DE2644923C2 - Verfahren zur Beschichtung von textilen Flächengebilden - Google Patents
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Description
(a) mindestens einer Dihydroxylverblndung mit einem Molekulargewicht zwischen 500 und
5000,
(b) mindestens einem Diisocyanat und
(c) einer Mischung von 95-35 Mol-% mindestens eines Diols mit einem Molekulargewicht von 62
bis 450 und 5-65 Mol-% mindestens eines Monoalkanolamins mit einem Molekulargewicht
von 61 bis 200 hergestellt worden ist. wobei das molare Verhältnis der Verbindungen (a) und (c)
zwischen 1 : 1 und 1 : 6 liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Deckstrichlösung ein Polyurethan eingesetzt wird, das unter Verwendung von
Äihylcnglykol und Monoäthanolamin als Komponente C hergestellt worden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Deckstrichlösung ein Polyurethan
eingesetzt wird, da* unier Verwendung von
Butandiol-1,4 und Monoäthanolamin als Komponente C hergestellt worden Ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß in der Haftstrichlösung ein Polyurethan eingesetzt wird, das unter Verwendung von
Äihylcnglykol und Monoäthanolamin als Komponente C hergestellt worden ist.
j. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Haftstrichlösung ein Polyurethan
eingesetzt wird, das unter Verwendung von Äthylenglykol und l-Amlno-3-propanol als Komponente
C hergestellt worden ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Haftstrichlösung ein Polyurethan
eingesetzt wird, das unter Verwendung von Butandlol-1.4 und Monoäthanolamin als Komponente
C hergestellt worden ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftstrichlösung
höchstens 65 Gew.-".,, bezogen auf Gesamtlösungsmittc:
.in hoch^olaren Lösungsmitteln enthält.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet,
daß die Haftstrichlösung höchstens 50 Gew.-V bezogen auf Gesamtlösungsmittel, an hochpolaren Lösungsmitteln enthält.
Die Eriindung betrifft die Verwendung von speziellen
Einkomponenten-PolyuKthanen für die Beschichtung textiler Flüchengebilde nach dem Umkehrverfahren.
Hierbei werden segmentierte, im wesentlichen lineare Polyurethane aus mindestens einer Dihydroxylverbindung,
mindestens einem Diisocyanat und einem Gemisch von mindestens einem Dlol und mindestens
einem Monoalkanolamin eis Kettenverlängerungsmittel
aus Lösung als Haft- und/oder Deckstrich verwendet. Diese liefern bei überraschend gutem Löseverhalten
Beschichtungen mit hoher Druckverformungsbeständigkeit bei erhöhter Temperatur und somit hervorragender
Bügelfestigkeit.
Es ist Stand der Technik, Textilien wie Gewebe, Gewirke und Vliese, mit Lösungen von Polyurethanen
nach dem Direkt- oder Umkehrverfahren zu beschichten. Die erhaltenen Artikel werden zur Fabrikation von
Oberbekleidung, Polsterwaren, Täschnerwaren, Schuhoberteilen, Zeltplanen, Markisen und vielen anderen
Produkten verwendet.
Im Gegensatz zu den seil längerem bekannten Zweikomponten-Polyurethanen sind die sogenannten
Einkomponenten-Pclyurethane neuerer Stand der Technik. Diese Produkte werden durch Umsetzung von
Polyhydroxyverbindungen, in der Praxis vor allem Dihydroxypolyesiern oder Dihydroxypolyäthern, im
Gemisch mit Glykolen, vorzugsweise Butandiol-1,4, mit aromatischen Diisivyanaten, bevorzugt 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
erhalten (DE-PS 1106 959, DE-AS 1112 291). Die Lösungen der Elnkomponenten-Polyurethane
besitzen praktisch unbegrenzte Topfzeit. Der Filmbildungsprozeß Ist lediglich ein physikalischer
Vorgang, der im Gegensatz zu den Zweikomponenten-Polyurethanen von keiner chemischer Vemetzungsreaktion
begleitet wird.
Im Gegensatz zur chemischen Vernetzung ist die physikalische Vernetzung reversibel, d. h. Einkomponenten-Polyurethane
sind thermoplastisch verformbar. Hieraus resultiert zwangsweise für Textiibeschichtungen
mit Einkomponenten-Polyurethanen eine gewisse Empfindlichkeit gegen Druckverformung bei erhöhter
Temperatur Diese hat eine für bestimmte Anwendungsgebiete,
z. B. für Schuhobermaterial, unzureichende Bügelfestigkeit zur Folge, bedingt durch eine
bereits unterhalb des Schmelzbereichs eintretende thermische Druckverformung der Beschichtung und irreversibles
Eindringen In das Gewebe (»Durchbügeln« der Gewebestruktur).
Durch Erhöhung des Polyurethan-Schmelzbereichs läßt sich generell eine Verbesserung der Bügelfestigkeit
erzielen. Übliche Verfahren zur Erhöhung des Polyurethan-Schmelzbereiches beruhen beispielsweise auf der
Erhöhung des Hartsegmentanteils durch Verwendung eines größeren molaren Anteils an Kettenverlängerer,
auf dem Einbau kurzer, kompakter Hartsegmente durch Verwendung kurzkettiger Glykole, vorzugsweise Äthylenglykol,
als Kettenverlängerer oder auf dem Einbau hochschmelzender, aromatischer Hartsegmente durch
Verwendung von beispielsweise l,4-Phenylen-bls-(/J-hydroxyläther)
als Kettenverlängerer. Unglücklicherweise führt diese In bekannter Weise erreichte Erhöhung
des Polyurethan-Schmelzbereichs in allen Fällen zu einer Verschlechterung der Polyurethan-Lösllchkelt
In den technisch üblichen Lösungsmittelkombinationen, so daß mehr oder weniger strukturviskose, oftmals zur
Verpastung neigende Lösungen resultieren, deren Verarbeitung auf üblichen Beschichtungsanlagen
erschwert oder sogar unmöglich 1st.
Aus der CE-AS 21 61 340 und der DE-OS 24 02 799 geht hervor, daß sich die Löslichkeit von Einkomponenten-Polyurethanen
verbessern läßt, wenn man anstelle eines einheitlichen Glykols ein äquimolares
Gemisch aus mindestens zwei verschiedenen Giykolen als Kettenverlängerer verwendet. Leider führt jedoch
die Verwendung derartiger Kettenverlängerungsgemische zu einer deutlichen Erniedrigung des Polyurethan-Schmelzbereichs
und somit wiederum zu einer unerwünschten Verschlechterung der thermischen Form-Stabilität,
d. h. der Bügelfestigkeit, in dieser Weise hergestellter Polyurethan-Beschichtungen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß sich in üblichen Lösungsmitteln gut lösliche und lagerstabile
Lösungen liefernde Einkomponenten-Polyurethane mit ausgezeichneter Druckverformungsbeständ'gkeit
bei erhöhter Temperatur erhalten lessen, wenn man als Kettenverlängerer ein Gemisch aus mindestens
einem niedermolekularen Diol und mindestens einem Monoalkanolamln verwendet.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Beschichtung von textlien Flächengebilden
mit lagerstabile Lösungen bildenden Polyurethanen verbesserter thermischer Druckverformungsbesiändigkeit
nach dem Umkehrverfahren, wobei man in einer ersten Stufe auf einen Trennträger die Lösung eines von
reaktiven Endgruppen freien Polyurethans als Deckstrich aufträgt, den Deckstrich trocknet, in einer zweiten
Stufe eine Polyurethan-Haftstrichlösung auf den Deckstrich aufbringt, das textile Flächengebilde zukaschiert,
in einem zweiten Trocknungsgang das Lösungsmittel des Haftstriches verdampft und anschließend das
beschichtete Textil vom Trennträger abhebt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Deckstrichs
und/oder Haftstrichs Lösungen verwendet werden, die ein Polyurethan enthalten, das durch Umsetzung von
a) mindestens einer Dihydroxylverbindung mit einem Molekulargewicht zwischen 500 und 5000,
b) mindestens einem Diisocyanat und
c) einer Mischung von 95-35 Mol-% mindestens eines
Diols mit einem Molekulargewicht von 62 bis 450 und 5-65 Mol-% mindestens eines Monoalkanolamins
mit einem Molekulargewicht von 61 bis 200 hergestellt worden Ist, wobei das molare Verhältnis
der Verbindungen a) und c) zwischen 1 : 1 und 1 :6 beträgt.
Die Polyurethane können nach an sich bekannten Verfahren in der Schmelze oder in Lösungen hergestellt
wer en. und zwar sowohl nach dem one-shot-Verfahren als & ch über ein Präpolymeres.
Als Dihydroxylverblndungen vom Molekulargewicht 500 und 5000, besonders bevorzugt 800 und 2500, eignen
sich vorzugsweise Dihydroxypolyester und/oder Dihydroxypolyäther.
Die Dihydroxypolyester werden in bekannter Weise aus einer oder mehreren Dicarbonsäuren mit vorzugsweise
mindestens 6 Kohlenstoffatomen und einem oder mehreren zweiwertigen Alkoholen hergestellt.
Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder
entsprechende Polycarbonsäureester von niedrigen Alkoholen oder deren Gemische zur Herstellung der
Polyester verwendet werden. Die Polycarbonsäuren können aliphatischen cycloaliphatische^ aromatischer
und/oder heterocyclischer Natur sein und gegebenenfalls,
z. B. durch Ilalogenatome, substituiert und/oder ungesättigt sein. Als Beispiel hierfür seien genannt:
Bernsteinsäure, Pimelinsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure.
Trimellitsäure. Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthylsäureanhydrid,
Hexahyhrophthalsäureanhydrid, TetracMorphthalsäureanhydrid.
Endo-methylen-tetrahydrophthalsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Maleinsäure,
Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, dimere und trimere Fettsäuren wie Ölsäure, gegebenenfalls in Mischung mit
ίο monomeren Fettsäuren, Terephthalsäuredimethylester
oder Terephthalsäure-bis-glykolester. Bevorzugt sind aliphatische
Dicarbonsäuren, besonders bevorzugt ist Adipinsäure. Als zweiwertige Alkohole kommen z. B.
Äthylenglykol, Propylenglykol-0,2) und -(1,3), Butylenglykol-(l,4)
und -(2,3), Hexandiol-(1,6), Octandiol-(1,8), Neopentylglykol, 1,4-BishyrIroxymethylcyclohexan, 2-Methyl-1.3-propandiol,
ferner Diäthylengiykol, Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol, Polyäthylenglykole, Dipropylenglykol,
Polypropylenglykol, Dibutylenglykol
2(i und Polybutylenglykole in Frage. Auch Polyester aus
Lactonen, z. B. ε-CaproIacion oder Hydroxycarbonsäuren,
z. B. c-Hydroxycapronsäure, sind einsetzbar.
Außer derartigen Polyestern eignen sich zur Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyure-
1<; thane auch Hydroxypolycarbonate, insbesondere solche
aus Hexandiol-1,6 und Diarylcarbonaten sowie Veresterungsprodukte
jjeradkettiger Hydroxylalkanmonocarbonsäuren
mit mindestens 5 Kohlenstoffatomen oder die entsprechenden Lactonpolymerisate, oder Polymerdiole
Mt wie z. B. Polybutadiendiol.
Auch die erfindungsgemäß in Frage kommenden zwei Hydroxylgruppen aufweisenden Polyäther sind
solche der an sich bekannten Art und werden z. B. durch Polymerisation von Epoxiden wie Äthylenoxid.
.^ Propylenoxid, Butylenoxid. Tetrahydrofuran. Styroloxid
oder Eplchlorhydrin mit sich selbst, z. B. in Gegenwart von BFj, oder durch Anlagerung dieser Epoxide, gegebenenfalls
im Gemisch oder nacheinander, an Startkomponenten mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen
wie Alkohole oder Amine, z. B. Wasser, Äthylenglykol.
Propylenglykol-(1,2) oder -(1,3), 4,4'-Dlhydroxydiphenylpropan.
Anilin, Äthanolamin oder Äthylendiamln
hergestellt.
Besonders bevorzugt sind Dihydroxybutylenglykolpolyäther und Dihydroxypropylenglykolpolyäther.
Als erfindungsgemäß einzusetzende Ausgangskomponenten kommen weiterhin aliphatische, cycloaliphatische,
araliphatische. aromalische und heterocyclische Polyisocyanate in Betracht, wie sie z. B. von W.
5» Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562,
Selten 75 bis 136. beschrieben werden, beispielsweise Äthylen-diisocyanat. 1,4-Tetramethylendiisocyanat. 1.6-Hexamethylendilsocyanat,
1,12-Dodecandllsocyanat,
Cyclobutan-U-dlisocyanat, Cyclohexan-1,3- und -1,4-dllsocyanat
sowie beliebige Gemische dieser Isomeren. 1 -Methyl^.o-dllsocyanatocyclohexan, I -Methyl-2.4-dlisocyanatocyclohexan,
l-Isocyanato-3,3,5-trim thyl-5-Isocyanalomcthyl-cyclohexan, sowie beliebige Gemische
dieser Isomeren, Perhydro-2.4'- und/oder -4.4'-
<>o diphenylmethan-diisocyanat, 1,3- und 1.4-Phenylendiisocyanat.
2.4- und 2.6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren. Diphenylmethan-2.4'-
und/oder -4,4'-dlisocyanat. Naphtylen -1.5-diisocyanat
oder 4,4'-Diphenyl-dlmethylmethandiisocyanat oder
'■ς auch Gemische dieser Verbindungen. Besonders geeignet
ist 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat.
Die niedermolekularen Diol-Komponenten vom
Molekulargewicht 62 bis 450 werden als Kettenverlän-
gerungsbestandteil bei der Herstellung der erfindungsgemäß
zu verwendenden Polyurethane eingesetzt. Erfindungsgemäß kommen die verschiedenartigsten
Typen von Diolverbindungen in Frage, beispielsweise
a) Alkandiole wie Äthylenglykol, Propylenglykol-1,3
und Propylenglykol-1,2, Butandiol-1,4, Pentandiol-1,5.
Dimethylpropandiol-1,3 und Hexandiol-1,6;
b) Ätherdiole wie Diäthylenglykol, Triiühylenplyko1
oder M-Phenyk-n-bis-i/i-hydroxyäthyläther); >o
c) Amindiole wie N-Methyldiäthanolamin oder N-Methyldipropanolamin;
d) Esierdiole der allgemeinen Formeln
HO-(CH2)>,-CO-O-(CH2)X-OH und :5
HO-iCHj.-O-CO-R-CCMWCH^-OH
in denen
R einen A!kylen-oder Arylen-Rest mit 1-10,
vorzugsweise 2-6, C-Atomen, 2«
χ = 2-6 und
ν = 3-5
bedeuten,
z. B. o-Hydroxybutyl-fi-hydroxy-capronsäureester,
ω-Hydroxyhexyl-y-hydroxybuttersäureester, Adipinbis-(/i-hydroxyäthyl)ester
und Terephthalsäurebis-(/?-hydroxyäthyl)ester.
e) Diolurethane der allgemeinen Formel
HO-(CH2)^-O-CO-NH-R'-NH-CO-O-(CH2)V-OH Jn
in der
R' einen Alkylen-, Cycloalkylen- oder Arylenrest mit 2 bis 15. vorzugsweise 2-6, C-Atomen und
.ν eine Zahl zwischen 2 und 6 darstellen,
z. B. l,6-Hexamethylen-bis-(/i-hydroxyähtylurethan)
oder 4,4'-Diphenylmethan-bis-(<5-hydroxybutylurethan).
40
Die als Ketienverlängererbestandteil bei der Herstellung
der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethane eingesetzten Monoalkanolamine haben Molekulargewichte
von 61 bis 200 und weisen gleichzeitig eine primäre Aminogruppe und eine aliphatisch^ Hydroxylgruppe
auf. Typische Vertreter dieser Verbindungsklasse sind beispielsweise 2-Aminoäthanol, N-Methyl-N-(2-hydroxyläthyl)-äthylendiamin,
N-Mcthyl-N-(2-hydroxyäthyD-trimethylendiamln,
1 -Amino-3-propanol, l-Amino-2-propanol, 4-Amino-2-buianol, 4-Amino-l- 5n
bulanol, 2-Amlno-2-methylpropanol, 2-(p-Aminophenyl)-äthanol,
p-Amlnophenyl-methylcarbinol und 2-(p-Aminocyclohexyl)-äthanol.
Erfindungsgemäß wird als Kettenverlängeiungsmltte!
ein Gemisch aus 95-35 Mol-% mindestens eines Diols der genannten Art und 5-65 Mol.-* mindestens eines
Monoalkanolamlns der genannten Art verwendet.
Bevorzugt sind Kettenverlängerungsgemische aus Äthylenglykol oder/und Butandiol mit Monoäthanolamln
oder/und l-Amlno-3-propanol. Besonders bevor-
<>» zugte Kettenverlängerungsgemische enthalten z. B.
6-35 Mol-% Menoäthanolamln und 94-65 Mol-% Äthylenglykol.
Das Molvtüfiältnls /wischen höhermolekularen
Dihydroxyivert'indungen i-inersMlts und dem Gemisch "5
der niedermolekularen K('ttenverlängerer andererseits
soll zwischen ) : 1 und 1 :6, vorzugsweise zwischen 1 :1,5 und 1 : ? Hegen. Dl^ Po'Vurethane sind frei von
reaktiven Endgruppen. Sie werden im allgemeinen bei einem NCO/OH-Verhältnis von 0,95-1,05, vorzugsweise
0,97-1,01 hergestellt.
Als Lösungsmittel für die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethane kommen sowohl hochpolare
als auch wenig polare Lösungsmittel der an sich bekannten Art, gegebenenfalls im Gemisch miteinander,
in Frage. Als Beispiel seien Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylsulfbxld, Äthylacetat,
Methylglykolacetat, Äthylglykolacetat, Methylähtylketon, Aceton, Cyclohexanon, Tetrahydrofuran, Dioxan,
halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Chlorbenzol, Dichlorethylen und aromatische Kohlenwasserstoffe wie
Toluol oder Xylol genannt.
Bei erfindungsgemäßer Verwendung der Polyurethane als Haftstrich sollen hochpolare Lösungsmittel wie z. B.
Dimethylformamid vorzugsweise zu höchstens 65 Gew.-%, noch mehr bevorzugt zu höchstens 50 Gew.-%,
bezogen auf Gesamtlösungsmittelgemisch, anwesend sein.
Erfindungsgemäße Deckstriche können gegebenenfalls auch mit an sich bekannten Zweikomponenten-Polyurethansystemen
auf das textile Trägermaterial kaschiert werden. Es handelt sich dabei im allgemeinen
um Lösungen eines Gemisches aus Polyurethanvorpolymeren mit endständigen OH-Gruppen mit einem Molekulargewicht
von 10 000 bis 80 000, vorzugsweise 20 000 bis 50 000, Polyisocyanaten und Katalysatoren. Als Polyisocyanate
kommen neben den oben genannten auch Verbindungen mit mehr als 2 NCO-Gruppen oder auch
Umsetzungsprodukte von Polyhydroxyverbindungen mit überschüssigem Polylsocyanat in Frage, z. B. eine
75%lge Lösung in Äthylacetat eines Polyisocyanats aus Trimethylolpropan und 2,4-Toluylendiisocyanat mit
einem NCO-Gehalt an freiem Toluylendilsocyanat von weniger als 0,3%. In den Haftstrichlösungen werden
ferner oft Katalysatoren der an sich bekannten Art mitverwendet, z. B. tertiäre Amine, wie Triäthylamin,
Trlbuiylamin, N-Mclhy!-morphoiin, N-Äthyl-morpho-Hn,
Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyl-äthylendlamin, 1,4-Diazabicyclo-(2,2,2)-octan,
N-Methyl-N'-dimethylamlnoäthylpiperazin,
N.N-Dlmethylbenzylamln, Bis-(N,N-diäthylaminoäthyl)-adlpat,
Ν,Ν-Diäthylbenzylamin, Pentaamethyldlätiiylentriamin,
N.N-Dimethylcyclohexylamln,
N,N,N',N'-Tetramethyl-l,3-butandiamin, N,N-Dimethyl-/?-phenyiäthylamin,
1,2-Dimethyllmldazol
oder 2-Methyllmidazol.
Gegenüber Isocyanatgruppen aktive Wasserstoffatome aufweisende tertiäre Amine sind z- B. Triäthanolamln,
Triisopropanolamin, N-Methyl-diäthanolamln, N-Äthyldiäthanolamin,
Ν,Ν-Dimethyläthanolamin, sowie deren Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden, wie Propylenoxld
und/oder Äthylenoxid.
Als Katalysatoren kommen ferner Sllaamlne mit
Kohlenstoff-Silizium-Bindungen, wie sie z. B. In der deutschen Patentschrift 12 29 290 beschrieben sind, in
Frage, z. B. 2,2,4-Trimethyl-2-silamorphoiln und 1,3-Dläthylam.inomethyl-tetramethyl-dislloxan.
Erfindungsgemäß können auch organische Metallverbindungen, Insbesondere organische Titanverbindungen, als Katalysatoren
verwendet werden.
Weitere Vertreter von erfindungsgemäß zu verwendenden
Katalysatoren sowie Einzelheiten über die Wirkungswelse der Katalysatoren sind im Kunststoff-Handbuch,
Band VII, herausgegeben von Vleweg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z. B. auf
den Seiten 96 bis 102 beschrieben.
Den Haftstrich und Deckstrichlösungen, welche die
erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethane enthalten, können ggf. in der üblichen Weise Pigmente,
Füllstoffe, Polymerharze und andere Hilfsmittel, wie Hydrolysestabilisatoren, UV-Stabilisatoren; Antloxydantien.
Polysiloxane, Vernetzer und Beschleuniger zügesetzt werden.
Ausführungsbeispiele
Die Prüfung der thermischen Druckbeständigkeit in
(Bügelbeständigkeit) der Polyurethane erfolgte mit Hilfe eines Hoekstra-Plastometers der Nederlandsche Optieken
Instrumentenfabriek Dr. CE. Bleeker N.V., Zeist Holland. Eine ca. lmm starke Prüffolie wurde zwischen
zwei auf Prüftemperatur aufgeheizten Stempeln 30 i> Sekunden vortemperiert und anschließend 2 Minuten
mit einem Druck von 98 N/cm2 belastet. Auf einer Instrumentenskala konnte die jeweilige prozentuale
Restdicke der Folie abgelesen werden. Nach Entlastung der Probe wurde die bleibende prozentuale Restdicke >u
der Folie als Maß für die thermische Druckverformung angezeigt.
is
a) Vergleichshaftstrich H 1
Die Haftstrichlösung H 1 ist eine 35%ige Lösung eines Polyesterurethans in Dimethylformamid (DMF/
Methyläthylketon (MEK) (1:1) mit einer Visko- Vi
sität von 55 000 mPas/25°C. Das Polyesterurethan-Elastomer
ist dabei aus 2195 Gew.-TIn. (1,0 Mol) eines Polyesters aus ButandioI-1,4 und Adipinsäure (Hydroxyl-Zahl
50,6; Säure-Zahl 0,5), 186,21 Gew.-TIn. (3,0 Mol) Äthylenglykol und der äquivalenten Menge (1000
Gew.-TIe.) 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat aufgebaut. Ein aus frischer Lösung hergestellter Polyurethanfilm
zeigte folgende physikalische Eigenschaften:
Zugfestigkeit | 48,8 MPa |
Bruchdehnung | 500% |
100% Modul | 5,2 MPa |
Mikrohärte | 80 |
Schmeizbereich | 180-190°C(Koflerbank) |
Druckverformung | 4% |
nach 2'/1600C | |
Bleibende | 0% |
Druckverformung |
Nach einer Lagerzeit von 48 Stunden war die Polyurethanlösung (H 1) vollständig verpastet und nicht
mehr verarbeitbar.
b) Vergleichshaftstrich H 2
Die Haftstrichlösung H 2 Ist eine 35%ige Lösung eines Polyesterurethans in DMF/MEK (1 : 1) mit einer
Viskosität von 41 000 mPas/25° C. Das Polyesterurethan wurde in diesem Falle aus 2195 Gew.-TIn. (1,0
Mol) eines Polyesters wie in Haftstrichlösung H1, 155,18 Gew.-Tln. (2,5 Mol) Äthylenglykol, 45,06 Gew.-TIn.
(0,5 Mol) Butandlol und der äquivalenten Menge (1000 Gew.-Tle.) 4,4'-Diphenylmethandilsocyanat aufgebaut.
Die physikalischen Eigenschaften eines aus dieser Lösung hergestellten Polyurethanfilms waren:
100% Modul
Mikrohärte
Schmelzbereich
Druckverformung
Mikrohärte
Schmelzbereich
Druckverformung
nach 2716O0C
Bleibende
Bleibende
Druck verformung
3,9 MPa
165-180°C (!)(Kofierbank)
Die Polyurethanlösung (H 2) zeigt keine Verpastungstendenz und Ist auch nach mehrwöchiger Lagerzeit
noch einwandfrei verarbeitbar. Die Bügelfestigkeit des Polyurethans (hohe bleibende Druckverformung) Ist
jedoch unbefriedigend; das Polyurethan zeigt ferner einen deutlich erniedrigten Schmelzbereich.
c) erfindungsgemäßer Haitanstrich H 3
Die Haftstrichlösung H j Ist eine 35%ige Lösung
eines Polyesterurethans in DMF/MEK (1 : 1) mit 48 500
mPas/25°C, welches aus 2195 Gew.-Tln. (1,0 Mol) eines Polyesters wie in Haftstrichlösung H 1, 155,18
Gew.-Tln. (2,5 Mol) Äthylenglykol, 30,54 Gew.-Tln. (0,5 Mol) Äthanolamin und der äquivalenten Menge
(1000 Gew.-Tle.) 4.4'-Diphenylmethandiisocyanat aufgebaut wurde. Ein aus dieser Lösung hergestellter Polyurethanfilm
zeigt folgende physikalischen Werte:
Zugfestigkeit | 51,2 MPa |
Bruchdehnung | 660% |
100% Modul | 3,8 MPa |
Mikrohärte | 74 |
Schmelzbereich | 190-200° C (Koflerbank) |
Druckverformung | 10% |
nach 2716O0C | |
Bleibende | 0% |
Druck verformung |
Zugfestigkeit
Bruchdehnung
Bruchdehnung
62,5 MPa
620%
620%
Die Polyurethanlösung (H 3) zeigt keine Verpastungstendenz
und ist bei guter Bügelfestigkeit des Polyurethans (keine bleibende Druckverformung) auch nach
mehrwöchiger Lagerung noch einwandfrei verarbeitbar.
d) erfindungsgemäßer Haftstrich H 4
Die Haftstrichlösung H 4 ist eine 35%lge Lösung eines Polyesterurethans in DMF/MEK (1:1) mit einer
Viskosität von 64 000 mPas/25°C. Es wurde aus 2195 Gew.-Tln. (1,0 Mol) eines Polyesters wie in Haftstrichlösung
H 1, 93,10 Gew.-Tln. (1,5 Mol) Äthylenglykc!,
91,62 Gew.-Tln. (1,5 Mol) Äthanolamin und der äquivalenten Menge (1000 Gew.-Tle.) 4,4'-Diphenylmethandlisocyanat
aufgebaut. Ein aus dieser Lösung hergestellter Polyurethanfilm zeigt folgende physikalischen
Werte:
55
Zugfestigkeit 51,9MPa
Bruchdehnung 500%
100% Modul 3,9 MPa
Mikrohärte 85
Schmelzbereich 188-198° C (Koflerbank)
Druckverformung 0%
nach 271600C
Bleibende 0%
Druckverformung
65 Die Haftstrichlösung H 4 liefert ein Polyurethan ausgezeichneter Bügelfestigkeit (keine Druckverformung
bei 160° C). Trotz einer nach mehrwöchiger Lage-
rung auftretenden schwachen Trübung ist die Lösung (H 4) Huch nach drei Monaten noch einwandfrei verarbeilbar.
e) erfindungsgemäßer Haftstrich H 5
Die Haftstrichlösung H 5 ist eine 35%ige Lösung eines Polyesterurethans in DMF/MEK (1 : 1) mit einer
Viskosität von 66 000 mPas/25cC. Das Polyurethan
setzt sich zusammen aus 2195 Gew.-TIn. (1,0 Mol) eines Polyesters wie in Hafistrichlösung H 1, 31,04
Gew.-TIn. (0,5 Mol) Äthylenglykol, 152,70 Gew.-TIn.
(2.5 Mol) Äthanolamin und der äquivalenten Menge
(1000 Gew.-TIe.) 4,4'Diphenylmethandiisocyanat. Ein aus dieser Lösung hergestellter Poiyurethanfüm zeigt
folgende physikalischen Werte:
Zugfestigkeit
Bruchdehnung
100",, Modul
Mikrohärte
Schmelzbereich
Druck verformung
Bruchdehnung
100",, Modul
Mikrohärte
Schmelzbereich
Druck verformung
nach 271600C
Bleibende
Bleibende
D -uckver.ormung
52,2 MPa
590%
6,4 MPa
192-200° C (Koflerbank)
0%
O'>„
Die Haftsirichlösung H 5 liefert ebenfalls ein Polyurethan mit ausgezeichneter Bügelfestigkeit, zeigt jedoch
nach kurzer Lagerzeit eine zunehmende Trübung und weist nach etwa drei Monaten deutliche Anzeichen
brennender Verpastung auf.
0 erfindungsgemäßer Haftstrich H 6
Die Haftstrichlösung H 6 ist eine 35%ige Lösung eines Polyesterurethans in DMF/MEK (1:1) n.it einer
Viskosität von 69 600 mPas/25° C. Es wurde in diesem
Fall aus 2195 Gew.-TIn. (1,0 Mol) eines Polyesters wie in HaftstrichlöFung Hl, 155,18 Gew.-TIn. (2,5 Mol)
Äthylenglykol, 37,56 Gew.-TIn. (0,5 Mol) l-Amino-3-propanol
und 1000 Gew.-TIn. 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat hergestellt. Ein aus dieser Lösung gewonnener
Polyurethanfilm zeigt folgende physikalischen Werte:
Zugfestigkeit | 51,7MPa |
Bruchdehnung | 620% |
IOO96 Modul | 3,5 MPa |
Mikrohärte | 80 |
Schmelzbereich | 190-200° C (Koflerbank) |
Druck verform υ ng | 14% |
nach 27160° C | |
Bleibende | 0% |
Druckverformung |
Die Polyurethanlösung (H 6) zeigt keine Verpastungstendenz und ist bei guter Bügelfestigkeit des Polyurethans
(keine bleibende Druckverformung) auch nach längerer Lagerung noch einwandfrei verarbeitbar.
Beispiel 2
a) Vergleichsdeckstrich D 1
a) Vergleichsdeckstrich D 1
Ein hochschmelzendes Polyesterurethan (D 1) zur Herstellung von Deckstrichen setzt sich zusammen aus
2195 Gew.-TIn. (1,0 Mol) eines Polyesters aus Butandiol-1,4
und Adipinsäure (Hydroxylzahl 50,6; Säurezahl 0.5), 297,94 Gew.-TIn. (4.8 Mol) Äthylenglykol und der
äquivalenten Menge 1450 Gew.-TIe.) 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat.
Der in bekannter Weise hergestellte Polyurethanfeststoff (D 1) zeichnet sich durch eine außerordentlich
erschwerte Löslichkeit aus. Sowohl im Laborrührkolben als auch in industrieüblichen Dissolvern (z. B. Typ
»Spangenberg«) können in einem Lösungsmiltelgemisch DMF/MEK. (4: 1) nur stark verquallte Lösungen erhalten
werden, die sich nicht auf Beschichtungsmaschinen verarbeiten lassen. Lediglich in speziellen Intensivmischern
mit sehr hohen Scherkräften (z. B. Typ »Papenmeier«) läßt sich eine streichfähige Lösung erhalten, die
bei einem Feslstoffgehalt von 25*, in DMF/MEK (4:1) eine Viskosität von 8400 mPas/25°C aufweist.
Nach einer Lagerung von nur wenigen Tagen zeii;i
die Lösung einen starken »Blockingw-Effekt, der auf schnellaufenden Beschickungsanlagen zu Störungen
führt. Ein aus der frischen Lösung hergestellter FUm zeigt folgende physikalischen Werte:
Zugfestigkeit | 55,0 MPa |
Bruchdehnung | 480°,, |
100°o Modul | 9.3 MPa |
Mikrohärte | 89 |
Schmelzbereich | "02-206° C (Koflerbank) |
Druck verformung | 0% |
nach 27160° C | |
Bleibende | 0% |
Druckverformung |
b) Vergleichsdeckstrich D 2
Ein Deckstrich-Polyesterurethan (D 2) wurde erhalten aus 2195 Gew.-TIn. (1,0 Mol) eines Polyesters wie im
Deckstrich (Dl), 279,32 Gew.-TIn. (4,5 Mol) Äthylenglyko,,
27,04 Gew.-TIn. (0,3 Mol) Butandiol-1,4 und 1450 Gew.-TIn. 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat. Der
Polyurethanfeststoff zeigt ein normales Löseverhalten und liefert im DMF/MEK (4:1) eine lagerstabile
25%ige Lösung mit einer Viskosität von 10 000 mPas/25° C.
Ein aus dieser Lösung gewonnener Film zeigt die folgenden physikalischen Eigenschaften:
Zugfestigkeit | 63.9 MPa |
Bruchdehnung | 520% |
100% Modul | 8,9 MPa |
Mikrohärte | 82 |
Schmelzbereich | 185-190° C (Koflerbank) |
Druckverformung | 10% |
nach 27160°C | |
Bleibende | 3% |
Druck verformung |
Gegenüber dem Deckstrich (D 1) zeigt der Deckstrich (D 2) einen deutlich niedrigeren Schmelzbereich und
schwächere Bügel festigkeit (geringe bleibende Druckverformung).
c) erfindungsgemäßer Deckstrich D 3
Ein Deckstrich-Polyesterurethan (D 3) wurde erhalten durch Polyaddition von 2195 Gew.-TIn. (1,0 Mol) eines
Polyesters wie Im Deckstrich (Dl), 279,32 Gew.-TIn.
(4,5 Mol) Äthylenglykol, 18,32 Gew.-TIn. (0,3 Mol) Äthanolamin unü 1450 Gew.-TIn. 4,4'-Dlphenylmethandiisocyanat.
Der Polyurethanfeststoff zeigt normales Löseverhalten und liefert in DMF/MEK (4:1) eine
lagerstabile 25%ige Lösung mit einer Viskosität von
15 700 mPas/25°C.
Ein aus dieser Lösung
folgende Eigenschaften:
folgende Eigenschaften:
hergesielller Film zeigt
Zugfestigkeit
Bruchdehnung
100% Modul
Mikorhärte
Schmelzbereich
Druckverformung
nach 271600C
Bleibende
Bleibende
Druck verformung
66.8 MPa
550",,
8.6 MPa
196-208° C (Koflcrbank)
0%
Zugfestigkeit | 59,4 MPa |
Bruchdehnung | 480% |
100% Modul | 10,7 MPa |
Mikrohärte | 93 |
Schmelzbereich | !7!-!780C tfcoflerbank) |
Druck verformung | 69% |
nach 271600C | |
Bleibende | 52% |
Druckverformung |
b) Beschichtung mit Vergleichsdeckstrich D 5
und Vergleichshaftstrich H 7
und Vergleichshaftstrich H 7
Eine entsprechend DE-OS 24 02 799 modifizierte Decksirichlösung D 5 ist eine 25%ige Lösung eines
Polyesterurethans in DMF/MEK (3:2) mit 9800
mPas/25°C, wobei das Polyurethan wie im Deckslnch
(D 4) aufgebaut ist. aber als Kettenverlängerungsmiitel
ein Gemisch aus 225,30 Gew.-TIn. (2,5 Mol) Butandiol-1,4 und 59,09 Gew.-TIn. (0,5 Mol) Hexandiol-1.6
enlhü!;. Eine aus dieser Lösung hergestellte Folie zeigt
folgende Eigenschaften:
Verglichen mit dem Deckstrich (D I) weist der Deckslricli
(D 3) einen nahezu unveränderten Schmclzbcreich
und gleich gute Bügelfestigkeit auf und zeichnet sich gleichzeitig durch einwandfreie Feststofflöslichkeit
und Verarbeitbarkeit aus.
a) Beschichtung mit Vergleichsdeckstrich D 4 und
Vergleichshaftstrich H 7
Vergleichshaftstrich H 7
Eine übliche Deckstrichlösung D 4 stellt eine 25%ige Lösung eines Polyesterurei :ans in DMF/MEK (3:2)
.nit 10 500 mPas/25°C dar, wobei das Polyurethan aus
1000 Gew.-TIn. (0,5 Mol) Hexandiol-l,6-polycarbonat (Hydroxylzahl 56,0; Säurezahl 0,!), !098 Gew.-TIn. (0,5
Mol) Butandiol-1,4/Adipinsäure-Polyester (Hydroxylzahl 50,6; Säurezahl 0,5), 270,36 Gew.-TIn. (3.0 Mol)
Butandiol-1,4 als Kettenverlängerungsmittel und der äquivalenten Meng.» (1000 Gew.-Tle.) -U'-Dipheny!-
methandiisocyanat aufgebaut ist-
Das Polyurethan zeigt folgende Filmeigenschaften:
Beim Aufkaschieren des Deckstrichs (D 4) mit einer DMF-armen Haftstrichlösung (H 7) eines Zweikomponcnten-Polyurethans
auf einem textlien Trägermaterial tritt infolge ungenügenden Anlösens des Deckstrichs
der vom Beschichter gefürchtete »Eisblumen-Effekt« auf. Die verwendete Haftstrichlösung (H 7) ist eine
30%ige Lösung eines Polyesterureihans in DMF/MEK (1 : 3) mit 25 000 mPas/25°C. Das Polyesterurethan 1st
aus 500 g eines Polyesters aus Äthylenglykol und Adipinsäure (Molekulargewicht ca. 2000), 500 g eines
Polyesters aus Diäthylenglykol und Adipinsäure (Molekulargewicht ca. 2000) und 87,0 g eines Isomeren-Gemisches aus 2,4- udn 2,6-Toluylendiisocyanat aufgebaut. Der HaftstrichlOsung werden vor der Verarbeitung
pro 100 g Lösung 5,0 g einer 75%igen Lösung in Äthyl acetat eines Polyisocyanats (10,5Sb NCO), welches aus
1,0 Mol Trimethylolpropan und 3,0 Mol 2,4-Toluy!endi-Isocyanat hergestellt wurde, und als Katalysator 5,0 g
einer 10%igen Lösung in Äthylendlchlorid/Äthylacetat
(1:1), eines Umsetzungsprodukts aus 1,0 Mol N-Methyläthanolamin und 2,0 Mol Phenyllsocyanat zugefüet.
Zugfestigkeit | 44.8 MPa |
Bruchdehnung | 470",, |
100% Modul | 9.9 MPa |
Mikrohärte | 92 |
Schmelzbereich | 156-168-1C (Kolierbank) |
Druck verformung | 91",, |
nach 27160rC | |
Bleibende | 62% |
Druckverformuna |
Beim Verkleben des Deckstrichs (D 5) mil Hilfe der Hafistrichlösung (117) tritt kein »Eisblumen-Effeki«
auf, der Deckstrich büßt jedoch an thermischer Formbeständigkeil ein (vgl. Druckverformungsprüfung).
c) Beschichtung mit erfindungsgemäßem Deckslnch D -s und Haftstrich H 7
Die Decksiriehlösung D 6 ist eine 25%ige Losung
eines Polyesterurethans h, DMF/MEK. (3 : 2) mit il 500
mPas/25"C. Das Pol>urethan lsi wie In den Deckstrichen
(D 4) und (D 5) aufgebaut, wobei jedoch als Ketienverlängerungsmiuel ein Gemisch aus 225.30
Gew.-TIn. (2.5 Mol) Buiandiol-1.4 und 30,54 Gew.-TIn.
(0,5 MoI) Äthanolamin verwendet wurde.
Dieses Pohurethan hat folgende 1-llmeigens^haften:
Zugfestigkeit | 52.9 MPa |
Bruchdehnung | 540% |
100% Modul | 9.2 MPa |
Mikrohärte | 90 |
Schmelzbereich | 165-175° C (Koflerbank) |
Druckverformung | 45% |
nach 2716O0C | |
Bleibende | 19% |
Druck verformung |
Der Deckstrich (D 6) läßt sich mit Hilfe der Haftstrichlösung
(H 7) ohne »Eisbiumen-Effeki« verkleben
und weist im Vergleich zum Originaldeckstrich (D 4) zusätzlich eine verbesserte thermische Formbeständigkeit
auf.
h0 a) Beschichtung mit Vergleichsdeckstrich D 4
und Vergleichshaftstrich H 8
Die Haftstrichlösung H 8 stellt eine 35%ige Lösung
des Polyurethans wie la D 4, jedoch in DMF/MEK
(1 :1) mit 63 500 mPas/25°C dar. Die Lösung Ist In
dieser DMF-armen Einstellung nicht Ober längere Zelt lagerstabil und neigt zum Gelleren. Verwendet man
diese Lösung zum Aufkaschieren anstelle von H 7 im
13
Beispiel 3 a, so erhält man ein beschichtetes textiles Trägermaterial mit entsprechend nachteiligen Eigenschaften.
b) Beschichtung mit Vergleichsdeckstrich D 5 5
und Vergleichshaftstrich H 9
Die Haftstrichlösung H 9 ist eine 35%ige Lösung des Polyurethans wie In D 5, jedoch in DMF/MEK (1 : 1),
mit 58 600 mPas/25°C. Die Lösung ist lagerstabil, in
liefert jedoch eine verschlechterte thermische Formbeständigkeit, wenn sie entsprechend Beispiel 3 b anstelle
von H 7 zum Verkleben des Deckstrichs eingesetzt wird.
IS
c) Beschichtung mit erflndungsgernäßcrn
Deckstrich D 6
und erfindungsgemäßem Haftstrich H 10
und erfindungsgemäßem Haftstrich H 10
Die Haftstrichlösung H 10 Ist eine lagerstabile 35%ige 20
Lösung des Polyurethans wie in D 6, jedoch in DMF/MEK. (1:1) mit einer Viskosität von 70 900
mPas/25°C. Diese Lösung führt zu einer verbesserten thermischen Formbeständigkeit, wenn sie entsprechend
Beispiel 3 c anstelle von H 7 zum Verkleben des Deck- :s strlchs D 6 eingesetzt wird.
.V)
40
45
50
55
60
Claims (1)
1. Verfahren zur Beschichtung von textlien Flärhengebilden mit lag- :V.abile Lösungen bildenden
Polyurethanen verbesserter thermischer Druckverformungsbeständigkeit nach dem Umkehrverfahren,
wobei man in einer ersten Stufe auf einen Trennträger
die Lösung eines von reaktiven Endgruppen freien Polyurethans als Decksirich aufträgt, den
Deckstrich trocknet, in einer zweiten Stufe eine Polyurethan-Haftstrichlösung auf den Deckstrich
aufbringt, das textile Flächengebilde zukaschiert, in einem zweiten Trocknungsgang das Lösungsmittel
des Haftstrichs verdampft und anschließend das beschichtete Textil vom Trennträger abhebt, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Deckstriches und/oder Haftstriches Lösungen
verwendet werden, die ein Polyurethan enthalten, das durch Umsetzung von
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