DE1815527A1

DE1815527A1 - Verfahren zur Herstellung von poroesen,atmungsaktiven,kunststoffbeschichteten Flaechengebilden,insbesondere Kunstleder

Info

Publication number: DE1815527A1
Application number: DE19681815527
Authority: DE
Inventors: Tieniber Albert C
Original assignee: Hooker Chemical Corp
Current assignee: Hooker Chemical Corp
Priority date: 1967-12-18
Filing date: 1968-12-18
Publication date: 1969-08-14
Also published as: FR1595160A; CH534711A; GB1257039A; BE725588A; NL7316676A; NL6818108A; SE363277B

Description

DR. ELISABETH JUNG₁ DR. VOLKER VÖSSIUS, DIPL.-ING. GERHARD COLDEWEY

' 8 MDNCHEN 23 · SI EG ESST HASSE 26 · TELEFON 34 50 67 ■ TELEGRAMM-ADRESSE: INVENT/MONCHEN

1 8. OK-

u.Z.i D 960 (Kr/Vo/Wa)

Hooker Chemical Corporation
Niagara Falls, N.Y-,, V.St.v.A.

Verfahren zur Herstellung von porösen»atmungsaktiven, kunststoffbeschichteten ELächengebilden, inabesondere Kunstleder.

Priorität: 18.Dezember 1967, V.St.v.A_s, Hr. 69I 220 20.November 1968, V.St.v.A,_s

Bei den bisherigen Versuchen zur Herstellung poröser Kunstleder wurde zunächst der Kunststoff zu einer Folie verformt und diese dann mechanisch perforiert. Dieses Vorgehen erfordert jedoch mehrere Verfahrensstufen und hat auch bis jetat noch keine völlig zufriedenstellenden porösen Produkte ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur darstellung von kunststoffbeschichteten Flächen^ebilden mit gleichförmiger und einstellbarer Porosität und/oder Atmun^saktivitit zu schaffen, ö.ie trocken (chemisch) gereinigt werden können₃ abriebfest Bind und rsgen '/asser unö die üblichen im Haushalt verwendeten Lösungsmittel beständig aind₀

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POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN S0175 ■ BANKKONTO. DEUTSCHE BANK A. G. MDNCHEN, LCOPOLD8TR. 71. KTO. NR. 90/35794

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Schließlich sollen die nach diesem Verfahren hergestellten Produkte auch ein ansprechendes Äußeres aufweisen.

Diese Aufgabe wird durch das erflndungsgemäBe Verfahren gelöst,

Sie Erfindung betrifft somit ein Verfahren sur Herstellung von porösen, atmungsaktiven, kunststoffbeschichteten Pläohengebilden und let dadurch gekennzeichnet, dad man auf einen praktisch nicht porösen Träger die Lösung einee- filmbildenden Polyurethane aufbringt» einen Teil des Lösungsmittels abdampft, auf die erhaltene Polyurethanschicht ein textiles Flächengebilde oder eine Schaumstoff-Folie auflegt., den erhaltenen Schichtstoff trocknet und den Träger abzieht*

Die Erfindung wird durch die Zeichnung, die ein Fließschema einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt, erläutert·

Bei einer sur Durchführung dea erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage ist eine Abzugswalze 10 vorgesehen, die einen Mitläufer, eine ünterlagefolie oder eine endlose Bahn 11 (nachstehend auch als Träger bezeichnet) trägt. Der Träger kann aus jedem geeigneten Material bestehen, von dem der fertige Schichtstoff mechanisch abgelöst werden kann« Deshalb soll die Oberfläche des Trägers gegenüber der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Polyurethanlösung nur eine geringe Klebfähigkeit aufweisen. Der Träger 11 kann aus einem polierten oder auf sonstige Weise oberflächenbehandelten Metallband oder einem Stoffgürtel bestehen. Er kann auch aus Papier hergestellt sein, dessen Oberfläche so behandelt wurde, daß er mit der filmbildenden Polyurethanlöeung nicht zu stark verklebt und genügend hitzebeständig ist, um beim Trocknen nicht angegriffen zu werden und eine leicht lösbare Verbindung zu ergeben. Der Träger

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ι©» ööer stytsicbareiif 'fmehs^n textilgut

Im allgemeinen läßt man das Textilgut auf dem beschichteten Trä ger 17 durch sein eigenes Gewicht ruhen« Die zweite Polyurethan-•lösung verklebt sich nun mit der vorgetrockneten Polyurethansohicht auf dem Träger und mit dem dann aufgebrachten Textilgut· Beim Auflegen des Textilguts auf die zweite» noch lösungsmittelhaltige und klebfähige Schicht, sinkt es darin ein, was duroh geeignetes Andrücken des flächigen Textilgutes noch gefördert werden kann. Zu diesem Zweck können Preßwalzen 21 verwendet werden, deren Anprefldruok so bemessen ist, daß das Textilgut in die «weite Polyurethanlösung mit der gewlinsohten Tiefe hineingedrückt wird.

Nach dem Auflegen des flächigen Textilgutes auf den beschichteten Trflger wird der erhaltene Schichtstoff zur Entfernung des Lösungsmittels durch eine zweite Heizzone 22 der vorgenannten Art geführt. Aüoh diese zweite jieiezone wird auf Temperaturen von 35 bis 150⁰C, vorzugsweise 50 bis T20°C erhitzt. Hach den Verlassen der zweiten Heizzone wird ein Behieltstoff aus zwei auf den Träger gegossenen Polyurethanschichten und dera flächigen. Textilgut erhalten. Die beiden Polyurethanschichten, sind vollständig und dauerhaft miteinander verklebt. Auch die Verbindung zwischen dem Textilgut und der zweiten Polyurethanschicht ist durch chemische oder mechanische Verltlebung dauerhaft. 3ach dem Verlassen der Heizzone kann der Träger abgekühlt und in bekannter Weise von dem Schichtstoff 23 abgelöst v/erden. 3er Träger 11 kann zur erneuten Verwendung auf einer Walze 24 v;ieder aufgespult werden* Der Schichtstoff wird auf eine goei^neie Aufnahaewaize 25 aufgewickelt. ' ·

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BAD ORiGINAL

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Bei kontinuierlicher Führung des Verfahrens wird der Träger im allgemeinen in einer praktisch horizontalen jUbene bewegt und auf seiner oben liegenden Seite von fest, angeordneten Stellen her mit den einzelnen Lösungen und dem flächigen Textilgut versehen.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Polyurethane werden dadurch hergestellt, daß ein organisches Polyisoeyanat, gewöhnlich ein Diisocyanat mit einem Polyol, gewöhnlich einem Diol, so umgesetzt wird, daß ein Polyurethan mit niederer Ver- W netzungsdichte erhalten wird. Im allgemeinen geht man von einem Polyätherpolyol oder einem Polyesterpolyol mit einer Hydroxylzahl von etwa 30 bis 100, vorzugsweise etwa 40 bis 70 aus. Die Polyäther leiten sich in allgemeinen von Kondensaten zweiwertiger Alkohole, wie ftfehylonglykol, ab, die zur Ausbildung endständiger Hydroxylgruppen mit Afchylenoxyd oder einem anderen Alkylenoxyd umgesetzt v/erden. Die verwendeten Polyester sind Reaktionsprodukte von Polycarbonsäurevorbindungen, vorzugsweise von Dicarbonsäuren . wie Adipin-, Bernstein- und Glutarsäure, und μ deren Anhydride und Säurehalogenide , mit Alkoholen, vorzugsweise zweiwertigen Alkoholen, wie Äthylenglykol, 1,4-Butandlol oder 1,6-Hexandiol. Zur Modifizierung der Eigenschaften der Polyurethane kann dem Polyester ein freies, nicht umgesetztes Glykol ähnlichen Typs zugemischt v/erden. Daneben können auch andere Hydroxylgruppen enthaltende Polymerisate, wie Polylactone und Polycaprolactone, eingesetzt v/erden. Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete weiche· Polyurethan ist vorzugsweise ein kautschukartiges Polymer. Gegebenenfalls können auch vernetzbare Polyurethane eingesetzt werden. Die Herstellung der PoIy-

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urethane kann unter Einsatz verschiedener Diisocyanate erfolgen. Dabei wird besonders öa3 Biphenylmethandiisocyanat bevorzugt.

Die Lösungen des v/eichen Polyurethaas können Katalysatoren, wie tertiäre Amine, Netzmittel, wie Silikone, und weitere Zusatzstoffe, wie Talk, ßuß₅ Farbstoffe, Färbemittel un,d flammabweisende Mittel enthalten. Als Lösungsmittel für das Polyurethan wird im allgemeinen eine Kombination aus einem Acylamid, einem aroma«, tischen Kohlenwasserstoff oder einem aliphatischen Keton verwendet, vorzugsweise eine Kombination, die alle drei Bestandteile enthält. Geeignete Acylamide besitzen die allgemeine Formel

R ~ C-N E₁ R₂

in der R₁ und R₀ Alkylreste bedeuten und R-- ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest ist. Die £.lkylre3te besitzen im allgemeinen 1 bis 6 Kohleastoffatome. Beispiele für geeignete Verbindungen sind Dimethylformamid, DiäthyIformamid, Dlpropylformamid, Methylhexylformamid, Dimethylacetamid, DiäthyIacetamid, Kethylhexylacetamid bzw. deren -Gemische. Beispiele für vex v/endbare aromatische Kohlenwasserstoffe sind Benzol, Toluol, Xylol und Äthylbenzol. Geeignete aliphatische Ketone sind solche mit 5.bis 9 Kohlenstoffatomen, wie Aceton, Methyläthylketon, Diäthylketon, Methylpropylketon und Dibutylketon. "weniger bevorzugt werden andere Lösungsmittel, wie Diine thylsulfoxyd, Tetrahydrofuran und Cyclohexanon. Die Feststoffkonzentration der verwendeten Lösungen kann je nach Art des verwendeten Lösungsmittels variieren, liegt

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jedoch im allgemeinen in dem Bereich von etwa 10 bis 60 vorzugsweise 30 bis 50 Gew.-# Peststoffe_f bezogen auf dae Gewicht der Lösung.

Zur Beschichtung kann flächiges !textilgut natürlicher oder syn- - thetischer Herkunft verwendet -werden. Es kommt Material aus Cellulose, Jute, Baumwolle, Wolle, Polyamiden^ Polyestern, Kunstseide, Acetatseide, Polyurethanen, Polyacrylverbindungen und Polyolefinen in Betracht* Darüber hinaus können auch Gewebe (^ aus anderen Celluloseprodukten, wie Papier oder Pappe, Verven- . dung finden. Schließlich sind auch Schaumstoffe, wie geschäumte. Polyvinylverbindungen und Polyurethane sowie Schaumgummi, geeignet , Dabei werden offenzelüge schaumstoffe bevorzugt ·

Das erfindungscemäße Verfahren ist nicht auf die Verwendung von Polyurethanlösungen beschränkt. Die Kunststoffschichten können auch aus anderem natürlichem oder synthetischem Material bestehen, wie geschäumten Fatten aus Vinylchlorid-Homopolymerisaten oder-Kopolymerisaten, Polyurethanen, Schaumgummi und anderen " Polymeren, Zur Herstellung dieser Schaumstoffe können die üblichen Treibmittel und Zusatzstoffe verwendet werden. Auch hier werden offenzellige Schaumetaffe bevorzugt·

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert* Teile beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1 ;

_t A.a 107.1 Teilen siner Lösung aus 137 Teilen eines thermoplasti-

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sehen Polyurethans aus einem linearen, endßtändige Hydroxylgruppen aufweisenden Äthylenglykol-Adipinsäure-Polyester mit einem Molekulargewicht von 2000, Butandiol und Diphenylmethandiieocyanat in einem Gemisch auo 140 Teilen Dimethylformamid und 100 Teilen Toluol, 2,9 Teilen Kuß und 5 Teilen Methyläthylketon wurde eine Polyuretharibeschichtungslösung hergestellt'. Diese tyJeung wurde mittels eines Umkehrwalzenbeschichters auf ein profiliertes Trennpapier aufgetragen. Der Auftrag wurde dann durch Durchziehen des Trennpapiers durch zwei Heizöfen mit einer Geschwindigkeit von etwa 7 m/mln eingetrocknet. Das beschichtete Papier durchlief zunächst einen 107%heißen, etwa 9»5 m langen Umwälzluftofen, mit einer max. Luftzirkulation von etwa £15 m /min und hierauf einen ebenfalls 107⁰C heißen, 7,4 m langen zweiten Ofen, mit einer maximalen Luftzirkulation von etwa 107 m/mln. Hierauf wurde der Schichtstoff übör zwei Ktihltrommeln geführt. Der aus dem profilierten Trennpapier und einem etwa 0,063 mm dicken, getrockneten Polyurethanüberzug zusammengesetzte Schichtstoff wurde in einer Rakelauftragsmaechine mit einer weiteren Polyurethanlbsurtg beschichtet. Auf die zweite Schicht wurde kontinuierlich Baumwolldrillich aufgelegt und das beschichtete Papier durch Preßwalzen gezogen. Der Schichtstoff wurde durch einen zweizonigen 107⁰C heißen, 22,1 m langen Ofen gesogen» In der ersten Zone des Ofens betrug die maximale Luftzirkulation etwa 215 nr/mln ; in der zweiten Zone etwa 42,4 m/nin. Danach wurde der Schichtstoff abgekühlt, das Trennpapier von dem beschichteten Baumwoll-

wurden

drillich abgelöst und das Papier und das beschichtete Gewebe'getrennt auf Aufnahmewalzen aufgewickelt. Der Baumwolldrillich war mii/Swl^r0,076 am dicken Pclyura^.-arschioht'beschichtet.

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Der erhaltene atmungsaktive Schichtstoff kann zur Herstellung von Bezügen für Autositze und Aktentaschen verwendet werden.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle des Baumwolldrillichs ein gebürstetes Polyamid-Trikotgewebe verwendet wurde. Das Polyamid ^r⁹ e*Wa 0,076 mm dick mit Polyurethan beschichtet* Der erhaltene atmungsaktive Schichtstoff kann zur Her~ stellung von Bezügen für AutoBitze und Sportjacken verwendet werden.

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß anstelle des Baumwolldrillichs eine offenzelli^e Schäumstoff-Polie aus Polyvinylchlorid verwendet wurde* JHe Schaumstoff-Folie war ca.0,076 mm dick mit Polyurethan beschichtet*

Beispiel 4

Aus 1O4f13 Teilen der Polyurethanlösung des Beispiels 1, 0,10 Teilen Sojalecithln, 4,06 Teilen Methyläthylketon und 1,71 Teilen Ruß wurde eine Beschichtungslösuiig Die Lösung wurde auf profiliertem Trennpapier zu einer Folie vergossen, die in einem '— 7 Minuten bei 95⁰C getrocknet wurde. Dabei wurde eine

trockene Folie mit einer Dicke von ca. 0,088 mm erhalten. Auf die freiliegende Oberfläche der getrockneten Folie wurde ein zweiter überzug aua der gleichen Lösung aufgebracht. Auf die nasse

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Schicht wurde mit der genoppten oberfläche, dem nassen Film zugekehrt, ein genoppter, gewirkter Baumwollstoff aufgelegt. Der noch mit dem Trennpapier verbundene Schichtstoff wurde 13 Kinuten in einem Ofen von 95⁰C erhitzt und abgekühlt. Räch dem Ablösen des Trennpapiers ergab sich, daß das erhaltene beschichtete Gewebe abriebfest und gegenüber Vasser'und den üblichen im Haushalt verwendeten Lösungsmitteln beständig war, ein ansprechendes Äußeres aufwies, trockengereinigt werden konnte und eine gewisse Porosität und Atmungsaktivität besaß.

Beispiel 5

Eine atmungsaktive .Polymerfolie wurde folgendermaßen hergestellt: Die das Lösungsmittel und die Zusatzstoffe enthaltende Polyurethanlösung des Beispiels 1 wurde in einer tfalzenauftragsmaschine auf Trennpapier zu einem im nassen Zustand ca. 0,25 - 0,38 mm dicken Film gegossen. Der erhaltene Auftrag mit den Abmessungen 20,3 cm χ 25,4 cm wurde anschließend 30 Sekunden in einem Uan/älzluftofen bei 85⁰C teilweise getrocknet. Auf die noch klebrige Folie wurde mittels einer Haltewalae ein 36i&to Baumwollsatinstoff aufgelegt. Der Schichtstoff wurde in den Ofen zurückgebrächt und 5 Minuten bei 115⁰C getrocknet, bis das gesamte Lösungsmittel aus der Folie entfernt worden war. Der Schichtstoff wurde auf 20 bis 25⁰C abgekühlt und das mit Polyurethan beschichtete Gewebe von dem Trennpapier abgelöst. Auf diese './eise wurde ein atmungsaktives, mit einer etwa 0,076 - 0,102 sun dicken Polyurethanschicht beschichtetes Gewebe erhalten.

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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Verdampfungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels der PolyurethanlÖaung so eingestellt, daß in der Polyurethanschicht Poren mit gewünschter Größe und Dichte erhalten v/erden. Hierbei ist die Verdampfungsgeschwindigkeit von der Troeitv^€niperatur, dem Temperaturgradienten, dem verwendeten Lösungsmittel,- der Konzentration der Lösung, der Dicke der Polyurethanschicht und der Entfernung des verdampften Lösungsmittels aus der Timgefcung der trocknenden Schicht abhängig. Die Entfernung der Lösungsniitteldänipfe wird gefördert, wenn man durch die Trockeneinrichtungen. Luft oder ein anderes Inertgas leitet. Eine weitere Beeinflussung der Verdampfung der flüchtigen Komponenten ergibt sich aus der Gestaltung der IIeiazonen_e Die nach dem erfindungsgeraäßen Verfahren hergestellten kunststoffbeschichteten Plächen_£;ebilde sind atmungsaktiv, da sie gegenüber Luft und anderen Gasen sowie gegenüber den Dämpfen von -fässer und anderen Flüssigkeiten durchlässig sind. Γ-a/: e ge η v/eisen sie Wasser selbst und andere Flüssigkeiten auf Grund der Ilatur ihrer Poren und des Charakters der Kunststoff oberflächen" ab.

Bei -dem-"eriimtungs£eniäßeii Voifahren können die erste und die zwei«· te Stufe- der Beschichtung kombiniert v/erden, beispielsweise in der iveise. *:aö in einer Stufe eine stärkere Polyurethanschicht aufgebracht wird . u.-«d nach det teilweioon Abdampfen des -Lösungsmittel c da» fi.itihi.'-e x'"crxtii_t'-ut öder dit,- bchaumstoff-Folie aufgeloht vird. li-'s alj.ij&hoInen, Vovoi'fiu ;t nan es aber, ?,\iei Schichten fiui'^ubrin-eit und erst dann das Γΐίίοΐά^α Textilgut oder die Cchaumi.' to f. C-Pol -.f süf:-.u.Le_creD. Gewünsc'itenfivli s kfinn man auch mehr ale "-''.'■■ "'■ "^:: * ' '■"''· ^f- · -^Ίί' ""■-■ V. >icke des über-zur.::- und die

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Dicke der einzelnen Schichten können im weiten Ausmaß variiert werden. Im allgemeinen liegt die Dicke des GesamtÜberzuge in dem Bereich von ca. 0,025 - 0,762 mm , vorzugsweise von ca. 0_f051 O»254 mm. Die einzelnen Schichten sind kontinuierlich aufgetra gen und weisen keine Zwischenräume auf. Dl· Verweilzelt In der Helzsone bzw. In den Helssonen hingt von deren Temperatur, der Sohichtdioke des PoljrurethanOberzugs und den verwendeten Lösungsmitteln ab. Im allgemeinen bettigt die Verweilzeit etwa 0,5 bis 20 MIn., vorzugsweise etwa 1 bis 10 Min.

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Claims

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Pa t e nt an s ρ r ü c Ji 6

I, Verfahren zur Herstellung von porösen, atmungsaktiven, kunststoffbeschichteten Fläehengebllden, dadurch gekennzeichnet, daß man auf einen praktisch nicht porösen Träger die Lösung eines • filmbildenden Polyurethans aufbringt„ einen Teil des Lösungsmittels abdampft, auf die erhaltene Polyurethanschicht ein textiles Fläehengebilde oder eine Schaumstoff«Folie auflegt, den erhalte~ nen Schichtstoff trocknet unct den Träger abzieht.
2. Verfahren nach Anspruch 1₅ dadurch gekennzeichnet, daß •man die Polyurethanlösung in z'\rei Stufen, aufbringt, wobei nach dem ersten Auftrag mindestens ein Teil des Lösungsmittels abgedampft wird und die in den einzelnen stufen verwendete Polyurethanlösung gleich oder verschieden sein kann.
3. Verfahren nach Anspruch 2_t dadurch gekennzeichnet, daß man für den Überzug in der zweiten Stufe die Lösung eines filmbildenden weichen Polyurethans verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Lösungen eines filmbildenden weichen Polyurethans in einem Gemisch aus Dimethylformamid, l'oluol und Methyläthylketon verwendet. '
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß man die Verdampfungsgeschv/indigkeit des Lösungsmittels der Polyurethanlösung (en) so einstellt^ daß in der Polyurethan=*

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schicht bzw. den Polyurethane lilch'äon Poren gewünschter Größe und Dichte erhalten v/erden.

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