DE2253926A1 - Verfahren zur herstellung duennwandiger gebilde aus kunststoff - Google Patents

Verfahren zur herstellung duennwandiger gebilde aus kunststoff

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Description

DipJ.-ΐπ-·. r. ·- . rrn serw
Dr-In-;-. R. VJ :. L. ." Z Jr. 225392 O
4MBnthen22, Steinsdorfetr. tt
233-19.626P 3. 11. 1J72
Ceskoslovenska akademie ved, Praha (CSSR)
Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Gebilde aus Kunststoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Gebilde aus Kunststoffen, die auf eine Textilunterlage aufgetragen oder ohne eine Textilunterlage durch Gießen, Anstrich oder im Tauchverfahren hergestellt werden.
Dünnwandige Gebilde - wobei vor allem an Folien oder an mit Kunststoff überzogene Textilien gedacht ist - werden in großen Mengen vor allem in der Bekleidungsindustrie, als Polsterungsmaterial, in der Schuhfabrikation, für Galanterieartikel wie auch für andere ähnliche Zwecke hergestellt". In der Regel werden diese Gebilde als plastisches (Kunst-)Leder bezeichnet; dem natürlichen Leder ähneln sie vor allem durch ihr Aussehen und durch gewisse mechanische
233-(S 7729-Z 32i4)-Tp-r (8)
Eigenschaften, nicht aber durch ihre Zusammensetzung, Struktur und hygienische Beschaffenheit. Das bisher hergestellte Kunstleder weist im Vergleich mit Naturleder nur eine völlig geringfügige Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit auf; sehr gering ist auch seine Fähigkeit, reversibel Feuchtigkeit zu absorbieren.
Bemühungen um die Erzielung der erforderlichen hygienischen Eigenschaften gibt es bereits seit dem Zeitpunkt, von dem an diese Materialien zum Ersatz für Naturleder benutzt wurden. Die ersten Versuche zur Erhöhung der Gasdurchlässigkeit verwendeten rein mechanische Verfahren, die auf einer nachträglichen Perforierung des bereits fertigen Kunstleders mit einem System von Nadeln beruhten. Xn der weiteren Entwicklungsphase wurden zur Perforierung des Kunstleders Elektrofunkenentladungen herangezogen. Die mit diesen Methoden erzielte Erhöhung der Durchlässigkeit war aber nur ganz minimal. Ein anderes mechanisches Verfahren zur Erhöhung der Durchlässigkeit besteht in der Dehnung des Kunstleders zwischen (rotierenden) Walzen. Bei diesem Vorgang entstehen in der ursprünglich kompakten Oberfläche viele kleine Sprünge und Risse. Diese Methode, wie auch das weitere Verfahren, das auf der Anwendung einer aufgerauhten Textilunterlage basiert, deren Haar so lang ist, daß es den aus Kunststoff bestehenden Decküberzug durchdringt, eignet sich aber nur für einige ganz bestimmte Zwecke, da Ja hierdurch in beiden Fällen die Möglichkeiten einer Oberflächenbehandlung in beträchtliche» Ausmaß eingeschränkt werden. Überdies ist nicht einmal in diesen Fällen die erzielte Durchlässigkeit völlig ausreichend. Weiter sind auch Verfahren bekannt, die auf der Zugabe von Zusätzen basieren, die aus dem fertigen
309819/105Ö
Kunstleder ausgewaschen werden können, wodurch eine kontinuierliche mikroporöse Struktur entsteht. Beim Einsatz gewisser chemischer Porenbildner, z. B. des Azo-bis-isobutyronitrils, entstehen poröse Kunstleder, die eine gewisse Gasdurchlässigkeit aufweisen. Zu diesem Zweck können auch physikalische Blähmittel,, wie z. B. fein emulgiertes Wasser oder auf einem Träger, z. B. auf Bentonit, aufgetragenes Wasser verwendet werden.
Die Erhöhung der Feuchtigkeitsabsorption wird üblicherweise durch die Wahl einer geeigneten Textilunterlage, gegebenenfalls durch deren Imprägnierung mit einem entsprechenden Imprägnierungsmittel (z. B. mit Ze'inen) erzielt.
Es wurden auch Methoden zur Herstellung von Kunstleder beschrieben, die einige natürliche oder modifizierte hydrophile Füllstoffe, wie z. B. Methylzellülose oder Stärke, benutzen, die zur Erhöhung der Hygroskopizität des produzierten Kunstleders beitragen. Diese Versuche waren allerdings nur wenig erfolgreich» da die eingesetzten Füllstoffe nicht die erforderliche Absorptionskapazität besaßen; überdies war dann auch ihre Wirksamkeit in der kompakten Schicht des Kunststoffes wesentlich eingeschränkt.
Die Werte der Durchlässigkeit und der Hygroskopizität von Kunstledern, die mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Methoden erzielt werden können, sind aber für die überwiegende Mehrzahl der angestrebten Einsatzzwecke immer noch ungenügend und entsprechen in der Regel nicht den aufgebotenen Mitteln und Bemühungen.
ORfGiNAL IWSPECTED 3U9819/106B
Der Erfindung liegt die Aul gäbe zugrunde, ein Verfahren zuj' Herstellung solcher dünnwandiger Gebilde aus Kunststoff, insbesondere Kunstleder, anzugeben, mit dem sich bessere Werte der Durch!ässigkeit und Hygroskopizität als nach den bekannten Verfahren erzielen lassen.
Gegenstand dieser Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Gebilde aus Kunststoff mit hydrophilen Füllstoffen durch Anstrich, Gießen oder im Tauchverfahren, mit dem Kennzeichen, daß dem zu verarbeitenden Material, vor allem einer Paste aus Polyvinylchlorid, aus einem Mischpolymerisat auf Basis von Vinylchlorid, aus einem Gemisch von Homopolymeren des Polyvinylchlorids, aus einem Gemisch aus Polyvinylchlorid mit Mischpolymerisaten auf Basis von Vinylchlorid oder aus einem Gemisch aus Mischpolymerisaten auf Basis von Vinylchlorid, und den üblichen Weichmachern, Stabilisatoren, Schmiermitteln, Pigmenten und weiteren üblichen Zusätzen, ein hydrophiler Füllstoff oder ein Geraisch hydrophiler Füllstoffe, die auf Basis synthetischer, vernetzter, in Wasser nicht löslicher makromolekularer Stoffe hergestellt wurden und die polare Gruppen, die Wasser reversibel binden können, vorzugsweise Hydroxylgruppen, Amidgruppen oder Karboxyl- und Sulfogruppen in der H+-Form bzw. in der Na -, Li -, Ca+ -, Ba +-Form oder quartäre Ammoniumgruppen in der CH~-, Cl~ oder SO,H~-Form enthalten, und eine Flüssigkeit oder ein vorzugsweise azeotropisches Flüssigkeitsgemisch mit einem Siedepunkt im Bereich von 6o bis ΐ4θ C in einer Menge von mindestens 10 Gew.-^, bezogen auf das Gewicht des benutzten Füllstoffs, zugesetzt werden, die bzw. das den hydrophilen Füllstoff aufquellt.
BAD ORIGINAL
<!<J8 1 9/ 1 (I F1 ti
Mit der angeführten Flüssigkeit kann der Füllstoff noch vor seiner* Einmischung in das zu verarbeitende Material benetzt werden, oder sie kann während der Zubereitung des zu verarbeitenden Materials zugesetzt werden, oder sie kann schließlich auch der bereits fertigen Paste beigefügt werden. Die maximal benutzbare Menge der vorstehend beschriebenen Flüssigkeit oder des Flüssigkeitsgemisches hängt von der Menge und der Sorptionskapazität des angewendeten Füllstoffs ab und kann somit nach oben nicht begrenzt werden. Mit Vorteil können zu diesem Zweck Wasser, niedrige aliphatisch^ Alkohole, wäßrige Mischungen niedriger aliphatischer Alkohole u, ä. benutzt werden. Der hydrophile Füllstoff wird mit Vorteil in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-$, bezogen auf das Gewicht des zu verarbeitenden Materials, zugesetzt.
Die derart zubereitete Paste kann im Wege der üblichen Technologien zu den gewünschten dünnwandigen Gebilden verarbeitet werden. Bei Erhitzung auf eine Temperatur in der Nähe des Siedepunktes der benutzten Flüssigkeit oder des benutzten Flüssigkeitsgemisches dampft diese bzw. dieses ab und bildet in der Pastenschicht feine offene Poren aus, in welchen sich die Teilchen des hydrophilen Füllstoffes vorfinden. Bei Erhitzung auf die Gelatinisierungstemperatur tritt dann die Gelatinisierung der Paste ein, ohne daß es zur Schließung der Poren kommt. Bei geeigneter Zusammensetzung der Paste, d. h. bei Anwendung eines langsamer gelatinisierenden Polymers oder von Weichmachern mit erhöhter kritischer Auflösungstemperatur, kann die Phase der Expansion der sorbierten Flüssigkeit bei niedrigeren Temperaturen wegfallen, und die Expansion und die Gelatinisierung können gleichzeitig durchgeführt werden.
ORIGINAL iW§PECT£O
3098 1 9/1
'■''' ■ —
Die offenen Puren, die sich im Laufe dieses Verfahrens ausbilden, gewährleisten den Transport des Wasserdampfes zu den Teilchen des hydrophilen Füllstoffs und ermöglichen die Vergrößerung ihres Volumens bei der Dampfsorption. Auf diese Weise kann eine nahezu vollständige Ausnutzung der Ab sorptionskapazität des hydrophilen Füllstoffs erzielt werden. Die offenen Poren gewährleisten gleichzeitig auch den Lufttransport und den Transport des Wasserdampfes durch die Kunststoffschicht, d. h. sie sichern deren Durchlässigkeit ab.
Der vorbeschriebene Vorgang kann mit den Üblichen Verfahren des Aufblähens mit Hilfe chemischer Porenbildner kombiniert werden, wodurch eine weitere Verminderung dos spezifischen Gewichts des KunststoffÜberzugs ohne Verschlech terung der Durchlässigkeit und der Hygroskopizität erzielt werden kann.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert:
Beispiel 1
In einem Planetenmischer wurde eine Paste folgender Zusammensetzung zubereitet:
55 Gew.-Teile pastenbildendes Emulsions-PVC (K-Wert » 71) 20 Gew.-Teile Dioktylphthalat 15 Qew.-Teile Dioktyladipinat 7 Gew.-Teile Dibutylphthalat
ORIGINAL IWSPECTEO 3098 19/10 56
72^3926
3 GpVv1-IpJIt; So jiJÖl epoxybul 3'lester
20 GtMv., «Te?i 1 e λ-pnietzi e J'ul ymei hakryl säure mit ^O $ Wasser 1,5 Gew.-Teile Di butyl zinndi. Jaurat
1,5 Gew.-Teile Stearinsäure
1,3 Gew.-Teile Ruß
0,2 Gew.-Teile niedermolekulares Polyäthylenwachs.
Die pulverförmigen Zutaten und der hyerophile. Füllstoff wurden schubweise im Weichmacher dosiert. Die entstandene Paste wurde nachfolgend in einem Dreiwalzen-Heibkalander homogenisiert und entlüftet. Die entlüftete Paste wurde sodann mittels einer Streichmaschine auf eine dessinierte Unterlage aufgetragen,, wonach auf diesen Anstrich eine Baumwollwirkware laminiert wurde. Die Expansion des Anstrichs erfolgte durch Erhitzung auf 95 C» seine Gelatinisierung bei 17Ο C. '
Der expandierte Anstrich ist durch die sehr feinen, gleichmäßigen, überwiegend offenen Poren charakterisiert. Die Durchlässigkeit des derart hergestellten Kunstleders beträgt 2,9 rag/cm2/h, seine Hygroskopizität beträgt 10,7 #» Für eine eventuelle weitere Oberflächenbehandlung muß ein derartiger Auftrag gewählt werden, der die Durchlässigkeit nicht beeinflußt (z. B. ein Polyurethan- oder Polyamid-Überzug). Dieses Kunstleder eignet sich vor allem für Kleidungszwecke.
Beispeil 2
Es wurde eine Paste folgender Zusammensetzung zubereitet:
3 U 9 8 1 ii / 1 f j Ii h BAD ORIGINAL
50 Gew.-Teile pastenbildendes Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisat (5 % VAc), (Κ-Wert = 69)
10 Gew.-Teile Butyl-benzylphthalat 20 Gew.-Teile Diisooktylphthalat
15 Gew.-Teile Dioktylsebazinat
5 Gew.-Teile epoxydiertes Leinöl
1 Gew.-Teil Kadmiumstearat
0,5 Gew.-Teile Bariumstearat
2 Gew.-Teile Titanweiß
0,5 Gew.-Teile Pigment
20 Gew.-Teile vernetztes pulverförmiges Polyglykolmethakrylat,
Der hydrophile Füllstoff, die Stabilisatoren und Pigmente wurden bei der Zubereitung der Paste schubweise im Weichmacher dosiert.
In die fertige Paste wurden 15 Gew.-Teile wäßrigen Äthylalkohole (20 # H-O) eingemischt! nach Entlüftung wurde die Paste auf eine dessinierte Silikonunterlage aufgestri chen. Auf diesen Anstrich wurde sodann eine aufgerauhte PoIy- estertextilie laminiert. Der Anstrich wurde bei 80 0C gelatinisiert.
Der expandierte Anstrich ist ähnlich wie in vorstehenden Beispiel durch die feinen, überwiegend offenen Poren charakterisiert. Die Durchlässigkeit des derart zubereiteten Kunstleders beträgt 5,1 mg/cm /hj seine Hygroskopizität ist 7,4 1>.
309819/1056
Beispiel 3
Auf eine mit Nadeln vorbearbeitete Textilunterlage wurde ein Grundanstrich, folgender Zusammensetzung aufgetragen: j J
52 Gew.-Teile pastenbildendes PVC (K-Wert = 70) 30 Gew.-Teile Di-2-äthylhexylphthalat 10 Gew.-Teile Dioktyladipinat 8 Gew.-Teile Dibutylphthalat 2 Gew.-Teile Bleistearat 2 Gew.-Teile Pigmentgemisch.
Dieser Anstrich wurde vorgelatinisiert, wonach der mittlere Anstrich aufgetragen wurde. Seine Zusammensetzung war - bis auf weitere 6 Gew*-Teile fein gemahlenen Kalksteins - die gleiche wie die des Grundüberzugs.
Weiter wurde eine Paste folgender Zusammensetzung zubereitet:
50 Gew.-Teile pastenbildendes Emulsions-PVC (Κ-Wert = 75) 21 Gew.-Teile Dioktylphthalat 15 Gew,-Teile Azelainsäuredioktylester 10 Gew.-Teile Butylbenzylphthalat k Gew.-Teile epoxydiertes Sojaöl 1,5 Gew.-Teile Stearinsäure
2 Gew.-Teile Bleistearat
3 Gew.-Teile Pigmentgemisch
15 Gew.-Teile pulverförmiges vernetztes Natriumpolymethakrylat.
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Nach erfolgter Homogenisierung wurden in diese Paste 18 Gew.-Teile Wasser eingemischt, die Paste wurde entlüftet und auf den vorgelatinisierten mittleren Anstrich aufgetragen. Es folgten die Expansion bei 100 0C und die Gelatinisierung bei 180 0C. Man gewann ein mit einer Dessinierwalze bearbeitetes dessiniertes Kunstleder, das noch mit einem Polyurethanüberzug versehen wurde.
Die Schaum-Deckschicht zeichnet sich ähnlich wie in den vorbeschriebenen Fällen durch außerordentlich feine, gleichmäßige, überwiegend offene Poren aus.
Beispiel k
Ein ausgefälltes Polyestervlies wurde mit einer Dimethylformamidlösung eines Polyurethankautschuks vom Polyestertyp imprägniert und durch ein Wasserbad durchgeleitet, wo das Polyurethan ausgefällt wurde. Nach Waschung und Trocknung wurde auf dieses verknüpfte Vlies eine Schicht der im Beispiel 2 beschriebenen Paste aufgetragen, als hydrophiler Füllstuff wurde jedoch in einer Menge von 30 Gew.-Teilen vernetztes Polyakrylamid (mit 50 1* Wasser) eingesetzt. Die Expansion des Anstrichs erfolgte bei einer Temperatur von 95 °C, die Gelatinisierung dann bei 175 °C. Das anfallende Produkt wurde nachfolgend deasiniert. Das derart hergestellte Kunstleder weist eine Durchlässigkeit von 3,1 mg/cm /h auf; seine Feuchtigkeitsabsorption von der Oberseite ist 12,8 ^, es eignet sich deshalb vor allem für Tapezierzwecke.
3139819/1 0 56
Beispiel 5
Es wurde eine Paste folgender Zusammensetzung.zuberei
50 Gew.-Teile pastenbildendes PVC (Κ-Wert = 75) 21 Gew.-Teile Dinonylphthalat
15 Gew.-Teile Dioktyladipinat
10 Gew.-Teile Butylbenzeylphthalat
k Gew.-Teile epoxydiertes Sojaöl
1,5 Gew.-Teile Stearinsäure
2,5 Gew.-Teile Bleistearat
3 Gew.-Teile Pigmentgemisch
1,5 Gew.-Teile Azobisformamid
2k Gew.-Teile vernetztes Polymer auf Basis eines Esters der Methakrylsäure mit 2,3-Dihydroxypropyltrimethylammoniumchlorid, mit 50 # Wasser.
Diese Paste wurde auf eine Hilfsunterlage aufgestriehen, und auf diesen Überzug wurde dann eine aufgerauhte Baumwolltextilie laminiert. Der Anstrich wurde zuerst bei einer Tem- · peratur von 100 0C expandiert, nachfolgend bei 170 C gelatinisiert und schließlich nochmals bei einer Temperatur von 190 C expandiert. Das anfallende Produkt ist außerordentlich biegsam und geschmeidig und eignet sich deshalb besonders gut für eine Verwendung in der Bekleidungsindustrie.
Die Durchlässigkeit eines derart hergestellten Kunstleders ist zwar praktisch gleich Null; das Produkt zeichnet sich aber durch seine außerordentlich große Feuchrigkeitsabsorption von der Oberseite aus (i6,3 $) , wodurch es besonders für die Bespannung von Sitzen in Kraftwagen, Lehnstühlen u. ä. geeignet ist.
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. 12 _ 27*3926
Das Verfahren zur Herstellung von Kunstleder mit hygienischen Eigenschaften gemäß der Erfindung ist sehr einfach, es kann daher mit den üblichen Einrichtungen durchgeführt werden, die bei der derzeitigen Herstellung von üblichem Kunstleder benutzt werden. Das Verfahren kann mit Vorteil zur Herstellung von Materialien ausgenutzt werden, die in der Bekleidungsindustrie, für Tapezierzwecke, in
der Schuhfabrikation und ähnlichen Industriezweigen erforderlich sind. In der vorbeschriebenen Weise kennen durchlässige Materialien gewonnen werden, die in den Werten
ihrer hygienischen Eigenschaften dem Naturleder sehr nahe kommen oder es sogar übertreffen. Die Durchlässigkeit, die Hygroskopizität sowie auch die Struktur des KunststoffÜberzugs kann in breiten Bereichen reguliert werden, und dies sowohl durch den Gehalt und den Typ des hydrophilen Füllstoffs als auch durch den Gehalt und den Typ der Flüssigkeit oder des Flüssigkeitsgemisches, die bzw. das zur Expansion benutzt wird. Es besteht somit die Möglichkeit, das Verfahren den hinsichtlich der hygienischen Eigenschaf ten und des äußeren Aussehens der Produkte gestellten Anforderungen anzupassen.
ORIGINAL INSPECTED
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Claims (3)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Gebilde aus Kunststoff mit hydrophilen Füllstoffen durch Anstrich, Gießen oder im Tauchverfahren, dadurch gekennzei c h n e t , daß dem zu verarbeitenden Material, vor allem einer Paste aus Polyvinylchlorid, aus einem Mischpolymerisat auf Basis von Vinylchlorid, aus einem Gemisch von Homopolymeren des Polyvinylchlorids, aus einem Gemisch von Polyvinylchlorid mit Mischpolymerisaten auf Basis von Vinylchlorid oder aus einem Gemisch von Mischpolymerisaten auf Basis von Vinylchlorid, und den üblichen Weichmachern, •Stabilisatoren, Schmiermitteln, Pigmenten und weiteren üblichen Zusätzen, ein hydrophiler Füllstoff oder ein Gemisch hydrophiler Füllstoffe, die auf Basis synthetischer, vernetzter, in Wasser nicht löslicher makromolekularer Stoffe hergestellt wurden und die polare Gruppen, die Wasser reversibel binden können, vorzugsweise Hydroxylgruppen, Atnidgruppen oder Kärboxy- und Sulfogruppen in der H -Form bzw. in der Na -, Li -, Ca -, Ba -Form oder quartäre Ammoniumgruppen in der OH--, Cl~- oder S(KH--FOrIn enthalten, und eine Flüssigkeit oder ein vorzugsweise azeοtropisches Flüssigkeitsgemisch in einer Menge von mindestens 10 Gew.-^, bezogen auf das Gewicht des benutzten Füllstoffs, zugesesetzt werden mit einem Siedepunkt im Bereich von 60 bis 14O C, das den hydrophilen Füllstoff aufquellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit oder das Flüssigkeitsgemisch dem Füllstoff vor seiner Einmischung in das zu verarbeitende Material zugesetzt wird.
3 098 19/1056
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit oder das Flüssigkeitsgemisch während der Zubereitung des zu verarbeitenden Materials oder der bereits fertigen Paste zugesetzt wird.
k. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß der hydrophile Füllstoff in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-^, bezogen auf das Gewicht des zu verarbeitenden Materials, zugesetzt wird.
<r
DE2253926A 1971-11-05 1972-11-03 Verfahren zur Herstellung von kunstlederartigen dünnwandigen Gebilden auf PVC-Basis Expired DE2253926C3 (de)

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