DE2366187B1 - Verfahren zur Herstellung einer gegebenenfalls mit einer Kunststoffdeckschicht versehenen Polyurethanschaumfolie - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Polyurethan-Schaumstoifolien aus nichtionischen Polyurethan-Dispersionen durch Verarbeiten zu einem streichfähigen Polyurethanlatexschaum' nach- dem Schaumschlagverfahren und Oberführen zu gegebenenfalls mit einer . Kunststoffdeckschicht versehenen Schaumfolien. Die Sehaumfolien eignen sich insbesondere für die Beschichtung von Textilien. -,'■

Es ist bekannt, textile Basismaterialien mit polymeren Kunststoffen zu beschichten. Zweck einer solchen Beschichtung ist es, durch Kombination der Eigenschaften des Basis- und des Besehichtungsmaterials einen synergistischen Effekt in bezug auf die Gebrauchstüchtigkeit des Verbundmaterials zu erzielen.

Man kann prinzipiell die polymeren Stoffe homogen ohne Zwischenschicht auf das Substrat auf tragen. Es hat sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, die eigentliche Gebrauchsschicht des Kunststoffes und das Trägermaterial durch eine Zwischenschicht zu trennen. Aufgabe dieser Zwischenschicht ist es, als Puffer zwischen der abriebfesten Oberschicht und dem als Verstärkung dienenden Basismaterial zu wirken, um dem Gesamtverbund einen weicheren Griff und eine bessere Haftung zu verleihen.

Als Puffermaterial wurde bisher entweder ein Flor oder aber auch eine kompakte Schaumschicht verwendet. Das Flormaterial besteht meist aus kurzgeschnittenen Fasern, die nach dem in der Textilindustrie üblichen Rauhprozeß aus den Schußfäden des Trägergewebes oder auch aus den Füllfäden eines Trägergewirkes herausgearbeitet werden. Die Herstellungeines derartigen Flors stellt hohe Ansprüche an die technische Qualifikation des''Betriebes und ist auch wenig wirtschaftlich, da das Verfahren aus mehreren Arbeitsgängen besteht. Andererseits ist das Vorhandensein einer Pufferschicht in dem Verbundmaterial vor allem im Hinblick auf die Haftung der Kunststoffschicht auf dem textlien Trägermaterial unumgänglich, vor allem wenn Verbundstoffe mit guten textlien Gebrauchseigenschaften aus minderwertigen Textilien erzeugt werden sollen. Es warde daher eine Reihe von ίο Versuchen unternommen, den Flor durch eine geeignete Pufferschicht aus polymerem Material zu ersetzen.
■ · Großtechnisch wurden für diesen Zweck bisher PVJC-Sehäume eingesetzt. Verbundstoffe dieser Art finden weitgehenden 'Einsatz auf den Gebieten der Täschnerei und der iPoistererzeugung. Ein entscheiden-'' der Nachteil dieser Materialien liegt aber darnvdaß sie - ' infolge ihres Gehaltes an Weichmachern nicht beständig gegen chemische -Reinigungsmittel sind und daß

• durch die Migration der Weichmacher unerwünschte Eigenschaf tsverändepungen bewirkt werden.

Für die Beschichtung von Textilien sind an sich Polyurethane besonders brauchbar, weil sie in geeigneter Zusammensetzung äußerst widerstandsfähig gegen chemische Reinigungsmittel und gegen Abrieb sind. Homogene und auch mikroporöse Polyurethanbeschiehtungen, z. B. in Form von Folien, sind seit längerer Zeit bekannt, wobei als textile Basisrnaterialien hochwertige gerauhte -Gewebe oder Gewirke verwen-

• det werden. Es ist aaeh-'bekannt, Polyurethanschaumstoffe la dünne Folien zu schneiden und diese auf Trägermaterialien -durrih einen Kaschier- oder iLaminierprozeß zu verankern. ^!Es ist weiterhin 'hekannt, derartige Schamnstofiyerbundmaterialien entweder nach dem Direktbeschi0htungsv,erf ähren odernach dem !umkehrverfahren mit anderen 'Polymeren zu beschichten. Dieses Verfahren hat jedoch trotz mancher Vorzüge u.a. den Nachteil, daß verschiedenartige, ausgewählte Schaumstöffölien mit hoher Raumdichte vorrätig gehalten werden müssen. Gegen die Verwen-

40' dung von Schaumstofflaminaten aus geschnittenen Pölyurethanschaumstaffen und textlien Basismaterialien spricht auch, daß der -Schaumstoff. bei der Beschichtung des Laminats Mt in organischen Lösungsmitteln gelösten Pölyticethatten angequollen oder teilweise aufgelöst wird. Zar* Vermeidung dieser Nachteile wurde daher schon frühzeitig vorgeschlagen, die PolyurethanschauKistoffe ,each dem Reaktivverfahren ,direkt in situ auf dem Textil aai erzeugen, doch sind entsprechende Versuche bisher stets fehlgeschlagen, da

so es nicht gelang, .Besehichtungen von gleichmäßiger ©icke herzustellen.

Aus diesem Grunde wurden auch Versuche unternommen, wäßrige Polyurethandispersionen in Schäumform auf textile Substrate aufzubringen. So ist aus der DE-OS 2012 662 ihekannt, unter Verwendung von Emulgatoren hergestellte Polyarethaadispersionen durch Zusatz poröser .lufthaltiger Füllstoffe in feinporige Schaumschichten überzuführen. 'Es üegt auf der Hand, daß.dieses Verfahren technisch nicht attraktiv ist, da Luft auf .diese Weise nur auf dem Umweg überrelativ schwere Füllstoffe eingebracht werden kann. Durch die Füllstoffe geht jedoch einer der Vorteile des Schaumes, nämlich seine geringe Dichte .bei guten mechanischen Festigkeiten, wieder verloren. lOffensichtlißh sind aber

ω die in der genannten ^ffenlegungsschrift verwendeten Polyurethandispersionen.. -welche in an sieh 'bekannter Weise ·ίη «.Gegenwart von Emülgktöfceh hergestellt werden,, mechanisch ;nicht ausreichend stabil, -,um nach

der Methode des Latex^SchaumscHlagverfahrens zu stabilen streichfähigen Polyurethanschäumen verarbeitet werden zu können.

Weiterhin ist in der ,DE-OS. 14 95 745 beschrieben worden, emulgatorfreie Polyurefhan-Ionomer-Disper- -, sionen nach dem Schaumsehlagverfahren in PoJyurethanschaumstöffe zu überführen. Derartige lonomerdispersionen ohne Emulgator sind z. B. nach den in der deutschen Patentschrift 12 37 306, der DE-OS 14 95 745, der DE-OS 14 95 847 und der DE-OS 20 35 732 genannten Verfahren zugänglich. Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß beim Verschäumen dieser Dispersionen nach dem Schaumschlagverfahren Schwierigkeiten auftreten, insbesondere dann, wenn ein feinporiger, steifer, streichfähiger Schaum zur Herstellung dünner Folien bzw, Zwischenschichten erzeugt . werden soll, der nach dem Auftragen .auf das textile Substrat oder auf efnen Trenntf äger getrocknet, werden kann, '.ohne, zusammenzufallen,Verschäumt man die nach den zitierten Verfahren hergestellten ionomeren . Polyurethandispersionen nach dem Sehaumsehlagverfahren, so erhält man zwar einen porigen ,Schaum; dieser Schaum ist aber nicht dreidimensional stabil, sondern.fällt z.B. unter dem Rakelmesser zu einer dünnflüssigen Masse zusammen, die nach dem Trocknen nur eine dünne rissige Folie mit netzartiger Struktur ergibt. Der aus den besagten ionomeren Polyurethandispersionen hergestellte Schlagschaum kann zwar, wie eine nichtgeschlagene ionomere Polyurethandispersion, als Kaschier- oder;Laminierstrich auf einen Träger oder ein Substrat aufgebracht werden; nach dem Trocknen erhält man aber nur eine dünne PdlyurethanfaÜe mit sogenannter »Hahnentritt-Struktur« und keine feinporige kompakte Polyurethan-Setiaumfolie, wie sie zur Erzielung von Haftungs- und GriffverbesseEung.der.zu Anfang beschriebenen. Verbandmaterialien notwendig wäre. '

Gemäß einem eigenen älteren Vorschlag lassen sich selbsttragende Sehaumstof folien lazw. Schäume, die für Textiibeschichtungen verwendet werden können, aus ionpmeren, emulgatorfreien Pölyurefhändispersionen herstellen. Die Dispersionen müssen zu diesem ,Zweck gleichzeitig feinteilig (Teilchengröße *< t,O,ji),dünnflüs-' sig (Viskosität ca! 2bis 12 Poise) und hochkonzentriert (>45% Feststoffgehälf)sein und zusätzlich Schaummittel, Stabilisatoren und Vernetzungsmittel· enthalten. Ein Nachteil der nach diesem" Verfahren. hergestellten Schaumstoff Mien istifire' geringe Zügfestigkeit; darüber hinaus bewirken die vielen 'notwendigen Zuschlagstoffe eine Verminderung der Wasserbes.tändigkeit dies Schaumes. : * --...- ·_: , :_.... ■··■;. ; :. · (, ■-■-,-.
■ ^überraschenderweise: wurde aber nun gefunden, da,ß man Polyuretiianschäumej xtie; als Pufferschicht iür die eingangs ■ ;beschriehenen Verbundstdffe ;hereorrag.end geeignet sind, sehr gutnadh dem.SchaumscnlagKerfahren auch aus emulgatorfreien, wäßrigen, nichtionischen Polyurethandispersionen herstellen icann, die als einzigen Zusatz lediglich:Q,1 'bis 10 Gjew:^J%, vorzugsw.eiseiQi6 bis 5,0 Gew.-^ö/o ;(be.zo.gen auf Polyurethanieststoff), an Verdickungsmittel enfhalten, wenn .die Bispersionen ,go gewisse makroskopische Eigenschaitenibesitzen:

d.h. von etwa2 bis :t2--Pdise auiweisen,. gemessen mit dem ΗΑΑΚΈ-Viskotester VT .180 bei Stufe 4. 3. Die Dispersion muß so rfeinteiljg sein, daß sie im auffallenden und im durchscheinenden Licht den TyNDALL-Effekt zeigtEer Teilchendurchmesser muß also weniger als :l;0 μ,, vorzugsweise zwischen 0,07 und .0,3.μ, gemessen nach der Methode der Winkelabhängi£keit der Steigung der ^Lichtstreuungskurve, betragen. ,

Es wurde weiter, gefunden,. daß man ,aus den aufgeschlagenen "Polyurethanscnaumen nach dem normalen Streich- oder häkelverfahren Schichten herstel-. len kann, die nachdem Trocknen in einem Troßkerikanal sehr zugfeste selbsttragende, feinporige,;glatte/Schaumfölien ergeben, die infolge !Fehlens von S.chaummitteln . und Stabilisatoren ausgezeichnete Wasserbeständigkeit .aufweisen. . . . _; .

Diese selbsttragenden Schaumfolien kann man in sehr geringer Dicke (bis etwa 0,3, mm) herstellen. Trotzdem besitzen sie -eine beachtliche mechanische Festigkeit und können daher bei Beachtung ,gewisser Vorsichtsmaßnahmen unbeschadet .aufgewickelt und transportiert werden.., Besonders gut lassen sich die 'Schäume dabei handhaben,, und transportieren, wenn sie auf freitragende Folien aüfgestrichen. werden. Aus der iBeschichtungsHidustrie ist bekannt, daß Polyurethanfilme ab einem Qua.dnatmete.rgewißht von-etwa 40g bereits so äbriebfeste.BesChichtungen ergeben, daß. sie ohne weiteres mitiBeschichtungenAus anderen Hoqhpolymeren verglichen ,werden ikönnen, die mehrmals das dreifache^uadratmeteigewidht haben. JEs bestand.nun von jeher .das !Bestreben, selbsttragende iFqlien mit diesem iriiedeiren .'Quadraimstergewicht ;in itranspontabier Form iheriZustellen. ©iesem Wunsch stand bisher entgegen, daß die dünnen jEiimeOhneeineWerstärkßrsehicht nur schwer zu !handhähen sind. Έ& ihst .nicht an Versuchen^göfehlt,idie iFilme.zu stäbilisierexi, indem man sie auf :Stützgew,eb.e oderStützfadengeläge.aufkaschierte. 'ftlatprge.mäß wurde damit -jedoidh das lEigenschaftsbildider ;F.tlme beßinflußt,!meist,ntcht zu ihrem Vorteil. Es wurde ,aber nun_;ge£unden,idaß ubejraschenderwfiise .der Verbund aus SchlagschaumMie. und Mim zu.ein^m ■ Material ."führt, :das. sich ,auggesprochBn gut handhaben läßt, wobei weder -.die -guten Eigenschaften des Schaumes noch .die des. Filmes in irgendeiner Wieiss nachtei^:lig^:heeittfluß.t werden; .-<.-.

Gegenstand der 'Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung einer jjegebenenialIs mit -einer homogenen oder mikroporösen 'Kunststoffdeckschicht versehenen, ΐreittegenden iRolyuEethanschaEmSftorf-iFQlie durch Einrühren von iiuft in .einen wüßrigen iPdlyintethanlatex, welches dadiardh ;gekennzeiehnet üst, -daß man veine

-a) einem Eßststöffgßhalt won imehr ils 45

b) einer Viskosität von löibis^JD Sekunden Auslauf zeit ausidemsRordbechermit 4-mm-Düse und

c) »einemTeilchendurehmesser von weniger als ^;l,0 μ,

tdie zusätzlich -nadh 0,1 ibis :10 !Gewichtsprozent ^Kerdickungsmittel, bezogen .auf iRolyurethanfeststoff,

1. Die Dispersion muß meinen sFeststöffgehalt 'von mehr als 4ikG.ew-^o/o Pdiyur.ethan:häben;.bevorzugt sind Feststof%e"hälte von 4833is55iGew.-^TM).

2. Die Dispersion soll eine Viskosität 'von 1© %"is 7Q Sekunden, vorzugsweise 20 Ms -50 'Sekunden, AuslaufzeltauseinemFordbe.Gher.mit^imm-SJ.use., •nach äemiSchaumschlagverfähKen ^u einem streichfähiigen, iriicMonisßhen PiQljfuretharilatexschaum mit einem !Liteigewidht von 4ΘΌ Ms 900;g/l verarbeitet, diesen iSchaum _?aui einen tFxemrträger .aufbringt und den !Enenntafäger ?na.cäi ;dem Tvrocknen der Schaumschicht

entfernt, wobei gegebenenfalls auf den Trennträger vor Aufbringen der Schaumschicht eine homogene oder mikroporöse Kunststoffschicht aufgetragen wurde oder gegebenenfalls nachträglich auf der Schaumschrcht auf dem Trennträger eine homogene oder mikroporöse Kunststoffschicht ausgebildet wird. Die Notwendigkeit von Feinteiligkeit, Dünnflüssigkeit und hohem Feststoffgehalt der bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Schaumfolien zu verwendenden nichtionischen Pofyurethandispersionen begründet sich wie folgt:

Durch das Einbringen von Luft in die Polyurethandispersion entsteht gewissermaßen eine Phase von lufthaltigen Zellen in einer kontinuierlichen Phase, der von der Dispersion gebildeten Zellmembran. Bei zu hoher Viskosität der Polyurethandispersion läßt sich nun die Luft nicht mehr ausreichend homogen einrühren, so daß ein Schaum von ungleichmäßiger Struktur entsteht. Außerdem erschwert eine hohe Viskosität die. Förderung der Dispersion im Schaumschlaggerät. Eine nicht ausreichende Femteiligkeit der dispergierten Poiyurethanteilchen begrenzt dagegen ihr Filmbildungsvermögen, so daß die Teilchen beim Trocknen, also beim Entzug von Wasser aus der Zellmembran, nicht mehr ausreichend miteinander verfließen und die Zellmembran zerreißt. Statt eines glatten Schaums bildet sich so ein Schaum mit rissiger Oberfläche. Die gleiche Wirkung hat ein zu geringer Feststoffgehalt der nichtionischen Polyurethandispersion: duFch das fortgesetzte Einbringen von Luft in eine festgelegte Menge Polyurethandispersion verarmt die Zellmembran an Substanz, da die gleiche Menge Polyurethan eine steigende Anzahl Poren bzw. Poren mit wachsendem Durchmesser umhüllen muß. Diese Verarmung an Substanz führt ab einem bestimmten Punkt wieder zum Zerreißen der Zellmembran. Man darf also entweder nur eine beschränkte Menge Luft einrühren, wodurch man einen Schaum erhält, der sich nur wenig von einer homogenen Folie unterscheidet, oder aber es entsteht wieder ein Schaum mit rissiger Oberfläche.

Die Herstellung der für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten nichtionischen emulgatorfreien Polyurethandispersionen erfolgt beispielsweise nach dem Verfahren der DE-OS 21 41 807:

1 Mol eines trifunktionellen Polyätherpolyols wird mit 3 Mol Dfisocyanat zur Reaktion gebracht. Das entstehende Isocyanatgruppen enthaltende Addükt wird so mit einem Gemisch aus

a) einem monofunktionellen niedermolekularen Alkohoiund

b) einem Umsetzungsprodukt eines monqfunktionelien Alkohols oder einer Monocarbonsäure und Äthylenoxid (Molekulargewicht ca. 600)

umgesetzt, daß ein Vorpolymerisat entsteht, welches auf ungefähr 3000 Molekulargewichtseinheiten ein Mol des monofunktionellen Polyäthylenoxädaddukts enthält.

Dieses Vorpolymerisat wird unter Zuhilfenahme mechanischer Dispergiervorrichtungen in Wasser zu einem Latex emulgiert, der der endgültigen Polymerisation durch Reaktion mit Wasser oder einem anderen aus der ϊ Polyurethan-Chemie bekannten Kettenverlängerungsmittel unterzogen wird. Die Lafices werden unter Verwendung von so wenig Wasser hergestellt, daß der Feststoffgehalt über 45 Gew.-°/ö, vorzugsweise über 50 Gew.-°/o, liegt.

Nichtionische Polyurethandispersionen, die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können, kann man gemäß DE-OS 2314 513 auch herstellen, indem man in lineare Polyurethane über Allophanat- oder Biuretgruppen gebundene seitenständige PoIyis äthyienoxid-Einheiten einbaut.

Die Herstellung dieser in Wasser selbst dispergierbaren Polyurethane erfolgt nach den an sich bekannten Methoden der Polyurethan-Chemie durch Umsetzung von im Sinne der Isocyanat-Polyadditionsreaktion difunktionellen» endständige, gegenüber Isoeyanatgruppen reaktionsfähige Gruppen aufweisenden organischen Verbindungen des Molekulargewichtsbereichs 500 bis 6000, vorzugsweise 600 bis 3000, mit organischen Diisocyanaten und gegebenenfalls den in der Polyureas than-Chemie an sich bekannten difunktionellen Kettenverlängerungsmitteln mit einem Molekulargewicht unter 500. Wesentlich ist hierbei die (Mit)verwendung von organischen Diisocyanaten der allgemeinen Formel

OCN-R-N-(O-NH-R-NCO

CO

X-(CH₂-CH₂-O^-CH₂-CH₂-Y-R'

wobei
R

für einen organischen Rest steht, wie er durch Entfernung der isoeyanatgruppen aus einem organischen Diisocyanat des Molekulargewichtsbereichs 112 bis 1000 erhalten wird,

R' für einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest

mit 1bis 12 Kohlenstoffatomen steht,

X und Y gleiche oder verschiedene Reste darstellen und für Sauerstoff oder einen Rest der Formel -N(R")- stehen, wobei R" für einen einwertigen Kohlenwasserstoff rest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen steht und

η eine ganze ZaM von 9 bis 89 bedeutet

Selbstdispergierbare, nichtionische Polyurethandispersionen, welche für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind, werden auch erhalten, wenn man gemäß DE-OS 23 14 512 Polyäthylenoxid-Seitenketten über die Diolkomponente in das Polyurethanmolekül einführt Die hierfür geeigneten Diole entsprechen der aligemeinen Formel

I \

HO—CH-CH₂.-N—CH₂-CH-OH

CO—NH- R—NH- CO-O-(CH₂-CH₂-O)TCH₂-CH₂-X-R'

in welcher
R

einen zweiwertigen Rest darstellt, wie er durch Entfernung der Isoeyanatgruppen aus einem Diisocyanat des Molekulargewichts

112 bis 1000 erhalten wird,

für Sauerstoff oder -NR"- steht,

R' und R" gleich oder verschieden sind und für einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen stehen,

R'" für Wasserstoff oder einen einwertigen

Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht und

η eine ganze Zahl von 4 bis 89 bedeutet.

Alle die erwähnten nichtionischen, emulgatorfreien Polyurethandispersionen lassen sich nach dem Schaumschlagverfahren zu einem streichfähigen, nichtionischen Polyurethanlatexschaum verarbeiten, sofern sie bezüglich Zusammensetzung den oben angegebenen Kriterien genügen, und in Schaumfolien überführen.

Die Rezeptur einer streich- und rakelfähigen Paste, die bei ihrer Verwendung in erfindungsgemäßen Verfahren einen guten, feinporigen, nicht zusammenfallenden und nicht rissig auftrocknenden Schaum ergibt, setzt sich beispielsweise wie folgt zusammen:

a) ca. 50%ige wäßrige nichtionische, emulgatorfreie Dispersion,

b) 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise .1,0 bis 5,0 Gew.-%, Verdickungsmittel, bezogen auf Polyurethan-Feststoff.

Als Verdickungsmittel kommen beispielsweise folgende Substanzen in Frage: Natriummethylcellulosen, Alkalisalze von Polyacrylsäuren, Alginate, Polyvinylalkohole oder Mischungen daraus, vorzugsweise jedoch Polyvinylpyrrolidon. Die Verdickungsmittel werden bevorzugt in wäßrigen Lösungen eingesetzt.

Der nach dem Schaumschlagverfahren aus einer solchen Paste hergestellte streichfähige, flüssige Schaum wird durch Dosierung der eingerührten Luftmenge auf ein Litergewicht von etwa 400 bis 900 g/l eingestellt. Rührt man soviel Luft ein, daß das Litergewicht unter 400 g/l fällt, wird der Schaum rissig, da dann die Poren zu groß werden und die Porenmembran zu sehr an Substanz verarmt. Bleibt man dagegen bei einem Litergewicht von mehr als 900 g/l stehen, so nähert sich der Schaum in seinem Eigenschaftsbild wegen seiner geringen Porendichte der homogenen Polyurethanfolie. Bevorzugt ist ein Litergewicht von etwa 600 bis 700 g/l.

Wie bereits eingangs erwähnt, lassen sich aus diesen Schäumen selbsttragende, feinporige, glatte Schaumfolien von beachtlicher mechanischer Stabilität herstellen, die aufgewickelt werden können. Die Schaumpaste kann dabei bis auf Schichtdicken von weniger als 1 mm ausgestrichen werden; die Trocknung erfolgt danach während 2 bis 3 Minuten bei 100 bis 16O⁰C, wobei der Verlust an Schichtdicke durch die Trocknung durchschnittlich 25 bis 30% beträgt. Es ist also möglich, auch sehr dünne Schaumfolien von weniger als 0,7 mm Dicke herzustellen. Die Rohdichte der getrockneten Schaumfolien, bestimmt nach DlN 53 420, liegt bei etwa 0,04 bis 0,40 g/cm³, vorzugsweise bei 0,15 g/cm³. Der Schaum hat eine offenzellige Struktur, wobei die Mehrzahl der Zellen in der Größenordnung von 150 bis 180 μπι vorliegt.

Es wurde oben auch schon darauf hingewiesen, daß durch Kombination solcher Schaumfolien mit dünnen, freitragenden Kunststoffolien, vorzugsweise mikroporösen oder homogenen Polyurethanfolien oder PVC-Folien, wertvolle stabile Materialien entstehen, die sich ausgezeichnet handhaben und ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen lagern und transportieren lassen. Die Kunststoffolien haben dabei bevorzugt ein Quadratmetergewicht von 30 bis 70 g und eine Zugfestigkeit von SOObisöOOkp/cm².

Es ist zum Beispiel möglich, nach dem Umkehrverfahren einen dünnen Polymerfilm, vorzugsweise einen Polyurethanfilm, sei es aus organischer Lösung oder aus wäßriger Dispersion, in an sich bekannter Weise herzustellen, ihn zu trocknen und in einem weiteren Arbeitsgang entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem wäßrigen Polyurethan-Latexschaum zu bestreichen, erneut zu trocknen und aufzurollen. Dieser Verbundstoff kann dann anderweitig ohne Beeinträchtigung irgendwelcher mechanischer Eigenschaften seiner beiden Komponenten verwendet werden.

Eine Variante dieses Verfahrens besteht darin, den wässerigen Kompaktschaum zunächst auf einen Trennträger aufzustreichen und zu trocknen. In einem zweiten Arbeitsgang streicht man dann im Direktbeschichtungsverfahren auf die trockene Schaumfolie die gelöste oder dispergierte Polymer-Beschichtungsmasse, vorzugsweise eine organische Polyurethanlösung oder wäßrige Polyurethandispersion, auf, trocknet erneut und erhält wieder einen Verbundstoff aus homogener abriebfester Polymerschicht und offenzelliger Schaumschicht mit gleichen Eigenschaften wie oben.

Eine weitere Variante dieses Verfahrens besteht darin, daß man eine z.B. auf einem Band geförderte, bereits verfestigte mikroporöse oder auch homogene Folie, vorzugsweise eine solche aus Polyurethan, mit dem wäßrigen Kompaktschaum bestreicht und diesen Schaum auf der vorverfestigten mikroporösen oder homogenen Kunststoffolie trocknet, wodurch wiederum ein gut zu handhabendes Zweischichten-Verbundmaterial mit abriebfester Oberfläche und stabilisierender Polyurethan-Kompaktschaumschicht entsteht.

Bei allen Varianten ist es möglich, den Verbundstoff sofort nach Verlassen des Trockenkanals vom Trennträger zu trennen und aufzuwickeln oder aber ihn auch auf diesem zu belassen.

Das auf diese Weise erhaltene Zweischichten-Verbundmaterial kann in einem weiteren Arbeitsgang mit textlien Flächengebilden aller Art durch einen Kaschierprozeß zu einem weiteren Verbundstoff vereinigt werden, was aber nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Dies kann z. B. in der Weise geschehen, daß ein wäßriger oder auch lösungsmittelhaltiger Kaschierbinder nach den in der Praxis üblichen Verfahren entweder auf das textile Substrat oder aber auf die Schaumseite des Zweischichten-Verbundmaterials aufgetragen wird, worauf das Textilmaterial mit dem Zweischichten-Verbundmaterial vereinigt wird.

Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung. Wenn nicht anders vermerkt, sind Mengenangaben als Gewichtsteile bzw. Gewichtsprozente zu verstehen.

Beispiel 1

A) Herstellung der nichtionischen, emulgatorfreien Polyurethandispersion

3232 Teile eines linearen Polyesterdiols aus Adipinsäure, Hexandiol und 2,2-Dimethylpropandiol-l,3 mit einer OH-Zahl von ca. 66 werden mit 258 Teilen einer Verbindung aus einem Mol eines auf n-Butanol gestarteten Polyäthylenoxidäthers mit einer OH-Zahl von 49, einem Mol 1,6-Hexandiisocyanat und einem Mol Bis-(jS-hydroxyäthyl)-amin gemischt, mit einem Gemisch aus 468 Teilen

909 549/164

clohexylisocyanat und 370 Teilen 1,6-Hexandiisocyanat versetzt und auf eine Temperatur von 100° C gebracht. Unter Rühren und Ausschluß von Luftfeuchtigkeit wird 3 Stunden erhitzt; der Isocyanatgehalt der Mischung sinkt in dieser Zeit auf 4,63% ab. Das Reaktionsprodukt wird auf 60° C abgekühlt und mit 1200 Teilen Aceton verdünnt

Eine Lösung von 153 Teilen S-Aminomethyl-SAS-trimethylcyclohexylamin und 45 Teilen Hydrazinmonohydrat in 500 Teilen Wasser wird zügig in die Reaktionslösung gegeben und durch Rühren homogen vermischt. Zu der klaren Lösung, die 36% Festkörper enthält, werden rasch und unter intensivem Rühren 4050 Teile Wasser gegeben, wobei sich eine milchigweiße, in dünnen Schichten bräunlich durchscheinende, acetonhaltige Dispersion des Festkörpers in Wasser bildet. Nach der Entfernung des Acetons durch Destillation unter einem Druck von 100 Torr bleibt eine reine wäßrige Dispersion des Polyurethanharnstoff-Festkörpers mit einem Feststoff-Gehalt von 50% zurück.

Der Festkörper der Dispersion enthält 4,8 Gew.-% Polyäthylenoxidäther-Einheiten.

B) Erfindungsgemäßes Verfahren

1000 Gewichtsteile dieser Dispersion nach A) werden mit 2 Gewichtsteilen einer 30%igen wäßrigen Polyvinylpyrrolidonlösung versetzt und einer kontinuierlich arbeitenden Schaumschlagmaschine zugeführt, wie sie z. B. von den Firmen EUR-O-MATIC (Holland) und OAKS (Großbritannien) erzeugt wird. In die Paste wird soviel Luft eingerührt, daß ein Schaum mit einem Litergewicht von ca. 600 g entsteht. Der Schaum ist offenzellig und hat eine durchschnittliche Porengröße von 150 bis 180 μπι.

Der Schaum wird auf einen Trennträger in einer Dicke von 0,2 bis 3,0 mm aufgerakelt und 3 Minuten bei 80° C und dann 2 Minuten bei 120° C getrocknet. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur erhält man eine Schaumschicht, die sich ohne Schwierigkeiten vom Trennträger lösen und anschließend aufwickeln läßt. Die Schaumfolie hat eine Zugfestigkeit von mindestens 24 kp/cm².

Beispiel 2

Auf einen feinnarbigen Trennträger wird ein PVC-Deckstrich aufgerakelt und getrocknet. Anschließend

ίο räkelt man auf den PVC-Deckstrich den nach Beispiel ί hergestellten Schlagschaum der nichtionogenen PU-Dispersion in einer Stärke von 0,8 mm und trocknet 3 Minuten bei 80° C und anschließend 2 Minuten bei 120⁰C.

Das Verbundmaterial wird aufgewickelt und kann später mit einem Träger kaschiert werden.

Beispiel 3.
Ein lineares Polyurethan aus
100 Teilen Butandiol-(1,4)/Adipinsäure-Polyester

(OH-Zahl56)

5 Teilen Butandiol-(1,4) und
30 Teilen 4,4'-Diisocyanato-diphenylmethan

wird 30%ig in einem Gemisch aus DMF und MEK gelöst. Die Lösung wird auf einen genarbten Träger aufgerakelt (ca. 35 g Polyurethan/m²). Nach der Trocknung dieses Deckstrichs wird ein nach Beispiel 1 hergestellter Schaum in einer Stärke von 0,7 mm aufgerakelt und anschließend getrocknet. Nach dem Auskühlen wird der Verbundstoff aufgewickelt.

Wird das Verbundmaterial später mit Hilfe eines handelsüblichen Polyurethan-Haftstrichs mit einem Baumwollgewirke (Flächengewicht 140 g/m²) verklebt, so erhält man nach 2 Minuten Trocknung bei 140° C ein voluminöses, genarbtes Material, das für die Verwendung in der Oberbekleidungsindustrie geeignet ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung einer gegebenenfalls mit einer homogenen oder mikroporösen Kunststoffdeckschicht versehenen, freitragenden Polyurethanschaumstoff olie durch Einrühren von Luft in einen wäßrigen Polyurethanlatex, dadurch gekennzeichnet, daß man eine nichtionische Polyurethandispersion mit

   a) einem Feststoffgehalt von mehr als 45 Gewichtsprozent Polyurethan,, .,

   b) einer¹ Viskosität von, IQ bis ■ 70 ,Sekunden' Auslaufzeit aus dem Fordbecher mit 4-mm-Düseund ·

   c) einem Teilchendurchmesser von weniger als 1,0 μ,

   die zusätzlich noch 0,1 bis 10 'Gewichtsprozent Verdickungsmittel, bezogen auf ■; Polyurethanfeststoff, enthält,

   nach dem Schaumschlagverfahren zu einem streichfähigen, nichtionischen Polyurethanlatexschaum mit einem Litergewicht von 400 bis 900 g/l verarbeitet, diesen Schaum auf einen Trennträger aufbringt und den Trennträger nach dem Trocknen der Schaumschicht entfernt, wobei gegebenenfalls auf den Trennträger vor Aufbringen der Schaumschicht eine homogene oder mikroporöse Kunststoffschicht aufgetragen wurde öder gegebenenfalls nachträglich auf der Schaumschicht auf dem Trennträger eine homogene oder mikroporöse Kunststoffschicht ausgebildet wird.