DE1729868A1

DE1729868A1 - Verfahren zur Herstellung von Filmen und Folien

Info

Publication number: DE1729868A1
Application number: DE19671729868
Authority: DE
Inventors: Oskar Dr Glenz; Heinrich Dr Hempel; Friedrich Dr Reich; Anton Schmitz; Karl-Arnold Dr Weber; Erwin Dr Weinbrenner
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1967-01-05
Filing date: 1967-01-05
Publication date: 1972-02-24
Also published as: FR1550024A; GB1196071A; NL6800022A; BE708987A

Description

FARBENFABRIKEN BAYER AG 1729868

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* Jan. 1987

Verfahren zur Herstellung von Filmen und folien

Die Herstellung von Filmen und Folien 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 Hegel die Eigenschaften des Ausgangsmaterials und die Eigen^- schaften der herzustellenden Filme oder Folien die Wahl dee 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 Filme und Folien haben die Eigenschaft, luft- und wasserdampfundurchlässig zu sein. Beim Einsatz auf dem textlien Sektor führen diese Eigenschaften zu unerwünschten Beeinträchtigungen des Trage- bzw. Sitzkomforts durch Wärme- und Feuchtigkeitstau.

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diese Hachtelle bei einer Verwendung der Filme und Folien auf dem Textilsektor zu beseitigen, sind bereits eine Reihe ▼on 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 Filme und Folien dadurch bewirkt, daß dem Hochpolymeren lösliche Salze zugesetzt werden, die in einer nachfolgenden Behandlung herausgelöst werden. Diese Nachbehandlung ist aufwendig, kostspielig und führt zu Hohlräumen im Material, wodurch die Festigkeit . deutlich verringert wird.

Eine weitere Möglichkeit, poröse Folien und Filme zu bilden, besteht darin, den zu ihrer Herstellung verwendeten hochmolekularen Verbindungen vor iber Verarbeitung gewisse Füllstoffe, 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 Faserverbundes, herstellen. Es ist ferner gelungen, wasserdichte, jedoch wasserdampfdurchlässige Beschichtungen dadurch zu erzielen, daß man spezielle Polyurethanlösungen in geeigneter Weise auf gerauhte Gewebe oder

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

überraschenderweise wurde nun gefunden, daß durch geeigneten Einbau von Kurzfasern oder Faserstäuben in Schichten hochmolekularer Verbindungen wasserundurchlässige Filme und Folien erhalten werden, die eine gute Wasserdampf- und Luftdurchlässigkeit bei hohem Speicherungsvermögen für Feuchtigkeit aufweisen, d.h. solche Eigenschaften zeigen, wie sie von natürlichem Leder her bekannt sind. Die Oberflächen dieser Folien können durch geeignete Wahl der Kurzfasern und der Heretellungsbedingungen den Charakter von beispielsweise Nappa- oder aber auch von Wildleder aufweisen. Durch den Einbau der Kurzfasern kann außerdem die Festigkeit der Filme und Folien erhöht werden.

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein Verfahren zum Herstellen von Filmen und Folien aus hochmolekularen Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein löslicher Kleber auf eine Unterlage aufgetragen, nach bekannten Beflockungsverfahren mit Kurzfasern oder Faserstäuben beflockt wird, auf die getrocknete Flockschicht eine hochmolekulare Verbindung oder deren Ausgangskomponenten aufgebracht und nach dem Trocknen bzw. Gelieren der lösliche Kleber herausgelöst wird.

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erfindungsgemäfie Verfahren wird z.B. in der Weise durchgeführt, das ein löslicher Kleber auf eine Unterlage aufgetragen wird und anschließend Kurzfasern oder Faserstäube nach bekannten Beflockungsverfahren, z.B. auf elektrostatischem Weg_r auf gelbracht werden. Hach dem Beflocken wird in üblicher Weise, z.B. mit Heißluft, getrocknet. Anschließend wird auf die beflockte Schicht eine hochmolekulare Substanz nach bekannten Beschichtungsverfahren,gegebenenfalls aus Lösung , aufgetragen oder aufgesprüht. Si* hochmolekulare Verbindung kann auch auf der beflockten Schicht in situ aus aufgebrachten niedrigmolekularen Bestandteilen gebildet werden. Fach einem Trocknungeprozeß wird dann der lösliche Kleber herausgelöst, wodurch sich die Folie von der Unterlage abheben läßt.

Nach einer modifizierten Verfahrensweise wird der lösliche Kleber auf eine Unterlage aufgetragen, die keine Haftung zum Kleber aufweist, z.B. ein mit Silikonkautschuk beschichtetes Gewebe oder Papier, und nach dem Beflocken und Trocknen die beflockte Kleberschicht von der Unterlage abgetrennt. Die Flockseite wird wieder, wie oben beschrieben, mit einer hochmolekularen Substanz versehen, und nach dem Trocknen wird der Kleber abgelöst. Diese Variation des Verfahrens hat den Vorteil, daß die Unterlage nicht die anschließenden Bearbeitungestufen mit durchlaufen muß, um erst am Ende des Verfahrens beim Ablösen des Klebers wiedergewonnen zu werden. Andererseits sind jedoch dann an die festigkeit des löslichen Klebers erhöhte Anforderungen zu stellen, wenn mit der trennenden Unterlage gearbeitet wird.

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Als Unterlage kommen alle diejenigen Flächengebilde infrage, die den nachfolgenden, je nach Art des Klebers und der hochmolekularen Verbindungen unterschiedlichen Bearbeitungsbedingungen standhalten, z.B. ein dichtes Baumwollgewebe.

Als Beispiele für lösliche Kleber seien Latices, polymeres 2-Chlorbutadien, Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisate genannt. Bevorzugte Anwendung finden wasserlösliche Kleber, z.B. Polyvinylalkohol, Alginate, wasserlösliche Cellulosederivate.

Als im Sinne der Erfindung zu verwendende hochmolekulare Verbindungen kommen z.B. Polyvinyl- und PaLyvinyliden-Verbindungen, Polyolefine, Polyamide, Polyimide, Polyurethane, Polyester und Gummi in Präge. Bevorzugt werden Polyurethane. Die 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 Verbindungen und den zur- Verfügung stehenden Einrichtungen ab.

Bei den Kurzfasern und Faserstäuben handelt es sich um die in der Beflockungstechnik bekannten sogenannten Flocken aus natürlichem oder synthetischem Fasermaterial, wie Wolle, Baumwolle, Zellwolle, Polyester, Polyamide und Polyurethane.

Wird als erfindungsgemäß zu verwendendes Fasermaterial geschnittene Strangware verwendet, so beträgt die Faserlänge 0,3 - 3 mm.

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Ale Substanzen, die niedermolekular aufgebracht werden und aus denen auf der Flockechicht hochmolekulare Verbindungen entstehen, seien beispielsweise genanntι hydroxylgruppenhaltige Polyester, Polyesteramide und Polyäther bzw. gegebenenfalls deren Lösungen in geeigneten Lösungsmitteln, die in Verbindung mit Polyisocyanaten hochmolekulare Polyurethane liefern. Außerdem können diese Mischungen, wie auch die Lösungen bzw. Dispersionen anderer hochmolekularer Verbindungen noch weitere Zusätze enthalten, wie Katalysatoren, füllstoffe,

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Trennmittel, lösliche farbstoffe oder unlösliche Farbpigmente. Der Auftrag der hochmolekularen Verbindungen bzw· deren Auegangsprodukte kann in einer oder in mehreren Schichten erfol gen, die z.B. aufgeräkelt oder aufgesprüht werden können. Die Anzahl der Schichten hängt u.a. von der erwünschten Schichtdicke ab. Wird in mehreren Schichten aufgetragen, so ist es möglich, nach Aufbringung der ersten oder einer der folgenden Schichten weitere Fasern durch Beflocken oder rein mechanisches Aufsieben in die noch feuchte Schicht einzubetten und durch diese Armierung zu einer wesentlichen Verstärkung der Filme oder Folien zu gelangen.

Das Ablösen des löslichen Klebers erfolgt unter den durch die Eigenschaften des gewählten Klebers erforderlichen Bedingungen, z.B. durch Auswaschen mit Wasser und mit einem Lösungsmittel, gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen und unter mechanischer Unterstützung. In vielen Fällen wird es zweckmäßig sein, Reste des löslichen Klebers durch eine Nachwäsche zu entfernen.

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Die so gewonnenen Filme und Folien können zur Erzielung bestimmter Effekte weiteren Nachbehandlungeverfahren unterworfen .werden. Eine bevorzugte Nachbehandlung ist das Kalandern. Je nach Wahl der Walzen, der Temperatur, des Drucks und des Friktionsgrades lassen sich verschiedenartige Oberflächenveränderungen erzielen. Oberflächenveränderungen sind aber auch durch eine Heißwasserbehandlung möglich. An weiteren Nachbehandlungsmethoden seien beispielsweise das Prägen und das Bedrucken erwähnt. Der Oberflächencharakter kann aber auch in weiten Grenzen durch die Art der Kurzfasern und der hochmolekularen Verbindungen variiert werden.

Die Nachbehandlungen können auch wahlweise vor dem Entfernen des löslichen Klebers vorgenommen werden. Dies ist beispielsweise dann angebracht, wenn thermoplastische Schichten bei erhöhten Temperaturen und Drucken kalandert werden sollen.

Die erfindungsgemäß hergestellten Filme und Folien können in einem weiteren Arbeitsgang auf Trägermaterialien,nit PoIyuretbmn-fcchaumstoffe, Baumwolle, Zellwolle, Gewebe und Wirkwaren, Synthetics, kaschiert werden. In Einzelfällen ist es möglich, diese Kaschierung unmittelbar an den Streichprozeß anzuschließen und die Streichmasse als Kaschierkleber zu verwenden.

Die erfindungsgemäß hergestellten Filme und Folien besitzen aufgrund der eingelagerten Kurzfasern oder Faserstäube gegeh-

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Über konventionell hergestellten Filmen und Folien eine wesentlich verbesserte Luft- und Wasserdampfdurchlässigkeit und sind trotzdem wasserdicht.

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Beispiel 1 t

Auf einem mit Silikonkautschuk beschichtetem Baumwoll-Gewebe wird ein wasserlöslicher Binder folgender Zusammensetzung aufgestrichem

500 g Polyvinylalkohol (ca. 30#ig in Wasser)

100 g Emulgator auf Polyurethanbasis (TJmsetzungsprodukt aus Polyäthylenglykol vom Molekulargewicht 6000, Toluylendiisocyanat und Stearylisocyanat)

100 g Glycerin

In diesem aufgestrichenen Film werden auf elektrostatischem Wege gemahlene Baumwollkurzfasern (0,2 - 0,3 nun) eing«echoa**n. Nach einer anschließenden Trocknung wird auf die Beflockung eine 30$ige Lösung eines Polyurethans (Umsetzungsprodukt von Polyestern auf Basis von Adipinsäure und Äthylenglykol bzw. Diolgemischen mit Toluylendiisocyanat)"in Äthylacetat unter Zusatz von 5 $> einer 75#igen Lösung eines Ilmsetzungsproduktes von Trimethylolpropan mit einem Gemisch von 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat (65 : 35) gestrichen und wieder bei 80° im Luftstrom getrocknet. Dieser Vorgang kann, je nach gewünschter Filmstärke, mehrmals wiederholt werden. Nach Verlassen des Trockenaggregats und Passieren einer Kühlzone wird das aufgebrachte Substrat von dem Silikon beschichtetem Gewebe getrennt und aufgerollt. Der noch vorhandene wasserlösliche Binder wird nach 24 Stunden abgewaschen und der jetzt mit Baumwollfasern durchsetzte Polyurethanfilm wieder bei 80° im Luftstrom getrocknet. Diese so hergestellte Folie wird einem Kalanderprozeß unterworfen, wobei durch entsprechendem Druck (7 t) und Hitze (190°) eine Oberfläche mit dem Aussehen von feinnarbigem Leder entsteht. Aufgrund der eingelagerten Textil-

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fasern ist die so hergestellte Folie wie Leder «aaseraufnahmefähig, jedoch wasserundurchlässig und noch porös genug, um Wasserdampf und Luft durchzulassen.

Wird die wie beschrieben hergestellte Polyurethanfolie auf Textilgewebe, Flieematerial oder Moltopren auf kaschiert, so erhält man eine Oberfläche mit Wildledercharakter.

Beispiel 2t

In *u Beispiel 1 analoger Weise wird auf ein mit Silikonkautschuk beschichtetes Baumwollgewebe ein wässerlöslicher Binder der in Beispiel 1 genannten Zusammensetzung aufgestrichen. In diesem aufgestrichenen Film werden auf elektrostatischem Wege gemahlene Polyamidfasern von 0,3 mm Länge (1,5 den) eingeschossen. Anschließend wird - wie in Beispiel 1 beschrieben - getrocknet, beschichtet, wieder getrocknet und das aufgebrachte Substrat von dem mit Silikon beschichtetem Gewebe getrennt und durch Kalandern unter einem. Druck von 7 t und bei einer Temperatur von 190° nachbehandelt. Die erhaltene Polyurethanfolie hat eine Oberfläche dem Aussehen von feinnarbigem Leder und besitzt hohe Wasserdampfdurchlässigkeit bei völliger Wasserundurchlässigkeit.

Beispiel 3 t

Auf einem mit Silikonkautschuk beschichtetem Zellwollgewebe wird ein wasserlöslicher Binder folgender Zusammensetzung aufgestrichen!

500 g Polyvinylalkohol (ca. 3O0ig in Wasser) 150 g eines £mulgatoxs auf Basis von Benzyl-p-Oxydi-

phenylpolyglykoläther

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In diesem aufgestrichenen Film werden wiederum auf elektrostatischem Wege Viskosefasern von 0,3 - 0,5 mm Länge eingeschossen. Die weitere Bearbeitung erfolgt analog Beispiel 1. Man erhält nach einer Kalandernachbehandlung wasserdampfdurchlässige Polyurethanfolien, deren Oberfläche den Charakter von feinnarbigem Leder aufweist.

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Claims

Patentanspruchι

Verfahren zum Herstellen von Filmen und Folien aus hochmolekularen Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein löslicher Kleber auf eine Unterlage aufgetragen, nach bekannten Beflockungeverfahren mit Kurzfasern oder Faser-8täuben beflockt wird, auf die getrocknete Flockschicht eine hochmolekulare Verbindung oder deren Ausgangekomponenten aufgebracht und nach dem Trocknen bzw. Gelieren der lösliche Kleber herausgelöst wird.

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