WO1998036908A1

WO1998036908A1 - Atmungsaktive mehrschichtfolie

Info

Publication number: WO1998036908A1
Application number: PCT/EP1998/000694
Authority: WO
Inventors: Ralf Schledjewski; Dirk Schultze
Original assignee: Wolff Walsrode Ag
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1998-08-27
Also published as: KR20000071181A; JP2001512381A; EP0963293A1; DE19706380A1; AU6621298A; CA2280790A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mindestens zweischichtige Folie aus thermoplastischem Polyurethan mit richtungsabhängiger Wasserdampfdurchlässigkeit, wobei die mindestens zweischichtige Folie jeweils unterschiedliche Wasserdampfdurchlässigkeit zeigt, wenn jeweils eine der beiden Aussenschichten der Folie bei der Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit nach DIN 53122, gemessen über die Gesamtdichte der mindestens zweischichtigen Folie, zur Feuchtigkeitsquelle zeigt, die verwendeten thermoplastichen Polyurethane sind dabei aus, gegebenenfalls hydrophilierten, Hartsegmenten, bestehend aus Diisocyanaten, in Verbindung mit niedermolekularen Diolen als Kettenverlängerer und Weichsegmenten aus difunktionellen Polyolen aufgebaut, wobei es sich bei letzteren um hochmolekulare und/oder Polyester handelt.

Description

Atmungsaktive Mehrschichtfolie

Die vorliegende Erfindung betrifft durch Coextrusion hergestellte, mehrschichtige, wasserdichte und atmungsaktive Folien aus thermoplastischen Polyurethanen, deren kennzeichnendes Merkmal darin bestehen, daß die Folie eine richtungsabhängige

Wasserdampfdurchlässigkeit besitzt.

Sie betrifft ebenso die Verwendung der erfindungsgemäßen Folie zur wasserdichten und atmungsaktiven Abdichtung von Flächengebilden wie Webwaren und Vliesen sowie die daraus hergestellten Gebrauchsgegenstände insbesondere im Bekleidungsbereich und hier hauptsächlich für Arbeitskleidung oder Regenbekleidung.

Die Möglichkeit, poröse Flächengebilde mittels einer wasserdichten Folie oder Be- schichtung gegen das Eindringen bzw. Durchdringen von Wasser zu schützen, ist allgemein bekannt und entspricht dem Stand der Technik.

Um beispielsweise bei Bekleidungsgegenständen ein hohes Maß an Tragekomfort zu gewährleisten, werden häufig atmungsaktive Materialien eingesetzt. Der atmungsaktive Charakter der Folie wird allgemein über die Wasserdampfdurchlässigkeit nachge- wiesen. Um einen Feuchtestau beim Träger solchermaßen ausgerüsteter Bekleidungsgegenstände zu verhindern, muß die Wasserdampfdurchlässigkeit möglichst hoch sein.

Hohe Wasserdampfdurchlässigkeiten lassen sich bei bestimmten Folientypen beispielsweise durch eine Mikroporosität infolge einer biaxialen Verstreckung, wie in der US 4.194.041 beschrieben, erzielen. Probleme bereiten derartige mikroporöse Folien im

Einsatz in Bereichen, in denen sie einer häufigen starken Dehnung ausgesetzt sind. Beispielsweise ist hier der Ellenbogenbereich bei Oberbekleidung zu nennen. Hier kann es leicht zur Aufweitung der Poren und als Folge zur Rißformation kommen und damit zum Verlust der Wasserdichtheit.

Derartige Probleme umgeht man, indem man porenfreie Folien mit hoher Wasserdampfdurchlässigkeit, wie beispielsweise in EP 0 591 782 beschrieben, verwendet. In EP 0 658 581 wird der Einsatz hydrophiler thermoplastischer Polyurethane im Bereich atmungsaktiver textiler Flachengebilde beschrieben

Thermoplastisch zu verarbeitende Polyurethane zahlen zu den thermoplastischen Elastomeren, wie sie ubersichtsmaßig in Rubber Chemistry and Technology 62(1989)

Seiten 529 - 54 beschrieben sind Handelsübliche thermoplastische Polyurethane sind allgemein gekennzeichnet durch die Verknüpfung von guter Zug- und Weiterreißfestigkeit bei gleichzeitig großer Dehnfahigkeit über einen weiten Temperaturbereich Einen Überblick über thermoplastische Polyurethane liefert Hepburn (Hrsg ) Polyure- thane Elastomers, Applied Science Publishers, Barking (1982) Seiten 49 - 80 Spezielle Extrusionsware laßt sich sowohl über eine Breitschlitzduse als auch über Blasfo en- extrusion zu Folie verarbeiten Weitere Informationen zur Extrusionstechnologie liefert z.B Kirk - Othmer- Encyclopedia of Chemical Technology, Band 9 (1966) Seiten 232 - 241 Dabei ist es möglich neben einschichtigen Folien auch mehrschichtige Aufbauten aus thermoplastischen Polyurethan herzustellen, wie dies zum Beispiel in

EP 0 603 680 beschrieben wird.

Wie oben bereits geschildert, wird der Tragekomfort von atmungsaktiv ausgestatteten Bekleidungsgegenständen zu einem wesentlichen Teil über die Wasserdampfdurchlas- sigkeit beeinflußt Die gewünschte hohe Wasserdampfdurchlassigkeit sollte allerdings nicht dazu fuhren, daß ein Feuchtetransport von Aussen nach Innen erfolgt Es stellt sich damit die Aufgabe, eine hochelastische, wasserdichte jedoch wasserdampfdurch- lassige Folie bereitzustellen, deren Wasserdampfdurchlassigkeit eine Richtungsabhan- gigkeit besitzt.

Erreicht wurde dies überraschenderweise durch die Herstellung einer mittels Co- extrusion hergestellten mehrschichtigen Folie auf der Basis von thermoplastischen Polyurethanen (TPU)

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend eine mindestens zweischichtige TPU-

Folie sowie ihre Verwendung zur Herstellung von atmungsaktiven wasserdichten Flachengebilden mit richtungsabhangiger Wasserdampfdurchlassigkeit, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Folien jeweils unterschiedlich hohe Wasserdampfdurchlässigkeiten zeigen, wenn jeweils eine der beiden Aussenschichten der erfindungsgemäßen Folie bei der Bestimmung der Wasserdampfdurchlassigkeit nach einem der gängigen genormten Meßverfahren der Wasserdampfquelle zugewandt ist. Gängige Verfahren zur Bestimmung der Wasserdampfdurchlassigkeit sind beispielsweise in der DIN 53122 oder der ASTM E96 beschrieben. Diese Bestimmungsverfahren basieren auf der Penetration von Wasserdampf von einer Quelle zu einer Senke. Die Wasserdampfquelle ist i.a. durch eine Klimakammer, eine Klimalösung oder eine definierte Dampfphase realisiert. Die Senke wird meistens durch ein Trockenmittel realisiert. Die erfindungs- gemäßen Folien bestehen geeigneterweise in den unterschiedlichen Schichten aus unterschiedlichen TPU-Harz-Formulierungen. Der wesentliche Erfindungsgedanke liegt darin einen bevorzugten Feuchtetransport von der höher wasserdampfdurchlässigen Schicht zu der mit einer geringeren Wasserdampfdurchlassigkeit ausgestatteten Schicht zu nutzen.

Gelöst wurde diese Aufgabe durch eine mehrschichtige Folie, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die einzelnen Schichten aus linearen, thermoplastisch verarbeitbaren, segmentierten Polyurethan-Molekülen aufgebaut sind. Die vergleichsweise hydrophilen Polyurethane werden aus alternierenden Blöcken von Weich- und Hartsegmenten gebildet, wobei die Weichsegmente aus difunktionellen Polyolen A) gebildet werden, die aus polymerisierten Ethern und/oder Estern aufgebaut sind, und die Hartsegmente aus den Reaktionsprodukten von einem niedermolekularen Diol B), d.h. dem Kettenverlängerer und einem Diisocyanat C) gebildet werden. Diese Blöcke werden vorteilhafterweise so miteinander verknüpft, daß das Hartsegment jeweils die beiden Enden der Molekülkette bildet und gegebenenfalls die an den Enden des linearen Moleküls befindlichen reaktiven Cyanatgruppen durch Alkohole D) verkappbar sind.

Die thermoplastischen Polyurethane sind vorzugsweise lineare Blockcopolymere, die durch die bei der Urethanreaktion auftretende Nebenreaktion der Alophanatbildung immer einen gewissen Anteil an Verzweigungen aufweisen. Das mittlere Molekulargewicht geeigneter thermoplastischer Polyurethane liegt bevorzugt zwischen 10 000 g/mol und 250 000 g/mol. Bevorzugt werden für das Weichsegment A) difünktionelle, d.h. günstigerweise zwei Hydroxylendgruppen enthaltende Verbindungen verwendet. Besonders bevorzugt sind Ethylenoxid-Polymerisate und oder Copolymerisate, die oft auch als Polyoxyethylen- glycole und/oder Polyethylenoxidglycole bezeichnet werden, deren Monomereinheit durch den Aufbau (-O-CH₂-CH₂-) gekennzeichnet ist sowie ein mittleres Molekulargewicht von mindestens 400 g/mol und höchstens 2800 g/mol besitzen. In einer besonders bevorzugten Ausführung liegt das mittlere Molekulargewicht zwischen 800 g/mol und 1200 g/mol. Diese sind ferner durch ein Kohlenstoff zu Sauerstoff Massenverhältnis charakterisiert, welches mindestens 1,3 und höchstens 2,5 beträgt.

Der Masseanteil des Weichsegments A) an dem thermoplastischen Elastomer, welches die erfindungsgemäße Folie bildet, beträgt zwischen 35 % und 60 %, bevorzugt zwischen 40 % und 50 %, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des thermoplastischen Polyurethans. Durch Copolymerisation des Ethylenoxids mit anderen cyclischen Ethern, beispielsweise Propylenoxid oder Tetrahydrofüran, läßt sich die Kristallisationsneigung des Weichsegmentes verringern und gegebenenfalls die Atmungsaktivität erhöhen.

Die Hartsegment-Bestandteile können aus den für die Produktion von Folienrohstof- fen aus thermoplastischen Polyurethanen bekannten Isocyanat- und Diol-Komponen- ten ausgewählt werden.

Als Diol-Komponente B) kommen kurzkettige bifünktionelle Stoffe zum Einsatz, deren Molekulargewicht zwischen 18 und 350 g/mol beträgt. Als zweiwertige Alko- hole sind dies z.B. Ethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,4-Butylenglycol, auch als

Tetramethylenglycol bezeichnet, 2,3 -Butylenglycol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,8-Octandiol, ferner Diethylenglycol, Triethylenglycol, Tetraethylenglycol und höhere Polyethylenglycole mit einem Molekulargewicht bis 350 g/mol, Dipropylenglycol und höhere Polypropylenglycole mit einem Molekulargewicht bis 350 g/mol sowie Di- butylenglycol und höhere Polybutylenglycole mit einem Molekulargewicht bis

350 g/mol. Weitere zur Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethane geeignete niedermolekulare Diole B) mit einem Molekulargewicht bis 350 g/mol sind Ester- diole der allgemeinen Formel

HO-(CH₂)_y-CO-O-(CH₂)_x-OH

und

HO-(CH₂)_x-O-CO-R-CO-O-(CH₂)_x-OH,

in denen

R einen Alkylenrest mit 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6, C- Atomen bzw. einen

Cycloalkylen- oder Arylenrest mit 6 bis 10 C- Atomen,

x 2 bis 6 und

3 bis 5

bedeuten, z.B. Adipinsäure-bis-(ß-hydroxyethyl)-ester und Terephthalsäure-bis-(ß- hydroxyethyl)-ester.

Geeignete Isocyanate C) sind aliphatische, cycloaliphatische, aromatische und hetero- cyclische Diisocyanate, beschrieben durch die Formel

OCN-Q-NCO

in der

Q einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 18, vorzugsweise 6 bis 10,

C-Atomen, einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 15 C-Ato- men, oder einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 15, vorzugsweise 6 bis 13, C-Atomen,

bedeutet.

Solche Diisocyanate sind beispielsweise 1,4-Tetramethylen-diisocyanat, 1,6-Hexa- methylendiisocyanat, Cyclohexan-1,3- und -1,4-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Naphthylen-l,5-diisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Diphenylmethan-2,4'- und/oder -4,4'-diiso- cyanat.

In Frage kommende Alkohole D) als Verkappungsreagenzien sind niedermolekulare Alkohole mit einem Molekulargewicht von mindestens 32 g/mol und höchstens 100 g/mol. Es sind nicht nur monofünktionelle Alkohole, sondern auch Di-, Tri- oder höhere Polyole als Verkappungsreagenzien geeignet. Bevorzugt werden aliphatische kurzkettige Alkohole mit einem Molekulargewicht von mindestens 32 g/mol und höchstens 400 g/mol.

Erfindungsgemäß werden für die einzelnen Schichten der Folie thermoplastische Poly- urethanelastomere mit unterschiedlicher Hydrophilie bzw. Wasserdampfdurchlassigkeit verwendet. Dies kann durch unterschiedliche Weichsegmente und/oder modifizierte Hartsegmente der Polyurethane in den einzelnen Schichten erreicht werden. Für die Weichsegmente ergibt sich erfindungsgemäß beispielsweise eine Zunahme der Hydrophilie in der Reihenfolge:

Polyester < Polytetrahydrofuran < Polyethylenoxid.

Für die Hartsegmente sind z.B. Modifizierungen anwendbar, wie die beispielsweise von der Bayer AG, Leverkusen vertriebenen dual hydrophilierten Impraperm^®-Typen bekannt sind (EP 0 525 567 und DE 4 236 569). In einer bevorzugten Ausführung basieren alle Schichten der Folie auf thermoplastischen Polyurethanelastomeren deren langerkettigen Diolkomponenten im wesentlichen aus Polyethern gebildet werden Besonders bevorzugt sind dabei Aufbauten, bei denen alle Schichten der Folie aus unterschiedlichen, auf Polyether- Weichsegmenten aufbauenden thermoplastischen Polyurethanen gebildet werden

In einer besonders bevorzugten Ausführung weisen die, die unterschiedlichen Schichten der erfindungsgemaßen Folie bildenden, Polyurethan-Elastomer-Harze unterschiedliche Shore-Harten auf Hierbei wird bei gegebenenfalls gleichen Weichseg- mentaufbau der Weichsegmentanteil der die erfindungsgemaße Folie bildenden

Schichten variiert, so daß die die einzelnen Schichten bildenden Harze unterschiedliche Wasserdampfdurchlassigkeiten besitzen

Die verwendeten thermoplastischen Polyurethane weisen vorzugsweise eine Shore- Harte von 75 - 95 A, besonders bevorzugt 85 - 95 A, bestimmt nach DIN 53 505, auf

Erfindungsgemaß geeignete thermoplastische Polyurethane sind beispielsweise unter den Handelsnamen Desmopan^®, Elastollan^®, Estane^®, Impraperm^®, Pellethane^B, Morthane^® oder Texin^® erhältlich

Eine geeignete Ausführung der erfindungsgemaßen Folie enthalt in den einzelnen

Schichten zusatzlich gebrauchliche Additive aus der Gruppe umfassend

I Antiblockmittel, anorganische oder organische Abstandshalter,

II Gleit- oder Entformungsmittel, III Pigmente oder Füllstoffe und

IV Stabilisatoren.

Der Anteil der genannten Additive I bis IV liegt in Summe bevorzugt zwischen 1 Gew -% und 30 Gew -% Die gebräuchlichen Additive, die in den erfindungsgemaßen Folien enthalten sein können, sind beispielsweise bei Gachter und Muller beschrieben in Kunststoff-Additive, Carl Hanser Verlag München, 3 Ausgabe (1989)

Erfindungsgemaß bevorzugt sind Folien mit einer Gesamtdicke zwischen 5 μm und 500 μm Besonders bevorzugt zwischen 5 μm und 50 μm Die Dicke der einzelnen Schichten kann erfindungsgemaß jeweils im Bereich von 10 % bis 90 % der Gesamtdicke variieren Besonders bevorzugt ist ein Aufbau, bei dem die dünnere Schicht einen Anteil zwischen 10 % und 49 % der Gesamtdicke besitzt

Bei sehr dünnen atmungsaktiven Aufbauten kann erfindungsgemaß eine zusatzliche Tragerschicht, z B auf Basis von Polyethylen, zum besseren Handling, d h zur Versteifung, verwendet werden Bei einer solchen Folie liegt die Dicke der Schιcht(en) aus thermoplastischen Polyurethan(en) bevorzugt zwischen 5 μm und 25 μm, die Dicke der Tragerschicht bevorzugt zwischen 5 μm und 100 μm

Zur Herstellung der erfindungsgemaßen Mehrschichtfolie eignen sich besonders die gangigen thermischen Umformverfahren zur Verarbeitung von Kunststoffen zu mehrschichtigen Flachengebilden Hier wäre die Herstellung durch Coextrusion zu nennen, die bevorzugt nach dem Blasfo enverfahren erfolgt Aufgrund der besseren erzielbaren Verbundhaftung ist die Coextrusion unter den geeigneten Herstellungsverfahren von mehrschichtigen thermoplastischen Flachengebilden im besonderen Maß bevorzugt

Gegenüber den nach dem Stand der Technik bekannten Beschichtungsverfahren aus

Losung oder Schmelze ist die Coextrusion zudem bevorzugt, da nur ein Maschinen- durchlauf erforderlich ist

Nach dem Stand der Technik erfolgt die kreisförmige Schmelzeverteilung für mehr- schichte Blasfolienwerkzeuge durch Pinolen-, Stegdornhalter-, Wendelverteiler- oder

Sandwich-Dusen-Konzepte (z B Bramton-Engineeπng) Erfindungsgemaß bevorzugt ist die kreisförmige Schmelzeverteilung nach dem Wendelverteiler-Prinzip Die erfindungsgemäßen Folien können mit den bekannten physikalischen und chemischen Behandlungsmethoden wie beispielsweise der Corona-, Flamm-, Plasmaoder Fluor-Behandlung ein- oder beidseitig in ihren Oberflächeneigenschaften modifi- ziert werden.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Eigenschaften eignen sich die hier beschriebenen Folien vorzugsweise als Membranfolien, die insbesondere im Bekleidungsbereich Verwendung finden. Besonders geeignet sind sie für die Anwendung im Bereich der oft dauerhaft getragenen Arbeits- oder Berufsbekleidung. Im Bereich der Freizeitbekleidung finden sie besonders als wind- und wetterfeste Regen- oder Outdoormembran Verwendung.

Ebenso eignen sich die erfindungsgemäßen Folien für Anwendungen im medizinischen oder medizintechnischen Bereich. Explizit seien hier Wundabdeckungen, Wirkstoffpflaster, antiallergische Matratzenabdeckungen und OP-Schutzbekleidung genannt.

In einer besonders bevorzugten Ausführung werden die erfindungsgemäßen Folien als laminierte Verbünde mit textilen Webwaren, Strickwaren oder Vliesen bzw. allgemein wovens und nonwovens eingesetzt.

Die im Rahmen der nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschriebenen Folien wurden durch Blasfoliencoextrusion hergestellt. Die zum Aufschluß thermoplastischer Harze geeigneten Schneckenwerkzeuge sind in ihrem Aufbau z.B. von Wortberg, Mahlke und Effen in: Kunststoffe, 84 (1994) 1131-1138, von Pearson in:

Mechanics of Polymer Processing, Elsevier Publishers, New York, 1985 oder der Fa. Davis-Standard in: Paper, Film & Foil Converter 64 (1990) S. 84 - 90 beschrieben. Werkzeuge zum Ausformen der Schmelze zu Folien sind u.a. von Michaeli in: Extrusions-Werkzeuge, Hanser Verlag, München 1991 erläutert. Beispiel 1

Mit Hilfe eines Zweischicht-Blasfolienwerkzeuges wurde eine Folie hergestellt, deren Schicht (1), mit einer Dicke von 20 μm, aus einem thermoplastischen Polyurethan, Shore-Härte 90A nach DIN 53505, mit einem MFR von 27 g/10 min, gemessen bei

190°C mit einer Prüfmasse von 10 kg, im wesentlichen aufgebaut aus den Komponenten Diphenylmethan-4,4'-Diisocyanat als Hartsegment, Polyethylenoxid als Weichsegment und 1 ,4-Butandiol als Kettenverlängerer, hergestellt ist. Zur Anpassung der Verarbeitungseigenschaften wurden 4 Massen-%, bezogen auf die Gesamtmasse der zur Folienverarbeitung eingesetzten Komponenten, einer natürlichen Kieselsäure mit

Korngrößen zwischen 3 μm und 7 μm und 1 Massen-% eines Amidwachses zugesetzt.

In der Schicht (2), mit einer Dicke von 10 μm, wurde ein thermoplastisches Polyure- than, Shore-Härte 85A nach DIN 53505, mit einem MFR von 25 g/10 min, gemessen bei 190°C mit einer Prüfmasse von 10 kg, im wesentlichen aufgebaut aus den Komponenten Diphenylmethan-4,4'-Diisocyanat als Hartsegment, Polytetrahydrofüran als Weichsegment und 1,4-Butandiol als Kettenverlängerer und unter Zugabe derselben Kieselsäure- und Amidwachsmengen wie in der Schicht (1), eingesetzt.

Die Materialien wurden jeweils mit einem Einschneckenextruder bei angeflanschtem Blasfolienwerkzeug zu Folie verarbeitet. An den Extrudern mit einem Durchmesser von 45 mm wurden aufsteigende Temperaturen von 160-190°C eingestellt. Die Werkzeugtemperatur betrug 190°C.

Beispiel 2

Mit Hilfe eines Zweischicht-Blasfolienwerkzeuges wurde eine Folie hergestellt, deren Schicht (1), mit einer Dicke von 20 μm, aus einem thermoplastischen Polyurethan, Shore-Härte 82A nach DIN 53505, mit einem MFR von 26 g/10 min, gemessen bei

190°C mit einer Prüfmasse von 10 kg, im wesentlichen aufgebaut aus den Komponenten Diphenylmethan-4,4'-Diisocyanat als Hartsegment, Polyethylenoxid als Weichseg- ment und 1,4-Butandiol als Kettenverlängerer, hergestellt ist Zur Anpassung rJer Verarbeitungseigenschaften wurden 4 Massen-%, bezogen auf die Gesamtmasse der zur Folienverarbeitung eingesetzten Komponenten, einer naturlichen Kieselsaure mit Korngroßen zwischen 3 μm und 7 μm und 1 Massen-% eines Amidwachses zuge- setzt.

In der Schicht (2), mit einer Dicke von 10 μm, wurde ein thermoplastisches Polyurethan, Shore-Harte 85A nach DIN 53505, mit einem MFR von 25 g/10 min, gemessen bei 190°C mit einer Prufmasse von 10 kg, im wesentlichen aufgebaut aus den Kompo- nenten Diphenylmethan-4,4'-Diisocyanat als Hartsegment, Polytetrahydrofüran als

Weichsegment und 1,4-Butandiol als Kettenverlängerer und unter Zugabe derselben Kieselsaure- und Amidwachsmengen wie in der Schicht (1), eingesetzt

Beispiel 3

Mit Hilfe eines Zweischicht-Blasfolienwerkzeuges wurde eine Folie wie in Beispiel 2 hergestellt, deren Schicht (1) eine Dicke von 36 μm und deren Schicht (2) eine Dicke von 10 μm aufweist.

Beispiel 4

Mit Hilfe eines Dreischicht-Blasfolienwerkzeuges wurde eine Folie hergestellt, deren Schicht (1), mit einer Dicke von 10 μm, aus einem thermoplastischen Polyurethan, Shore-Harte 82A nach DIN 53505, mit einem MFR von 26 g/10 min, gemessen bei 190°C mit einer Prufmasse von 10 kg, im wesentlichen aufgebaut aus den Komponenten Diphenylmethan-4,4'-Diisocyanat als Hartsegment, Polyethylenoxid als Weichsegment und 1,4-Butandiol als Kettenverlängerer, hergestellt ist. Zur Anpassung der Ver- arbeitungseigenschaften wurden 4 Massen-%, bezogen auf die Gesamtmasse der zur Folienverarbeitung eingesetzten Komponenten, einer natürlichen Kieselsäure mit Korngrößen zwischen 3 μm und 7 μm und 1 Massen-% eines Amidwachses zugesetzt.

In der Schicht (2), mit einer Dicke von 10 μm, wurde ein thermoplastisches Polyurethan, Shore-Härte 85A nach DIN 53505, mit einem MFR von 25 g/10 min, gemessen bei 190°C mit einer Prüfmasse von 10 kg, im wesentlichen aufgebaut aus den Komponenten Diphenylmethan-4,4'-Diisocyanat als Hartsegment, Polytetrahydrofuran als Weichsegment und 1 ,4-Butandiol als Kettenverlängerer und unter Zugabe derselben

Kieselsäure- und Amidwachsmengen wie in der Schicht (1), eingesetzt.

In der Schicht (3), mit einer Dicke von 20 μm, wurde ein Polyethylen mit einem MFR von 3 g/10 min, gemessen bei 160°C mit einer Prüfmasse von 2,16 kg eingesetzt.

Vergleichsbeispiel 1

Mit Hilfe eines Einschicht-Blasfolienwerkzeuges wurde eine Folie hergestellt, deren Schicht (1), mit einer Dicke von 50 μm, aus einem thermoplastischen Polyurethan, Shore-Härte 90A nach DIN 53505, mit einem MFR von 27 g/10 min, gemessen bei

190°C mit einer Prüfmasse von 10 kg, im wesentlichen aufgebaut aus den Komponenten Diphenylmethan-4,4'-Diisocyanat als Hartsegment, Polyethylenoxid als Weichsegment und 1,4-Butandiol als Kettenverlängerer, hergestellt ist. Zur Anpassung der Verarbeitungseigenschaften wurden 4 Massen-%, bezogen auf die Gesamtmasse der zur Folienverarbeitung eingesetzten Komponenten, einer natürlichen Kieselsäure mit

Korngrößen zwischen 3 μm und 7 μm und 1 Massen-% eines Amidwachses zugesetzt. Das Material wurde mit einem Einschneckenextruder bei angeflanschtem Blasfolienwerkzeug zu Folie verarbeitet. An dem Extruder mit einem Durchmesser von 45 mm wurden aufsteigende Temperaturen von 160-190°C eingestellt. Die Werkzeugtemperatur betrug 190°C.

Tabelle 1

Aus Tabelle 1 läßt sich ersehen, daß die erfindungsgemäßen Folien eine richtungsabhängige Wasserdampfdurchlassigkeit aufweisen, wohingegen dies bei der Folie aus dem Vergleichsbeispiel nicht zu beobachten ist. Insbesondere ist im Vergleich zwischen Beispiel 2 und Beispiel 3 zu sehen, daß sich durch die erfindungsgemäße Variation der Schichtdicken der Grad der Richtungsabhängigkeit der Wasserdampf- durchlas sigkeit gezielt einstellen läßt. Bestimmung der Wasserdampfdurchlassigkeit:

Die Wasserdampfdurchlassigkeit wurde gemäß DIN 53122 bestimmt. Sie erfolgte bei einer Temperatur von 23°C und einer relativen Leuftfeuchtigkeit von 85%. Für Beispiel 4 erfolgte die Bestimmung der Wasserdampfdurchlassigkeit nach Abtrennen der PE-Trägerfolie bzw. Schicht (3).

Claims

Patentansprüche

1. Eine mindestens zweischichtige Folie aus thermoplastischem Polyurethan mit richtungsabhängiger Wasserdampfdurchlassigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zweischichtige Folie jeweils unterschiedliche Wasserdampfdurchlassigkeit zeigt, wenn jeweils eine der beiden Aussenschichten der Folie bei der Bestimmung der Wasserdampfdurchlassigkeit nach DIN 53122, gemessen über die Gesamtdichte der mindestens zweischichtigen Folie, zur Feuchtigkeitsquelle zeigt, die verwendeten thermoplastischen Polyurethane sind dabei aus, gegebenenfalls hydrophilierten, Hartsegmenten, bestehend aus

Diisocyanaten, in Verbindung mit niedermolekularen Diolen als Kettenverlängerer und Weichsegmenten aus difunktionellen Polyolen aufgebaut, wobei es sich bei letzteren um hochmolekulare Polyether und/oder Polyester handelt.

2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in den unterschiedlichen Schichten aus unterschiedlichen Harz-Formulierungen thermoplastischer Polyurethane aufgebaut ist.

3. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schichten der Folie aus thermoplastischen Polyurethan mit Weichsegmenten auf Polyether- basis bestehen.

4. Folie nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den unterschiedlichen Schichten verschiedene Ethertypen im Weichsegment eingesetzt werden.

5. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mit der höchsten Wasserdampfdurchlassigkeit ein Weichsegment auf der Basis Ethylenoxid besitzt.

Folie nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenzeichnet, daß mindestens in einer Schicht ein hydrophiliertes Hartsegment verwendet wird. Folie nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die, die Folie aufbauenden Schichten eine unterschiedliche Harte aufweisen

Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Dicke zwischen 5 μm und 500 μm aufweist

Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Dicke im Bereich von 5 μm bis 50 μm besitzt

Folie nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schichten der Folie unterschiedliche Dicken haben und die dünnere Schicht einen Anteil zwischen 10 % und 49 % der Gesamtdicke aufweist

Folie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnere Schicht ein geringeres Wasseraufnahmevermögen besitzt

Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine abziehbare Tragerfolie besitzt

Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mittels Coextrusionsverfahren hergestellt wird

Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie als Blasfolie mittels Coextrusionsverfahren gefertigt wird

Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Additiv aus der Gruppe umfassend I Antiblockmittel, anorganische oder organische Abstandshalter,

II Gleit- oder Entformungsmittel, III. Pigmente oder Füllstoffe und

IV. Stabilisatoren.

.in einem Anteil von 1 % bis 30 % in mindestens einer Schicht verwendet werden.

16. Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mindestens auf einer Seite physikalisch oder chemisch vorbehandelt wird.

17. Verwendung einer Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16 als Membranfolie.

18. Verwendung einer Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16 im Be- kleidungsbereich.

19. Verwendung einer Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16 im Bereich der Arbeitsbekleidung.

20. Verwendung einer Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16 im Bereich der Regenbekleidung.

21. Verwendung einer Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16 im medizinischen Bereich.