DE2366187C2

DE2366187C2 - Verfahren zur Herstellung einer gegebenenfalls mit einer Kunststoffdeckschicht versehenen Polyurethanschaumfolie

Info

Publication number: DE2366187C2
Application number: DE19732366187
Authority: DE
Inventors: Herrmann Dr. 5672 Leichlingen Neumaier; Klaus Dr. Noll; Helmut Dr. Reiff
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1973-08-28
Filing date: 1973-08-28
Publication date: 1980-08-14
Also published as: DE2366187B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffolien aus nichtionischen Polyurethan-Dispersionen durch Verarbeiten zu einem streichfähigen Polyurethanlatexschaum nach dem Schaumschlagverfahren und Überführen zu gegebenenfalls mit einer Kunststoffdeckschicht versehenen Schaumfolien. Die Schaumfolien 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 Beschichtungsmaterials einen synergistischen Effekt in bezug auf die Gebrauchstüchtigkeit des Verbundmaterials zu erzielen.

Man kann prinzipiell die polymeren Stoffe homogen ohne Zwischenschicht auf das Substrat auftragen. 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 kurzgeschnittener, Fasern, die nach dem in der Textilindustrie üblichen Rauhprozeß aus den Schußfäden des Trägergewebes oder auch aus den Füllfäden eines Trägergewirkes herausgearbeitet werden. Die Herstellung eines derartigen Flors stellt hohe AnsDrüche 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 wurde daher eine Reihe von

ίο Versuchen unternommen, den Flor durch eine geeignete Pufferschicht aus polymerem Material zu ersetzen.

Großtechnisch wurden für diesen Zweck bisher PVC-Schäume eingesetzt Verbundstoffe dieser Art finden weitgehenden Einsatz auf den Gebieten der Täschnerei und der Polstererzeugung. Ein entscheidender Nachteil dieser Materialien liegt aber darin, daß sie infolge ihres Gehaltes an Weichmachern nicht beständig gegen chemische Reinigungsmittel sind und daß durch die Migration der Weichmacher unerwünschte Eigenschaftsveränderungen 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 Polyurethanbeschichtungen, z. B. in Form von Folien, sind seit längerer Zeit bekannt, wobei als textile Basismaterialien hochwertige gerauhte Gewebe oder Gewirke verwendet werden. Es ist auch bekannt, Polyurethanschaum-

!0 stoffe in dünne Folien zu schneiden und diese auf Trägermaterialien durch einen Kaschier- oder Laminierprozeß zu verankern. Es ist weiterhin bekannt, derartige Schaumstoffverbundmaterialien entweder nach dem Direktbeschichtungsverfahrcn oder nach dem Umkehrverfahren mit anderen Polymeren zu beschichten. Dieses Verfahren hat jedoch trotz mancher Vorzüge u.a. den Nachteil, daß verschiedenartige, ausgewählte Schaumsloffolicn mit hoher Raumdichte vorrätig gehalten werden müssen. Gegen die Verwendung von Schaumstofflaminaten aus geschnittenen Polyurethanschaumstoffen und textlien Basismaterialien spricht auch, daß der Schaumstoff bei der Beschichtung des Laminats mit in organischen Lösungsmitteln gelösten Polyurethanen angequollen oder teilweise aufgelöst wird. Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde daher schon frühzeitig vorgeschlagen, die Polyurethanschaumstoffe nach dem Reaklivverfahren direkt in situ auf dem Textil zu erzeugen, doch sind entsprechende Versuche bisher stets fehlgeschlagen, da es nicht gelang, Beschichtungen von gleichmäßiger Dicke herzustellen.

Aus diesem Grunde wurden auch Versuche unternommen, wäßrige Polyurethandispersionen in Schäumform auf textile Substrate aufzubringen. So ist aus der DE-OS 20 12 6P? bekannl, unter Verwendung von Emulgatoren hergestellte Polyurethandispersionen durch Zusatz poröser lufthaltigcr Füllstoffe in feinporige Schaumschichten überzuführen. Es liegt auf der Hand, daß dieses Verfahren technisch nicht attraktiv ist, da Luft auf diese Weise nur auf dem Umweg über relativ 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. Offensichtlich sind aber die in der genannten Offenlcgungsschrifi verwendeten Polyurethandispersionen, welche in an sich bekannter Weise in Gegenwart von Emulgatoren 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 Polyurethan-Ionomer-Dispersionen nach dem Schaumschlagverfahren in Polyurethanschaumstoffe zu überführen. Derartige Ionomerdispersionen 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 einen Trennträger getrocknet werden kann, ohne zusammenzufallen. Verschäumt man die nach den zitierten Verfahren hergestellten ionomeren Polyurethandispersionen nach dem Schaumschlagverfahren, 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 jo ein Substrat aufgebracht werden; nach dem Trocknen erhält man aber nur eine dünne Polyurethanfolie mit sogenannter »Hahnentritt-Struktur« und keine feiiiDorige kompakte Polyurethan-Schaumfolie. wie sie zur Erzielung von Haftungs- und Griffverbesserung der zu Anfang beschriebenen Verbundmaterialien notwendig wäre.

Gemäß einem eigenen älteren Vorschlug lassen sich selbsttragende Schaumstoffolien bzw. Schäume, die für Texlilbe.schichtungen verwendet werden können, aus ionomeren, cmulgatorfrcien Polyurethatidispersionen herstellen. Die Dispersionen müssen zu diesem Zweck gleichzeitig feinteilig (Teilchengröße < 1,0 μ), dünnflüssig (Viskosität ca. 2 bis 12 Poise) und hochkonzentriert (>45% Feststoffgehalt) sein und zusätzlich Schaummittel. Stabilisatoren und Vernetzungsmittel enthalten. Ein Nachteil der nach diesem Verfahren hergestellten Schaumstoffolien ist ihre geringe Zugfestigkeit; darüber hinaus bewirken die vielen notwendigen Zuschlagstoffe eine Verminderung der Wasserbeständigkeit des Schaumes.

Überraschenderweise wurde aber nun gefunden, daß man Polyurethanschäume, die als Pufferschicht für die eingangs beschriebenen Verbundstoffe hervorragend geeignet sind, sehr gut nach dem Schaumschlagverfahren auch aus emulgatorfrcien, wäßrigen, nichtionischen Polyurethandispersionen herstellen kann, die als einzigen Zusatz lediglich 0,1 bis 10Gew.-%, vorzugsweise 0,6 bis 5,0 Gew.-% (bezogen auf Polyurethanfeststoff), an Verdickungsmittel enthalten, wenn die Dispersionen ω gewisse makroskopische Eigenschaften besitzen:

1. Die Dispersion muß einen Feststoffgehalt von mehr als 45 Gew.-% Polyurethan haben; bevorzugt sind Feststoffgehalte von 48 bis 55 Gew.-%.

2. Die Dispersion soll eine Viskosität von 10 bis 70 Sekunden, vorzugsweise 20 bis 50 Sekunden, Auslaufzeit aus einem Fordbecher mit 4-mm-Düse,

d. h. von etwa 2 bis 12 Poise aufweisen, gemessen mit dem HAAKE-Viskotester VT 180 bei Stufe 4.
3. Die Dispersion muß so feinteilig sein, daß sie im auffallenden und im durchscheinenden Licht den TYNDALL-Effekt zeigt Der Teilchendurchmesser muß also weniger als 1,0 μ, vorzugsweise zwischen 0,07 und 0,3 μ, gemessen nach der Methode der Winkelabhängigkeit der Steigung der Lichtstreuungskurve, betragen.

Es wurde weiter gefunden, daß man aus den aufgeschlagenen Polyurethanschäumen nach dem normalen Streich- oder Rakelverfahren Schichten herstellen kann, die nach dem Trocknen in einem Trockenkanal sehr zugfeste selbsttragende, feinporige, glatte Schaumfolien ergeben, die infolge Fehlens von Schaummitteln 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 aufgestrichen werden. Aus der Beschichtungsindustrie ist bekannt, daß Polyurethanfilme ab eineni Quadratmetergewicht von etwa 40 g bereits so abriebfeste Beschichtungen ergeben, daß sie ohne weiteres mit Beschichtungen aus anderen Hochpolymeren verglichen werden können, die mehr als das dreifache Quadratmetergewicht haben. Es bestand nun von jeher das Bestreben, selbsttragende Folien mit diesem niederen Quadratmetergewicht in transportabler Form herzustellen. Diesem Wunsch stand bisher entgegen, daß die dünnen Filme ohne eine Verstärkerschicht nur schwer zu handhaben sind. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Filme zu stabilisieren, indem man sie auf Stützgewebe oder Stützfadengeläge aufkaschierte. Naturgemäß wurde damit jedoch das Eigenschaftsbild der Filme beeinflußt, meist nicht zu ihrem Vorteil. Es wurde aber nun gefunden, daß überraschenderweise der Verbund aus Schlagschaumfolie und Film zu einem Material führt, das sich ausgesprochen gut handhaben läßt, wobei weder die guten Eigenschaften des Schaumes noch die des Filmes in irgendeiner Weise nachteilig beeinflußt werden.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung einer gegebenenfalls mit einer homogenen oder mikroporösen Kunststoffdeckschicht versehenen, freitragenden Polyurethanschaumstoff-Folie durch Einrühren von Luft in einen wäßrigen Polyurethanlatex, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine nichtionische Polyurethandispersion mit

a) einem Festsioffgehalt von mehr als 45 Gewichtsprozent Polyurethan,

b) einer Viskosität von IO bis 70 Sekunden Auslaufzeit aus dem Fordbecher mit 4-mm-Düse und

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

die zusätzlich noch 0,1 bis 10 Gewichtsprozent Verdickungsmittel, oezogen auf Polyurethanfeststoff, enthält,

nach dem Schaumschlagverfahren zu einem streichfähigen, nichtionischen Polyurcthanlatexschaum mit eineni I !gewicht von 400 bis 900 g/l verarbeitet, diesen Schaum auf einen Trennträger aufbringt und den Trennträger nach dem Trocknen der Sehaumsehichi

entfernt, wobei gegebenenfalls auf den Trennträger vor Aufbringen der Schaumschicht eine homogene oder mikroporöse Kunststoffschicht aufgetragen wurde oder gegebenenfalls nachträglich auf der Schaumschicht auf dem Trennträger eine homogene oder mikroporöse Kunststoffschicht ausgebildet wird. Die Notwendigkeit von Feinteiligkeit, Dünnflüssigkeit und hohem Feststoffgehalt der bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Schaumiolien zu verwendenden nichtionischen Polyurethandispersionen 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 Feinteiligkeit der dispetgierten Polyurethanteilchen 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: durch 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 Diisocyanat zur Reaktion gebracht. Das entstehende Isocyanatgruppen enthallende Addukt wird so mit einem Gemisch aus

a) einem monofunktionellen niedermolekularen Alkohol und

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

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

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

ίο Nichtionische Polyurethandispersionen, die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können, kann man gemäß DE-OS 23 14 513 auch herstellen, indem man in lineare Polyurethane über Allophanat- oder Biuretgruppen gebundene seitenständige PoIyäthylenoxid-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 Isocyanai-PoJyadditionsreaktion

:o difunktionellen, endständige, gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähige Gruppen aufweisenden organischen Verbindungen des Molekulargewichtsbereichs 500 bis 6000, vorzugsweise 600 bis 3000, mit organischen Diisocyanaten und gegebenenfalls den in der Polyurethan-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-CO-NH-R-NCO

CO

X-IC¹H₂ CH₂-O^CH₂-CH₂-Y-R'

wobei
R

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

R' für einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest

mit 1 bis 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 Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen steht und

η eine ganze Zahl 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-Seitenkeiten über die Diolkomponente in das Polyurethanmolekül einführt. Die hierfür geeigneten Diole entsprechen der allgemeinen Formel

R- R'"

HO-CH-CH₂-N-Ch₂-CH-OH

CO NH R NH CO-OiCH₂ CH₂ O)₁₁-CH₂ CH₂ X R'

in welcher
R

einen zweiwertigen Rest darstellt, wie er durch Entfernung der Isocyanatgruppen 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

KoK nwasserstoffrest 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 5,0Gew.-%, 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/i 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 160⁰C, 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 DIN 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 180μπι 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 300 bis 600 kp/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 Polyurcthan-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£-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-(/Miydroxyäthyl)-amin gemischt, mit einem Gemisch aus 468 Teilen S-lsocyanato-methyl-S^-trimethylcy-

clohexylisocyanat und 370 Teilen 1,6-Hexandiisocyanat versetzt und auf eine Temperatur von 100⁰C 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 60⁰C abgekühlt und mit 1200 Teilen Aceton verdünnt.

Eine Lösung von 153 Teilen 3-Aminomethyl-3,5,5-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 ΙδΟ^βΙδΟμηι.

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 120⁰C 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 1 hergestellten Schlagschaum der nichtionogenen PU-Dispersion in einer Stärke von 0,8 mm und trocknet 3 Minuten bei 8O⁰C und anschließend 2 Minuten bei 120° C.

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-Zahl 56)

5 Teilen Butandiol-(l,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

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung einer gegebenenfalls mit einer homogenen oder mikroporösen Kunststoff deckschicht versthenen, freitragenden PoIyurethanschaumstoffolie 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) einer Viskosität von 10 bis 70 Sekunden Auslaufzeit aus iem Fordbecher mit 4-mm-Düse und

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

die zusätzlich noch 0,1 bis 10 Gewichtsprozent Verdickungsmittel, bezogen auf Polyurelhanfeststoff, 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 oder gegebenenfalls nachträglich auf der Schaumschicht auf dem Trennlräger eine homogene oder mikroporöse Kunststoffschicht ausgebildet wird.