DE1936691B2 - - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/28—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a liquid phase from a macromolecular composition or article, e.g. drying of coagulum
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mikroporösem Bahnenmaterial durch Beschichten
einer für Kunstleder üblichen Trägerunterlage oder einer wieder ablösbaren Platte mit einer gegebenenfalls
Harnstoff enthaltenden Lösung eines filmbildenden synthetischen Polymeren, das ganz oder hauptsächlich
aus Polyurethan, gelöst in einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, besteht, Behandlung
des beschichteten Trägermaterials zur Koagulation des aufgebrachten Polymerisats mit einer
wenigstens ein wasserlösliches anorganisches Salz enthaltenden wäßrigen Koagulationsflüssigkeit, Auswaschen
und Trocknen des Bahnenmaterials und im Falle der Verwendung der Platte als Unterlage, Abziehen
des Polymerfiimes von der Unterlage ais trägerlose Folie.
Das erfindungsgemäß hergestellte mikroporöse Bahnmaterial besitzt eine hohe Wasserdampfdurchlässigkeit
und eine gleichmäßige mikroporöse Struktur.
Wenn eine Schicht aus einer Lösung eines filmbildenden Polymeren (ganz oder hauptsächlich Polyurethan)
in einem organischen Lösungsmittel in Wasser getaucht wird, koaguliert die Oberfläche der
Schicht, welche in Kontakt mit dem Wasser steht, schnell und bildet eine kompakte oder dichte Struktur.
Die Koagulation des Inneren der Polyurethanschicht erfolgt jedoch verzögert. Deshalb bilden sich im
Inneren leicht große Hohlräume, während die Oberfläche so kompakt oder dicht ist, daß es schwierig ist,
eine einheitliche mikroporöse Struktur in der ganzen Schicht zu erhalten. Das erhaltene Bahnmaterial hat
als Ganzes eine geringe Gasdurchlässigkeit und ist nicht befriedigend als Oberfläche eines synthetischen
Leders.
Diesbezüglich wurde schon in der britischen Patentschrift 981642 bzw. der belgischen Patentschrift
626 816 beschrieben, daß, wenn eine Polyurethanlösung nur in Wasser koaguliert wird, ein wasserdampfdurchlässiger
Film mit einer gleichmäßigen mikroporösen Struktur, wie er als Oberflächenschicht
eines synthetischen Leders erwünscht ist, nicht erreicht werden kann, außer, es wird eine der folgenden
zusätzlichen Maßnahmen ergriffen:
a) Die Schicht aus Polymerlösung wird einer feuchten Atmosphäre mit geregelter relativer Feuchtigkeit
eine bestimmte Zeit lang ausgesetzt, bevor die Schicht in Wasser getaucht wird;
b) der Polymerlösung wird Wasser oder ein anderes Nichtlösungsmittel für das Polymere in sorgfältig
abgestimmter Menge beigefügt, so daß die Polymerlösung in eine kolloidale Dispersion umgewandelt
wird, jedoch nicht geliert;
c) der Polymerlösung wird Wasser oder ein anderes Nichtlösungsmittel für das Polymere beigegeben
und gemischt, so daß die Mischung in einen gelartigen und einen flüssigen Anteil aufgetrennt
wird, und der gelartige Teil wird zum Beschichten verwendet.
Der obenerwähnte Prozeß a) wird im einzelnen in der britischen Patentschrift 849 155 beschrieben. Es
ist jedoch ein Nachteil, daß eine genau geregelte Atmosphäre erforderlich ist und daß eine lange Zeit
für die Koagulation eines Beschichtungsfilmes von nennenswerter Dicke erforderlich ist. Weiterhin muß
nicht nur die relative Feuchtigkeit, sondern auch die Temperatur geregelt werden, und es ist in der industriellen
Praxis nicht einfach, die Atmosphäre zu regeln, um homogene und gleichmäßig mikroporöse
Filme zu erhalten. Ferner werden in einer solchen klimatisierten Atmosphäre mehr als einige Stunden
benötigt, um eine Schicht (0,6 mm) gut zu befeuchten und zu koagulieren, ζ. B. eine Dimethylformamid-Lösung
mit 20°/0 Polyurethan. Es ist auch schwierig,
den richtigen Koagulationsgrad zu bestimmen.
Der obenerwähnte Prozeß b) wird beispielsweise in der belgischen Patentschrift 614 056 im einzelnen beschrieben.
Ein Film von beachtlich guter Mikroporosität wird durch dieses Verfahren erhalten. Jedoch
wird bei der Herstellung der sogenannten kolloiden Dispersion unmittelbar vor dem eigentlichen Gelieren
der Polymerlösung die erhaltene kolloide Dispersion weitgehend beeinflußt durch die Konzentration und
die Temperatur der verwendeten Polymerlösung, dem Anteil des dazu beigefügten Nichtlösungsmittels und
durch das Verfahren zur Beigabe des Nichtlösungsmittels, so daß es notwendig ist, die optimalen Bedingungen
sehr sorgfältig einzustellen und zu kontrollieren. Deshalb ist es schwierig, diesen Prozeß in die
industrielle Praxis umzusetzen.
Der Prozeß c) wird z. B. in der belgischen Patentschrift 624 250 mitgeteilt. Jedoch ist die Abtrennung
des Gels kompliziert, und die Regelung und Einstellung der richtigen Konzentration und Viskosität
des Gels ist schwierig.
Im Falle der obenerwähnten Prozesse b) und c) neigt der erhaltene mikroporöse Film zu verminderter
Festigkeit.
In der deutschen Auslegeschrift 1 619 270 wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung einer Bahn oder
eines Filmes hoher Wasserdampfdurchlässigkeit und mit einer mikroporösen Struktur vorgeschlagen, und
3 4
zwar durch Aufbringen einer mit Wasser mischbaren Wenn solch ein spezielles Koagulationsbad benutzt
Lösung eines ganz oder hauptsächlich aus Poly- wird, bilden sich keine Makroporen, selbst wenn die
urethan bestehenden Polymeren auf ein Träger- Schicht aus Überzugslösung der Atmosphäre unter
material, Koagulieren des beschichteten Materials in irgendwelchen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedin-
einer wäßrigen Lösung eines wasserlöslichen an- S gungen ausgesetzt ist, und ein zäher und weicher Film
organischen Salzes und anschließendem Waschen und oder Bahnmaterial hoher Wasserdampfdurchlässig-
Trocknen. In derselben deutschen Auslegeschrift wurde keit und mit gleichmäßigen Mikroporen kann unter
auch bereits ein Verfahren zur Herstellung einer Bahn industriellen Bedingungen leicht und einfach her-
oder eines Filmes mit höherer Wasserdampfdurch- gestellt werden.
lässigkeit und mit mikroporöser Struktur vorgeschla- io Die Beschichtungslösung kann eine übliche PoIygen,
indem eine Polyurethan und Harnstoff enthaltende urethanlösung in einem mit Wasser mischbaren
Lösung auf ein Trägermaterial aufgetragen, das be- Lösungsmittel (z. B. Dimethylformamid) sein. Vorschichtete
Material in einer wäßrigen Lösung eines zugsweise wird jedoch eine passende Menge Harnstoff
bestimmten wasserlöslichen anorganischen Salzes koa- der Beschichtungslösung zugefügt,
guliert und dann gewaschen und getrocknet wird. 15 Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfin-
guliert und dann gewaschen und getrocknet wird. 15 Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfin-
Durch diese Verfahren wurde die Durchführung des dungsgemäßen Verfahrens beträgt der Harnstoffgehalt
Prozesses und gleichzeitig die Herstellung eines Films der Polymerlösung bei Verwendung einer Harnstoff
hoher Wasserdampfdurchlässigkeit und mikroporöser enthaltenden Polymerenlösung bis zu 40 Gewichts-Struktur
vergleichsweise mit den oben beschriebenen, prozent, bezogen auf das Polymere in der Lösung,
konventionellen Prozessen al bis c) erfolgreich ver- ao Die Vorteile dieser Erfindung sind folgende:
einfacht. Es ergaben sich jedoch bei den oben be- 1. Die Polymerlösung kann direkt als solche benutzt schriebenen verbesserten Verfahren Probleme bei der werden und kann leicht und einheitlich auf das Träger-Massenherstellung mikroporöser Filme oder Bahnen. material ohne Schwierigkeiten aufgetragen werden.
konventionellen Prozessen al bis c) erfolgreich ver- ao Die Vorteile dieser Erfindung sind folgende:
einfacht. Es ergaben sich jedoch bei den oben be- 1. Die Polymerlösung kann direkt als solche benutzt schriebenen verbesserten Verfahren Probleme bei der werden und kann leicht und einheitlich auf das Träger-Massenherstellung mikroporöser Filme oder Bahnen. material ohne Schwierigkeiten aufgetragen werden.
So ergibt sich bei Systemen für kontinuierliche Das beschichtete Material kann sofon und kontinuier-Massenproduktion
ein Zeitraum von einigen Minuten »5 lieh in ein koagulierendes Regenerationsbad, bestehend
(verschieden je nach den speziellen Apparaten) aus einer wäßrigen Lösung, die ein Hilfssalz und Harnzwischen
dem Aufbringen der Beschichtungslösung stoff enthält, getaucht werden,
auf das Trägermaterial und dem Eintauchen des be- 2. Wenn das Koagulationsbad mit der richtigen Salzschichteten Materials in das Koagulationsbad. Deshalb und Harnstoffkonzentration benutzt wird, nimmt die ist die aufgetragene Schicht der Lösung der Atmosphäre 30 Polymerlösung schnell eine koagulierte Struktur an, während dieses Zeitraumes ausgesetzt und absorbiert ohne merkliche Schrumpfung und Deformation, wenn Feuchtigkeit aus der Luft. Diese Feuchtigkeits- sie in das Bad getaucht wird, und das koagulierte absorption hat einen schlechten Einfluß auf die Koa- Material kann kontinuierlich mit Wasser gewaschen gulation im Koagulationsbad und verursacht die werden, um das mit Wasser mischbare organische Bildung unerwünschter Makroporen in der knagu- 35 Lösungsmittel, das anorganische Salz und den Harnlierten Schicht. Diese Neigung ist besonders bemer- stoff zu entfernen.
auf das Trägermaterial und dem Eintauchen des be- 2. Wenn das Koagulationsbad mit der richtigen Salzschichteten Materials in das Koagulationsbad. Deshalb und Harnstoffkonzentration benutzt wird, nimmt die ist die aufgetragene Schicht der Lösung der Atmosphäre 30 Polymerlösung schnell eine koagulierte Struktur an, während dieses Zeitraumes ausgesetzt und absorbiert ohne merkliche Schrumpfung und Deformation, wenn Feuchtigkeit aus der Luft. Diese Feuchtigkeits- sie in das Bad getaucht wird, und das koagulierte absorption hat einen schlechten Einfluß auf die Koa- Material kann kontinuierlich mit Wasser gewaschen gulation im Koagulationsbad und verursacht die werden, um das mit Wasser mischbare organische Bildung unerwünschter Makroporen in der knagu- 35 Lösungsmittel, das anorganische Salz und den Harnlierten Schicht. Diese Neigung ist besonders bemer- stoff zu entfernen.
kenswert, wenn die relative Luftfeuchtigkeit der 3. Nach dem Waschen in Wasser kann, nur durch
Atmosphäre höher als 45 °/0 ist. einfaches Trocknen, leicht ein zäher, weicher Film
Es ist jedoch infolge der täglich schwankenden oder ein synthetisches Leder hoher Wasserdampfmeteorologischen
Bedingungen schwierig, die Feuch- 40 durchlässigkeit hergestellt werden,
tigkeit zu regeln und insbesondere niedrig genug zu 4. Dabei ist keine besondere Vorrichtung vor dem halten. Ferner ist es fast unmöglich, den Zeitraum Koagulationsbad erforderlich. Die Durchführung ist zwischen der Beschichtung und dem folgenden Tauchen einfach, und keine besondere Temperatur- und/oder zu eliminieren. Feuchtigkeitsregelung ist erforderlich. Das benutzte
tigkeit zu regeln und insbesondere niedrig genug zu 4. Dabei ist keine besondere Vorrichtung vor dem halten. Ferner ist es fast unmöglich, den Zeitraum Koagulationsbad erforderlich. Die Durchführung ist zwischen der Beschichtung und dem folgenden Tauchen einfach, und keine besondere Temperatur- und/oder zu eliminieren. Feuchtigkeitsregelung ist erforderlich. Das benutzte
Aufgabe der Erfindung ist daher ein verbessertes 45 anorganische Salz und der Harnstoff sind beide billig
Verfahren zur Herstellung eines für Feuchtigkeit und leicht erhältlich.
durchlässigen Film- oder Bahnmaterials mit Mikro- Bei der Durchführung dieser Erfindung kann jedes
poren, jedoch ohne Makroporen, insbesondere eines der bekannten filmbildenden Polyurethane verwendet
biegsamen Folien- oder Bahnmaterials von hoher werden. Gewöhnlich wird zur Herstellung eines solchen
Feuchtigkeitsdurchlässigkeit. Ein solches Verfahren 50 Polyurethans ein Vorpolymer durch Reaktion eines
soll wirtschaftlich vorteilhaft sein und ein Folien- oder organischen Diisocyanats mit einem Polyalkylenäther-
Bahnmaterial ergeben, das bezüglich Dauerhaftigkeit, glykol oder Polyester mit endständigen Hydroxyl-
Aussehen und Griff natürlichem Leder nicht unter- gruppen hergestellt. Die Kette des Vorpolymeren wird
legen ist. dann mit einem Kettenverlängerer, der reaktive
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung 55 Wasserstoffatome hat, z. B. Diamin, Diol oder Polyol,
von mikroporösem Bahnenmatrial bietet den weiteren verlängert, um ein Polyurethanelastomer herzustellen.
Vorteil, daß es ohne die zusätzlichen Stufen, wie sie Das organische Diisocyanat kann ein aromatisches,
gemäß dem Verfahren der britischen Patentschrift ein aliphatisches oder ein acyclisches Diisocyanat
981 642 erforderlich sind, arbeitet. oder eine Mischung daraus sein, z. B. Toluylen-2,4-di-
Das eingangs beschriebene Verfahren zeichnet sich 60 isocyanat, Toluylen-2,6-diisocyanat, Diphenylmethanerfindungsgemäß
dadurch aus, daß zur Koagulation 4,4'- diisocyanat, 1,5-Naphthylendiisocyanat, Hexades
Polymerisates eine wäßrige Koagulaiionsfiüssigkeit methylendiisocyanat oder Xylylendiisocyanat.
verwendet wird, die 100 bis 450 g/l wenigstens eines Der Polyalkylenätherglykol ist z. B. Polyäthylender wasserlöslichen Salze Natriumchlorid. Aluminium- ätherglykol, Polypropylenätherglykol, Polytetramethychlorid, Ammoniumchlorid, Natriumsulf.,1, Alumini- 65 lenätherglykol oder Polyhexamethylenätherglykol oder umsulfat oder Ammoniumsulfat und 100 bis 350 g/l ein Copolymer oder eine Mischung aus diesen. Als Harnstoff enthält und die Temperatur dieses Koagu- Polyol oder Polyalkylenäther kann Glycerin oder Trilationsbades 30 bis 55°C beträgt. methylolpropen verwendet werden.
verwendet wird, die 100 bis 450 g/l wenigstens eines Der Polyalkylenätherglykol ist z. B. Polyäthylender wasserlöslichen Salze Natriumchlorid. Aluminium- ätherglykol, Polypropylenätherglykol, Polytetramethychlorid, Ammoniumchlorid, Natriumsulf.,1, Alumini- 65 lenätherglykol oder Polyhexamethylenätherglykol oder umsulfat oder Ammoniumsulfat und 100 bis 350 g/l ein Copolymer oder eine Mischung aus diesen. Als Harnstoff enthält und die Temperatur dieses Koagu- Polyol oder Polyalkylenäther kann Glycerin oder Trilationsbades 30 bis 55°C beträgt. methylolpropen verwendet werden.
Der Polyester, welcher verwendet werden kann, ist im Film verbliebenen Harnstoffs weitere, zusätzliche
ein Polykondensat aus einer organischen Säure und Mikroporen gebildet werden und die Porosität erhöhen,
einem Glykol. Das vorzugsweise ί\ι verwendende GIy- Die Viskosität der Polymerlösung wird so ein-
kol ist ein Polyalkylenglykol wie Äthylenglykol, Pro- gestellt, daß sie bequem auf die Oberfläche des Trägerpylenglykol,
Tetramethylenglykol oder Hexamethylen- 5 materials aufgebracht werden kann. Im allgemeinen
glykol oder ein cyclisches Glykol, wie Cyclohexandiol, ist eine Viskosität von etwa 20 000 bis 100 000 Centi-
oder ein aromatisches Glykol, wie XylylenglyVol. Die poise vorzuziehen.
organische Säure kann Bernsteinsäure, Adipinsäure, Die Konzentration des Polymeren in der Polymer-
Sebacinsäure oder Terephthalsäure sein. lösung liegt im Bereich von 10 bis 40% Gewicht, vor-
AIs Kettenverlängerer kann ein Diamin, wie z. B. io zugsweise von 15 bis 35% Gewicht.
Hydrazin, Äthylendiamin oder Methylendiorthochlor- Die Polymerlösung (Beschichtungslösung) wird in
anilin, verwendet werden. der üblichen Weise entlüftet und auf eine oder beiden
Falls gewünscht, kann ein Katalysator, z. B. Tri- Oberflächen des Trägermaterials für das synthetische
äthylamin, Triäthylendiamin, N-Äthylmorpholin, Di- Leder aufgebracht, z. B. einen gewebten, gestrickten
butyl-Zinn-dilaurat oder Kobaltnaphthenat, bei der 15 oder nicht gewebten Stoff, eine Schaumstoffmasse oder
Herstellung des Polyurethanelastomeren verwendet Papier. Es ist auch möglich, die Polymerlösung auf
werden. Platten aus Glas, Metall oder Kunststoff aufzubringen.
In dieser Erfindung wird das Polyurethan als Lösung Die Beschichtung kann auf irgendeine der bekannverwendet.
Das Lösungsmittel für das Polymere muß ten Arten durchgeführt werden, z. B. durch Rakeln,
aus den mit Wasser mischbaren ausgewählt werden 20 Walzenbeschichtung oder Ausprühen. Da die Polymer-
und muß mit einer wäßrigen Lösung eines anorga- lösung homogen oder gleichmäßig ist, kann sie leicht
nischen Salzes und Harnstoff extrahierbar sein. Des- auf das Trägermaterial aufgebracht werden, und es
halb sind mit Wasser mischbare Lösungsmittel aus- ergeben sich keine solchen Schwierigkeiten wie bei dem
zusuchen. Beispiele solcher Lösungsmittel sind eines Verfahren, das in der belgischen Patentschrift 624 250
oder eine Mischung der folgenden: N,N'-Dimethyl- 25 beschrieben ist.
formamid, Dimethylsulfoxid, Tetrahydrofuran, Tetra- Im Koagulationsbad ist es wünschenswert, Wasser
methylharnstoff^N'-Dimethylacetamid.Dioxanoder mit passender Geschwindigkeit über die Schicht aus
Butylcarbinol. Ferner kann jedes Keton, welches allein Polymerlösung strömen zu lassen, um die Koagulation
kein gutes Lösungsmittel für das Polyurethan ist, unterhalb der äußeren Oberfläche der Schicht so
jedoch mit der Lösung gut mischbar ist, wie z. B. 30 gleichmäßig wie möglich vor sich gehen zu lassen, so
Aceton und Methyläthylketon, als Verdünnungsmittel daß eine mikroporöse Struktur gebildet wird. Zu
insoweit verwendet werden, daß es das Polymere nicht diesem Zweck ist es notwendig, während der Pene-
koaguliert. tration und Diffusion von Wasser aus dem Koagu-
Falls erwünscht, kann ein kleine Menge eines oder Iationsbad in die Schicht aus Polymerlösung und dem
mehrerer anderer filmbildender Polymere, die in der 35 gleichzeitigen Lösiingsmittelübergang aus der Schicht
Lösung löslich sind, wie ein Vinylhomopolymer, z. B. in das Koagulationsbad die entsprechenden Geschwin-
Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol, Polyacrylnitril, digkeiten im richtigen Verhältnis zu halten. Wenn
Polyacrylester oder Polyacrylsäure oder Copolymere nicht die Koaguiationsgeschwindigkeit höher ist als
aus ihnen, der obenerwähnten Polyurethanlösung zu- die Geschwindigkeit des Überganges des Lösungs-
gefügt werden. Die Menge eines solchen anderen Poiy- 40 mittels, bildet sich keine gleichmäßige mikroporöse
meren beträgt vorzugsweise 2 bis 40 Gewichtsprozent, Struktur, sondern es werden teilweise besonders froße
bezogen auf das Polyurethan. Makroporen und zahlreiche Makroporen üi.ekt unter
Es ist möglich, einen färbenden Stoff (z. B. ein Färb- der Oberflächenschicht gebildet. Es wurde festgestellt,
stoff oder ein Pigment), einen Lichtstabilisator oder daß bei Anwesenheit einer passenden Substanz
eine verstärkende Substanz (z. B. Talkum, Calcium- 45 (Additiv) im Koagulationsbad zur Einstellung der
carbonat oder feingepulverte Kieselsäure) zu der Poly- Eindringgeschwindigkeit (oder Koagulationsgeschwin-
merlösung zuzugeben. digkeit) des Wassers aus dem Koagulationsbad und der
Weiter ist es möglich, Harnstoff zu der Polymer- Austrittsgeschwindigkeit des Lösungsmittels aus der
lösung hinzuzugeben, um die Wasserdampfdurch- Schicht aus Polymerlösung eine zufriedenstellende
lässigkeit der erhaltenen Bahn oder des Films zu ver- 50 Koagulation erreicht werden kann,
bessern. Für den Fall, daß ein synthetisches Leder Es wurde gefunden, daß das anorganische Salz die
erzeugt werden soll, ist es wichtig, daß die Wasser- Penetrationsgeschwindigkeit von Wasser regeln kann,
dampfdurchlässigen hoch ist. Deshalb ist es emp- Es wurde festgestellt, daß die hydratisierende Fähigkeit
fehlenswert, der Polymer-Beschichtungslösung Harn- des Salzes in wäßriger Lösung vorzugsweise in dieser
stoff beizufügen. Die richtige Menge von Harnstoff 55 Hinsicht wirkt. Natürlich haben die Konzentration
variiert in Abhängigkeit von der chemischen Struktur, des Salzes und die Temperatur des Bades einen Einfluß,
dem Polymerisationsgrad und der Konzentration des Bevorzugte Konzentrationen sind die folgenden:
Polymeren, liegt jedoch im Bereich von 0 bis 40%. Natriumchlorid 200 bis 300 g/l
vorzugsweise von 0 bis 35 %, oder insbesondere von Natriumsulfat 200 bis 300 g/l
15 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymere 6c Ammoniumchlorid 100 bis 250 g/l
in der Beschichtungslösung. Wenn d.e Harnstoffrnengc Aluminiumchlorid 250 bis 450 g/l
mehr als 40 % betragt, neigt d.e Losung zum Gelieren. Aluminiumsulfat 100 bis 200 g/l
Wenn der Polymerlosung Harnstoff zugegeben vv.rd, Ammoniumsulfat 150 bis 350 g/l
wird die Wasserdampidurchlassigkeit des daraus
erhaltenen porösen Films verbessert, weil die latente 65 Das andere wichtige Merkmal dieser Erfindung ist
Fähigkeit der Polymerlösung zu koagulieren oder ihre die Zugabe von Harnstoff zu dem Koagulationsbad.
Fähigkeit schnell zu koagulieren verbessert wird, und Es wurde gefunden, daß Harnstoff im Koagulationsbad
weil nach der Koagulation durch das Auswaschen des die Auslrittsgeschwindigkeit des Lösungsmittels regelt.
Der Einfluß des Harnstoffs auf diese Austrittsgeschwindigkeit
des Lösungsmittels kann in Beziehung mit seiner Löslichkeit in diesem Lösungsmittel gesehen werden.
Die Konzentration von Harnstoff im Koagulationsbad kann abhängig von Art und Konzentration des
anwesenden anorganischen Salzes im Koagulationsbad variieren, liegt jedoch im Bereich von 100 bis 350 g/l,
vorzugsweise 150 bis 300 g/l. Falls sie niedriger als 100 g/l liegt, ergibt sich leicht ein Einfluß der Luftfeuchtigkeit,
und die Herstellung eines Films mit gleichmäßiger mikroporöser Struktur kann schwierig
werden. Falls sie höher als 350 g/l liegt, kann die Konzentration des mit Wasser mischbaren Lösungsmittels
(z. B. Ν,Ν'-Dimethylformamid) nahe der Oberfläche der Beschichtungslösung hoch werden, und die Löslichkeit
des anorganischen Salzes wird merklich vermindert, so daß das Salz auf der Oberfläche auskristallisiert,
und es ist wahrscheinlich, daß es die Oberfläche des porösen Filmes durch Unregelmäßigkeiten
schädigt.
Ein Film mit ausgezeichneter mikroporöser Struktur wird durch die Wirkungen beider, des anorganischen
Salzes als Mittels zum Einstellen der Penetrationsgeschwindigkeit des Wassers und des Harnstoffes als
Mittel zur Einstellung der Austrittsgeschwindigkcii des Lösungsmittels, erhalten.
Die Temperatur des Koagulationsbades soll im Bereich von 30 bis 55° C, vorzugsweise von 40 bis
450C, liegen. Falls sie tiefer als 300C liegt, können
Kristalle des anorganischen Salzes ausfallen, und die Oberfläche des mikroporösen Filmes kann beschädigt
werden. Wenn sie höher als 55"C liegt, wird die Durchführung
der Koagulation schwierig, und die Wasserdampfdurchlässigkeit des erhaltenen Filmes wird
erniedrigt.
Gemäß dieser Erfindung haben die erhaltenen Filme stets eine gleichmäßige mikroporöse Struktur und
keine Makroporen, selbst wenn Zusammensetzung und Temperatur des Koagulationsbades gleichbleibend
eingestellt sind und ein Wechsel in den meteoroingischen
Bedingungen stattfindet.
Nach der Koagulation wird der Film mit Wasser gewaschen, um das mit Wasser mischbare organische
Lösungsmittel, das anorganische Salz und den im Film verbliebenen Harnstoff zu entfernen, und anschließend
wird der Film unter den normalen Bedingungen getrocknet.
Wenn die Polymerlösung auf eine oder beide Oberflächen einer Bahn oder Platte aus Glas, Metall oder
Kunststoff aufgebracht wird, kann der darauf befind liehe Film von der Trägerbahn oder -platte abgeschält
werden. Wenn die Polymerlösung auf eine oder beide Oberflächen auf ein für synthetisches Leder brauchbares
Material, z. B. gewebtes oder nicht gewebtes Material, Folie, schwammartiges Material oder Papier
od. ä. aufgebracht wird, ist der erhaltene mikroporöse Film fest an dieses Trägermaterial gebunden. Das so
erhaltene Material ist als synthetisches Leder brauchbar.
Der mikroporöse Film kann eine Endbeschichtung mit einer gewöhnlichen Farbe oder einem Lack für
Leder erhalten, ohne die erwünschten Eigenschaften oder die Brauchbarkeit des Produktes zu beeinträchtigen.
Die Erfindung wird im einzelnen an Hand der folgenden Beispiele erläutert, wobei alle Angaben der
Zusammensetzung in Gewichtsteilen erfolgen. In diesen Beispielen werden die Bruchfestigkeit, die
Bruchdehnung, die Wasserdampfdurchlässigkeit, uie
Falzbeständigkeit und das Vorhandensein von Makroporen in den erhaltenen Filmen wie folgt definiert:
1. Bruchlast und Bruchdehnung: Diese werden an einer Probe von 2 cm Breite und bei einer Einspannlänge
von 5 cm bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 3 cm pro Minute mit einem Instrontester
gemessen.
2. Wasserdampfdurchlässigkeit (in Tabelle 1, 2, 8, 9 und 10 mit WDD abgekürzt): Der Gewichtsanstieg von Calciumchlorid durch eine vorbeslimmte
Fläche der Filmprobe in einer Atmosphäre von 80% relativer Feuchtigkeit und 30° C
wurde gemessen und die Wasserdampfdurchlässigkeit ausgedrückt durch den Gewichtsanstieg
(Milligramm) pro Zeiteinheit (Stunde) und pro Flächeneinheit (Quadratzentimeter), d. h. mg/h/
cm2. Je höher dieser Wert ist, desto höher ist die Wasserdampfdurchlässigkeit.
3. Falzbeständigkeit: Diese wurde mit einem Flexi-O-meter
(hergestellt bei Yasuda Procise Machine Manufactory, Ltd., Japan) gemessen.
4. Vorhandensein von Makroporen: Die durchschnittene Oberfläche des Films wurde mikroskopisch
untersucht. Es wurde auch eine gefaltete Oberfläche des Films mit einer Rasierklinge
abgeschabt und diese abgeschabte Oberfläche mit einem Mikroskop untersucht, um festzustellen ob,
Makroporen (mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 10 fim oder größer) vorhanden sind.
105 Teile Polyäthylenglykoladipat eines mittleren Molekulargewichtes von 1050 mit endständigen
— OH-Gruppen wurden in 200 Teilen wasserfreiem Dioxan gelöst, und 40 Teile Methylen-bis-(4-phenylisocyanat)
wurden hinzugefügt. Die Lösung wurde 2 Stunden lang bei 800C in einer Stickstoffatmosphäre
gehalten und dann auf 30°C gekühlt. Zu der so erhaltenen
Lösung des Vorpolymeren mit endständigen — NCO-Gruppen wurden 3,7 Teile Äthylenglykol
und 0,02 Teile Triäthylendiamin zusammen mit 100 Teilen wasserfreiem Dioxan zugefügt, um eine 3 Stunden
dauernde Kettenverlängerungsreaktion durchzuführen.
Die Polymerlöäung wurde dann gekühlt und in Wasser gegossen, um den größten Teil des Dioxans zu entfernen.
Das Polymere wurde isoliert und dann bei 80° C unter vermindertem Druck getrocknet. Das Polymere
wurde in N.N'-Dimethylformamid bis zu einer Konzentration von 30% Gewicht gelöst. Die Viskosität
dieser Polymerlösung betrug 45 000 Centipoise bei 30cC.
Diese Polymerlösung wurde 1 mm dick auf eine Glasplatte aufgetragen. Die beschichtete Glasplatte
wurde 5 Minuten in einer Atmosphäre der relativen Feuchtigkeit von 80% bei 200C belassen und wurde
dann 10 Minuten lang in eine 400C warme wäßrige
Lösung von Natriumsulfat und Harnstoff, deren Konzentration in Tabelle 1 angegeben ist, getaucht. Dann
wurde die Glasplatte mit dem darauf befindlicher koagulierten Film zum Waschen in ein warmes Wasserbad
von 50° C getaucht. Der Film wurde von der Glasplatte
abgezogen, 30 Minuten lang in heißem Wassei gewaschen und dann 30 Minuten lang bei 100" C luft
6s getrocknet. Die Eigenschaften des so erhaltenen Film!
sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Als typisches Beispiel erreichte der erhaltene FiIn
bei Benutzung eines Koagulationsbades, bestehend am
309 544/47J
einer wäßrigen Lösung mit 250 g/l Natriumsulfat und 200 g/l Harnstoff, eine Bruchlast von 0,97 kg/mm2
und eine Bruchdehnung von 518%.
Es ergibt sich aus diesen in Tabelle 1 aufgeführten Ergebnissen, daß ein zäher, weicher Film mit einheitlichen
Mikroporen und hoher Wasserdampfdurchlässigkeit durch die Koagulation in einer wäßrigen
Lösung von Natriumsulfat einer Konzentration von 200 bis 300 g/l und Harnstoff einer Konzentration von
100 bis 300 g/l erhalten wurde.
Eigenschaften | Tabelle | 1 | 250 | — | 300 | 330 | |
Harn stoff |
der Folie | ja | ja | ja | ja | ||
(g/l) | Makro | 150 | Natriumsulfat | ||||
50 | poren | ja | 200 | 3,5 | |||
WDD | ja | — | — | — | |||
(mg/h/cm2) | nein | nein | nein | ||||
Makro | — | ||||||
100 | poren | ja | — | 4,7 | 4,3 | 3,9 | |
WDD | nein | nein | nein | nein | |||
Makro | 3,9 | ||||||
150 | poren | ja | 4,2 | 4,7 | 4,4 | 3,8 | |
WDD | nein | nein | nein | Kristall | |||
Makro | 3,7 | ablagerun | |||||
200 | poren | ja | 4,1 | gen auf der | |||
nein | Oberfläche | ||||||
4,9 | 4,3 | 4,2 | |||||
WDD | nein | nein | Kristall | ||||
Makro | 3,4 | ablagerun | |||||
250 | poren | ja | 5,1 | gen auf der | |||
nein | Oberfläche | ||||||
4,8 | 4,2 | 3,9 | |||||
WDD | nein | nein | Kristall | ||||
Makro | 3,9 | ablagerun | |||||
300 | poren | ja | 4,6 | gen auf der | |||
nein | Oberfläche | ||||||
4,8 | 4,2 | 3,9 | |||||
WDD | Kristall | ||||||
Makro | 3,5 | ablage | |||||
350 | poren | we | 4,1 | rungen | |||
ni | auf der | ||||||
ge | Ober | ||||||
fläche | |||||||
— | — | — | |||||
WDD | — | ja | |||||
Makro | — | ||||||
0 | poren | — | — | 3,1 | — | ||
WDD | cristallisierte aus | , und das | |||||
— | Koagulationsbad war unbrauchbar. | ||||||
380 | Natriumsulfat | ,g/l) | |||||
warme wäßrige Lösung von Natriumsulfat und Harnstoff
der in Tabelle 2 angegebenen Konzentrationen getaucht, um die Schicht aus Beschichtungslösung zu
koagulieren. Dann wurde die Glasplatte mit dem darauf befindlichen Film in ein Heißwasserbad bei
50°C gebracht. Der Film wurde von der Glasplatte abgezogen, 30 Minuten lang mit heißem Wasser gewaschen
und getrocknet. Die Eigenschaften des so erhaltenen Films sind in Tabelle 2 angegeben.
Als typischer Beispiel hatte der Film, erhalten durch die Verwendung eines Koagulationsbades aus einer
wäßrigen Lösung mit 250 g/l Natriumsulfat und 200 g/l Harnstoff, eine Bruchlast von 0,96 kg/mm2 und eine
Bruchdehnung von 530%.
Aus den in Tabelle 2 angefühlten Ergebnissen ist zu erkennen, daß ein zäher, weicher mikroporöser Film
mit hoher Wasserdampfdurchlässigkeit erhalten werden kann durch die Koagulation in einer wäßrigen
Lösung mit Natriumsulfat in einer Konzentration von 200 bis 300 g/l und Harnstoff in einem Konzen
trationsbereich von 100 bis 300 g/l.
40
45
55
15% Gewicht Harnstoff, bezogen auf das in der Lösung befindliche Polyurethan, wurde zu der N,N'-Dimethylformamid-Lösung des Polyurethans (gemäß
Beispiel 1 hergestellt) hinzugefügt und die Mischung gerührt, um eine Beschichtungslösung herzustellen.
Diese Beschichtungslösung wurde auf dieselbe Glasplatte, wie im Beispiel 1, 1 mm dick aufgebracht Die
beschichtete Glasplatte wurde 5 Minuten lang in einer Atmosphäre der relativen Feuchtigkeit von 80% bei
2O0C belassen und dann 10 Minuten lang in eine 400C
Harn stoff {η ΊΛ |
Eigenschaften der Folie |
150 | Natriu; | 200 | 250 | — | .uuiiat | (g/l) | 330 |
(g(') | ja | ja | ja | ja | 300 | ja | |||
50 | Makro | i« | |||||||
poren | 3,5 | ||||||||
WDD | — | — | — | — | |||||
(mg/h/cm2) | ja | nein | nein | — | nein | ||||
100 | Makro | nein | |||||||
poren | 7,4 | 7,7 | 8,2 | 7,4 | |||||
WDD | ja | nein | nein | 7,8 | nein | ||||
150 | Makro | nein | |||||||
poren | 7,2 | 7,6 | 8,2 | 7,3 | |||||
WDD | ja | nein | nein | 7,9 | Kristall | ||||
200 | Makro | nein | ablagerun | ||||||
poren | gen auf der | ||||||||
Oberfläche | |||||||||
6,9 | 8,6 | 7,4 | 7,7 | ||||||
WDD | ja | nein | nein | 7,8 | Kristall | ||||
250 | Makro | nein | ablagerun | ||||||
poren | gen auf dei | ||||||||
Oberfläche | |||||||||
7,4 | 8,1 | 8,3 | 7,4 | ||||||
WDD | nein | nein | nein | 7,7 | Kristall | ||||
300 | Makro | nein | ablagerun | ||||||
poren | gen auf de | ||||||||
Oberfläche | |||||||||
7,0 | 7,6 | 8,3 | — | ||||||
WDD | ja | Kristall | 7,7 | ||||||
350 | Makro | ablage | — | ||||||
poren | rungen | ||||||||
auf der | |||||||||
Ober | |||||||||
fläche | |||||||||
— | — | — | |||||||
WDD | — | — | — | — | |||||
0 | Makro | ja | |||||||
poren | — | — | |||||||
WDD | 3,1 | 3, und das | |||||||
380 | Natriumsulfat kristallisierte au. | unbrauchbar. | |||||||
Koagulationsbad war |
i 936 691
Die Polyurethanlösung gemäß Beispiel 1 wurde etwa 1 mm dick auf eine Glasplatte aufgetragen. Die
beschichtete Glasplatte wurde dann 5 Minuten lang in einer Atmosphäre belassen, deren Temperatur und
Feuchtigkeit in Tabelle 3 aufgeführt ist, und wurde dann 10 Minuten lang in eine wäßrige Lösung (Koagulationsbad)
der in Tabelle 3 aufgeführten Temperatur und mit einem Gehalt von 250 g/l Natriumsulfat und
200 g/l Harnstoff getaucht. Dann wurde sie in ein Heißwasserbad bei 5O0C gegeben und der erhaltene
Film von der Glasplatte abgezogen. Der Film wurde 30 Minuten lang mit heißem Wasser gewaschen und
luftgetrocknet. Die Eigenschaften des erhaltenen Films sind in Tabelle 3 angegeben, wobei das Zeichen ο bedeutet,
daß keine Makroporen vorhanden waren. Die
Zahleii links des Zeichens ο geben die Wasserdampfdurchlässigkeit
an.
Weiterhin ist in Tabelle 4 die Bruchlast und die
Bruchdehnung des Filmes angegeben, welcher durch die Koagulation bei 45°C nach dem Liegenlassen in
einer Atmosphäre, deren Temperatur und Feuchtigkeit in Tabelle 4 angegeben ist, erhalten wurde.
Zum Vergleich sei ausgeführt, daß ein Film, der durch Auftragen der gleichen Polyurethanlösung in
ίο der gleichen Weise, 5minuligem Stehenlassen in einer
Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 75 % bei 25°C und anschließendem Eintauchen für 10 Minuten
in eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt an 250 g/l Natriumsulfat, Waschen mit Wasser und
as Trocknen erhalten war, Makroporen aufwies und eine
Feuchtigkeitsdurchlässigkeit von 4,1 und eine Bruchfestigkeit von 0,96 kg/mm2 und eine Bruchdehnung
von 570% aufwies.
Beschichtung liegenlassen bei | Relative Feuchtigkeit |
25°C | Wasserdampf durchlässigkeit und Art der Poren | O | Temperatur des Koagulationsbades | O | 35'C | O | 40° C | O | 450C | bei | 550C | O | 60° C |
(7o) | Kristall | O | 30° C | O | O | O | O | ||||||||
Temperatur | 43 | ablagerungen | O | O | O | O | O | ||||||||
(0C) | auf der Ober | O | O | O | O | O | |||||||||
25 | fläche | O | O | 4,3 | O | 4,8 | O | 4,9 | 4,3 | O | 2,8 | ||||
desgl. | O | 4,2 | O | 4,5 | O | 4,9 | O | 5,0 | 4,2 | O | 2,7 | ||||
55 | desgl. | O | 4,5 | O | 4,5 | O | 4,8 | O | 4,8 | O | 4,3 | O | 2,7 | ||
65 | desgl. | O | 4,4 | O | 5,2 | O | 5,0 | O | 5,2 | O | 4,2 | O | 2,8 | ||
25 | 75 | desgl. | O | 4,3 | O | 4,5 | O | 4,9 | O | 5,0 | O | 4,3 | O | 2,7 | |
25 | 75 | desgl. | 4,3 | 4,8 | 5,0 | 4,9 | O | 4,3 | 3,0 | ||||||
25 | 85 | desgl. | 4,6 | 4,5 | 4,8 | 4,9 | O | 4,2 | 2,8 | ||||||
35 | 85 | desgl. | 4,3 | 4,5 | 4,6 | 4,6 | O | 4,3 | 2,7 | ||||||
25 | 93 | desgl. | 4,2 | 4,3 | 4,5 | 4,5 | O | 4,2 | 2,6 | ||||||
35 | 92 | 4,2 | O | ||||||||||||
25 | O | ||||||||||||||
35 | |||||||||||||||
Beschichtung liegenlassen bei | Relative | Bruchlast | Dehnung |
Feuchtigkeit | und Bruchdehnung | ("/ο) | |
Temperatur (0C) |
CVo) | Last | 553 |
25 | 43 | (kg/mras) | 563 |
25 | 55 | 1,13 | 537 |
25 | 65 | 0,89 | 518 |
25 | 75 | 1,03 | 538 |
35 | 75 | 0,97 | 561 |
25 | 85 | 0,95 | 532 |
35 | 85 | 0,81 | 540 |
25 | 93 | 0,85 | 565 |
35 | 92 | 1,01 | |
0,90 |
Polyurethanlösung vor dem Eintauchen in das Koagulationsbad ausgesetzt ist, ein gleichmäßig mikroporöser
Film ohne Makroporen und mit hoher Wasserdampfdurchlässigkeit erhalten wird, wenn er in einem
Koagulationsbad von 30 bis 45° C koaguliert wird. Die
Wasserdampf durchlässigkeit des erhaltenen Films wird insbesondere bei einer Koagulationstemperatur vor
40 bis 45°C höher.
Aus den oben angeführten Ergebnissen ergibt sich deutlich, daß gemäß dem Verfahren dieser Erfindung
unabhängig von den Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen, welche die aufgetragene Schicht aus
20% Gewicht (bezogen auf das Polyurethan) Harn· stoff wurden der gemäß Beispiel 1 hergestellten Polyurethanlösung zugefügt und die Mischung gerührt, un
eine Beschichtungslösung zu erhalten. Abgesehen voi derVerwendung dieser besonderenBeschichtungslösunj
erfolgten die weiteren Schritte unter genau den gleichei
Bedingungen wie im Beispiel 3. Die Ergebnisse sind π den Tabellen 5 und 6 aufgeführt. In Tabelle 5 zeigt da
Zeichen o, daß keine Makroporen im Füm vorhandei
waren, und die Zahl rechts des Zeichens ο gibt dii
Wasserdampfdurchlässigkeit an. Tabelle 6 zeigt die Bruchlast und die Bruchdehnung eines Films, welcher
dadurch erhalten wurde, daß die aufgetragene Lösungsschicht eine bestimmte Zeitlang in einer Atmo-
Sphäre der in der Tabelle 6 angegebenen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen aufbewahrt wurde und
dann in einem Koagulationsbad von 45 0C koaguliert wurde.
Beschichtung liegenlassen bei | Relative Feuchtigkeit |
25° C | Wasserdampfdurchlässigkeit | lemperatur des | O | 35°C | und Art der | 3oren bei | 40° C | O | 45° C | O | 55° C | O | 600C |
(7o) | Kristall | 30'C | O | Koagulationsbades | O | O | O | ||||||||
Temperatur | 43 | ablagerungen | O | O | O | O | |||||||||
(0C) | auf der Ober | O | O | O | O | ||||||||||
25 | fläche | O | 8,2 | 8,3 | O | 8,2 | O | 6,0 | O | 2,5 | |||||
desgl. | 7,7 | 8 | 8,5 | 8,5 | O | 8,5 | O | 6,0 | O | — ·> ' | |||||
55 | desgl. | O | 8,0 | O | 8,3 | O | 8,4 | O | 8,7 | O | 6,0 | O | 2,6 | ||
65 | desgl. | O | 7,8 | O | 8,5 | O | 8,8 | O | 9,1 | O | 6,1 | O | 2.7 | ||
25 | 75 | desgl. | O | 7,8 | O | 8,4 | O | 8,7 | O | 8,8 | O | 6,8 | O | 2.9 | |
25 | 75 | desgl. | O | 7,9 | 8,3 | O | 8,8 | 8,9 | 6,2 | 2.8 | |||||
25 | 85 | desgl, | O | 8,2 | 8,3 | O | 8,6 | 8,7 | 6,0 | 2,6 | |||||
35 | 85 | desgl. | O | 8,0 | 8,0 | O | 8,8 | 9,0 | 6,1 | 2,8 | |||||
25 | 93 | desgl. | O | 7,8 | 8,1 | O | 8,4 | 8,4 | 6,1 | 2,7 | |||||
35 | 92 | O | 7,6 | O | |||||||||||
25 | O | O | |||||||||||||
35 | |||||||||||||||
Temperatur | Relative Feuchtigkeit |
Bruchlast | Bruch dehnung |
(0C) | (°/o) | (kg/mm2) | (°/o) |
25 | 43 | 1,08 | 550 |
25 | 55 | 0,92 | 570 |
25 | 65 | 1,10 | 520 |
25 | 75 | 0,90 | 520 |
35 | 75 | 0,88 | 531 |
25 | 85 | 0,80 | 550 |
35 | 85 | 0,86 | 540 |
25 | 93 | 0,99 | 543 |
35 | 92 | 0,92 | 568 |
Zum Vergleich wurde der Versuch unter genau den gleichen Bedingungen wie obenerwähnt durchgeführt,
ausgenommen, daß eine wäßrige Lösung (zu welcher kein Harnstoff zugefügt worden war) mit 200 g/l Natriumsulfat als Koagulationsbad benutzt wurde und
daß die aufgebrachte Schicht 5 Minuten lang in einer Atmosphäre der relativen Feuchtigkeit von 75% bei
25° C aufbewahrt wurde. Der erhaltene Film hatte Makroporen und eine Wasserdampfdurchlässigkeit
von 6,9, eine Bruchlast und Bruchdehnung von 0,95 kg/ mm2 bzw. 545%.
Es ergibt sich auch aus den oben angeführten Ergebnissen deutlich, daß gemäß dem Verfahren dieser Erfindung ein gleichmäßig mikroporöser Film ohne
Makroporen und mit hoher Wasserdampfdurchlässigkeit durch Koagulation bei 30 bis 550C erhalten wird,
auch wenn die aufgetragene Lösungsschicht einer Atmosphäre mit irgendwelchen Feuchtigkeits- und
Temperaturbedingungen ausgesetzt ist. Insbesondere bei einem Koagulationsbad von 40 bis 45° C wird die
Wasserdampfdurchlässigkeit des erhaltenen Films höher.
Weiterhin ist gezeigt, daß gemäß dem Verfahren dieser Erfindung, wie sich deutlich im Vergleich mit
den Ergebnissen des Beispiels 3 ergibt, die Wasserdampfdurchlässigkeit des Films höher ist, wenn Harnstoff
zu der Polyurethan-Beschichtungslösung zugefügt wird, als wenn kein Harnstoff zugegeben wird.
Die Lösung eines Ester-Polyurethans, in einer Konzentration von 35%, in N,N'-Dimethylformamid und
eine Lösung gleicher Zusammensetzung, zu welcher 20% Gewicht Harnstoff (bezogen auf das PoIyurethan)
zugefügt waren, wurden 1 mm dick auf eine Glasplatte aufgebracht. Das Ganze wurde 3 Minuten
lang in einer Atmosphäre von 75% Feuchtigkeit bei 2O0C aufbewahrt und dann 10 Minuten lang in eine
4O0C warme wäßrige Lösung (Koagulationsbad) mit den anorganischen Salzen, wie in Tabelle 7 angegeben,
und 200 g/l Harnstoff getaucht. Die Clasplatte"mit dem
koagulierten Film darauf wurde dann in ein Heißwasserbad von 50cC gebracht, der Film von der Glasplatte abgezogen, 30 Minuten lang mit heißem Wasser
gewaschen und 3 Minuten lang bei 100cC getrocknet.
Die Eigenschaften der Filme sind in Tabelle 7 aufgeführt.
Aus den umstehenden Ergebnissen wird deutlich, daß die Eigenschaften der Filme unterschiedlich sind,
abhängig von dem speziellen anorganischen Salz, welches sich zusammen mit dem Harnstoff im Koagulationsbad befindet. Nur mit den speziellen anorganischen Salzen, welche in dieser Erfindung benutzi
werden, kann ein gleichmäßig mikroporöser Film mil
hoher Wasserdampfdurchlässigkeit hergestellt werden. Falls andere anorganische Salze verwendet werden,
wird ein Film mit Makroporen und niedriger Wasserdampfdurchlässigkeit gebildet.
r ς
Anorganische Salze | Konzentration des Salzes |
Harnstoff in der Beschichtungslösung |
Bruchlast | Bruch dehnung |
WDD | Makroporen in der Folie |
4,8 | nein |
(g/l) | (kg/mm=) | (7o) | 8,9 | nein | ||||
Natriumchlorid | 250 | nein | 0,84 | 536 | ">·*■ 4,9 |
nein | ||
Natriumchlorid | 250 | ia | 0,83 | 535 | 9,0 | nein | ||
Natriumsulfat | 250 | j" nein |
0,97 | 543 | 4,5 | nein | ||
Natriumsulfat | 250 | ja | 0,96 | 541 | 8,2 | nein | ||
Aluminiumchlorid .... | 300 | J nein |
0,81 | 479 | 4,3 | nein | ||
Aluminiumchlorid | 300 | ja | 0,81 | 480 | 8,4 | nein | ||
Aluminiumsulfat | 200 | nein | 0,70 | 375 | 4,5 | nein | ||
Aluminiumsulfat | 200 | ja | 0,71 | 376 | 8,5 | nein | ||
Ammoniumchlorid | 300 | nein | 0,99 | 517 | 4,5 | nein | ||
Ammoniumchlorid | 300 | ja | 0,99 | 517 | 8,7 | nein | ||
Ammoniumsulfat | 350 | nein | 1,03 | 528 | 2,4 | ja | ||
Ammoniumsulfat | 350 | ja | 1,02 | 526 | 2,4 | ja | ||
Magnesiumchlorid | 250 | nein | 0,93 | 533 | 2,4 | ja | ||
Magnesiumchlorid | 250 | ja | 0,95 | 531 | 2,5 | J ja |
||
Magnesiumsulfat | 200 | nein | 0,92 | 521 | 2,7 | J ja |
||
Magnesiumsulfat | 200 | ia | 0,92 | 520 | 2,7 | J ja |
||
Calciumchlorid | 250 | J nein |
1,06 | 563 | 2,4 | J ja |
||
Calciumchlorid | 250 | ja | 1,01 | 560 | 2,3 | J ja |
||
Calciumsulfat | 250 | J nein |
0,92 | 535 | ||||
Calciumsulfat | 250 | ja | 0,93 | 530 |
Eine Ν,Ν'-Dimethylformamid-Lösung eines Ester-Polyurethans
(Konzentration 35 °/0) mit verschiedenen Anteilen von Harnstoff, wie in Tabelle 8 angegeben,
wurde auf eine Glasplatte 0,7 mm dick aufgebracht. Die beschichtete Glasplatte wurde 5 Minuten lang .
einer Atmosphäre von 80 % relativer Feuchtigkeit bei 25° C belassen und dann 10 Minuten lang in eine
45 0C warme wäßrige Lösung (Koagulationsbad) mit
250 g/l Natriumsulfat und 250 g/l Harnstoff getaucht. Die Glasplatte mit dem darauf befindlichen koagulierten
Film wurde dann in ein Heißwasserbad von 500C getaucht, der Film von der Glasplatte abgezogen,
mit Wasser gewaschen und 10 Minuten lang bei 105^C
luftgetrocknet. Die Eigenschaften des erhaltenen Films sind in Tabelle 8 angegeben.
Zum Vergleich wurde der Versuch unter den gleichen Bedingungen durchgeführt, ausgenommen,
daß die Beschichtungslösung keinen Harnstoff enthielt und das Koagulationsbad aus einer wäßrigen Lösung
mic 250 g/l Natriumsulfat bestand. Der erhaltene Film
ist als Kontrolle 1 in Tabelle 8 erwähnt. Weiter wurde der Versuch unter den gleichen Bedingungen wie obenerwähnt
durchgeführt, ausgenommen, daß die Beschichtungslösung 15% Gewicht Harnstoff enthielt
und das Koagulationsbad aus einer wäßrigen Lösung von 250 g/l Natriumsulfat bestand. Der erhaltene Film
ist als Kontrolle 2 in Tabelle 8 vermerkt.
Anteil an Harnstoff (°/o) |
Bruchlast (kg/mm2) |
Bruchdehnung (7.) |
WDD | Makroporen in der Folie |
0 | 1,00 | 515 | 4,9 | nein |
5 | 0,93 | 547 | 5,6 | nein |
10 | 0,93 | 543 | 7,9 | nein |
15 | 0,95 | 543 | 8,8 | nein |
20 | 0,91 | 529 | 9,1 | nein |
25 | 0,87 | 498 | 9,3 | nein |
30 | 0,92 | 511 | 9,6 | nein |
35 | 0,85 | 496 | 9,8 | nein |
40 | 0,86 | 493 | 10,6 | nein |
45
Kontrolle 1
Kontrolle 2
Kontrolle 2
Die Polyurethan-Lösung gelierte und konnte nicht aufgetragen werden.
0,93
0,93
0,93
4,2
7,8
ja
ja
ja
Aus den vorstehenden Resultaten ergibt sich deutlich, daß mit steigenden zugefügten Mengen von
Harnstoff zur Polyurethan-Lösung die Wasserdampfdurchlässigkeit des erhaltenen Films hoch wird. Jedoch,
auch wenn kein Harnstoff zur Beschichtungslösung zugefügt ist, wird ein Film hoher Wasserdampidurchlässigkeit
erhalten.
Weiterhin ergibt sich auch aus den Kontrollen deutlich, daß kein einheitlich mikroporöser Film ohne
Makroporen erhalten werden kann, wenn nicht eine Lösung als Koagulationsbad benutzt wird, welche
sowohl Natriumsulfat als auch Harnstoff enthält.
Eine Ν,Ν'-Dimethylformamid-Lösung eines Ester-Polyurethans
(Konzentration 30%) und dieselbe PoIyurethanlösung
aber mit 15 % Gewicht (bezogen auf das Polyurethan) Harnstoff versetzt, wurde jeweils
0,8 mm dick auf die Oberfläche eines Trägermaterials von 0,8 mm Dicke und einer Dichte von 0,52 aufgetragen.
Dieses Trägermaterial war aus drei Schichten
nicht gewebten Materials hergestellt, welches aus Nylon-6-Fasern von 1,2 Denier und Polyesterfasern
von 1,5 Denier bestand und mit 1 Teil Butadien/ Acrylnitril-Copolymer versetzt worden war. Das beschichtete
Trägermaterial wurde 5 Minuten lang in einer Atmosphäre verschiedener Temperaturen und
Feuchtigkeiten, wie in Tabelle 9 angegeben, belassen und dann 10 Minuten in eine 45° C warme wäßrige
Lösung mit 250 g/l Natriumsulfat und 200 g/l Harn-
stoff getaucht. Das Trägermaterial mit dem darauf befindlichen koagulierten Film wurde dann in einem
Heißwasserbad von 500C gut gewaschen und dann
10 Minuten lang bei HO0C luftgetrocknet. Dann wurde eine Lederfarbe auf Acrylester-Basis durch
Sprühen auf die Oberfläche der Polyurethanschicht aufgebracht und getrocknet und abschließend ein farbloser
Nitrocelluloselack für Leder auf die Oberfläche aufgetragen. Jedes der Produkte war weich und
glänzend, einem Naturleder gleich im Griff, hatte eine hohe Wasserdampfdurchlässigkeit und Bruchlast wie
in Tabelle 9 angegeben. Der gleichmäßig mikroporöse Film war fest verankert auf dem Trägermaterial.
Atmosphäre | Relative | Biegebeständig | Bruchlast | Dehnung | umn | Makroporen | |
Harnstoff in der | Feuchtigkeit | keit | und Bruchdehnung | (%) | WJ-' vJ | in der Folie | |
Beschichtungslösung | Temperatur | (7o) | Last | 29 | |||
CQ | 52 | Nicht ge | (kg/mm«) | 4,1 | nein | ||
nein | 22 | brochen bei | 1,04 | ||||
200 000 | |||||||
Biegezyklen | 28 | ||||||
52 | desgl. | 27 | 6,1 | nein | |||
ja | 22 | 77 | desgl. | 0,99 | 28 | 4,1 | nein |
nein | 27 | 77 | desgl. | 0,98 | 28 | 6,6 | nein |
ja | 27 | 85 | desgl. | 0,99 | 29 | 4,0 | nein |
nein | 28 | 85 | desgl. | 1,02 | 29 | 6,5 | nein |
ja | 28 | 93 | desgl. | 1,00 | 29 | 4,1 | nein |
nein | 25 | 93 | desgl. | 0,98 | 28 | 6,5 | nein |
ja | 25 | 83 | desgl. | 0,99 | 28 | 4,0 | nein |
nein | 35 | 83 | desgl. | 0,99 | 6,5 | nein | |
ja | 35 | 0,98 |
Eine N.N'-Dimethylformamid-Lösung eines Ester-Polyurethans
(Konzentration 25%), eine Lösung hergestellt durch Zufügen von 25 % Gewicht Harnstoff
in die obige Polyurethanlösung, eine Lösung hergestellt durch Zufügen von 20% Gewicht Polyvinylchlorid
(bezogen auf das Polyurethan) und 25 % Gewicht Harnstoff in der obenerwähnten Polyurethanlösung
und eine Lösung hergestellt durch Zufügen von 7 % Gewicht Polyacrylsäure und 25 % Gewicht Harnstoff
in die obenerwähnte Polyurethanlösung wurde 0,5 mm dick auf ein Mischgewebe aus Polyester- und
Baumwollfasern aufgetragen.
Der beschichtete Trägerstoff wurde 5 Minuten lang in einer Atmosphäre der relativen Feuchtigkeit von
85% bei 25°C belassen und 10 Minuten lang in eine 400C warme wäßrige Lösung mit 250 g/l Natriumsulfat
und 200 g/l Harnstoff getaucht. Er wurde dann mit Wasser gewaschen und bei 110° C 10 Minuten
lang luftgetrocknet. Das so erhaltene synthetische Leder hatte eine Struktur, bei welcher ein gleichmäßig
mikroporöser Film auf dem Trägermaterial aufgeschichtet und verankert war, es hatte einen dem
Naturleder gleichen Griff und eine hohe Wasserdampfdurchlässigkeit.
Die Eigenschaften des Produkts sind in Tabelle 10 aufgeführt.
Zum Vergleich ist als Kontrolle A ein Produkt aufgeführt, welches aus der obenerwähnten Polyurethanlösung
und unter Benutzung von Wasser als Koagulationsbad hergestellt wurde. Ein Produkt, hergestellt
durch Verwendung einer wäßrigen Lösung von 250 g/l Natriumsulfat als Koagulationsbad ist als Kontrolle ύ
aufgeführt, und ein Produkt, hergestellt durch Verwendung einer Lösung durch Hinzufügen von 25 % Gewicht
Harnstoff in die obenerwähnte Polyurethanlösung und unter Benutzung einer wäßrigen Lösung
mit 250 g/l Natriumsulfat als Koagulationsbad ist als Kontrolle C in Tabelle 10 aufgeführt. Diese Kontrollmuster
wurden unter den gleichen Bedingungen wie oben erwähnt behandelt.
19
Zusätzlich in der Beschichtungslösung vorhandener Kunststoff
Biegebeständigkeit
WDD
Makroporen in der Folie
Keiner (nur Polyurethan)
Keiner (Polyurethan und Harnstoff)
Polyvinylchlorid
Polyacrylsäure
Kontrolle A
Kontrolle B
Kontrolle C
Nicht gebrochen bei 200 000 Biege- 4,5 nein
zyklen
desgl. 6,9 nein
desgl. 6,8 nein
desgl. 6,8 nein
desgl. 1,8 ja
desgl. 3,5 ja
desgl. 4,5 ja
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von mikroporösem Bahnenmaterial durch Beschichten einer für Kunstleder
üblichen Trägerunterlage oder einer wieder ablösbaren Platte mit einer gegebenenfalls Harnstoff
enthaltenden Lösung eines filmbildenden synthetischen Polymeren, das ganz oder hauptsächlich
aus Polyurethan, gelöst in einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, besteht,
Behandlung des beschichteten Trägermaterials zur Koagulation des aufgebrachten Polymerisats mit
einer wenigstens ein wasserlösliches anorganisches Salz enthaltenden wäßrigen Koagulationsflüssigkeit,
Auswaschen und Trocknen des Bahnenmaterials und im Falle der Verwendung der Platte als Unterlage,
Abziehen des Polymerfilmes von der Unterlage als trägerlose Folie, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Koagulation des Polymerisates eine wäßrige Koagulationsflüssigkeit verwendet
wird, die 100 bis 450 g/l wenigstens eines der wasserlöslichen Salze Natriumchlorid, Aluminiumchlorid,
Ammoniumchlorid, Natriumsulfat, Aluminiumsulfat oder Ammoniumsulfat und 100 bis 350 g/l Harnstoff enthält und die Temperatur
dieses Koagulationsbades 30 bis 55= C beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Harnstoff enthaltenden
Polymerenlösung zur Beschichtung der Harnstoffgehalt der Polymerlösung bis zu 40 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Polymere in der Lösung, beträgt.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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