DE2049978A1

DE2049978A1 -

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Publication number: DE2049978A1
Application number: DE19702049978
Authority: DE
Priority date: 1969-10-21
Filing date: 1970-10-12
Publication date: 1971-04-29
Also published as: CS153563B2; FR2064460B1; AT290857B; FR2064460A1; GB1293009A

Description

DEUTSCHE SEMPKRIT GUMMIWERK GES.M.B.H.

Verfahren zur Herstellung eines porösen Schichtstoffes

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines porösen Schichtstoffes, bestehend aus mindestens einer Trägerschicht aus Textil, Leder od.dgl., mindestens einer Schaumstoffschicht aus Polyure.than und mindestens einer Deckschicht, bei dem offenporiger Polyurethanschaum eines Raurngewichts von weniger als 100 kg/cnr mit der Trägerschicht verbunden und auf zwischen 2 und 25 % der Anfangsdicke verdichtet sowie mit der Deckschicht versehen wird.

Ein derartiges Verfahren ist bereits bekannt (US-PS 3 400 196). Bei dem bekannten Verfahren wird flexibler Polyurethanschaum mit einer Seite gegen eine umlaufende erhitzte Walze geführt und mittels eines endlosen, sich bewegenden Bandes so gegen die Walzenoberfläche gepreßt, daß die Schaumstoffschicht verdichtet wird, ohne zu zerreißen. Dieses Verdichtungsverfahren wird auch bei Schichtstoffen angewendet, bei denen die Polyurethanschaumschicht mit einer weiteren Schicht, beispielsweise

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einem Textilgewebe oder einem nicht verwebten Vlies, verbunden wird. Durch die Verwendung im Ursprungszustand offenzelliger Schaumstoffe zeichnet sich der Schichtstoff durch eine ausreichende Porösität und Luftdurchlässigkeit aus. Ist dieser Schichtstoff zusätzlich mit einer Deckschicht aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyurethan, versehen, dann wird darauf geachtet, daß dieser die Porösität der Schaumstoff- und Trägerschicht nicht beeinträchtigt, sondern selbst in der Lage ist, Feuchtigkeit durchzulassen.

Darüber hinaus ist ein ähnliches Verfahren bekannt (US-PS 3 050 4J2), bei dem Schaumstoff einer Dichte von 0,02 bis 1,00 in einer Plattenpresse bei I70 - 190⁰C während 1 bis 3 Minuten bei einem Druck von I5 -30 ata auf eine Enddicke von 5 - 15 % der Anfangsdicke verdichtet wird. Auch hierdurch werden Schichtstoffe, bestehend aus der genannten Schaumstoffschicht und einem durchlässigen Gewebe hergestellt, so daß zwar Luft und Feuchtigkeitsdämpfe, nicht jedoch Flüssigkeiten durch den Schichtstoff hindurchtreten können. Anstelle des Gewebes werden auch PVC-Schichten mit der Schaumstoffschicht verbunden. Eine Verbindung der beiden Schichten durch einfache Anwendung von Druck und Wärme ergibt keine ausreichende Haftung oder erfordert eine entsprechende Imprägnierung der textlien Trägerschicht. Bei der Verfrittungstemperatur werden zwar die Oberflächen zweier miteinander zu verbindender Schaumstoffschichten weich und verbinden sich miteinander, nachdem sie einander gut benetzen, weil es sich ja um gleichartige, zueinander affine Materialien handelt, in denen Platzwechselvorgänge vor sich gehen können. Sine weichgewordene Polyurethanschaumoberfläche hingegen kann mit einer Textiloberfläche in diesem Temperaturintervall nicht verfritten, v/eil sie sie nicht in dem gleichen Maße benetzt. Durch Imprägnierung wird die textile Trägerschicht jedoch versteift, ein unerwünschter Effekt, der ebenso eintritt, wenn

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Klebstoffe irgendwelcher Art Verwendung finden, die in den Verband der textlien Trägerschicht eindringen und die Fasern untereinander verfestigen. Der gewünschte weiche Griff geht dadurch verloren.

Derartige Schichtstoffe werden beispielsweise für Bekleidungsstücke, wie Mantel, als Türverkleidungen, für Hüte und als Bezugsstoff für Polstermöbel verwendet.

Darüber hinaus ist es bekannt, das unter dem Warenzeichen "CORFAM" bekannte Laminat, das aus einer Schicht in Polyurethan eingebetteter, unverwobener Polyesterfasern und einer Deckschicht aus Polyurethan sowie einer Zwischenschicht aus einem dünnen Baumwollgewebe, besteht, als Schuhobermaterial zu verwenden, da es sich ebenfalls aufgrund mikroskopisch feiner Poren als gut atmungsfähig erwiesen hat.

Schließlich ist es auch bekannt (BE-PS 660 009), einen Schichtstoff als Lederersatz zu verwenden, der aus in der Hitze komprimiertem Polyurethanschaum mit einer kontinuierlichen thermoplastischen Kunststoffschicht aus PVC oder Polyurethan überzogen und mit einer Trägerschicht aus einem Gewebe oder einem Faservlies verbunden ist.

Den bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß die danach hergestellten Schichtstoffe hinsichtlich ihrer Porösität, d.h. Luftdurchlässigkeit, sowie Flüssigkeitsabdichtung und Festigkeit noch viele Wünsche offen ließen. Wurde ein mechanisch fester Schichtstoff hergestellt, bei dem praktisch keine Gefahr eines Zerspleißens bzw. Auftrennens in die Einzelschichten besteht, dann ließ die Porösität zu wünschen übrig, wurde eine befriedigende Porösität erzielt, dann durfte der Schichtstoff keinen allzu großen Beanspruchungen, insbesondere Biegev/echselbeanspruchungen und ähnlichen dynamischen Beanspruchungen, ausgesetzt sein.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern, so daß sich der danach hergestellte Schichtstoff durch gute Porösität und hohe Festigkeit auszeichnet.

Die Erfindung besteht in der Vereinigung folgender Verfahrensschritte:

a) es wird ein Polyurethanschaum verwendet, der ein Raumgewicht von weniger als 40 kg/nr und einen Anteil von 95 - 98 % offener Poren aufweist;

b) der Polyurethanschaum besitzt weiters eine Luftdurchlässigkeit von mehr als 10 cnr/sec.cm bei einer Probenstärke von 1 cm und einem Druckunterschied von 1 Torrj

c) die Schaumstoffschicht wird durch Flammkaschieren und/ oder Punktkleben mit der Trägerschicht verbunden;

d) anschließend wird die Schaumstoffschicht durch Anwendung eines Druckes von weniger als 15» vorzugsweise mit einem Druck von etwa 2 bis etwa 5 kg/cm um mehr als das 15-fache, vorzugsweise auf etwa 3 bis etwa 5 % ihrer Anfangsdicke verdichtet, und

e) es wird eine Polyurethan haltende Deckschicht aufgebracht, die weniger als 25, vorzugsweise weniger als 10 % Füllstoff (auf Polyurethan bezogen) enthält.

Die erfindungsgemäße Auswahl des Polyurethanschaums sowie der Verbindungs- und Verdichtungstechnik führt überraschenderweise zur Lösung der oben genannten Aufgabe, ohne daß andere Materialien oder völlig neuartige und daher in der Regel auch kompliziertere Verbindungstechniken angewendet werden müssen, denn Flarrunkaschieren und Punktkleben sind an sich bereits bekannt (BE-PS 646 682, DAS 1 016 680, US-PS 2 957 792, OE-PS 238

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So hat sich durch umfangreiche Versuche geneigt, daß Polyurethanschäume mit 40 kg/irr oder mehr im Falle des Plammkaschierens und/oder Punktklebens mit der Trägerschicht und der erwähnten Verdichtuncf;maßriahme im endgültigen Zustand zu wenig offene Poren aufweisen, sofern nicht zusätzliche Maßnahmen, wie eine chemische oder Walkbehandlung, durchgeführt v/erden, die das Verfahren erschweren. Besonders zweckmäßig ist es, einen Polyurethanschaum eines Raumgewichts von 25 bis 35 kg/irr zu verwenden.

Andererseits erfordert ein Schichtstoff, der beispiels- ^

v/eise als Kunstleder Verwendung finden soll, tatsächlich relativ kompakte Schichten, die nicht mehr leicht deformierbar sein sollen. Geht man daher zur Erreichung dieses Zieles von schwereren Polyurethanschäumen aus, dann muß man der Tatsache Rechnung tragen, daß diese überwiegend geschlossenporig sind. Will man die damit verbundenen Nachteile der größeren Steifigkeit (infolge der dickeren Zellwände) und der geringeren Festigkeit (infolge der beim Verdichten eingerissenen Zellwände) vermeiden, ist es daher wie erfindungsgernäß vorgeschlagen zweckmäßiger, von einem offenporigen und leichteren Schaumstoff auszugehen und ihn höher zu verdichten, um das gewünschte spezifische Gewicht zu erhalten. Mit {fl

der Wahl eines offenporigen Polyurethanschaumes allein ist es aber wie erwähnt noch nicht getan. Die bisher verwendeten schwereren Polyurethanschäume weisen relativ dicke Zellwände auf, die nicht nur bei der Verarbeitung einen wesentlich höheren Verformungsdruck erfordern, sondern auch im Endzustand ein Material von beträchtlicher Steifigkeit ergeben. Bei einer Dichte von βθ kg/rrr überwiegen bereits die geschlossenen Poren. Wird hingegen erfindungsgemäß ein Polyurethanschaum verdichtet,

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der ein niedrigeres Raumgewicht aufweist, dann besitzt dieser schon von Haus aus dünnere Zellwände; dadurch werden nicht nur die soeben erwähnten Probleme beseitigt, sondern es stehen auch die Oberflächen, die sich mit Feuchtigkeit beladen können, in größerem Maße zur Verfügung.

Ein Schaum vom Raumgewicht 4o kg/rrr und darüber läßt sich aber nicht nur schlecht verdichten, sondern besitzt auch nach der Verdichtung eine schlechtere Luftdurchlässigkeit. Die stärkeren Zellwände bedeuten, daß pro Flächeneinheit nur weniger Stege vorhanden sind, was nicht nur der ^ Verbundfestigkeit, sondern auch dem Feuchtigkeitsaufnahmevermögen abträglich ist.

Andererseits ergibt ein Schaumstoff von einem Raumgewicht unter 25 kg/rrr auch nach der Verdichtung nur mehr ein wenig festes Material und ist damit nicht mehr so vorteilhaft. Nachdem die Enddichte beispielsweise 0,5 betragen soll, müßte ein Schaummaterial, welches unter 25 kg/rrr Raumgewicht aufweist, dicker gewählt werden, da die gewünschte Materialstärke des Kunstleders meistens festliegt. Solche dickere Schaumschichten lassen sich jedoch kontinuierlich nur schwer verdichten. Sie weisen auch

größere Poren auf und werden dadurch beim Verdichten schichtartig/ L· gebaut, wodurch es in der Richtung senkrecht zur Fläche zu einer geringeren Festigkeit und eventuell sogar geringeren Luftdurchlässigkeit kommt.

Durch die Verwendung offenporigen Polyurethanschaumes ist es nicht mehr erforderlich, die Zellv/ände aufzureißen. Bei diesem Vorgang geht nämlich häufig die Festigkeit verloren. Während beim nachträglichen Zerstören der Zellwände kantige Risse auftreten, die bei späterer Beanspruchung zum Weiterreißen neigen, besitzt der

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ursprünglich'offenporige Schaum bereits runde Öffnungen. Die Offenporigkeit, die für die Atmungsfähigkeit des späteren Endproduktes und seine Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit verantwortlich ist, wird somit zweckmäßigerweise bereits bei der Wahl des Ausgangsproduktes berücksichtigt . Es weist z.B. ein Polyesterurethanschaum vom Raumgewicht 30 kg/nr eine Luftdurchlässigkeit von IJ, ein Polyester- oder Polyätherurethanschaum vom Raumgewicht J)¹J kg/nr eine solche von 21 cnr/sec.cm auf.

Die Verbindungstechnik durch Flarnmkaschieren bzw. Punktkleben vermeidet den Nachteil vollflächiger Verklebungstechniken, bei denen an der flächigen Verbin- ä

dungsstelle eine Art Membran entsteht, die die Porösität beeinträchtigt und in der Regel fast keinen Luftdurchtritt ermöglicht. Die bei der Erfindung angewendete Verbindungstechnik sorgt dagegen dafür, daß der Schichtstoff gut atmungsaktiv ist und sich durch vorzügliche Griffeigenschaften und ein gutes Feuchtigkeitsaufnahmevermögen auszeichnet. Das Punktkleben wird vorzugsweise durch an sich bekannte "Tausendpunktwalzen", z.B. mit einer an sich bekannten Akrylharzschaum-Dispersion

ρ bewirkt, so daß etwa 1000 Klebstellen pro cm erzielt werden. Unter Flammkaschierung oder Punktklebung sollen erfindungsgemäß alle jene Verfahren verstanden werden, die ohne wesentliche Tiefenwirkung der Bindungsschichte | bleiben.

Die Anwendung des milden Druckes wird durch die Wahl des leichten Polyurethanschaumes ermöglicht und ermöglicht ihrerseits, den Schichtstoff auf einer kontinuierlichen VulkanisEtionstromnel bei beispielsweise etwa 2,5 kg/cm und doch im Verhältnis sehr stark zu verdichten. Drücke unter 2 kg/cm reichen erfahrungsgemäß bei den leichtesten erfindungsgemäßen Polyurethanschaumstoffen nicht aus, die Schichten genügend zu verdichten,

während Drücke über 5j insbesondere über 10 kg/ein" den

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Schaum bereits zu stark verdichten.

Werden die oben geschilderten Maßnahmen ergriffen, dann ist das erfindungsgemäße Verfahren für eine Vielzahl verschiedenartigster Träger- und Deckschichten verwendbar, während dies bisher nicht möglich war, sondern man jeweils umfangreiche Versuche unternehmen mußte, um für eine spezielle Trägerschicht oder eine spezielle Deckschicht ein besonderes Verfahren zu entwickeln und anzuwenden. Geht der Fachmann nach der erfindungsgemäßen Lehre vor, dann kann er befriedigende Ergebnisse in den allermeisten Fällen erzielen, ohne solche umständlichen _ Versuchsreihen zu erarbeiten.

Es kann angenommen werden, daß beim erfindungsgemäßen Verdichten, nämlich einem thermischen Verpressen, ein ähnlicher Effekt eintritt, wie beim Herstellen von Kunstleder nach dem Koagulationsverfahren. Dort werden die koagulierten kompakten Teilchen an ihren Berührungszonen miteinander verfrittet und es bleiben flache schlitzförmige Kanäle als Poren übrig. Erfindungsgemäß werden die Poren verformt und lassen somit quasi Schlitze für die Atmungsfähigkeit zurück.

In einer weiteren Ausgestaltung des gegenständlichen Verfahrens werden beide Seiten einer textlien Träger- ψ schichte mit Polyurethanschaumstoffschichten der geforderten Eigenschaften durch Flammkaschierung oder Punktklebung verbunden. Dabei kann es zweckmäßig sein, nach erfolgter Verdichtung eine Seite - die spätere Innenseite des allenfalls als Kunstleder verwendeten Schichtstoffes aufzurauhen, um den Zutritt feuchter Luft in die Poren zu erleichtern, den Griff zu verbessern und das Material lederähnlicher zu gestalten. Dies geschieht z.B. auf einer

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geeigneten Rauhmaschine, beispielsweise einer Flächenschleifmaschine .

Andererseits kann auf der Seite des Schichtstoffes, die der für die Deckschicht bestimmten Seite abgewandt ist, auch eine weitere, textil- oder lederähnliche, vorzugsweise hydrophile Schichte durch Punktklebung oder Flammkaschierung aufgebracht v/erden. Hiefür wird. z.B. ein leichter Baumwolltrikotstoff od.dgl. eingesetzt, wobei ebenso keinesfalls eine durchgehende Klebeschicht, sondern zweckmäßigerweise eine Punktklebung mit Tausendpunktwalze aufgebracht wird.

Bei der Verdichtung kann gleichzeitig die Verbindung der Schaumstoffschichten mit v/eiteren, gegebenenfalls ein von den ersten unterschiedliches Eigenschaftsniveau aufweisenden Schaumstoffschichten erfolgen. Dadurch ist es möglich, die Stärke, den Griff und die Atmungsfähigkeit des erfindungsgemäß hergestellten Schichtstpffes in gewissen Grenzen zu verlieren und den für den jeweiligen Verwendungszweck gewünschten Erfordernissen anzupassen.

Für viele Fälle ist es zweckmäßig, die Dichte der Schaumstoffschichten in Richtung von der Deckschicht weg abnehmen zu lassen. Soferne jedoch außen eine leichtere Schaumschichte, z.B. vom Raumgewicht 27 kg/nr, verwendet wird, ergibt sich eine glattere Oberfläche. Die Zellwände sind nämlich dünner und verformen sich daher leichter - die Oberfläche wird ebener und läßt sich auch besser prägen, soferne dies gewünscht wird.

Wenn aber eine Deckschicht aus z.B. thermoplastischem Polyurethan am Kalander aufgelegt werden soll, wird zweckmäßig ein schwerer Schaum für die Außenschicht verwendet, v/eil durch die größere Rauhigkeit der Oberfläche eine bessere Haftung erzielt v/erden kann.

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Es hat sich gezeigt, daß eine Verbindung von zwei unter Druck und Wärme aufeinander gebrachten Schaumstoffoberflächen ohne weitere Maßnahmen in ausreichendem Maße erfolgt, was leider für das Verbinden einer textlien Trägerschicht mit einer Schaumstoffschicht nicht gilt. Der sich an seiner Oberfläche zersetzende Schaum benetzt nämlich Textilien nicht gut und erlaubt daher eine Verbindung überhaupt nur unter hohem Druck und bei hoher Temperatur, die aber immer noch nicht befriedigend ist. Zwei durch Temperatureinwirkung weichgewordene Schaumoberflächen hingegen haben ähnliche Viskosität und Oberflächenspannung und sind daher unter Mitwirkung einer gegenseitigen Diffusion, bzw. von Platzwechselvorgängen gut aufeinander zu haften.

Besonders zweckmäßig ist es auch, wenn eine textile Trägerschicht beidseitig mit je einer Polyurethanschichte verbunden und - gegebenenfalls unter Hinzufügung weiterer Polyurethanschichten - verdichtet wird. Die Stärke der für die erste und gegebenenfalls auch zweite Kaschierung verwendeten Schaumstoffschichten beträgt vor der Verdichtung etwa 2 bis etwa 20, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 15 mm. Nach der Verdichtung kann wenigstens eine Schaumoberfläche aufgerauht werden. Das Aufrauhen an einer Oberfläche des verdichteten Schaumes erfolgt mittels feinkörnigem Schleifpapier oder einer Schleifscheibe, vorzugsweise auf einer an sich bekannten Flächenschleifmaschine, z.B. einer sogenannten "Wesero"-Maschine.

Besonders vorteilhaft ist es, die äußere, d.h. der Deckschicht zugewandte Schaumstoff-Einzelschicht aus Polyester- oder -ätherurethanschaum eines Raumgewichts von

etwa 35 kg/cm und die der. Trägerschicht benachbarte Schaumstoff-Einzelschicht aus Polyätherurethanschaum

2 eines Raumgewichts von etwa 25 kg/cm aufzubauen.

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Polyesterurethanschäume haben nämlich bessere Kaschiereigennchaften, ι weshalb sie besser direkt mit der Trägerschicht verbunden werden können und weisen/eine bessere Lösungsmittelbeständigkeit auf, was für die Verwendung bestimmter Klebstoffe bei der Punktklebung und gegebenenfalls für die Aufbringung der Deckschicht von Bedeutung ist. Polyätherurethanschaum ist dagegen besser hydrolysenbeständig, weist vielfach eine größere Luftdurchlässigkeit auf und zeichnet sieh auch durch niedrigeren Preis aus. Beim Verdichten sollten sämtliche Einzelschichten ein Raumgewicht von etwa 0,6 aufweisen. Die der Trägerschicht zugewandte Polyesterurethanschicht kann auch ein Raumgewicht zwischen 28 und 32, insbesondere von 30 kg/m , aufweisen. Um eine besonders gute Anpassung zu erzielen, werden vier Einzelschichten zu einer Einheit verbunden, deren Raumgewichte von außen nach innen etwa 35, 32, 28 und 25 kg/nr betragen. An der Innenseite wird vorzugsweise ein leichterer Schaum verdichtet, damit eine bessere Feuchtigkeitsaufnähme gegeben ist. Wenn jedoch innen gerauht werden soll, nimmt man besser einen schwereren Schaum, weil dieser dem Rauhprozeß eine bessere Festigkeit" entgegenbringt.

Wird auf einer kontinuierlich arbeitenden Vulkanisationstrommel verdichtet, so ist es zweckmäßig, die Temperatur zwischen 170 und 190⁰C, vorzugsweise auf l80°C, einzustellen und mit einem Druck von etwa 1,5 bis etwa 10,

ο vorzugsweise von etwa 2 bis 5 kg/cm , bei einer Laufgeschwindigkeit von etwa 20 bis 60, insbesondere von etwa 30 m/h, zu arbeiten. Die Verweilzeit des Schichtstoffes unter Druck und Wärme sollte etwa 4 bis 8,

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vorzugsweise etwa 6 Minuten, betragen. Wird anstelle einer rotierenden Vulkanisationstrommel eine Presse bei gleicher Temperatur verwendet, dann beträgt die Verweilzeit nur etwa 1 bis 3 Minuten, da die Wärme hier von beiden Seiten einwirkt. Allerdings ist man dabei auf eine diskontinuierliche Arbeitsweise eingeschränkt.

Das kontinuierliche Trommelverfahren ist jedoch insbesondere bei mehrschichtigem Schaumstoff zweckmäßig. Von der beheizten Vulkanisationstrommel fällt die Temperatur zum Mitläufer ab, so daß auch die Verdichtung in dieser Richtung abnimmt. In Trommelnähe wirkt dagegen eine höhere Temperatur langer auf die dort befindliche Schicht ein, da die Wärme nicht so rasch durch sämtliche Einzelschichten des leichten und daher isolierenden Materials hindurchdringen .kann. Auch aus diesem Grunde ist der Aufbau aus Schaumstoff mit einem in Richtung von der Deckschicht weg abnehmenden Raumgewicht besonders zweckmäßig: Trotz niedrigerer Temperatur und kürzerer Verweilzeit wird die am Mitläufer gelegene Einzelschicht immer noch ausreichend verdichtet, da sie leichter ist.

Wie bereits oben dargelegt, ist es möglich, sehr verschiedenartige Trägerschichten zu verwenden. Besonders vorteilhaft sind lockere Textilmateriallen, vorzugsweise ein Gewirk, d.h. ein Trikotstoff, oder auch Vliese, wodurch praktisch isotrope Dehnungseigenschaften erreichbar sind, insbesondere für solche Schichtstoffe, die für die Herstellung von Schuhen verwendet werden sollen. Ein solcher Schichtstoff ist dann in allen Richtungen ausreichend dehnbar und läßt sich sehr gut über den Leisten formen und dem Fuß des Trägers anpassen. Stark

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gebundene Gewebe ergeben demgegenüber eine größere Steifigkeit und auch eine höhere Reiß- und Weiterreißanfälligkeit und weisen, ähnlich wie Papier, verminderte Weiterreißfestigkeiten auf, da die Spannung durch den Bindemittelanteil kontinuierlich auf die jeweils nächste Paser übertragen wird.

Soll ein dem Maturleder weitgehend ähnlicher Schichtstoff aufgebaut werden, dann wird die insbesondere textile Trägerschicht, z.B. nach Zahl und Drehung ihrer Fäden, so ausgewählt, daß sie nach der Flammkaschierung mit den Schaumstoffschichten eine Dehnung von etwa 8 bis 10 %, und zwar möglichst in sämtlichen ™

Richtungen aufweist, so daß die Dehnung nach der Verdichtung etwa 6 bis 8 % beträgt.

Beispiele für die Trägerschicht sind folgende:

Gewirke aus Kräuselzellwolle (Garngewicht Nm 28,

Flächengewicht von 1^0 g/m )

unterlegte Wirkware (Garn Nm 12, 200 - 2^0 g/m²) Zellwollmolino (Garngewicht Nm 12, Flächengewicht von

110 g/m , Fadeineinstellung 18⁷Cm in Kette und Schuß, Reißfestigkeit JO kg/ 5 cm Breite und Bruchdehnung 10 % in der Kette, 15 % im Schuß)

Polyestergewebe (1000 denier-Fäden mit 200 Drehungen,

60 Touren und 8,5 Fäden'cm in Kette I

und Schuß).

Das letztgenannte Gewebe ist insbesondere für Schichtstoffe noch ausreichend gut verwendbar, bei denen es nicht so sehr auf die Isotropie der Dehnung ankommt, beispielsweise für Täschnerwaren.

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Als besonders zweckmäßig hat sich unterlegte Wirkware erwiesen, die in noch besserern Maße eine in beiden Richtungen gleiche Dehnung aufweist und beim Verdichten nicht so sehr in den Schaum hineingepreßt wird, sodaß sie die Punktionen der Wasseraufnahrne und -abgabe besser erfüllt.

Auch ein nach dem sogenannten Spun-Bond-Verfahren hergestelltes Vlies eignet sich als Trägerschicht. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Verwendung von nicht vollsynthetischen Materialien textiler Art, wie Baumwolle oder Kunstseide, die genügend weich im Griff sind.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird auf wenigstens eine Schaumoberfläche eine weitere textil- oder lederähnliche, vorzugsweise hydrophile Schicht durch Punktklebung oder Flammkaschierung aufgebracht. Insbesondere werden an wenigstens einer der Polyurethanschaumschichten Pasern verankert, deren Oberfläche zu mindestens 50 %, vorzugsweise zu mehr als 75 %t freiliegt. Es sind zwar gebundene Vliese, insbesondere mit Polyurethanharzen gebundene Vliese, als textile Trägerschichten bei der Herstellung von Kunstledern bereits bekannt geworden, doch weisen solche Faserschichten die bekannten Nachteile auf, daß sie nicht oder viel zu wenig feuchtigkeitsaufnahmefähig und wasserdampfdurchlässig sind.

Die erfindungsgemäß verwendeten Pasern sollen jedoch nicht oder nur geringfügig von Binde-, Tränk- oder Klebemitteln umhüllt, getränkt oder verklebt und auch nicht abgedeckt sein. Sofern solche Mittel nicht gänzlich umgangen werden können, sollen hydrophile,

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jedoch wasserfeste Materialien, wie z.B. Acrylate, Polyvinylalkohol oder dergleichen verwendet werden. Solche Pasern verbessern die Atmungsfähigkeit der betreffenden Polyurethanschaumschichten und ihr Feuchtigkeitsaufnahmevermögen, insbesondere dann, wenn es sich um hydrophile Pasern, wie z.B. Baumwolle, Zellwolle od.dgl. handelt. Die Fasern können in die Polyurethanschaumschicht vernadelt oder in Vliesform auf ihr durch Punktklebung befestigt sein. Insbesondere das letztere Verfahren verbessert gegenüber der Vernadelung die Stichausreißfestigkeit der betreffenden Polyurethanschaumschicht auch nach ihrer Verdichtung. t

Selbstverständliche kann die Trägerschicht auch an der anderen Seite mit einer zusätzlichen Schicht aus beispielsweise Schaumstoff versehen werden, die gegebenenfalls durch eine weitere, als Deckschicht wirkende Trägerschicht, z.B. aus dünnem Spalt- oder Velourleder, abgedeckt wird. Auch ein entsprechend zugerichtetes Vlies, z.B. ein scheuerfestes, feuchtigkeitsauf nehmende ε und/oder luftdurchlässig ausgerüstetes Material kann sich auf dieser Außenseite befinden. Die Feuchtigkeitsaufnahme wird dadurch begünstigt, so daß sich derartige Schichtstoffe besonders gut für Oberleder von Schuhwerk eignen und Fußschweiß ί

od.dgl. Transpirationen rasch in den Schichtstoff eindringen können. Auch hier empfiehlt sich die Verwendung des Flammkaschierens oder Punktklebens.

Für die Deckschicht wird wie erwähnt zweckmäßigerweise Kunststoff verwendet, und zwar ein solcher mit wenig

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Füllstoffen, insbesondere mit weniger als 10 % Füllstoffen (auf Festsubstanz bezogen). Auch füllstofffreie Polyurethanmischungen sind zweckmäßig. Werden fUllstoffarme Polyurethane verwendet, dann ist die Oberfläche des Schichtstoffes besonders abriebfest und auch wenig schnittanfällig. Bei Verwendung einer Polyurethan-Polyvinylchloridmischung für die Deckschicht wird das Prägen derselben erleichtert, dasbeispielsweise zum "Narben" erforderlich ist. Das Polyurethan kann ein thermoplastisches oder ein wärmehärtbares (vernetzendes) sein; sofern PVC in die Deckschicht eingebaut wird, ergeben sich günstigere hydrophobe Eigenschaften. Wird wärmehärtbares (vernetzendes) Polyurethan verwendet, das weniger gut prägbar ist, dann empfiehlt sich die Dessinierung vor dem Aufbringen. Als Trennfolien hiefür werden vorteilhaft Silikonkautschukmatrizen, Silikon-Melamin- und/oder Polyäthylenfolien und entsprechend beschichtete Papiere verwendet.

Das Aufbringen der Deckschicht kann durch Aufsprühen, Aufstreichen, Aufgießen, Aufdrucken und/oder Aufpressen einer Folie im Direkt- oder Indirektverfahren erfolgen. Werden lösungsmittelhaltige Streich- oder Sprühmassen verarbeitet, dann quillt das Lösungsmittel möglicherweise den Polyurethanschaum an, wenn es als Quellmittel für diesen wirkt; beispielsweise Methyläthylketon, Dimethylsulfoxyd, Dimethylformamid, Äthylacetat und dergleichen. Da dies zu Nachteilen für den verdichteten Polyurethanschaum führen könnte, empfiehlt sich dann das Indirektverfahren. Besonders

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vorteilhaft ist die Verwendung einer am Kalander gezogenen Polyurethanfolie, die auf die Schaumstoffschicht ohne Kleber aufgepreßt wird. Dies geschieht zweckmäßigerweise durch Mitlaufenlassen auf der kontinuierlich arbeitenden, oben angegebenen Vulkanisationstrommel. .Kommt im Gegensatz zu dem erwähnten Verdichtungsprinzip die Deckschicht auf der Seite des Mitläufers zu liegen, dann kann durch Auswahl einer entsprechenden dessinierten Oberfläche dieses Mitläufers die Deckschicht im gleichen Arbeitsgang geprägt werden. Anderenfalls müßte zu diesem Zweck eine dessinierte Trommel Verwendung finden.

Ein Beispiel für eine wärmehärtbare (vernetzende) Polyurethanbeschichtung besteht darin, daß zunächst der im folgenden angeführte Deckstrich auf einer Streichmaschine üblicher Bauart auf ein silikonisiertes Papier oder einen mit anderen Trennmitteln beschichteten Gewebeläufer aufgebracht wird. Dieser erste Strich wird dann bei 60 - 8O°C getrocknet, worauf der Zwischenstrich und nach dessen Trocknung der Haftstrich aufgebracht wird. Nach Entfernung eines Teiles des Lösungsmittels wird der Schaumstoff aufkaschiert, nach einer Lagerung während 2h bis 48 Stunden bei Raumtenperatur von dem trennmittelbeschichteten Läufer abgezogen und zu Bahnen aufgerollt.

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Deckstrich

Zwischenstrich

Haftstrich

30 #ige Lösung eines isocyanatverlängerten Polyesters in Äthylacetat

75 #ige Lösung eines polyfunktioneilen Isocyanats in Äthylacetat

10 #ige Lösung von Di-butylzinndilaurat oder Alkyltitanat in Äthylacetat als Katalysator

Hochdisperse
Kieselsäure

Farbruß
Farbstoff

Füllstoff in
Festsubstanz

Teile 100 Teile

5 "

(8

5 "

3 " 4,4 "

0,1 " (16,5

100 Teile

5 "

0,5 "

(0

Ein Beispiel für eine thermoplastische Polyurethanbeschichtung ist das indirekte Aufbringen, bei dem eine 25 bis 30 #ige Lösung eines hochmolekularen, thermoplastischen Polyurethans in einem Gemisch aus Dimethylformamid und Keton, beispielsweise Aceton oder Methyläthylketon, auf einen mit Trennmittel beschichteten Läufer gestrichen wird. Nach Abdunsten des größten Teils des Lösungsmittels kann eventuell noch ein Haftstrich aus einer Acryldispersion oder einem vernetzenden Polyurethan aufgebracht werden. Nach dem Aufdrücken des Schichtstoffes und vollständiger Entfernung des Lösungsmittels kann der fertige, nunmehr mit Deckschicht versehene Schichtstoff sofort abgezogen werden.

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Will man den Umweg des indirekten Beschichtens vermeiden, dann wird man sich zweckmäßigerweise des Sprühverfahrens bedienen. Dabei wird mit Hilfe von Hochdruckpumpen ein auf etwa 11O°C erwärmter Polyester, in den eine entsprechende Vernetzermenge (Butandiol-1,4) eingedüst wurde, in einem Mischkopf mit kaltem, flüssigem, modifiziertem Diphenylmethan-4,4¹-Diisocyanat (MDl) zusammengebracht und durch eine oder mehrere Düsen ausgesprüht.

Bei einer Ausstoßleistung von I700 - 56OO g/min, wird die zu beschichtende Bahn mit einer Geschwindigkeit um 2m/min. am Sprühkopf, der auch in an sich bekannter Weise von einer zur anderen Bahnseite hin und her f

bewegt werden kann, vorbeigeführt. Durch die Geschwindigkeit der Bahn kann die gewünschte Stärke der Beschichtung eingestellt werden, die von 0,1 bis J5 mm betragen kann. Zweckmäßigerweise wird für ein Straßenschuh-Kunstleder eine Schichtdicke von 0,3 bis 0,8 mm, für ein Arbeitsschuh-Kunstleder von 0,8 bis 1,5 mm und für ein Skischuh-Kunstleder von 0,5 bis 2,0 mm gewählt.

Dabei kann beispielsweise die folgende Rezeptur Verwendung finden:

Polyester (Molekulargewicht 2000) 100 Teile

teilpolymeres MDI 45 " ί

Butandiol-1,4 9 "

Dibutylzinndilaurat 0,2-1 "

Monostyrol 29 "

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Es ergibt sich eine Deckschicht der Dichte 1,0 und der Härte 8O° Shore A.

Anhand der Zeichnung sind im folgenden Ausführungsbeispiele für die Erfindung näher erläutert.

Gemäß Fig. 1 besteht der Schichtstoff aus einer Deckschicht 1, einer Schaumstoffschicht 2 aus Polyurethanschaum und einer Trägerschicht 3 aus Textil oder Leder.

Gemäß Fig. 2 ist dieser Schichtstoff an der freien Oberfläche der Trägerschicht 3 mit einer zusätzlichen Schaumstoffschicht 4 aus Polyurethanschaum versehen, die ebenfalls verdichtet worden ist.

Gemäß Fig. 3 sind die Schaumstoffschichten 2 und 4 von Fig. 2 durch jeweils zwei Einzelschichten 2a, 2b und 4a, 4b ersetzt. Dabei sind die der Deckschicht 1 näherliegenden Einzelschichten 2a und 4a schwerer als die anderen Einzelschichten 2b und 4b, d.h. das Raumgewicht nimmt von der Deckschicht 1 ausgehend ab.

Gemäß Fig. 4 ist die Trägerschicht 3 an ihrer freien Oberfläche mit einer Schicht 5 aus Textil oder Leder versehen.

Gemäß Fig. 5 befindet sich zwischen der Trägerschicht und der oben erwähnten Schicht 5 eine weitere Schaumstoffschicht 4 mit geringerem Raumgewicht als die andere Schaumstoffschicht 2.

Gemäß Fig. 6 ist die Schaumstoffcchicht 2 an der der Deckschicht 1 zugewandten Seite mit einer Schicht 6 versehen, die hydrophile Fasern aufweist.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines porösen Schichtstoffes, bestehend aus mindestens einer Trägerschicht aus Textil, Leder od.dgl., mindestens einer Schäumst off schicht aus Polyurethan und mindestens einer Deckschicht, bei dem offenporiger Polyurethanschaum eines Raumgewichts von weniger als 100 kg/nr mit der Trägerschicht verbunden und auf weniger als 50 % der Anfangsdicke verdichtet sowie mit der Deckschicht versehen wird, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Verfahrensschritte:

b) der Polyurethanschaum besitzt weiters eine Luftdurchlässigkeit von mehr als 10 cnr/sec.cm bei einer Probenstärke von 1 cm und einem Druckunterschied von 1 Torr;

c) die Schaumstoffschicht wird durch Flammkaschieren und/oder Punktkleben mit der Trägerschicht verbunden;

d) anschließend wird die Schaumstoffschicht durch

Anwendung eines Druckes von weniger als 15* Vorzugs-

2 weise mit einem Druck von etwa 2 bis etwa 5 kg/cm um mehr als das 15-fache,vorzugsweise auf etwa j5 bis etwa 5 % ihrer Anfangsdicke verdichtet", und

e) es wird eine polyurethanhaltende Deckschicht augebracht, die weniger als 25, Vorzugs v/eise weniger als 10 % Füllstoff (auf Polyurethan bezogen) enthält.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyurethanschaum eines Raumgewichts von 25 bis 35 kg/nr verwendet wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyurethanschaum einer Luftdurchlässigkeit von etwa 13 bis etwa 21 cnr/sec.cm
verwendet wird.

k. Verfahren nach einem dor vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einzelschichten aus Polyurethanschaum unterschiedlicher Eigenschaften während des Verdichtens miteinander verbunden werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der Schaumstoffschichten vor ihrer Verdichtung in Richtung von der Deckschicht weg
abnimmt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine textile Trägerschicht beidseitig mit je einer Polyurethanschicht verbunden und - gegebenenfalls unter Hinzufügung weiterer Polyurethanschichten - verdichtet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß nach der Verdichtung wenigstens eine Schaumoberfläche aufgerauht wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Deckschicht eine Schaumschichte mit einem Raumgewicht um etwa 35 kg/m , an der textlien Trägerschicht ein- oder beidseitig

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Schauinschichten mit einem Raumgewicht von etwa 28 bis etwa 32 kg/m , vorzugsweise aus Polyesterurethan, und anschließend eine Schaumschichte mit einem Raumgewicht um etwa 25 kg/m , vorzugsweise aus Polyätherurethan, verwendet wird.

9« Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägerschicht verwendet wird, die aus einem lockeren Textilmaterial, z.B. Trikotstoff, besteht.

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß für die Trägerschicht ein Textilmaterial mit einer Dehnung von 8 bis 10 % nach dem Verbinden mit der Schaumstoffschicht, jedoch vor dem Verdichten

verwendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerschicht eine unterlegte Wirkware (doppelt geviirkter Trikotstoff) verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach dem Spun-Bond-Verfahren hergestelltes Vlies als Trägerschicht ■verwendet wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens eine Schaum oberfläehe eine weitere textil- oder lederähnliche, vorzugsweise hydrophile Schicht durch Punktklebung oder Plammkaschierung aufgebracht wird.

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14. Verfahren nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Faserschicht derart aufgebracht wird, daß mindestens 50 % der Oberfläche der einzelnen Pasern freiliegt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß hydrophile Fasern aus z.B. Baum- oder Zellwolle verwendet werden.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Deckschicht dienende, am Kalander gezogene Polyurethanfolie während des Verdichtens der Schaumstoffschicht mit dieser verbunden wird.

17· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyurethan-PVC-Deckschicht verwendet wird.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Deckschicht während des Verdichtens der Schaumschicht geprägt wird.

19· Verfahren nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer kontinuierlich laufenden Vulkanisation trommel (AUMA) verdichtet wird, indem der zu verdichtende Schichtstoff zwischen eine langsam laufende, beheizte, die Prägung vornehmende Stahltrommel und ein endloses Stahlband bzw. einen Mitläufer gezogen wird.

DEUTSCHE SEMPERIT GUMMIWERK GES.M.B.H. /

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