DE19842274B4

DE19842274B4 - Laminiertes, wasser-und luftdichtes wasserdampfdurchlässiges Verbundmaterial

Info

Publication number: DE19842274B4
Application number: DE19842274A
Authority: DE
Inventors: Ernest De Dr. Ruiter
Original assignee: Bluecher GmbH
Current assignee: Bluecher GmbH
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2018-09-17
Also published as: DE19842274A1

Abstract

Laminiertes, wasser- und luftdichtes wasserdampfdurchlässiges Verbundmaterial, bestehend aus einem wasserdampfdurchlässigen textilen Träger, einer wasser- und luftdichten Schicht eines wasserdampfdurchlässigen Polyurethans und einer wasserdampfdurchlässigen textilen Abdeckung, wobei die Abdeckung und der Träger ohne zusätzlichen Kleber auf die gegenüberliegenden Seiten der Polyurethanschicht aufgebracht sind und wobei die Polyurethanschicht in einer Auflage von 30 bis 100 g/m² vorliegt und, gemessen als Film von 25 μm Dicke, eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 15.000 bis 20.000 g/m²·24 h und eine Wasserdichtigkeit von mehr als 2.000 mm Wassersäule aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein laminiertes, wasser- und luftdichtes, aber wasserdampfdurchlässiges Verbundmaterial und seine Verwendung. Das erfindungsgemäße, wasser- und luftdichte, aber wasserdampfdurchlässige Material ist vornehmlich gedacht für Sport- und Freizeitbekleidung und als Sperrschicht für Radonemission aus radioaktiv verseuchten Bauteilen infolge von Verwendung uranhaltigen Gesteins.
Dass eine wasserdichte Sport- bzw. Freizeitbekleidung eine hohe Wasserdampfdurchlässigkeit aufweisen muss, ist heute eine Selbstverständlichkeit, denn nur dann ist ein ausreichender Tragekomfort gewährleistet.
Die heute angebotenen Lösungen machen Gebrauch von Laminaten mit mikroporösen Teflonmembranen und copolymeren wasserdampfdurchlässigen Polyesterfolien, mikroporösen Polyurethanbeschichtungen und wasserdampfdurchlässigen Polyurethanen, die aus Lösung nach dem Umkehrverfahren aufgebracht werden. Jedes dieser Systeme hat spezifische Nachteile und verlangt das Vorhandensein spezieller Anlagen.

Die auf die Anmelderin selbst zurückgehende DE 40 38 705 A1 beschreibt ein Schichtmaterial für medizinische Zwecke, bei dem ein Film aus einem wasserdampfdurchlässigen Polyurethan beidseitig durch ein thermisch aufkaschiertes Textil abgedeckt ist. Zur Herstellung des Polyurethanfilms ist die Verwendung eines polymeren maskierten Isocyanats und eines mehrwertigen Amins vorgesehen. Das dort beschriebene Material soll eine hohe Saugfähigkeit besitzen, um im Operationsbereich anfallende Flüssigkeiten aufnehmen zu können. Die Wasserdampfdurchlässigkeit ist mit 2.000 g/m²·24 h relativ gering. Folglich eignet sich das dort beschriebene Material aufgrund seiner speziellen Ausrichtung für medizinische Zwecke, einhergehend mit einer hohen Saugfähigkeit und einer relativ geringen Wasserdampfdurchlässigkeit, nicht für Sport- und Freizeitbekleidung bzw. als Abdeckmaterial zum Schutz vor Radonemissionen.

Die ebenfalls auf die Anmelderin zurückgehende DE 196 12 348 A1 beschreibt ein wasserdampfdurchlässiges, wasserdichtes Laminat, welches aus einer wasserdampfdurchlässigen Folie und einer darauf vollflächig aufgetragenen, wasserdampfdurchläs sigen Haftschicht und einem Textil besteht. Die zu beschichtende Folie ist nicht in Form eines Textils ausgebildet; vielmehr handelt es sich um eine Folie aus Polyurethan, copolymeren Polyestern oder einem Polyesterblockamid. Somit liegt gerade keine Laminatstruktur vor. Die Wasserdampfdurchlässigkeit mit nur 3.200 g/m²·24 h ist gleichermaßen relativ gering.

Weiterhin beschreibt die DE 41 43 454 C2 ein Verfahren zur Herstellung eines Wasser nur dampfförmig durchlassenden Materials in Form eines flächig mit einer Polyurethanfolie versehenen Fasermaterials, wobei das Fasermaterial mit dem Polyurethanmaterial beschichtet wird, wobei das Polyurethanmaterial durch ein mittels Feuchtigkeitseinwirkung härtenden Schmelzklebers gebildet wird, der schichtartig aufgebracht wird. Zwar weist das Material eine hohe Wasserdichtigkeit von mehr als 7 m statischer Wassersäule, jedoch mit 99 g/m²·24 h eine nur geringe Wasserdampfdurchlässigkeit auf, so dass es sich nicht oder allenfalls nur bedingt für Sport- und Freizeitbekleidung eignet.

Die gleichermaßen auf die Anmelderin selbst zurückgehende DE 40 03 765 A1 betrifft ein wasserdampfdurchlässiges und wasserdichtes Material, das über adsorbierende Eigenschaften verfügt, wobei auf einem Trägermaterial eine wasserdampfdurchlässige, porenfreie Membran zum Haften gebracht ist, die zwingend Adsorberteilchen enthält und weiterhin mit einem leichten Textilmaterial abgedeckt sein kann. Das beschriebene Material ist jedoch für Schutzbekleidung gegenüber Schad- bzw. Giftstoffen im militärischen und zivilen Bereich bestimmt. Eine spezielle Anpassung in bezug auf Sport- und Freizeitbekleidung ist in keiner Weise vorgesehen. Weiterhin ist das leichte Textilmaterial zum Abdecken der Adsorberteilchen bzw. der mit Adsorberteilchen versehenen Sperrschicht nach dem Aushärten der Sperrschicht punktförmig mittels eines Klebstoffs aufkaschiert, so dass keine vollflächige Verklebung resultiert und ein zusätzlicher Klebstoffauftrag erforderlich ist.

Des weiteren beschreibt die ebenfalls auf die Anmelderin selbst zurückgehende DE 39 42 879 A1 ein wasserdichtes und wasserdampfdurchlässiges Schuhmaterial, wobei es sich hierbei um ein mehrschichtiges, laminiertes Material handelt, das aus einem Polyamid- oder Polyestergewebe als erster Außenschicht, einer Polyurethanschicht als Sperrschicht und einem Vlies oder Gewirke aus einem hydrophoben Material als zweiter, der ersten Außenschicht gegenüberliegender Außenschicht besteht. Aufgrund der speziellen Verwendung für Schuhe ist das Material naturgemäß robuster ausgebildet, um den starken physikalischen Beanspruchungen, denen Schuhe im allgemeinen ausgesetzt sind, standhalten zu können. Das strapazierfähige Polyamid- oder Polyestergewebe besitzt ein relativ hohes Flächengewicht von bis zu 500 g/m². Zwar weist das Schuhmaterial ebenfalls die Eigenschaft der Wasserdampfdurchlässigkeit auf, diese ist jedoch mit Werten von 2.000 bis 3.000 g/m²·24 h, bezogen auf das Laminat, relativ gering.

Die DE 195 15 670 A1 , die ebenfalls auf die Anmelderin selbst zurückgeht, beschreibt eine Baufolie mit einer Sperrwirkung für Radon, die eine Adsorptionsschicht trägt, welche ihrerseits durch eine weitere wasserdampfundurchlässige Folie abgedeckt ist. Aufgrund der fehlenden Wasserdampfdurchlässigkeit eignet sich das beschriebene Material nicht als Schutzmaterial gegenüber Radonemissionen bei Objekten, die über eine hohe Feuchtigkeit bzw. Restfeuchtigkeit verfügen, da ein Abtransport der Feuchtigkeit nicht realisiert werden kann.

Schließlich beschreibt die DE 195 04 012 A1 eine Folie zur Hemmung der Diffusion und Konvektion von Gasen, bei welcher ein flächenförmiges Trägermaterial mit einer Polyurethanschicht form- oder stoffschlüssig verbunden ist, wobei in erster Linie PVC-Folien als Trägersubstanzen vorgesehen sind, welche über nicht immer ausreichende Eigenschaften in bezug auf die Wasserdampfdurchlässigkeit verfügen und darüber hinaus auch eine nur relativ geringe mechanische Belastbarkeit zeigen.

Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Material zu entwickeln, welches auf einer klassischen Einstrichlage hergestellt werden kann und den heute angebotenen Materialien gleichwertig, aber wesentlich preiswerter ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dem Anspruch 1 zu entnehmen. Weitere, vorteilhafte Eigenschaften sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.

Der textile Träger wird mit der Dispersion eines wasserdampfdurchlässigen, prepolymeren maskierten Polyisocyanats beschichtet und vorerst getrocknet. Dabei bildet das noch unvernetzte Isocyanat eine klebrige Schicht, die am Auslauf des Trockenkanals durch ein leichtes Textil abgedeckt wird. Der Verbund, bestehend aus Trägermaterial (Außenstoff), Beschichtung und Abdeckung, wird anschließend bei 160 bis 180°C laminiert, was auf einem Filzkalander durchgeführt werden kann. Der textile Träger wird, je nach Verwendungszweck, ein Flächengewicht von 40 g bis 200 g, bevorzugterweise 50 g bis 150 g/m² haben.

Um eine gute Wasserdichtigkeit zu erreichen, ist eine Trockenauflage von 30 g/m² bis 40 g/m² erforderlich.

Da die (eingedickte) Dispersion einen Feststoffgehalt von ca. 35 % hat, beträgt die Nassauflage 100 g/m² bis 120 g/m², was für eine Beschichtung mit Walzenrakel völlig problemlos ist. Um das Eindringen der Dispersion in den textilen Träger zu vermeiden, ist es wünschenswert, letzteren wasserabweisend vorzubehandeln; hierfür stehen dem Fachmann zahlreiche Produkte zur Verfügung, worunter Fluorcarbone jedoch bevorzugt werden.

Bei der Vernetzung der Beschichtung, die nach thermischer Abspaltung der die Isocyanatfunktion blockierenden Komponente anspringt, wird gleichzeitig auch die Abdeckung dauerhaft mit der Beschichtung verbunden.

Als wirtschaftliche Abdeckung hat sich ein PA/PES-Vlies von 25 g/m² gut bewährt. Dem Fachmann stehen Materialien mit Flächengewichten von 15 bis 50 g/m² und auch mehr zu Verfügung. Bei der wasserdampfdurchlässigen Beschichtung wird der Feuchtetransport durch zahlreiche, im Polymer eingebaute hydrophile Gruppen ermöglicht, wobei die Wassermoleküle sich in Richtung fallenden Dampfdrucks von einer hydrophilen Gruppe zur nächsten bewegen. Der innige Kontakt der vollflächigen Beschichtung zur textilen Außenschicht und zur Abdeckung fördert natürlich den Feuchtübergang zwischen Textil und Beschichtung, was der Wasserdampfdurchlässigkeit des Verbundstoffs zugutekommt.

Die reine Beschichtung hat, als Film gemessen, eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 15.000 bis 20.000 g/m²·24 h. Das textile Material reduziert diesen Wert. Dem Fachmann stehen bestens geeignete Textilien zur Verfügung, so dass an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen wird.

Auf Grund des leichten Erweichens der Beschichtung beim Vernetzen und der Abwesenheit von durch Lösemittel verursachten Bläschen ist die Wasserdichtigkeit gut (> 2.000 mm Wassersäule).

Ein Ablösen des Textils konnte selbst bei einer 90°C Wäsche nicht beobachtet werden.

Eine völlig andere Anwendung der Dispersion eines wasserdampfdurchlässigen, maskierten prepolymeren Polyisocyanats ist die Herstellung eines wasser- und luftdichten Materials zur Vermeidung von Radonemissionen aus Mauerwerk und Kellerböden. Die heute angewandte Methode ist die Abdichtung mit Alufolie. Das Verfahren hat aber den großen Nachteil, auch die sich im Mauerwerk befindliche Feuchtigkeit am Austritt zu hindern, wodurch oft ernsthafte Schäden entstehen. Es wurde überraschenderweise gefunden, dass das für Sport- und Freizeitbekleidung entwickelte Material auf Grund seiner Luftdichtigkeit eine ausgezeichnete, nahezu 100%ige Sperrwirkung gegenüber Radon besitzt, andererseits aber die in der Mauer vorhandene Feuchtigkeit hindurchlässt. Selbstverständlich können für diese Anwendung sehr preiswerte Trägermaterialien und Abdeckungen verwendet werden. So wurde beispielsweise ein ca. 80 g/m² schweres wasserfestes Papier mit der mit etwas Natrosol^® (2 % einer 10%igen Lösung) eingedickten Dispersion in einer Menge von 120 g/m² beschichtet und bei 100°C getrocknet. Die noch klebrige Beschichtung wurde mit einem ca. 40 g/m² schweren Krepp-Papier abgedeckt und auf einem Filzkalander bei 180°C ankondensiert.

Es ist anzunehmen, dass andere wasserdampfdurchlässige und gasdichte Beschichtungen ein ähnliches Verhalten zeigen. Allerdings ist das erfindungsgemäße Material sehr wirtschaftlich.

Claims

Laminiertes, wasser- und luftdichtes wasserdampfdurchlässiges Verbundmaterial, bestehend aus einem wasserdampfdurchlässigen textilen Träger, einer wasser- und luftdichten Schicht eines wasserdampfdurchlässigen Polyurethans und einer wasserdampfdurchlässigen textilen Abdeckung, wobei die Abdeckung und der Träger ohne zusätzlichen Kleber auf die gegenüberliegenden Seiten der Polyurethanschicht aufgebracht sind und wobei die Polyurethanschicht in einer Auflage von 30 bis 100 g/m² vorliegt und, gemessen als Film von 25 μm Dicke, eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 15.000 bis 20.000 g/m²·24 h und eine Wasserdichtigkeit von mehr als 2.000 mm Wassersäule aufweist.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanschicht durch Beschichten mit einer Dispersion eines wasserdampfdurchlässigen, maskierten prepolymeren Polyisocyanats hergestellt ist.
Verbundmaterial nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanschicht in einer Auflage von 30 bis 50 g/m² vorliegt.
Verbundmaterial nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanschicht hydrophile Gruppen zur Erhöhung der Wasserdampfdurchlässigkeit aufweist.
Verbundmaterial nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der textile Träger ein textiles Flächengebilde mit einem Gewicht von 40 bis 200 g/m², bevorzugt 50 bis 150 g/m², ist.
Verbundmaterial nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der textile Träger wasserabweisend vorbehandelt ist.
Verbundmaterial nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserabweisende Vorbehandlung des textilen Trägers mit Fluorcarbonen erfolgt ist.
Verbundmaterial nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung ein leichtes Textil, insbesondere ein Vlies, bevorzugt ein PA/PES-Vlies, mit einem Gewicht von 15 g/m² bis 50 g/m², bevorzugt 20 g/m² bis 30 g/m², ist.
Verbundmaterial nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bis zu einer Temperatur von mindestens 90°C wärmestabil ist.
Verwendung eines Verbundmaterials nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche für Sport- und Freizeitbekleidung.
Verwendung eines Verbundmaterials nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche als Abdeckung für Radon emittierende Bauteile.