Verfügung stehenden Einrichtungen ab. Bs let ohne weiteres möglich, den Aufbau des Schichtmaterials \ nicht nur mit Hilfe einer Art von hochmolekularen Verbindungen ^: durchzuführen, sondern mehrere hochmolekulare Verbindungen zu ' kombinieren, d.h. entweder gleichzeitig oder nacheinander zu : verwenden. Die hochmolekularen Verbindungen können bei der Her-

ι stellung der Verfahrensprodukte auch in situ aus ihren Komponenten hergestellt werden. Werden z.B. als hochmolekulare Verbindungen Polyurethane verwendet, so ist es z.B. sehr gut möglich, die

; Aufbaukomponenten der Polyurethane, nämlich z.B. höhermolekulare. Hydroxylgruppen aufweisende Polyester, Polyäther, Polyacetale, Polycarbonate sowie nieder- bzw. höhermolekulare Polyisocyanate wie etwa 4,4' -Dlpheaylmethandllsocyanat, Uaisetiungsprodukte aus einem Mol Irimethylolpropan und 3 Mol Toluylendiisocyanat oder höhermolekulare Isocyanatgruppen aufweisende Verbindungen einzusetzen.

: Diese Aufbaukomponenten der höhermolekulareti Verbindungen können ebenfalls gegebenenfalls in form von Lösungen in geeigneten Lösungsmitteln oder in Form von Dispersionen.eingesetzt werden. Die gegebenenfalls als Lösung oder Dispersion vorliegenden hochmolekularen Verbindungen oder ihre Aufbaukomponenten können noch weitere Zusätze wie Katalysatoren, Füllstoffe, löelithe farb stoffe oder unlösliche Farbpigmente enthalten. Der Auftrag der

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hochmolekularen Verbindung bzw. deren Ausgangsprodukte kann in einer oder in mehrenen Schichten erfolgen, die z.B. aufgeräkelt oder aufgesprüht werden können. Die Anzahl der Schichten hängt unter anderem von der erwünschten Einzelschichtdicke ab. Polyacrylate als hochmolekulare Verbindungen eignen sich besonders - wie auch Polyurethane - für die Herstellung von Deckschichten. Wie bereits erwähnt, werden Polyurethane darüberhinaus wegen ihren hochwertigen physikalischen Eigenschaften, bevorzugt zum Aufbau der Verfahrensprodukte, verwendet.

™ Als erfindungsgemäß zu verwendende, auf elektrostatischem und/ oder mechanischem Wege einzubettende Kurzflockfasern können die in der Beflockungstechnik allgemein bekannten sogenannten Plocken aus natürlichem oder synthetischem Fasermaterial wie Wolle, Baumwolle, Zellwolle (Rayon), Polyestern, Polyamiden, Polyurethanen, Polyacrylnitril in Präge.

Im Sinne der Erfindung zu verwendende auf mechanischem Wege einzubringenden unverstreckte Synthesefasern umfassen grundfc sätzlich alle bekannten Synthesefasern. Als Beispiele seien genannt: Synthesefasern auf Basis von Polyurethanen, z.B. aus Hexamethylendiisocyanat und 1,4-Butandiöl, aus Polyamiden, z.B. aus Adipinsäure und Hexamethylendiamin oder aus c-Caprolactam, Polyeettrfaeern, _z,b. auf BaIs von Terephthalsäure und Äthylenglykol, Fasern _aUf Basis von Polyacrylnitril. Die unveretreckten Synthesefasern weisen im allgemeinen eine Staptlläng· von 1 -60 mm, vorzugsweise von 5-10 mm, auf. Sie können sowohl auf mechanischem Wege eingestreut ader In Form eines Vlieses aufgelegt werden.

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Zur Durchführung dee erfindungsgemäßen Verfahrene kann man z.B. so vorgehen, daß man auf eine glatte oder genarbte oder geflockte Unterlage, die gegebenenfalls trennfählg ausgebildet ist, z.B. auf gegebenenfalls mit Silikonkautschuk beschichtetes Gewebe oder Papier, Synthetics, Polyurethanschaumetoffe, eine hochmolekulare Verbindung,vorzugsweise Polyurethane oder deren Ausgangskomponenten, auftragt und in die noch klebfähige Beschichtungsmasse auf elektrostatischem und/oder mechanischem Wege Kurzflockfasern senkrecht eioflockt, erneut beschichtet und dann zur Bildung einer Reticularschicht in die noch klebfähige Schicht unverstreckte Synthesefasern, vorzugsweise Polyamidfasern, auf mechanischem Wege einstreut oder in Form eines Vlieses auflegt und diese Paserα anschließend durch die Ausübung eines mechanischen Drucks in die noch klebrige Schicht einpresst.

Dann wird entweder eine letzte Schicht als Deckschicht, die vorzugsweise aus Polyurethanen oder Polyacrylaten besteht, aufgetragen oder aber wahlweise in der beschriebenen Art durch weitere Schichten von auf elektrostatischem bzw. mechanischem Weg eingebrachten Plockschichten das Verfahrensprodukt schichtweise weiter aufgebaut,bis die gewünschte Schichtstärke erreicht ist.

Von ausschlaggebender Bedeutung ist dabei, daß die zur Bildung der Reticularschicht verwendeten Synthesefasern aus unverstreckte« Material bestehen. Nur mit Pasern dieser Art werden

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außerordentlich hohe Einreiß- und Weiterreißfestigkeiten erhalten. Dabei ist verständlich, daß die Menge der eingebrachte unverstreckten Fasern sowie die Anzahl der voneinander getrennten Schichten in dem Verfahrensprodukt für die Höhe der Einreiß- und Weiterreißfestigkeit von ausschlaggebender Bedeutung βlad.

Es ist dabei zu beachten, daß die Fasern möglichst in Wirrlage aufgebracht werden und daß sie trotz der Kalanderpassage nicht völlig horizontal in der Schicht verankert sind. Bel&er Durchführung des Verfahrens gpmäß Erfindung können Temperaturen von Raumtemperatur bis 200°, vorzugsweise von 30 - 170°, z.B. bei der Trocknung,Anwendung finden. Die auf diese Weise hergestellten Verfahrensprodukte können als solche oder als Basismaterial für z.B. Kunstleder Verwendung finden.

Die Verfahrensprodukte können Nachbehandlungeproeeeeen wie einer Kaschierung mit anderen Flächengebilden, z.B. Geweben aus Baumwolle, Zellwolle oder Synthetics oder mit Polyurethanen, einer Kalanderbehandlung, einer Hydrophobierung oder einer anderen in der Textilindustrie gebräuchlichen Ausrüstungsart unterworfen werden.

Es besteht ferner die Möglichkeit, die Verfahrensprodukte als Basis für eine weitere nach üblichen Verfahren durchführbare Beschichtung nach dem Direkt- oder Umkehrverfahren zu verwenden.

Bei Beschichtungen und Kaschierungen mit luftundurchlässigen Materialien, z.B. mit Filmen und Folien aus hochmolekularen Le A 10 889 - 8 -

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Verbindungen, z.B. auf Basis von Polyurethanen, Polyamiden, I Polyestern, 1st das resultierende Verundmaterial naturgemäß

1 insgesamt luftundurchlässig, behält aber trotzdem seine

( feuchtigkeitespeichernden Eigenschaften. Der Oberfl&chen-

j Charakter ist dann auf der einen Seite durch das aufkaschierte

ί Substrat oder die aufgebrachte Beschichtung bestimmt. Es kann auch

j so verfahren werden, daß die erste Schicht der zum Aufbau des

I -. ■

■ Schichtmaterials gemäß Erfindung verwendeten hochmolekularen

ι Verbindung bew. der entsprechenden Ausgangsprodukte z.B. auf |

■ ein glattes oder genarbtes Trennpapier aufgebracht wird und

I danach der erste Beflockungsvorgang erfolgt« Her Oberflächen-

[ Charakter wird dann, wie bereits angeführt, von der Oberflächen- ) beachaffenheit des Trennpapiers geprägt, von dem die Folie

späterhin abgelöst wird. Eine weitere Variante besteht darin, daß man z.B. anstelle eines Trennpapiers bereits ein endgültiges, ! d.h. bleibendes Trägermaterial wählt und auf dieses im Direkt-I verfahren das Schichtmaterial gemäß Erfindung aufbauht. Sie I Iuftdurchlässigkeit *^et bei der Verwendung von Trennpapieren in der Regel nur noch geringfügig oder gar nicht mehr gegeben. Bei Verwendung bleibender Trägermaterialien ist die Luftdurchlässigkeit vda der Art und von den Eigenschaften des Träger-' materials abhängig. Die so hergestellten Filme und Folien besitzen hingegen in^edem Falle die Fähigkeit, hohe Vaeserdampfmengen aufzunehmen und zeigen eine sehr hohe Einreiß- und Weiterreiöfeetigkeit.

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ORiälNAL INSPECTED

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Beispiel 1: /ftf

Auf ein Silicon-Trennpapier wird als erstes ein Deckstrich aufgebracht gemäß folgender Rezeptur:

Rezeptur 1)

1OOO g eines Copolymerisate aus

80 Teilen Acrylsäureäthylester und 20 Teilen Acrylsäuremethylester

40 g Ammoniumchlorid 1 : 3 in Wasser gelöst 30 g Hexamethylol-Melaminäther

30 g «in«a lii*noxid-Pige«nt· Farbgebung

Von dieser Paste wird ein Deckstrich in ca. 0,03 mm Stärke auf das Papier aufgetragen. Darauf wird ein Strich der nachstehend definierten Paste gegeben:

Rezeptur 2)

1000 g eines Hydroxylgruppen aufweisenden PoIyesterurethans, gelöst in Methylglykolacetat und Äthylacetat 1:1

P 200 g Bariumsulfat

50 g Eisenoxidpigment zur Farbgebung 90g Benzyl-Butylphthalat 5 g eines Siliconöls

50 g eines Polyisocyanate auf Basis von 1 Mol 2,4-Toluylen-dllsocyanat und 3 Mol TrI-methylolpropan

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Ton. dieser Rezeptur wird eine Schicht in. einer Stärke von 0,1 - 0,8 mm aufgebracht und in diese Schicht wird eine Kurzfaserflocke auf Viskose-Basis eingeschossen. Es wird getrocknet .bei Temperaturen zwischen 50 und 150⁰C. Es erfolgt ein weiterer " Aufstrich mit der Paste gemäß Rezeptur 2. Darauf erfolgt die Auflage von etwa 40 g/m unverstreckter Pasern aus PoIycaprolactam mit einem Titer von 30 den. und einer Länge von etwa 7 mm.

Nach dem Zwischenkalandern erfolgt ein'erneuter Aufstrich f

gemäß Rezeptur 2 mit einer Pestauflage von etwa 100 g.

Nach dem Ausreagieren wird dieses Material von dem Siliconpapier getrennt und man erhält einen geschmeidigen Polyurethan-Schichtstoff von guter Einreißfestigkeit. Für die Luftdurchlässigkeit dieses Materials geprüft nach DIN 53334 werden die Werte 320, 360, 280 cm⁵/min. (auf 100 cm² und 10 cm Wassersäule) erhalten.
Im Vergleich dazu ein Oberleder: 130, 80, 90 cm⁵/min. a

Die Messung der Wasserdampfdurchlässigkeit nach DIN 53122 ergibt bei einem Leder von 2,09 mm Dicke 360 g/m pro Tag, während das Verfahrensprodukt bei 1,10 mm Dicke eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 59 g/m pro Tag aufweist. Der Abrieb bei 100 g Belastung, Papier-Nr. 100 und 500 Umdrehungen bringt bei Naturleder 95 mg Verlust; der Vergleichswert für das hergestellte Verfahrensprodukt liegt bei 55 mg.

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Beispiel 2:

Wird eine Folie auf einer beliebigen geflockten Unterlage, z.B.auf einem mit einem wasserlöslichen Binder beschichteten und mit Viskose-Flocken beflockten Baumwollgewebe, in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise aufgebaut und durch Waschen von der Unterlage getrennt, so erhält man ein Schichtmaterial, das nach DIN 53334 eine Luftdurchlässigkeit von 390, 320, 350 cm /

min. auf 100 cm und 10 cm Wassersäule aufweist.

Ein so hergestelltes Verfahrensprodukt zeigt etwa das gleiche Dehnungsverhalten wie vergleichbare Naturleder und verhält sich damit z.B. günstiger als im Handel erhältliche Syntheseleder.

Die Reissdehnung beträgt z.B. bei einer Dicke von 1,19 mm 65 #, bei einem Leder von 1,88 mm 67 #.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Filmen und Folien aus hochmolekularen Verbindungen nach dem Direkt- oder Umkehrteschichtungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man auf eine glatte oder genarbte oder geflockte Unterlage, die gegebenenfalls trennfähig ausgebildet ist, eine hochmolekulare Verbindung oder deren Ausgangskoraponenten aufträgt, in diese Schicht auf elektrostatischem und/oder mechanischem Wege Kursflockfasern einbettet, eine weitere Schicht der gleichen oder einer anderen hochmole- ^ kularen Verbindung oder deren Ausgangskomponenten aufträgt, unverstreckte Synthesefasern auf mechanischem Wege aufbringt, zwischenkalandert, gegebenenfalls diesen schichtweisen Aufbau weiter fortsetzt und als letzte Schicht eine Deckschicht, bestehend entweder aus der anfänglich verwendeten oder einer anderen hochmolekularen Verbindung oder deren Ausgangskomponenten, aufbringt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als hochmolekulare Verbindung bzw. deren Ausgangskomponenten Poly- { urethane bzw. deren Ausgangskomponenten verwendet werden.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als hochmolekulare Verbindung bzw. deren Ausgangskomponenten Polyurethane bzw. deren Ausgangskomponenten und als letzte Schicht eine Schicht aus Polyacrylaten bzw. deren Ausgangskomponenten verwendet werden.

4. iilmt und Folien, herstellbar nach den Verfahren gemäß An-

■prüchen 1-3.

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