DE68911427T2

DE68911427T2 - UV-Strahlen reflektierendes Gewebe.

Info

Publication number: DE68911427T2
Application number: DE68911427T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Nakamura; Yasunao Simano; Ryosei Takigaura; Tatuya Zenda
Original assignee: Komatsu Seiren Co Ltd
Current assignee: Komatsu Seiren Co Ltd
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1989-05-03
Publication date: 1994-06-30
Anticipated expiration: 2009-05-04
Also published as: EP0357179A2; JPH0262234A; US5134025A; DE68911427D1; EP0357179A3; EP0357179B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ultraviolettstrahlen reflektierendes Gewebe. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein weißes, feuchtigkeitsdurchlässiges, wasserdichtes Gewebe mit einer sehr hohen Ultraviolettstrahlen reflektierenden Wirksamkeit und welches zum Tarnen von Gegenständen oder Personen gegen Auffindung während der Aufklärung durch das unbewaffnete Auge auf Eisflächen oder Schneefeldern, durch Ultraviolettfilter-Photographie und durch verschiedene Ultraviolettdedektoren für militärische Zwecke verwendet wird.
Darüberhinaus kann das Gewebe im Freizeitbereich als eine Sonnenbräunung fördernde Matte mit hoher Ultraviolett reflektierender Wirkung und zum Beispiel am Strand für die schnellere Erreichung einer besseren Sonnenbräune verwendet werden.
Seit neuestem wird die militärische Erkennung nicht nur mit dem unbewaffneten Auge sondern auch unter Verwendung von Ultraviolettfilter-Photographie oder verschiedenen Ultraviolettdetektoren durchgeführt. Aus diesem Grund ist die Entwicklung einer Gegenstände oder Personen tarnenden Folie oder eines Bekleidungsstücks mit einer Ultravialettstrahlen-Reflexionswirksamkeit im Ultraviolett-Wellenlängenbereich, dem gleich oder nahezu gleich der des Schnees ist, dringend erforderlich als Schutz gegen eine solche Erkennung unter Verwendung von Ultraviolettstrahlen.
Als Mittel zum Beheben dieser Anforderungen sind kürzlich Herstellungsverfahren zum Verleihen einer Ultraviolettstrahlen reflektierenden Kapazität einem Gewebe vorgeschlagen worden. So beschreiben die US-A-4,347,284 ein weißes Überzugsmaterial, welches zur Reflexion von Ultraviolettstrahlen fähig ist. Diese Folie hat zumindest eine äußere Schicht eines farblosen Matrixmaterials, welches ein thermoplastisches Polymer und ein weiße Ultraviolettstrahlen reflektierendes Mittel enthält. Das Strahlen reflektierende Mittel ist z.B. ZrO&sub2;.
Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung 62-169814 beschreibt ein Ultraviolettstrahlen reflektierendes Material, welches feine Harzteilchen enthält, die durch Polymerisation einer kondensierbaren Triazinverbindung erhalten werden, und lehrt, daß eine durch Einbringen der vorstehend genannten Harzteilchen in ein Vinylchlorid-Harz oder einen Acry-Kautschuk erhaltenes weißes Tuch eine Ultraviolettstrahlenreflexion von 97 bis 98 % bei einer Wellenlänge von 350 nm hat. Darüber hinaus lehrt die japanische geprüfte Gebrauchsmusteranmeldung 63-24141, daß ein aus ein synthetischen Fasern gewobenes Gewebe mit unzähligen Leerstellen im Inneren der Faser einen Reflexionsgrad von 69 % bei einer Wellenlänge von 360 nm hat. Die vorstehende Folie hat eine Verbundstruktur mit einer Substratschicht und einer äußeren Schicht und die letztgenannte Folie hat eine einzige Schichtstruktur, die lediglich aus der Faser besteht. Die Folie mit einer Komposit- Struktur zeichnet sich durch exzellente Wasserundurchlässigkeit und einen sehr hohen Ultraviolettstrahlen-Reflexionsgrad aus, ist jedoch nachteilig dadurch, daß die Weichheit schlecht ist, die Folie keine Luft- oder Feuchtigkeitsdurchlässigkeit aufweist und deren Gewicht hoch ist. Die nur aus der Faser zusammengesetzte Einzelschichtfolie hat ein leichtes Gewicht und eine gute Weichheit, ist luft- und feuchtigkeitsdurchlässig und aus diesem Grund ist diese Folie bequem, wenn sie als Bekleidungsstück getragen wird. Nichtsdestoweniger ist diese Folie nachteilig derart, daß der Ultraviolettstrahlen-Reflexionsgrad nicht so hoch ist, wie der der Folie, die eine Verbundstruktur aufweist und daß die Wasserdichtheit gering ist. Aus diesem Grund hat jede der vorstehend genannten Folien Vor- und Nachteile und daher sind die geforderten Nutzeffekte von ihnen bis jetzt nicht erreicht worden.
Auf dem Seide verarbeitenden Gebiet wird eine Folie als eine Sonnenbräune fördernde Matte vermarktet, welche ein mit einem Aluminiumfilm beschichtetes faserförmiges Gewebesubstrat enthält, und wenn diese Matte am Strand oder dgl. benutzt wird, werden nicht nur die Strahlen der Sonne, sondern auch die von dem Mattebereich unter dem Körper reflektierten Strahlen wirksam zur Sonnenbräunung verwendet, und aus diesem Grunde wird eine gute Sonnenbräunung sehr schnell erreicht. Diese Matte hat eine UV-Reflexionswirksamkeit von etwa 60 % bei einer Wellenlänge von 300 bis 400 nm, aber ist nachteilig derart, daß die Folie per se sehr heiß wird, wenn sie direkt der Sonnenbestrahlung ausgesetzt ist, und aus diesem Grund werden sogar Ultraviolettstrahlen mit einer kürzeren Wellenlänge als 320 nm reflektiert, die für die Haut schädlich sind. Aus diesem Grund muß eine exzessive Erwärmung verhindert werden, sogar wenn sie direkt der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist, wobei die Reflexion der Ultraviolettstrahlen mit einer Wellenlänge von zumindest 320 nm weiter erhöht wird, während schädliche Uv-Strahlen mit einer kürzeren Wellenlänge als 320 nm blokkiert werden, und daher wird eine sonnenbräunungsfördernde Matte erhalten, die wirksamer ist als die handelsüblich erhältlichen aluminiumbeschichteten Matten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Ultraviolettstrahlen reflektierendes Gewebe bereitzustellen, das für militärische Zwecke genutzt werden kann, mit der durch Verwendung einer Verbundstruktur enthaltend eine fasrige Gewebesubstratschicht und eine Harzschicht, eine ausgezeichnete UV-Strahlenreflexion und eine sehr hohe Wasserdichtheit erhalten werden kann, und mit der die Probleme der Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, Weichheit und Gewichtsreduktion der herkömmlichen Folien mit einer Verbundstruktur gelöst werden können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sonnenbräunung fördernde Matte bereitzustellen, welche nicht zu heiß wird, wenn sie direkt den Sonnenstrahlen ausgesetzt wird, schädliche Ultraviolettstrahlen mit einer kürzeren Wellenlänge als 320 nm ausschließt, eine sehr hohe Reflexionswirksamkeit der Ultraviolettstrahlen mit einer Wellenlänge von zumindest 320 nm aufweist und effektiver ist als die handelsüblich erhältlichen aluminumbeschichteten Folien.
Gemäß vorliegender Erfindung werden die vorstehenden Aufgaben durch Bereitstellen eines Ultraviolettstrahlen reflektierenden Gewebes gelöst, die ein fasriges Gewebesubstrat und einen darauf gebildeten Polymerfilm mit einer Zellstruktur und feine Teilchen, welche Ultraviolettstrahlen zwischen 330 und 400 nm nicht asorbieren und eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,1 bis 10 um aufweisen.
Der Polymerfilm mit einer geschäumten Zellstruktur gemäß vorliegender Erfindung ist der gleiche wie der, der gewöhnlicherweise auf einem fasrigen Gewebesubstrat in der Herstellung von künstlichem Leder gebildet wird. Zum Beispiel kann ein Film mit einer geschäumten Zellstruktur erwähnt werden, der durch Beschichten einer Lösung eines Polyurethanharzes in Dimethylformamid auf dem Substrat und Koagulieren der Beschichtung mit Wasser, und ein poröser Film, der durch Rühren einer Dispersion eines Polyurethanharzes in einem Lösungsmittel wie Toluol und Wasser mittels eines Homomixers erhalten wird, um eine Polyurethanemulsion zu erhalten, Aufbringen der Emulsion auf einem Substrat und Trocknen der Beschichtung, wie es in der japanischen geprüften Patentantmeldung 59-33611 beschrieben ist.
Der erhaltene Polymerfilm mit einer geschäumten Zellstruktur weist einen sehr hohen Ultraviolettstrahlen-Reflexionsgrad auf und durch Dispergieren und Einbringen feiner Teilchen in den Polymerfilm kann sogar ein höherer Ultraviolettstrahlen- Reflexionsgrad erreicht werden.
Die gemäß vorliegender Erfindung zugesetzten feinen Teilchen sind anorganische oder organische Teilchen, die keine Lichtabsorption zwischen 330 und 400 nm zeigen, und Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,1 bis 10 um haben insbesondere ausgezeichnete Ultraviolettstrahlen-Reflexionswirksamkeit. Als die anorganischen Teilchen können Siliciumdioxid-Teilchen erwähnt werden; keine wesentliche Absorption wird bei Siliciumdioxid-Teilchen bei einer Wellenlänge von 300 bis 400 nm beobachtet. Als die organischen Teilchen können Melaminharz-Teilchen genannt werden; eine Absorption durch Melaminharz-Teilchen wird bei einer Wellenlänge von 300 bis 330 nm beobachtet, aber Strahlen mit einer längeren Wellenlänge als 330 nm werden nicht absorbiert. Die Zugabe von Melaminharz-Teilchen ist wirksam, wenn eine sonnenbräunungsfördernde Matte hergestellt wird, da Ultraviolettstrahlen mit einer kürzeren Wellenlänge als 320 nm ausgeschlossen werden können, die schädlich für die Haut sind.
Das Zugabeverhältnis der feinen Teilchen hat eine Einfluß auf die Ultraviolettstrahlen reflektierende Wirksamkeit, und vorzugsweise werden die feinen Teilchen in einer Menge von etwa 10 bis 150 Gew.-Teile pro 100 Gewichtsteile der Feststoffgehalte des Polyurethanharzes zugegeben. Wenn die Menge der zugesetzten feinen Teilchen zu gering ist, ist der Reflexionsgrad verringert, und wenn die Menge der zugesetzten feinen Teilchen zu groß ist, wird der Urethanfilm spröde.
Darüber hinaus hat die Dicke der Urethanharzschicht einen Einfluß auf die Ultraviolettstrahlen reflektierede Wirksamkeit, und aus diesem Grunde wird eine höhere Dicke des Urethanfilms bevorzugt, und eine Dicke von 5 bis einigen 100 um wird für militärische Zwecke empfohlen.
Die für ein Ultraviolettstrahlen reflektierendes Gewebe erforderliche Ultraviolettstrahlen reflektierende Wirksamkeit zur Verwendung für militärische Zwecke ist zumindest 65 % bei einer Wellenlänge von 350 nm, und in diesem Zusammenhang, bei dem Siliciumdioxid-Teilchen dem Polymerfilm mit einer geschäumten Zellstruktur zugesetzt werden, ist es möglich, den Ultraviolettstrahlen-Reflexionsgrad auf bis etwa 90 % zu erhöhen, und wenn Melaminharz-Teilchen zugesetzt werden, ist es möglich, den Ultraviolettstrahlen-Reflexionsgrad auf mehr als 95 % zu erhöhen.
Für den Fall, daß Siliciumdioxid-Teilchen oder Melaminharz- Teilchen in einem nichtgeschäumten Film eingebracht werden, ist der Reflexionsgrad erheblich niedriger als der vorstehend genannte Reflexionsgrad, und aus diesem Grund ist es offenkundig, daß der erforderliche Reflexionsgrad nicht durch die Ultraviolettstrahlen reflektierende Wirksamkeit der SiliciumdioxidTeilchen oder Melaminharz-Teilchen allein erhalten werden kann. So kann gemäß vorliegender Erfindung ein sehr hoher Ultraviolett-Reflexionsgrad nur durch Verwendung der zwei Bildungselemente erhalten werden, d.h. die geschäumte Zellstruktur und die feinen Teilchen, und wenn nur eines dieser Elemente ausgelassen wird, können keine guten Ergebnisse erhalten werden.
Da das Gewebe gemäß vorliegender Erfindung mit dem Polymerfilm mit einer geschäumten Zellstruktur beschichtet ist, ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe nicht nur wasserdicht sondern auch eine Feuchtigkeitsdurchlässigkeit hat. So ist die Wasserdruckbeständigkeit zumindest 500 mm und die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit zumindest g/m² x 24 Stunden.
Da weiterhin der Polymerfilm des Gewebes gemäß vorliegender Erfindung eine geschäumte Struktur hat und eine Luftschicht enthält, ist der Film an sich weich, das Gewicht des Filmes ist reduziert und das Gewebe gemäß vorliegender Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß es nicht zu heiß wird, sogar wenn es direkt den Sonnenstrahlen ausgesetzt wird. Da das vorstehend genannte Gewebe gemäß vorliegender Erfindung eine sehr hohe Ultraviolettstrahlen reflektierenden Wirksamkeit und eine ausgezeichnete Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und Wasserdichtheit aufweist, ist das Gewebe gemäß vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe weich und das Gewicht niedrig sind und das Gewebe nicht zu heiß wird. Aus diesem Grund kann für militärische Zwecke das Gewebe gemäß vorliegender Erfindung ausreichend als eine Bedeckung oder Bekleidung zum Tarnen von Gegenständen oder Personen gegen die Erkennung während einer Aufklärung durch das unbewaffnete Auge in Eis- oder Schneefeldern, bei der Ultraviolettfilter- Photographie oder verschiedenen anderen Ultraviolettdetektoren verwendet werden. Darüber hinaus ist das Gewebe gemäß vorliegender Erfindung im textilverarbeitenden Gewerbe als Sonnenbräunungsmatte wirksam, welche nicht für die Haut schädlich ist, und einen hohen sonnenbräunfördernden Effekt aufweist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beispiele näher erläutert.
"Teile" bedeutet in den ganzen Beispielen "Gew.-Teile".

Beispiel 1

Eine durch Mischen und Rühren von 100 Gew.-Teilen eines feuchten Urethan-Typs vom nicht-gelben Typ (CR 3930 C* von Dai-Nippon Ink) mit 15 Teilen Melaminharz-Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,3 um (EPS-S* von Nippon Shokubai) und 16 Teilen Dimethylformamid gebildetete Beschichtungsflüssigkeit wurde in einer Dicke von 0,3 mm auf ein Nylon/Baumwolle mischgesponnenes geköpertes Gewebe auf gebracht und mit Wasser koaguliert, wobei eine weiße Folie mit einer geschäumten Zellstruktur erhalten wurde. Der mit einem Hitachi Color Analysator Model 607 gemessene Ultraviolettstrahlen-Reflexionsgrad dieser Folie betrug 98 % bei einer Wellenlänge von 330 bis 400 nm, die Wasserdruckbeständigkeit 1000 mm und die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit 8000 g/m² x 24 Stunden.

Beispiel 2

Eine Folie wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß 10 Teile Siliciumdioxid-Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2,5 um (Syloid 72* von Fuji- Davison) anstelle der 15 Teile Melaminharz-Teilchen verwendet wurden. Der Ultraviolettstrahlen-Reflexionsgrad betrug 90 % bei einer Wellenlänge von 300 bis 400 nm, und die Wasserdruckbeständigkeit und die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit hatten in etwa die gleichen Werte wie in Beispiel 1.

Beispiel 3

Eine durch Rühren eines trockenen, feuchtigkeitsdurchlässigen Polyurethanharzes (X-3038* von Dainichi Seika) mit 40 Teilen Methylethylketon, 20 Teilen Toluol, 50 Teilen Wasser und 50 Teilen Melaminharz-Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,3 4m (EPS-S * von Nippon Shokubai) erhaltene Polyurethan-Emulsion wurde in einer Dicke von 0,15 mm auf einem Nylon/Bauwolle mischgesponnenen geköperten Gewebe aufgebracht und getrocknet, um eine weiße Folie mit einer geschäumten Zellstruktur zu erhalten. Der Ultraviolettstrahlen-Reflexionsgrad der Folie betrug 93 % bei einer Wellenlänge von 330 bis 400 nm.

Beispiel 4

Eine Folie wurde gemäß Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß 10 Teile Siliciumdioxid-Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2,5 um (Syloid 72* von Fuji- Davison) anstelle der 15 Teile Melaminharz-Teilchen verwendet wurden. Der Ultraviolettstrahlen-Reflexionsgrad der Folie betrug 85 % bei einer Wellenlänge von 300 bis 400 nm.

Vergleichsbeispiel 1

Eine Folie wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die 15 Teile Melaminharz-Teilchen nicht zugegeben wurden. Der Ultraviolettstrahlen-Reflexionsgrad der Folie betrug 75 % bei einer Wellenlänge von 300 bis 400 nm.

Vergleichsbeispiel 2

Eine durch Mischen und Rühren von 100 Gew.-Teilen eines nicht-schäumbaren, trockenen Urethanharzes vom nicht-gelben Typ (NY-3l9* von Dai-Nippon Ink) mit 15 Teilen Melaminharz- Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,3 um (EPS-S* von Nipopon Shokubai) und 30 Teilen Methylethylketon gebildete Beschichtungsflüssigkeit wurde in einer Dicke von 0,3 mm auf ein Nylon/Baumwolle mischgesponnenes geköpertes Gewebe aufgebracht und getrocknet, um eine ungeschäumte Folie zu erhalten. Der Ultraviolettstrahlen-Reflexionsgrad der Folie war 60 % bei einer Wellenlänge von 340 bis 400 nm.
Wenn die Ergebnisse des Beispiels 1 mit denen in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhaltenen Ergebnissen verglichen werden, ist es offenkundig, daß in dem Gewebe gemäß vorliegender Erfindung ein sehr hoher Ultraviolettstrahlen-Reflexionsgrad durch die Kombination von zwei Elementen erreicht wird, d.h. die geschäumte Zellstruktur und die feinen Teilchen, und daß ausreichende Ergebnisse nicht erhalten werden können, wenn entweder eines dieser zwei Elemente ausgelassen wird.
Die mit * gekennzeichneten Begriffe CR 3930 C, EPS-S, Syloid 72, X-3038 und NY-319 sind eingetragene Warenzeichen.

Claims

1. Ultraviolettstrahlen reflektierendes Gewebe enthaltend ein fasriges Gewebesubstrat und einen darauf gebildeten Polymerfilm mit einer kleine Teilchen enthaltenden geschäumten Zellstruktur, welche Ultraviolettstrahlen zwischen 330 und 400 nm nicht absorbieren und eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,1 bis 10 um aufweisen.

2. Gewebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerfilm mit der geschäumten Zellstruktur durch Koagulieren einer Polyurethanharzlösung in einem polaren Lösungsmittel mit einem wässrigen Koagulationsmittel erhalten wird.

3. Gewebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Teilchen in einer Menge zwischen 10 und 150 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des Feststoffgehalts des Polyurethanharzes zugegeben werden.

4. Gewebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerfilm durch Trocknen einer Wasser-in-Öl- Emulsion eines Polyurethans erhalten wird.

5. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Teilchen Melaminharz-Teilchen sind.

6. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Teilchen Siliciumdioxid-Teilchen sind.

7. Gewebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraviolettstrahlen reflektierende Wirksamkeit bei einer Wellenlänge von 350 nm größer als 75 % ist.

8. Gewebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit zumindest 2000 g/m² x 24 h und die Wasserbeständigkeit zumindest 500 mm, ausgedrückt als Wasserdruckbeständigkeit, beträgt.