DE3826089A1 - Membranfolien-/textil-laminat und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein schmelzklebend verbundenes Laminat einer Membranfolie für Textilien, die wasser- und luftdicht, jedoch wasserdampfdurchlässig ist, mit einem bindemittelverfestigten Vliesstoff, der aus hochschmelzenden und niedrigschmelzenden Synthesefasern aufgebaut ist.

Gattungsgemäße Laminate werden vornehmlich in der Beklei­ dungsindustrie benötigt, wobei die Membranfolie mit einem Einlagevliesstoff verbunden ist. Sie erfüllen die Aufgabe, z.B. Bekleidungsstücke wasser- und winddicht zu machen, jedoch die vom Körper verdunstete Feuchtigkeit durchzulas­ sen. Dabei soll die Griffigkeit und Geschmeidigkeit des Kleidungsstückes durch die Folie nicht negativ beeinflußt werden.

Als weitere Einsatzgebiete wurden vorgeschlagen die Abdich­ tung medizinischer oder sanitärer Textilien, Möbelbezugs­ stoffe, tiefziehfähiger Flächengebilde aus natürlichem oder synthetischem Pelz oder Leder, die Kombination mit Dusch­ vorhängen sowie die Verwendung in Berufs-, Wetter- und Sportbekleidung.

Ein solches Laminat ist in der DE-A-36 08 758 beschrieben: Dort wird vorgeschlagen, eine Polyester- oder Polyurethan- Membranfolie mit den genannten Eigenschaften unter exakter Beachtung der Positionierung spannungslos von einer Rolle abzuziehen, eine Schmelzkleber-Pastendispersion punktweise aufzudrucken, ohne die hauchdünne Folie zum Krumpfen durch Wassereinwirkung zu veranlassen, und anschließend das Wasser in einem Trockner auszutreiben.

Danach wird die Folie mit den Pastenpunkten gesintert, abgekühlt oder nach dem Sintern direkt mit textilen Unter­ lagen in einem Kalander heißsiegelnd laminiert. Dieser letzte Vorgang erfolgt mit Hilfe der Parameter Temperatur, Druck und Zeit.

Mehrfach wird darauf verwiesen, daß die hauchdünne Folie zur Vermeidung von Krumpfungen und Formveränderungen bei allen diesen Arbeitsgängen, ohne jegliche Spannungseinwirkung, exakt positioniert und über Nadeln geführt werden muß.

Die Nachteile des bekannten Laminates sind eine - wie dargelegt - komplizierte und wegen der Empfindlichkeit der Folie mit äußerster Sorgfalt durchzuführende Herstellungs­ weise, die Erfordernis mehrerer, langwieriger Verfahrens­ schritte sowie die Tatsache, daß das Produkt an den Positi­ onen der Haftmassenpunkte absolut atmungsinaktiv ist.

Die vorliegende Erfindung hat daher zur Aufgabe, ein im Gegensatz zum Stand der Technik flächig gleichmäßig wasserdampfdurchlässiges Membranfolien-/Vliesstoff-Laminat anzugeben, wobei der Vliesstoff bei sicherer Verbindung mit der Folie auch voluminös sein kann und wobei das Herstel­ lungsverfahren einstufig, kontinuierlich, rascher und unter wesentlich geringeren Vorsichtsmaßnahmen bezüglich der Handhabung der Folie, auch von weniger geschultem Personal, durchgeführt werden kann.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einem gattungsgemäßen Laminat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, dessen Herstellungsverfahren kontinuierlich abläuft und dadurch gekennzeichnet ist, daß die innere Verfestigung des Vliesstoffes nach bekannten Methoden erfolgt und daß die Membranfolie, ohne jegliche Vorbehandlung, direkt auf die bindefaserreiche Fläche des Vliesstoffes aufkaschiert wird.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Laminats und des Herstel­ lungsverfahrens werden in den Unteransprüchen aufgezeigt.

Der verwendete Vliesstoff besteht aus hochschmelzenden (über 200°C) und niedrigschmelzenden (90 bis 200°C) Synthesefa­ sern, wobei die Auswahl der hochschmelzenden Fasern nicht kritisch ist. Er ist in seinem der Membranfolie zugewandten Bereich mit thermoplastischen, bei 90 bis 200°C klebefähigen Bindefasern angereichert, also im Querschnitt inhomogen aufgebaut. Von der aufkaschierten Membranfolie ausgehend, besteht er dabei in einem Fünftel bis in der Hälfte der Schichtdicke zu 40 bis 100 Gew.-%, bezogen auf den Gesamt­ fasergehalt in diesem Querschnittsbereich, aus den genannten Bindefasern. Der restliche, der Membranfolie abgewandte Bereich besteht demgegenüber nur zu höchstens 40 Gew.-% aus Bindefasern. Durch diese Ausgestaltung wird die Weichheit des Vliesstoffes beibehalten.

Die atmungsaktive Membranfolie aus geschmeidigem, hauchdünnem, wasser- und luftdichtem, aber sehr wasserdampfdurchlässigem, thermoplastischem Material ist dabei entgegen der bisherigen Lehre ausschließlich, ohne jeglichen Klebstoffzusatz, direkt an die mit Bindefasern angereicherte Oberfläche des Vliesstoffes über diese Fasern haftend verbunden, d.h. die Berührungspunkte oder -linien der Mantelflächen der Bindefasern mit der Folie stellen einen dauerhaften Schmelzklebekontakt her. Dieses Ergebnis konnte nicht erwartet werden. Die Bindefasern schmelzen im Laminat offenbar nicht zu solch großen Flächenbereichen zusammen. Eine unerwünschte Verhärtung des Laminates und ein erhöhter Feuchtedurchgangswiderstand, die bei einem Haftpunkte- Auftrag auf die Folie zur Erzielung eines ausreichenden wasch- und pflegebeständigen Laminates nach dem genannten Stand der Technik bisher in Kauf genommen werden mußten, werden mit der vorliegenden Erfindung vermieden.

Vielmehr ist überraschenderweise die geringe Bindung über Schmelzklebefasern völlig ausreichend, um das Laminat sowohl dauerhaft als auch pflegebeständig auszugestalten, auch nach Wäschen bis 60°C und beim Chemisch-Reinigen. Man erhält zudem ein gegenüber dem Punktdruckverkleben gemäß dem Stand der Technik weicheres Produkt, und auch der Feuchtedurch­ gangswiderstand ist demgegenüber erheblich niedriger, wie in den Beispielen noch zahlenmäßig belegt werden wird.

Besonders vorteilhaft im Sinne der obigen Eigenschaften erwiesen sich Bindefasermengen in dem der Folie zugewandten Vliesstoffbereich in der Größenordnung von 45 bis 65 Gew.-%.

Der der aufkaschierten Membranfolie abgewandte, 4/5 bis die Hälfte des Vliesstoff-Volumens ausmachende Bereich kann in sich durch beliebige, bekannte Maßnahmen verfestigt sein, wobei der Fachmann selbstverständlich darauf achten wird, daß diese Verfestigung nicht die Weichheit, den Griff oder die Atmungsaktivität des Verbundes beeinträchtigt. Es ist z.B. möglich, den genannten Bereich, völlig ohne Bindefa­ sern, durch Sprühen, Schaumauftrag oder Imprägnierung jeweils mit einem eigenständigen Bindemittel zu verfestigen, wie es in der Vliesstofftechnologie üblich ist.

Ein besonders weiches und überraschenderweise atmungsaktives Laminat wird erhalten, wenn dieser Bereich mit einer Kombi­ nation aus Bindefasern und fein verteiltem, polymerem Bindemittel verfestigt ist.

Die bei 90 bis 200°C schmelzenden Bindefasern können als Monofilamente oder auch als Bikomponentenfasern mit nied­ rigschmelzender Komponente (Mantel- oder Seitenbereich) und hoch- bzw. nichtschmelzender Komponente (Kern- oder Seiten­ bereich) vorliegen.

Bevorzugt ist das thermoplastische Material der Membranfolie mit demjenigen der Bindefasern in seiner chemischen Konsti­ tution ähnlich, wobei selbstverständlich die jeweiligen Schmelzklebe-Aktivierungstemperaturen der Bindefasern die Membranfolie nicht schmelzen lassen dürfen. Dies ist bei Polyestermembranfolien und Copolyester-Schmelzklebefasern der Fall. Dadurch wird eine besonders innige Laminatverbindung erhalten.

Unter der Voraussetzung thermoplastischer Eigenschaften sind alle bekannten Membranfolien verwendbar, die wasser- und luftdicht, aber atmungsaktiv sind. Es eignen sich also mikroporöse Folien; als besonders günstig bezüglich ihrer Atmungsaktivität sind jedoch die im Handel befindlichen, hauchdünnen, hydrophilen, thermoplastischen Polyester- und Polyurethan-Membranfolien mit geschlossener Struktur für die vorliegende Erfindung einsetzbar, wie z.B. SympaTex der Fa. Akzo B.V.

Primär wird ein Verbund Membranfolie/Vliesstoff in der Bekleidungsindustrie als Einlage für Textilien Verwendung finden, wobei die Kombination der mehrfach genannten Eigen­ schaften der Folie mit der Weichheit des Einlagevliesstoffes von besonderem Vorteil ist.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Laminates erfolgt kontinuierlich in einem Arbeitsgang zusammen mit der Vlies­ stoffherstellung:
Ein Vlies wird ein- oder mehrschichtig nach den bekannten Techniken gelegt, wobei die notwendigen bindefaserreichen Zonen durch entsprechendes Zumischen dieser Bindefasern zu den einzelnen Lagen leicht gebildet werden können.

Danach wird das fertig gelegte Vlies einem inneren Verfestigungsverfahren unterzogen, wobei die Wahl zwischen einer thermischen Verfestigung allein mittels der Bindefa­ sern, der Verfestigung des bindefaserfreien oder bindefaserhaltigen Volumenbereiches des Vliesstoffes durch, wie bereits beschrieben, Sprühen, Schaumauftrag oder Imprä­ gnierung mit einem Bindemittel besteht.

Ein besonders festes und dennoch weiches, atmungsaktives Laminat wird erhalten, wenn man das Vlies mit Bindefasern ausrüstet, zusätzlich eine wäßrige Bindemitteldispersion (z.B. Polyester in Wasser) aufsprüht und dann durch Trocknen in der Hitze verfestigt.

An diese Verfestigung anschließend läßt man auf die mit Bindefasern angereicherte Fläche des Vliesstoffes die völlig unbehandelte Membranfolie zulaufen und verbindet sodann das Schichtengebilde in einem Kalander, wobei die auf die Bindefasern der Vliesoberfläche einwirkende Temperatur und die Verweilzeit leicht durch Vorversuche den jeweils verwendeten thermoplastischen Faserwerkstoffen angepaßt werden können.

Es ist leicht einzusehen, daß dieses Verfahren die zerstörungsfreie Handhabung der empfindlichen Folie wesent­ lich erleichtert, da diese, und dies ist der Hauptaspekt des Verfahrens, nicht vorbehandelt zu werden braucht, sondern direkt von der Rolle auf den Vliesstoff zur Verbindung mit diesem gelangt. Gegenüber dem Stand der Technik ist somit ein erheblicher Gewinn an Sicherheit, Zeit und Einfachheit im Verfahren gegeben.

Daß am fertigen Produkt neben der erhöhten Griffigkeit und Weichheit auch eine erhebliche Reduzierung des Feuchte­ durchgangswiderstandes erzielt wird, wird mit den folgenden Beispielen belegt.

Beispiel 1

Ein 20 g/m² schweres Vlies wird gelegt aus gleichen Anteilen Polyethylenterephthalatfasern mit 3,3 dtex und 5,5 dtex- Copolyesterfasern, letztere mit einem Schmelzbereich um 150°C. Darauf wird eine 50 g/m² schwere Vlieslage mit den gleichen Fasern wie oben, jedoch zu 80 Gew.-% aus den Polyethylenterephthalatfasern bestehend, abgelegt.

Danach wird die resultierende Vliesbahn durch 1,5minütiges Beaufschlagen mit einer Temperatur von 160°C in sich verfestigt. Der an Copolyesterfasern reicheren Seite des weiterbewegten Vliesstoffs wird sodann kontinuierlich eine hydrophile, atmungsaktive Polyestermembranfolie (Handelsname SympaTex der Fa. Akzo B.V.) von einer Rolle zugeführt und in einem beheizten Punktpräge-Kalander bei 160°C 1 s lang mit den oberflächlichen Fasern des Vliesstoffs dauerhaft klebend verbunden, wobei nur die Bindefasern an­ schmelzen.

Zuletzt wird auf Raumtemperatur gekühlt. Es wird ein Laminat erhalten, welches eine Dicke von 8 mm und einen Feuchte­ durchgangswiderstand (gemessen mittels "Hautmodell" gemäß DIN 54 101, Teil 1 (Entwurf)) von 182. 10^-3 mbar m²/W besitzt. Die Bindung zwischen Membran und Vliesstoff über­ steht mindestens 5 Haushaltswäschen bei 40°C und/oder die gleiche Anzahl an Chemischreinigungs-Prozessen.

Beispiel 2

• a) Auf das 20 g/m² schwere Vlies des Beispiels 1 wird ein Faservlies mit 50 g/m² und aus 20 Gew.-% 5,5 dtex-Copolyesterfasern, Schmelzbereich um 150°C, aus 50 Gew.-% 3,3 dtex- und aus 30 Gew.-% 1,7 dtex-Polyethylenterephthalatfasern gelegt und auf dieses 9 g/m² eines vernetzbaren Polyacrylesterbindemittels (80% Acrylsäurebutylester, 16% Methylmethacrylat, 4% Methylolacrylamid) als 15%ige Dispersion in Wasser gesprüht. Danach wird der Verbund getrocknet, bei 180°C 2 min kondensiert und anschließend, wie in Beispiel 1, die Folienmembran auf die andere, Bindefasern enthaltende Seite aufkaschiert. Das Laminat ist gleichermaßen wasch- und pflegebeständig wie das gemäß Beispiel 1 hergestellte.
• b) Zum Vergleich wird mit der gleichen Folie ein Laminat hergestellt nach DE-A-36 08 758.
• Die Folie wird vor ihrer Kaschierung punktförmig mit handelsüblicher Pastendispersion auf Copolyesterbasis mit einem Schmelzbereich von 110°C bedruckt, bei 130°C das Wasser ausgetrieben, bei 160°C gesintert und an­ schließend mit einem bindefaserfreien Vliesstoff mit ansonsten gleichen Eigenschaften wie in Beispiel 2a) zusammenlaufen gelassen. Es folgt das Kalandern unter Einwirkung einer Temperatur von 165°C bei einem Druck von 2 bar und einer Preßdauer von 5 s.

An beiden Laminaten a) und b) wird der Feuchtedurchgangs­ widerstand wie genannt bestimmt:
Für das erfindungsgemäße Produkt a) wird ein Wert von 199. 10^-3 mbar m²/W, für das nach den Lehren des Standes der Technik hergestellte Produkt b) ein Wert von 305×10^-3 mbar m²/W gemessen. Die signifikante Verringerung des Feuchtedurchgangswiderstandes, eines wesentlichen Maßes für die Atmungsaktivität, macht die sprunghafte Qualitätsver­ besserung des erfindungsgemäß hergestellten und beschaffenen Laminates deutlich.

Claims (10)

1. Schmelzklebend verbundenes Laminat einer thermo­ plastischen Membranfolie für Textilien, die wasser- und luftdicht, jedoch wasserdampfdurchlässig ist, mit einem thermisch in sich verfestigten Vliesstoff aus über 200°C und aus niedrig schmelzenden Synthesefasern, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff in seinem der Mem­ branfolie zugewandten Bereich, und zwar in einem Fünftel bis der Hälfte seiner Gesamtdicke, 40 bis 100 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfasergehalt in diesem Quer­ schnittsbereich, bei 90 bis 200°C klebefähige Bindefa­ sern enthält, daß die übrigen Bereiche des Vliesstoffes einen Bindefaseranteil von höchstens 40 Gew.-% enthalten und daß die Membranfolie ausschließlich über die Bindefasern des Vliesstoffes direkt mit diesem punkt- oder linienförmig schmelzverbunden ist.

2. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Membranfolie abgewandte, 4/5 bis die Hälfte der Gesamtdicke des Vliesstoffs ausmachende Bereich durch Bindefasern und fein verteiltes polymeres Bindemittel verfestigt ist.

3. Laminat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindefasern zu 45 bis 65 Gew.-% in dem der Membranfolie zugewandten Bereich enthalten sind.

4. Laminat nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Bindefasern mit dem Membranfolien- Werkstoff bezüglich seiner chemischen Konstitution verwandt ist, wobei die Schmelzklebe-Aktivierungs­ temperatur der Bindefasern die Membranfolie nicht schmelzen läßt.

5. Laminat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfolie aus Polyester und die schmelzklebefähige Komponente der Bindefasern aus Copolyester besteht.

6. Laminat nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfolie mikroporös ist.

7. Laminat nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfolie eine geschlossene Struktur aufweist und aus hydrophilem sowie atmungsaktivem Polyester oder Polyurethan besteht.

8. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff ein Einlagestoff für Bekleidungsstücke ist.

9. Verfahren zur Herstellung eines Laminates in der Ausge­ staltung nach Anspruch 1, wobei in kontinuierlicher Arbeitsweise zuerst das ein- oder mehrschichtige Faser­ vlies hergestellt wird, zwecks Verfestigung sodann die Fasern miteinander unter Anwendung in der Vliesstoff­ technologie üblicher Verfahren verbunden werden und anschließend die Membranfolie unter Wärme- und Druck­ einwirkung mit einer Vliesstoff-Fläche punkt- oder linienförmig thermoplastisch haftend verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfolie keinerlei Vorbehandlung unterzogen und ohne Klebstoffauftrag direkt mit der bindefaserreichen Fläche des Vliesstoffs zusammenkaschiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man den Vliesstoff zu 4/5 bis zur Hälfte seines folien­ fernen Querschnitts mit Bindefasern ausstattet, zusätz­ lich die Dispersion eines polymeren Bindemittels in Wasser aufsprüht und anschließend durch Trocknen in der Hitze den Faserverbund verfestigt.