WO2018202381A1 - Verfahren zur herstellung eines atmungsaktiven mehrschichtigen kunstleders - Google Patents

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WO2018202381A1
WO2018202381A1 PCT/EP2018/058712 EP2018058712W WO2018202381A1 WO 2018202381 A1 WO2018202381 A1 WO 2018202381A1 EP 2018058712 W EP2018058712 W EP 2018058712W WO 2018202381 A1 WO2018202381 A1 WO 2018202381A1
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layer
cover layer
intermediate layer
polyurethane dispersion
aqueous polyurethane
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PCT/EP2018/058712
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Birgit Kammerer
Thorsten Neumann
Klaus Wagner
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Konrad Hornschuch Ag
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Definitions

  • the invention relates to a process for the production of a breathable multilayer synthetic leather with a carrier layer, at least one intermediate layer applied to the carrier layer based on an at least partially open-cell polyurethane foam and a porous covering layer based on an aqueous polyurethane dispersion applied over the entire surface to the at least one intermediate layer Step applied to the aqueous polyurethane dispersion on a removable backing and evaporated under heat the same water content and the cover layer is formed, then applied the at least one intermediate layer on the cover layer and then the support layer is placed on the at least one intermediate layer and then the pad is removed from the cover layer ,
  • a generic method for producing such an artificial leather is known from WO 2008/017446 A1, in which the polyurethane dispersion is sprayed onto a substrate to form the cover layer and the spray drops are dried abruptly and free of filming, wherein pores are formed which impart breathability to the cover layer , Subsequently, at least one foamed intermediate layer of PU and a textile carrier layer is applied to the covering layer formed in this way, and the composite is released from the substrate.
  • a disadvantage of this known method is the high investment costs for spraying the covering layer forming polyurethane dispersion and the inevitable occurring during spraying material loss by overspray.
  • the object of the invention is to propose a method for producing a breathable film based on PU, which is characterized by simple process control in particular on existing systems and largely manages without health and environmentally hazardous solvents and bypasses the disadvantages of spraying with concomitant overspray losses.
  • the aqueous polyurethane dispersion in such a way that it is provided as a spreadable mass and can be applied by a brushing process, whereby the desired pores are formed in-situ when the polyurethane dispersion is dried and crosslinked to the cover layer.
  • the method proposed according to the invention provides that the aqueous polyurethane dispersion for forming the cover layer comprises base components comprising
  • a polyurethane precursor having reactive side groups for.
  • B. isocyanate understood that may be present in blocked or unblockierter form and have a solids content of at least 80%, ideally up to 100%.
  • pores extending from one to the other surface of the cover layer are formed automatically within the cover layer formed on the support, which pores give the cover layer the desired breathability.
  • An essential feature of the method according to the invention is therefore that all required for the production of the top layer starting materials, for example in a common container initially mixed to a pasty spreadable composition, for example, are stirred, the pasty mass is then applied to a suitable, hereinafter explained underlay pad and then the pasty mass is dried on the substrate only by heat and gelled or reacted to form the top layer and wherein during the top layer formation in situ, the desired pores are formed for the preparation of the breathable property of the top layer.
  • the invention uses for the above-described automatic pore formation of the cover layer during drying, reacting and gelling the pasty mass under heat the effect that the pasty mass from chemically incompatible fractions, namely high-solid polyurethane on the one hand and aqueous soaps on the other hand.
  • chemically incompatible fractions namely high-solid polyurethane on the one hand
  • aqueous soaps on the other hand.
  • coherent openings or channels are formed at the respective phase or grain boundaries of these incompatible fractions, which openings extend continuously from one to the other surface of the cover layer, thus forming pores in the cover layer
  • by appropriate adjustments of the process components and process management as explained below, be influenced in terms of their size and adjustable.
  • the method according to the invention makes it possible to produce a breathable synthetic leather based on PU, since according to the invention the layers are formed without the addition of a solvent which is harmful to health or the environment.
  • a certain amount of water may be added to the base components in addition to the already existing hydrate shell of the soaps used to adjust the viscosity of the pasty mass.
  • a water content of 1 to 10% based on the sum of the base components is preferred.
  • this aqueous fraction positively influences the pore formation utilized according to the invention during the drying of the polyurethane dispersion to form the porous cover layer.
  • a base component for forming the cover layer may be provided as a base component for forming the cover layer, an aliphatic and / or aromatic high-solid polyurethanes, polyurethane esters, ethers or carbonates. Blends of the aforementioned PU types can also be used in the context of the method according to the invention.
  • a high-solids polyurethane is understood as meaning a polyurethane having a solids content of at least 80%. Examples of usable high-solids polyurethanes include Impranil® HS 85 and HS 80 from Covestro AG, as well as corresponding high-solids polyurethanes from Novotex Italiana SpA and BASF SE.
  • the ionic and / or nonionic soap used as a further base component may, according to a proposal of the invention, in particular comprise sulfate-based soaps.
  • sulfate-based soaps examples include Texapon® N70 from BASF SE (sodium lauryl ether sulfate) and REWOPOL® B 1003 (sulfoccinamide) from Evonik AG and Stokal STA from the Bozzetto Group.
  • a nonionic soap polysorbates, e.g. TWEEN® 20 from Merck KGaA.
  • the proportions of the base components are chosen so that about 50 to 98.9 parts of high-solid polyurethane, 0.1 to 40 parts of soaps and 1 to 20 parts of crosslinker are used, the sum of the parts High-solid polyurethane, soaps and crosslinkers total of 100 parts and can be adjusted by the addition of water to a total water content of about 0.5 to 10%.
  • auxiliaries and additives selected from fillers, plasticizers, stabilizers, kickers, silicones, flame retardants, additives and / or pigments may also be added to the aqueous polyurethane dispersion to form the cover layer.
  • auxiliaries and additives selected from fillers, plasticizers, stabilizers, kickers, silicones, flame retardants, additives and / or pigments may also be added to the aqueous polyurethane dispersion to form the cover layer.
  • the corresponding proportions are not subject to any general restrictions.
  • aqueous polyurethane dispersion proposed according to the invention is coatable to form the cover layer and is preferably knife-coated or brushed onto the backing, no unwanted streaks or shades are produced even with high pigment loading and correspondingly strong dyeing. Even a screen printing as a job application is possible.
  • fillers come according to a proposal of the invention calcium carbonate, cellulose, in particular Arbocel types, calcium sulfate, barium sulfate, silica, such as TS 100, aluminum hydroxide, alumina, magnesium oxide / hydroxide, zinc oxide / bromide, borides and Stanate and milled thermoplastic polyurethanes with a Particle size between 0.1 m up to ⁇ ⁇ into consideration.
  • the selection of the plasticizer used for the application in the process according to the invention as well as the fillers is not subject to any general restriction.
  • the plasticizers used may be phthalates, adipates, sebacates, citrates, diisononyl 1,2-cyclohexanedicarboxylates, such as DINCH, dioctyl terephthalate-5-DOTP, epoxy plasticizers, oligoglycol- or polyethylene glycol-based plasticizers, castor oil-based plasticizers, polymer plasticizers, phosphate plasticizers, chlorinated and brominated plasticizers, sulphate plasticizers and ionic liquids are provided.
  • Suitable crosslinkers of the aqueous polyurethane dispersion intended for forming the cover layer are, for example, isocyanates, aceridines, carbodiimides, melamines and peroxides.
  • Suitable stabilizers / kickers in the context of the process according to the invention are those based on barium, calcium, zinc, magnesium and / or aluminum, furthermore phenols, UV stabilizers, in particular HALS, nano-titanium oxides, .beta.-diketones, epoxide-based stabilizers and / or amine-based stabilizers.
  • flame retardants may be added to the base components, with antimony oxide, aluminum hydroxide, hydrotalcite, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, calcium carbonate, zinc borate, various phosphates, such as ammonium phosphate and brominated and chlorinated plasticizers being mentioned by way of example.
  • silicones such as platinum-catalyzed crosslinking silicones or condensation reaction-based crosslinking silicones, may be added to the polyurethane dispersion to form the topcoat.
  • theological additives such as thickeners and viscosity depressants, nanotubes, quantum dots and the like may also be provided as additives according to the invention.
  • the foam structure of the film according to the invention can on the one hand be produced by producing a foaming foam from the aqueous polyurethane dispersion before it is applied to the substrate, or else blowing agents such as azodicarbonamide, microspheres, silica gel, sodium carbonate, sodium carbonate and the like are added to the aqueous polyurethane dispersion During drying and gelling, the cell structure of the foam is formed.
  • blowing agents such as azodicarbonamide, microspheres, silica gel, sodium carbonate, sodium carbonate and the like are added to the aqueous polyurethane dispersion During drying and gelling, the cell structure of the foam is formed.
  • aqueous polyurethane dispersion may also comprise pigments, for example organic but also inorganic pigments, metallic pigments, iriodines and the like.
  • the drying and gelling of the aqueous polyurethane dispersion applied to the substrate to the cover layer takes place in the context of the process according to the invention under a heat supply at temperatures between 120 ° C. and 240 ° C.
  • a particularly preferred continuous production in terms of production efficiency provides for the aqueous polyurethane dispersion to be passed through a drying oven to form the cover layer after application to the support, for example by means of a reverse or roll coater, or by doctoring together with the support to ensure a sufficient drying time of 15 to 240 s a corresponding length of 10 to 40 m and a speed of 3 to 50 m / min should have.
  • the heat supply can be effected by means of microwave radiation and the like.
  • synthetic leathers with a breathable cover layer based on PU can be produced, which have pores of an average pore diameter of 0.2 ⁇ m to 1 mm in the cover layer.
  • Such breathable cover layers thus produced have a gas permeability in the range of 1 to 200 l dm -2 min -1 , water vapor permeabilities in the range of 0.1 to 200 mg cm -2 h ⁇ 1 and water impermeability in the range of 2 to 80 m 2 pa ⁇ 1 w "1 up.
  • the pore size and the resulting breathability can be adjusted within wide limits by influencing recipe parameters of the aqueous polyurethane dispersion, such as viscosity, filler type and content, type of PU used, plasticizer type and content.
  • the other layers of the artificial leather used in the invention i. the at least one foamed intermediate layer and the carrier layer are porous and thus breathable.
  • the cover layer has been produced over the entire surface by film-free drying of the applied polyurethane dispersion, at least one intermediate layer in the form of an open-cell polyurethane foam is applied to the cover layer or in the case of several intermediate layers on the previously applied intermediate layer, and although preferably preferred.
  • the base components used for the preparation of the aqueous polyurethane dispersion for the formation of the cover layer can also be used and mixed with foam stabilizers to obtain an open-cell foam, optionally flame retardant and other additives and be pitched with air to the desired foam weight, so that a blown foam is formed, which is spreadable.
  • the preparation of the at least one intermediate layer of a mechanically produced foam can also be a chemical, ie using a chemical Propellant-driven aqueous polyurethane dispersion can be used for the formation of at least one intermediate layer.
  • the foam weight of the at least one intermediate layer influences the air permeability and mechanical stability of the synthetic leather obtained.
  • the breathable synthetic leather according to the invention achieves a high degree of independence from the carrier material used, since the foamed intermediate layer always produces a good bond between the carrier material and the cover layer.
  • this preferably has a foam weight of from 200 to 900 g / l, preferably from 300 to 800 g / l and more preferably from 500 to 700 g / l and is applied to the top layer in a thickness of from 50 to 1000 ⁇ ,
  • the intermediate layer which is directly applied to the cover layer preferably has a higher foam weight than the second interlayer applied thereon, which can also be referred to as a lamination.
  • the two intermediate layers preferably, but not necessarily equal thicknesses, with a thickness range of 60 to 800 ⁇ for the intermediate layers makes sense.
  • the first intermediate layer which has been knife-coated onto the cover layer, then preferably has a foam weight of 300 to 800 g / l, preferably 500 to 700 g / l and the second intermediate layer as a liner a foam weight of 200 to 900 g / l, preferably 300 to 800 g / l on.
  • average pore sizes of 0.1 to 1000 ⁇ m are preferably produced in the individual intermediate layers.
  • a further increase in the stability of the intermediate layers used can be achieved that they are crosslinked by the addition of, for example, isocyanate or melamine or by the addition of functional fillers, such as mineral fillers or fibrous fillers or plastic powders, such as PE.
  • functional fillers such as mineral fillers or fibrous fillers or plastic powders, such as PE.
  • the carrier layer used in the context of the process according to the invention can be selected within wide limits by the person skilled in the art and be, for example, a scrim, woven fabric, knitted fabric, nonwoven fabric or a combination thereof; Microfibre fleeces, spacer fabrics or nonwovens with needled jersey are also possible.
  • the textile fabric used can also be impregnated in order to improve the connection with the intermediate layer, for example by means of polyurethane.
  • the carrier layer is placed on the uppermost intermediate layer at a time when this intermediate layer has not yet dried completely, so that the carrier layer at least partially sinks into the intermediate layer and embedded in this. Care must be taken here, however, that the backing layer does not sag too deeply into the intermediate layer, which can be controlled by the viscosity of the polyurethane foam used for the intermediate layer, the laminating pressure and the drying conditions.
  • the finished cover layer of the multilayer breathable synthetic leather after the release of the backing, it is possible to apply a single-layer or multi-layer lacquer which exhibits both the mechanical properties, such as, for example, Improve the scratch resistance as well as improve the desired haptic requirements.
  • a single-layer or multi-layer lacquer which exhibits both the mechanical properties, such as, for example, Improve the scratch resistance as well as improve the desired haptic requirements.
  • an anilox roller can be used.
  • the surface of the created multilayer breathable leatherette imprinted, for example, with a leather grain, to which the vacuum embossing particularly offers as the foam structure is better preserved by the low embossing pressure and the longer contact time of the surface with the embossing roll and open by the negative pressure pores and capillaries form, which benefits the breathability of the artificial leather produced.
  • a particularly sharp-edged embossing profile an additional opening of pores and capillaries can be achieved.
  • the embossing of the artificial leather created also offers the advantage that no subsequent working steps can influence the embossing result and the product performance, as may be the case, for example, when using an embossed underlay and subsequent layering.
  • the production of artificial leather layers can also be done by the best practices, in particular the so-called reversal process, in which the application of the pasty mass on a substrate is considered, which is deducted after the formation of the film of this, for example in the form of an embossed paper, silicone carrier , Polyolefin carrier, vacuum embossing roll or steel stamping dies
  • FIG. 1 shows a greatly enlarged section through an artificial leather, produced using the method according to the invention
  • Fig. 2 shows a section through a second embodiment of an artificial leather, prepared using the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a construction of a multi-layer composite serving as an artificial leather, as can be used, for example, as a cover material for seats, for example in automobile interiors.
  • the individual layers are marked successively starting from a top side forming the visible side with reference numbers 1 to 8.
  • the uppermost layer 1 is formed by a haptic and gloss-determining lacquer layer, for example based on polyurethane or acrylate or silicone / halogen-containing components, while the underlying layer 2 is likewise formed by a lacquer layer, for example based on acrylate, which gives the composite abrasion resistance.
  • the underlying layer 3 is again a lacquer layer, which gives the composite the desired coloration and is therefore usually formed as a print layer using suitable pigments.
  • the following layer 4 represents an adhesion layer, which can be constructed, for example, on the basis of a lacquer layer containing polyurethane or acrylate. This establishes the adhesion of the overlying lacquer layers 1 to 3 with the underlying cover layer 5.
  • the cover layer 5 is formed from a breathable film based on an aqueous polyurethane dispersion containing as base components a high-solids polyurethane with at least 80% solids content, a soap, crosslinking agent and up to 10% water and was spreadable.
  • aqueous polyurethane dispersion was knife-coated onto a removable backing and dried by means of heat from 120 to 240 ° C for preferably 40 to 120 s and gelled. It may, for example, have a basis weight of 10 to 1000 g / m 2, preferably 30 to 200 g / m 2.
  • an intermediate layer 6 is likewise provided based on the abovementioned base components of an aqueous polyurethane dispersion, this intermediate layer being foamed in the form of an aqueous polyurethane dispersion impact foam or by the addition of blowing agents, while the covering layer 5 located above is made compact and unfoamed.
  • an optionally compact or foamed adhesion layer 7 which, with a weight per unit area of up to 250 g / m 2, is likewise produced from the aqueous polyurethane dispersion to form the cover layer 5.
  • This adhesion layer 7 represents the adhesion to the lowermost carrier layer identified by reference numeral 8, which is formed in a manner known per se by a textile or foamed carrier material.
  • This may be a woven, knitted, knitted carrier material, spacer systems, a nonwoven, mesh and the like more, optionally also with the addition of electrically conductive fibers to counteract an antistatic charge or a breathable polyurethane foam.
  • the synthetic leather according to FIG. 1 is produced, for example, in the so-called reversal process by first applying the cover layer 5 on a suitable, later removable paper backing in a first step using the method according to the invention, then in a next step the foamed intermediate layer 6 and subsequently the adhesion layer 7 is applied. After forming the corresponding breathable layers 5, 6, 7, a carrier layer 8 is placed as a base on the adhesion layer 7 and connected thereto. Then the composite is detached from the paper backing and on the cover layer 5, the four already discussed successive lacquer layers 4 to 1 are applied.
  • the artificial leather can also in the region of its visible side, such as in the upper breathable cover layer 5 and the overlying lacquer layers 1 to 4 an introduced surface embossing in the form of a Leather and / or have technical scar structure.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment based on the exemplary embodiment of FIG. 1, in which the layer structure from the upper or visible side to the layer 8 corresponds to the structure of FIG. 1 and is not separated again to avoid repetition is explained.
  • the embodiment of Fig. 2 is accordingly below the textile support 8 via a breathable adhesion layer 9, which may be printed, for example, and comprises a suitable pressure-sensitive adhesive containing PU or acrylate, connected to a subsequently laminated cushion layer 10, for example, of a polyurethane foam, a polyolefin foam or the like can be formed more and optionally also formed from the aqueous polyurethane dispersion, which is also used for the production of the cover layer 5.
  • a breathable adhesion layer 9 which may be printed, for example, and comprises a suitable pressure-sensitive adhesive containing PU or acrylate, connected to a subsequently laminated cushion layer 10, for example, of a polyurethane foam, a polyolefin foam or the like can be formed more and optionally also
  • Such an additional subsequently laminated upholstery layer 10 gives such an artificial leather a special elastic compliance, as is desirable, for example, in applications for sun visors, armrests and the like.
  • a textile backing layer 1 which may be constructed for example of a woven or nonwoven fabric.
  • Ballyflex kinking stabilities of up to 400,000 are achieved.
  • the breathability also opens up the possibility to produce wall and ceiling coverings made of synthetic leather produced by the process according to the invention, which are extremely resistant, but any moisture behind the wall or ceiling covering moisture easily diffuse through the fabric, so that structural damage by mold and the like is effectively prevented.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines atmungsaktiven mehrschichtigen Kunstleders mit einer Trägerschicht (8), mindestens einer auf die Trägerschicht (8) aufgebrachten Zwischenschicht (6, 7) auf Basis eines zumindest teilweise offenzelligen Polyurethanschaumes sowie einer auf die mindestens eine Zwischenschicht (6, 7) vollflächig aufgebrachten porösen Deckschicht (5) auf Basis einer wässrigen Polyurethandispersion, wobei in einem ersten Schritt die wässrige Polyurethandispersion auf eine ablösbare Unterlage aufgebracht und unter Wärmezufuhr der Wassergehalt derselben verdampft und die Deckschicht (5) gebildet wird, nachfolgend die mindestens eine Zwischenschicht (6, 7) auf die Deckschicht (5) aufgebracht und anschließend die Trägerschicht (8) auf die mindestens eine Zwischenschicht (6, 7) aufgelegt und dann die Unterlage von der Deckschicht gelöst wird, wobei die wässrige Polyurethandispersion zur Bildung der Deckschicht (5) aus Basiskomponenten, umfassend a) High-Solid-Polyurethan mit mindestens 80% Feststoffgehalt, b) ionische und/oder nicht-ionische Seifen, c) mindestens einen Vernetzer, und d) Wasser als streichfähige Masse bereitgestellt und auf die Unterlage zur Bildung der Deckschicht (5) aufgestrichen wird und während einer Zeitdauer von 15 bis 240 s bei 120 bis 240° C getrocknet und ausgehärtet wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines atmungsaktiven mehrschichtigen Kunstleders
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines atmungsaktiven mehrschichtigen Kunstleders mit einer Trägerschicht, mindestens einer auf die Trägerschicht aufgebrachten Zwischenschicht auf Basis eines zumindest teilweise offenzelligen Polyurethanschaumes sowie einer auf die mindestens eine Zwischenschicht vollflächig aufgebrachten porösen Deckschicht auf Basis einer wässrigen Polyurethandispersion, wobei in einem ersten Schritt die wässrige Polyurethandispersion auf eine ablösbare Unterlage aufgebracht und unter Wärmezufuhr der Wassergehalt derselben verdampft und die Deckschicht gebildet wird, nachfolgend die mindestens eine Zwischenschicht auf die Deckschicht aufgebracht und anschließend die Trägerschicht auf die mindestens eine Zwischenschicht aufgelegt und dann die Unterlage von der Deckschicht gelöst wird.
Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kunstleders ist aus der WO 2008/017446 A1 bekannt, bei welchem die Polyurethandispersion zur Ausbildung der Deckschicht auf eine Unterlage aufgesprüht wird und die Sprühtropfen schlagartig und verfilmungsfrei getrocknet werden, wobei Poren ausgebildet werden, die der Deckschicht Atmungsaktivität verleihen. Nachfolgend wird auf die solchermaßen gebildete Deckschicht mindestens eine geschäumte Zwischenschicht aus PU sowie eine textile Trägerschicht aufgebracht und der Verbund von der Unterlage gelöst. Nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist der hohe Anlagenaufwand zum Aufsprühen der die Deckschicht bildenden Polyurethandispersion sowie der beim Sprühen unvermeidlich auftretende Materialverlust durch Overspray. Ferner ergeben sich bei aufgesprühten und eingefärbten Polyurethandispersionen häufig Farbstreifen sowie Probleme mit Farbstabilität, die außerordentlich unerwünscht sind. Aus dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, an sich nicht atmungsaktive Filme auf Basis von PVC zum Beispiel mittels Nadelung atmungsaktiv auszugestalten, d.h. die Poren werden mechanisch eingebracht.
Aus der DE 1 960 992 A1 ist es bekannt, ein atmendes, mikroporöses Folienmaterial aus einem Polymergemisch, umfassend Polyurethanelastomere und Polyvinylchlorid herzustellen, indem das Polymer in einem organischen Lösungsmittel gelöst in dünner Schicht auf einem Substrat aufgetragen wird, dessen Substratoberfläche mit einem Fällungsmittel befeuchtet ist und die Unterseite des so beschichteten Substrates mit einem porösen Träger, der seinerseits mit Fällungsmittel befeuchtet ist, so lange in Berührung gebracht wird, bis das Polymer auf der Oberfläche des Substrats in Form einer im Wesentlichen von Makrohohlräumen freien mikroporösen Schicht ausgefällt ist. Das bekannte Verfahren ist damit nicht nur anlagentechnisch extrem aufwendig und wenig leistungsfähig, sondern erscheint auf wegen des vorzugsweise verwendeten Lösungsmittels Dimethylfor- mamid unter dem Gesichtspunkt des Gesundheits- und Umweltschutzes als verbessern ngswürd ig.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines atmungsaktiven Films auf Basis von PU vorzuschlagen, welches sich durch einfache Verfahrensführung insbesondere auch auf bereits vorhandenen Anlagen auszeichnet und weitgehend ohne gesundheits- und umweltgefährdende Lösemittel auskommt sowie die Nachteile des Sprühens mit einhergehender Oversprayverlusten umgeht.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die wässrige Polyurethandispersion so auszubilden, dass sie als streichfähige Masse bereitgestellt wird und insofern durch einen Streich- prozess aufgetragen werden kann, wobei beim Trocknen und Vernetzen der Polyurethandispersion zur Deckschicht in-situ die gewünschten Poren ausgebildet werden. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren sieht vor, dass die wässrige Polyurethandispersion zur Bildung der Deckschicht aus Basiskomponenten, umfassend
a) High-Solid-Polyurethan mit mindestens 80% Feststoffgehalt, b) ionische und/oder nicht-ionische Seifen,
c) mindestens einen Vernetzer, und
d) Wasser
als streichfähige Masse bereitgestellt und auf die Unterlage zur Bildung der Deckschicht aufgestrichen wird und während einer Zeitdauer von 15 bis 240 s bei 120 bis 240° C getrocknet und ausgehärtet wird.
Unter einem erfindungsgemäßen High-Solid-Polyurethan wird ein Polyurethan-Precursor mit reaktiven Seitengruppen, z. B. Isocyanat verstanden, die in blockierter oder unblo- ckierter Form vorliegen können und einen Feststoffgehalt von mindestens 80 %, idealerweise bis zu 100 % aufweisen.
Erfindungsgemäß werden innerhalb der auf der Unterlage gebildeten Deckschicht von der einen zur anderen Oberfläche der Deckschicht verlaufende Poren selbsttätig gebildet werden, die der Deckschicht die gewünschte Atmungsaktivität verleihen.
Wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es daher, dass sämtliche zur Herstellung der Deckschicht benötigen Ausgangsmaterialien beispielsweise in einem gemeinsamen Behältnis zunächst zu einer pastösen streichfähigen Masse vermischt, beispielsweise verrührt werden, die pastöse Masse sodann auf eine geeignete, nachfolgend noch erläuterte Unterlage aufgebracht wird und sodann die pastöse Masse auf der Unterlage lediglich durch Wärmezufuhr getrocknet und ausgeliert oder zur Reaktion gebracht wird, wobei sich die Deckschicht ausbildet und wobei während der Deckschichtausbildung in situ auch die gewünschten Poren für die Herstellung der atmungsaktiven Eigenschaft der Deckschicht ausgebildet werden.
Die Erfindung nutzt für die vorangehend beschriebene selbsttätige Porenausbildung des Deckschicht während des Trocknens, Reagierens und Ausgelierens der pastösen Masse unter Wärmezufuhr den Effekt, dass sich die pastöse Masse aus an sich chemisch nicht kompatiblen Fraktionen, nämlich High-Solid-Polyurethan einerseits und wässrigen Seifen andererseits zusammensetzt. Während der Trocknung und des Ausgelierens der pastö- sen Masse bilden sich an den jeweiligen Phasen- bzw. Korngrenzen dieser inkompatiblen Fraktionen zusammenhängende Öffnungen bzw. Kanäle aus, die von der einen bis zur anderen Oberfläche der Deckschicht durchgängig verlaufen, mithin Poren in der Deckschicht ausbilden und überdies durch entsprechende Einstellungen der Verfahrenskomponenten und Verfahrensführung, wie nachstehend noch erläutert, hinsichtlich ihrer Größe beinflussbar und einstellbar sind.
Dies wird dadurch bewirkt, dass sich hydrophile Anteile der als Basiskomponente enthaltenen Seife zu den Wasseranteilen hin anordnen und die hydrophoben Anteile zum High- Solid-Polyurethan hin orientiert sind. Beim Trocknen der aufgestrichenen Polyurethandispersion und der ablaufenden Vernetzungsreaktion öffnen die Verbindungen und die gewünschten Poren entstehen in-situ, ohne dass es einer mechanischen Einwirkung bedarf.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, ein atmungsaktives Kunstleder auf Basis von PU herzustellen, da erfindungsgemäß die Schichten ohne Zugabe eines gesund- heits- oder umweltbedenklichen Lösungsmittels gebildet werden.
Für die Ausbildung der streichfähigen wässrigen Polyurethandispersion kann den Basiskomponenten neben der ohnehin vorhandenen Hydrathülle der eingesetzten Seifen ein gewisser Anteil Wasser zugesetzt sein, um die Viskosität der pastösen Masse einzustellen. Insgesamt ist ein Wassergehalt von 1 bis 10 % bezogen auf die Summe der Basiskomponenten bevorzugt. Dieser wässerige Anteil beeinflusst überdies die erfindungsgemäß ausgenutzte Porenbildung während des Trocknens der Polyurethandispersion zur Ausbildung der porösen Deckschicht positiv.
Nach einem Vorschlag der Erfindung können als eine Basiskomponente zur Ausbildung der Deckschicht ein aliphatische und/oder aromatische High-Solid-Polyurethane, Polyurethan-Ester, -Ether oder -Carbonat vorgesehen sein. Auch Abmischungen der vorgenannten PU-Typen sind im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbar. Unter einem High-Solid-Polyurethan wird ein Polyurethan mit einem Feststoffgehalt von mindestens 80% verstanden. Beispiele einsetzbarer High-Solid-Polyurethane umfassen Impranil® HS 85 und HS 80 der Covestro AG, sowie entsprechende High-Solid- Polyurethane der Novotex Italiana S.p.A. und der BASF SE.
Die als weitere Basiskomponente eingesetzte ionische und/oder nicht-ionische Seife kann nach einem Vorschlag der Erfindung insbesondere sulfatbasierte Seifen umfassen. Als Beispiele können Texapon® N70 der BASF SE (Natriumlaurylethersulfat) und RE- WOPOL® B 1003 (Sulfoccinamid) der Evonik AG sowie Stokal STA der Bozzetto Group genannt werden. Als Beispiel für eine nicht-ionische Seife können Polysorbate, z. B. TWEEN® 20 der Merck KGaA genannt werden.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind die Anteile der Basiskomponenten so gewählt, dass etwa 50 bis 98,9 Teile High-Solid-Polyurethan, 0,1 bis 40 Teile Seifen und 1 bis 20 Teile Vernetzer verwendet werden, wobei die Summe der Teile an High-Solid- Polyurethan, Seifen und Vernetzern insgesamt 100 Teile beträgt und durch Zugabe von Wasser auf einen Gesamtwassergehalt von etwa 0,5 bis 10 % eingestellt werden.
Darüber hinaus können der wässrigen Polyurethandispersion zur Bildung der Deckschicht noch Hilfs- und Zusatzstoffe, ausgewählt aus Füllstoffen, Weichmachern, Stabilisatoren, Kickern, Silikonen, Flammschutzmitteln, Additiven und/oder Pigmenten zugefügt werden. Die entsprechenden Mengenanteile obliegen insoweit keinen generellen Beschränkungen.
Da die erfindungsgemäß vorgeschlagene wässrige Polyurethandispersion zur Bildung der Deckschicht streichfähig ist und vorzugsweise auf die Unterlage aufgerakelt oder aufgestrichen wird, entstehen auch bei hoher Pigmentbeladung und entsprechend starker Einfärbung keine unerwünschten Streifen oder Schattierungen. Auch ein Rasterdruck als Auftragsverfahren ist möglich.
Als Füllstoffe kommen nach einem Vorschlag der Erfindung Calciumcarbonat, Cellulose, insbesondere Arbocel -Typen, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Siliziumdioxid, wie TS 100, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid / -hydroxid, Zinkoxid / -bromid, Boride und Stanate sowie gemahlene thermoplastische Polyurethane mit einer Partikelgröße zwischen 0,1 m bis zu Ι ΟΟμιτι in Betracht. Die Auswahl der für die Anwendung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Weichmacher unterliegt ebenso wie die der Füllstoffe keiner generellen Beschränkung. Beispielsweise können als Weichmacher Phtalate, Adipate, Sebacate, Ci- trate, 1 ,2-Cyclohexandicarbonsäurediisononylester, wie DINCH, Dioctylterephthalat - 5 - (DOTP), Epoxidweichmacher, Oligoglykol- oder Polyethylenglykol-basierte Weichmacher, Rizinusöl-basierte Weichmacher, Polymerweichmacher, Phosphatweichmacher, chlorierte und bromierte Weichmacher, Sulfatweichmacher und ionische Flüssigkeiten vorgesehen werden.
Als Vernetzer der zur Bildung der Deckschicht vorgesehenen wässrigen Polyurethandispersion kommen beispielsweise Isocyanate, Aceridine, Carbodiimide, Melamine und Peroxide in Betracht.
Als Stabilisatoren/Kicker kommen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens solche basierend auf Barium, Calcium, Zink, Magnesium und/oder Aluminium in Betracht, ferner Phenole, UV-Stabilisatoren, insbesondere HALS, Nano-Titanoxide, ß-Diketone, Epoxid-basierte Stabilisatoren und/oder Amin-basierte Stabilisatoren.
Weiterhin können Flammschutzmittel den Basiskomponenten hinzugefügt werden, wobei Antimonoxid, Aluminiumhydroxid, Hydrotalcid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumcarbo- nat, Calciumcarbonat, Zinkborat, verschiedene Phosphate, wie Ammoniumphosphat sowie bromierte und chlorierte Weichmacher exemplarisch genannt seien.
Je nach Anwendungsfall können überdies Silikone, wie platinkatalysierte vernetzende Silikone oder kondensationsreaktionsbasierte vernetzende Silikone der Polyurethandispersion zur Bildung der Deckschicht zugegeben werden.
Als Additive können den Basiskomponenten erfindungsgemäß ferner Entschäumer, Theologische Additive, wie Verdicker und Viskositätserniedriger, Nanorohren, Quantumdots und dergleichen mehr vorgesehen sein.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, eine im Streichverfahren verarbeitbare Deckschicht mit kompakter, d.h. ungeschäumter Struktur herzustellen. Bei wässriger Masse ist zusätzlich die Möglichkeit des mechanischen Schäumens gegeben, so dass auch möglich ist, eine solche Deckschicht mit einer Schaumstruktur herzustellen.
Die Schaumstruktur des erfindungsgemäßen Films kann einerseits durch Herstellen eines Schlagschaums aus der wässrigen Polyurethandispersion vor deren Aufbringen auf die Unterlage erzeugt werden oder aber der wässrigen Polyurethandispersion werden auch Treibmittel, wie Azodicarbonamid, Mikrosphären, Silicagel, Natriumcarbonat, Dinat- riumcarbonat und dergleichen mehr hinzugegeben, die beim Trocknen und Ausgelieren die Zellstruktur des Schaumes ausbilden.
Darüber hinaus kann die wässrige Polyurethandispersion auch Pigmente, beispielsweise organische aber auch anorganische Pigmente, Metallicpigmente, Iriodine und dergleichen mehr umfassen.
Erfindungsgemäß erfolgt das Trocknen und Ausgelieren der auf die Unterlage aufgestrichenen wässrigen Polyurethandispersion zur Deckschicht im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens unter einer Wärmezufuhr bei Temperaturen zwischen 120°C und 240°C.
Eine hinsichtlich der Produktionseffizienz besonders bevorzugte kontinuierliche Herstellung sieht dabei vor, die wässrige Polyurethandispersion zur Ausbildung der Deckschicht nach dem Aufbringen auf der Unterlage zum Beispiel mittels eines Reverse- oder Roll- coaters oder mittels Rakeln gemeinsam mit der Unterlage durch einen Trockenofen laufen zu lassen, der zur Sicherstellung einer ausreichenden Trocknungsdauer von 15 bis 240 s eine entsprechende Länge von 10 bis 40 m und eine Geschwindigkeit von 3 bis 50 m/min aufweisen sollte. Auch kann die Wärmezufuhr mittels Mikrowellenstrahlung und dergleichen bewirkt werden.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können Kunstleder mit einer atmungsaktiven Deckschicht auf Basis von PU hergestellt werden, die Poren eines mittleren Porendurchmessers von 0,2 μιτι bis 1 mm in der Deckschicht aufweisen. Derartig hergestellte atmungsaktive Deckschichten weisen sodann eine Gasdurchlässigkeit im Bereich von 1 bis 200 I dm-2 min-1, Wasserdampfdurchlässigkeiten im Bereich von 0,1 bis 200 mg cm-2 h~1 und Wasserundurchlässigkeiten im Bereich von 2 bis 80 m2 pa~1 w"1 auf.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, atmungsaktive Deckschichten mit Flächengewichten im Bereich von 10 bis 1000 g/m2 auf einfache Weise herzustellen.
Die Porengröße und die daraus resultierende Atmungsaktivität kann durch Beeinflussung von Rezepturparametern der wässrigen Polyurethandispersion, wie Viskosität, Füllstofftyp und -gehalt, eingesetzte PU-Type, Weichmachertyp und -gehalt in weiten Grenzen eingestellt werden.
Auch die übrigen verwendeten Schichten des erfindungsgemäß hergestellten Kunstleders, d.h. die mindestens eine geschäumte Zwischenschicht und die Trägerschicht sind porös und damit atmungsaktiv.
Nachdem in der vorangehend geschilderten Weise die Deckschicht durch verfilmungsfreie Trocknung der aufgebrachten Polyurethandispersion vollflächig auf der Unterlage erzeugt worden ist, wird mindestens eine Zwischenschicht in Form eines offenporigen Polyurethan-Schaumes auf die Deckschicht bzw. im Falle mehrerer Zwischenschichten auf die zuvor aufgebrachte Zwischenschicht aufgebracht, und zwar bevorzugt aufgera- kelt.
Dafür können ebenfalls die für die Herstellung der wässrigen Polyurethandispersion zur Ausbildung der Deckschicht verwendeten Basiskomponenten verwendet werden und mit Schaumstabilisatoren zur Erzielung eines offenzelligen Schaumes, ggf. Flammschutz und weiteren Additiven gemischt und mit Luft auf das gewünschte Schaumgewicht aufgeschlagen werden, sodass ein Schlagschaum gebildet wird, der streichfähig ist.
Alternativ zur Herstellung der mindestens einen Zwischenschicht aus einem mechanisch erzeugten Schlagschaum kann auch eine chemisch, d.h. unter Einsatz eines chemischen Treibmittels getriebene wässrige Polyurethandispersion für die Bildung der mindestens einen Zwischenschicht verwendet werden.
Das Schaumgewicht der mindestens einen Zwischenschicht beeinflusst hierbei die Luftdurchlässigkeit und mechanische Stabilität des erhaltenen Kunstleders.
Aufgrund der Verwendung mindestens einer geschäumten Polyurethan-Zwischenschicht wird beim erfindungsgemäßen atmungsaktiven Kunstleder eine weitgehende Unabhängigkeit vom eingesetzten Trägermaterial erreicht, da die geschäumte Zwischenschicht stets gute Verbindung zwischen Trägermaterial und Deckschicht herstellt.
Wenn lediglich eine Zwischenschicht verwendet wird, weist diese bevorzugt ein Schaumgewicht von 200 bis 900 g/l vorzugsweise 300 bis 800 g/l und weiter bevorzugt 500 bis 700 g/l auf und wird in einer Dicke von 50 bis 1000 μιτι auf die Deckschicht aufgerakelt.
Werden hingegen zwei Zwischenschichten aufeinander folgend auf die Deckschicht bzw. die erste erstellte Zwischenschicht aufgerakelt, so hat bevorzugt diejenige Zwischenschicht, die direkt auf die Deckschicht aufgerakelt wird, ein höheres Schaumgewicht als die darauf aufgebrachte zweite Zwischenschicht, die auch als Kaschierstrich bezeichnet werden kann.
In einem solchen Falle weisen die beiden Zwischenschichten bevorzugt, aber nicht notwendigerweise gleiche Dicken auf, wobei ein Dickenbereich von 60 bis 800 μιτι für die Zwischenschichten sinnvoll erscheint.
Die auf die Deckschicht aufgerakelte erste Zwischenschicht weist sodann bevorzugt ein Schaumgewicht von 300 bis 800 g/l, vorzugsweise 500 bis 700 g/l und die zweite Zwischenschicht als Kaschierstrich ein Schaumgewicht von 200 bis 900 g/l, vorzugsweise 300 bis 800 g/l auf. Zur Erzielung einer ausreichenden Offenporigkeit werden in den einzelnen Zwischenschichten bevorzugt durchschnittliche Porengrößen von 0,1 bis 1000 μιτι erzeugt.
Insbesondere bei Verwendung einer glatten Unterlage und einer anschließenden Prägung des erhaltenen mehrschichtigen Kunstleders ist eine ausreichende Festigkeit des für die Zwischenschicht verwendeten Polyurethanschaumes unter Prägebedingungen erforderlich. Es ist von daher bei der Trocknung der Zwischenschicht darauf zu achten, dass keine Spannungsrisse an der Oberfläche entstehen, was üblicherweise durch Trocknung in einem Kanal mit mehreren, getrennt einstellbaren Temperaturzonen in an sich bekannter Weise erfolgt.
Eine weitere Steigerung der Stabilität der verwendeten Zwischenschichten kann dadurch erzielt werden, dass diese durch Zusatz von beispielsweise Isocyanat oder Melamin vernetzt werden oder aber durch Zusatz von funktionalen Füllstoffen, wie mineralischen Füllstoffen oder faserförm igen Füllstoffen oder Kunststoffpulvern, wie PE.
Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte Trägerschicht kann vom Fachmann in weiten Grenzen ausgewählt werden und beispielsweise ein Gelege, Gewebe, Gewirke, Vlies oder Kombination derselben sein; auch Mikrofaservliese, Abstands- gewirke/-vliese oder Vliese mit eingenadeltem Trikot kommen infrage. Das verwendete textile Flächengebilde kann darüber hinaus auch imprägniert sein, um die Verbindung mit der Zwischenschicht zu verbessern, beispielsweise mittels Polyurethan.
In jedem Falle ist es bevorzugt, dass die Trägerschicht nach der Erstellung der mindestens einen Zwischenschicht auf die zuoberst zum Liegen kommende Zwischenschicht zu einem Zeitpunkt aufgelegt wird, zu dem diese Zwischenschicht noch nicht vollständig abgetrocknet ist, so dass die Trägerschicht zumindest teilweise in die Zwischenschicht einsinkt und in dieser eingebettet wird. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass die Trägerschicht nicht zu tief in die Zwischenschicht einsackt, was über die Viskosität des verwendeten Polyurethanschaumes für die Zwischenschicht, den Kaschierdruck und die Trocknungsbedingungen gesteuert werden kann.
Auf die Oberfläche der erstellten Deckschicht des mehrschichtigen atmungsaktiven Kunstleders kann nach Ablösen der Unterlage ein ein- oder mehrschichtiger Lack aufgebracht werden, der sowohl die mechanischen Eigenschaften, wie z.B. die Kratzfestigkeit verbessern wie auch gewünschte Anforderungen an die Haptik verbessern kann. Zur Aufbringung kann beispielsweise eine Rasterwalze verwendet werden.
Wie bereits erwähnt, kann wahlweise nach Ablösen der Unterlage die Oberfläche des erstellten mehrschichtigen atmungsaktiven Kunstleders geprägt werden, beispielsweise mit einer Ledernarbung, wozu sich das Vakuumprägen besonders anbietet, da durch den geringen Prägedruck und die längere Kontaktzeit der Oberfläche mit der Prägewalze die Schaumstruktur besser erhalten bleibt und sich durch den Unterdruck Poren zusätzlich öffnen und Kapillaren ausbilden, was der Atmungsaktivität des hergestellten Kunstleders zu Gute kommt. Darüber hinaus kann durch Verwendung eines besonders scharfkantigen Prägeprofils eine zusätzliche Öffnung von Poren und Kapillaren erzielt werden. Das Prägen des erstellten Kunstleders bietet darüber hinaus den Vorteil, dass keine nachfolgenden Arbeitsschritte mehr das Prägeergebnis und die Produktperformance beeinflussen können, wie es z.B. bei Verwendung einer geprägten Unterlage und anschließendem Schichtenauftrag der Fall sein kann.
Selbstverständlich kann die Herstellung der Kunstlederschichten auch nach den bewährten Verfahren, insbesondere dem sogenannten Umkehrverfahren erfolgen, bei dem die Aufbringung der pastösen Masse auf einer Unterlage in Betracht kommt, die nach Ausbildung des Films von diesem abgezogen wird, beispielsweise in Form eines geprägten Papiers, Silikonträger, Polyolefinträger, Vakuumprägewalze oder Stahlprägeformen
Es ist somit offensichtlich, dass das erfindungsgemäße Verfahren eine besonders rationelle Herstellungsweise ermöglicht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen stark vergrößerten Schnitt durch ein Kunstleder, hergestellt unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Kunstleders, hergestellt unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Aus der Fig. 1 ist ein Aufbau eines als Kunstleder dienenden Mehrschichtverbundes ersichtlich, wie er beispielsweise als Bezugsmaterial für Sitze zum Beispiel in Automobilinnenräumen Verwendung finden kann. Die einzelnen Schichten sind aufeinanderfolgend ausgehend von einer die Sichtseite bildenden Oberseite mit Bezugszeichen 1 bis 8 gekennzeichnet.
Die oberste Schicht 1 wird von einer die Haptik und den Glanz bestimmenden Lackschicht zum Beispiel auf Basis von Polyurethan oder Acrylat oder Silikon-/ halogenhalti- gen Komponenten gebildet, während die darunter liegende Schicht 2 ebenfalls von einer Lackschicht zum Beispiel auf Acrylatbasis gebildet wird, die dem Verbund Abriebfestigkeit verleiht.
Die darunterliegende Schicht 3 ist wiederum eine Lackschicht, die dem Verbund die gewünschte Farbgebung verleiht und ist daher üblicherweise als Druckschicht unter Einsatz von geeigneten Pigmenten ausgebildet.
Die folgende Schicht 4 stellt eine Adhäsionsschicht dar, die beispielsweise auf Basis einer Lackschicht enthaltend Polyurethan oder Acrylat aufgebaut werden kann. Diese stellt die Haftung der darüber liegenden Lackschichten 1 bis 3 mit der darunterliegenden Deckschicht 5 her.
Die Deckschicht 5 ist aus einem atmungsaktiven Film auf Basis einer wässrigen Polyurethandispersion gebildet, die als Basiskomponenten ein High-Solid-Polyurethan mit mindestens 80 % Feststoffgehalt, eine Seife, Vernetzer und bis zu 10 % Wasser enthielt und streichfähig eingestellt wurde. Nach dem vorangehend erläuterten Verfahren wurde diese streichfähige wässrige Polyurethandispersion auf eine ablösbare Unterlage aufgerakelt und mittels Wärmezufuhr von 120 bis 240 °C während vorzugsweise 40 bis 120 s getrocknet und ausgeliert. Sie kann beispielsweise ein Flächengewicht von 10 bis 1000 g/m2, vorzugsweise 30 bis 200 g/m2 aufweisen.
Darunter liegend ist eine Zwischenschicht 6 ebenfalls auf Basis der vorgenannten Basiskomponenten einer wässrigen Polyurethandispersion vorgesehen, wobei diese Zwischenschicht in Form eines wässrigen Polyurethan-Dispersions-Schlagschaumes oder durch Zusatz von Treibmitteln geschäumt ausgebildet ist, während die darüber befindliche Deckschicht 5 kompakt und ungeschäumt ausgebildet ist. Unterhalb der geschäumten Zwischenschicht 6 befindet sich eine wahlweise kompakte oder geschäumte Adhäsionsschicht 7, die mit einem Flächengewicht von bis zu 250 g/m2 ebenfalls aus der wässrigen Polyurethandispersion zur Ausbildung der Deckschicht 5 hergestellt ist. Diese Adhäsionsschicht 7 stellt die Haftung zu der mit Bezugszeichen 8 gekennzeichneten untersten Trägerschicht dar, die in an sich bekannter Weise von einem textilen oder geschäumten Trägermaterial gebildet wird. Hierbei kann es sich um ein gewebtes, gestricktes, gewirktes Trägermaterial, Abstandssysteme, ein Vlies, Gitter und dergleichen mehr handeln, gegebenenfalls auch unter Zugabe von elektrisch leitfähigen Fasern, um einer antistatischen Aufladung entgegenzuwirken oder um einen atmungsaktiven Polyurethanschaum.
Das Kunstleder gemäß Fig. 1 wird beispielsweise im so genannten Umkehrverfahren hergestellt, indem zunächst in einem ersten Schritt unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Deckschicht 5 auf einer geeigneten, später ablösbaren Papierunterlage aufgebracht wird, in einem nächsten Schritt die geschäumte Zwischenschicht 6 und nachfolgend die Adhäsionsschicht 7 aufgebracht wird. Nach Ausbilden der entsprechenden atmungsaktiven Schichten 5, 6, 7 wird eine Trägerschicht 8 als Unterlage auf die Adhäsionsschicht 7 aufgelegt und mit dieser verbunden. Sodann wird der Verbund von der Papierunterlage abgelöst und auf die Deckschicht 5 werden die vier bereits erläuterten aufeinanderfolgenden Lackschichten 4 bis 1 aufgetragen.
Durch Anwendung geeigneter Verfahren, wie Stahlprägen, Vakuumprägen, Silikon-Tuch- Walzenprägen, Polyolefinträger und dergleichen kann das Kunstleder überdies im Bereich seiner Sichtseite, etwa im Bereich der oberen atmungsaktive Deckschicht 5 sowie den darüber liegenden Lackschichten 1 bis 4 eine eingebrachte Oberflächenprägung in Form einer Leder und/ oder technische Narbstruktur aufweisen.
In der Fig. 2 ist ein auf dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 aufbauendes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Schichtenaufbau von der Ober- bzw. Sichtseite her bis zur Schicht 8 dem Aufbau der Fig. 1 entspricht und zur Vermeidung von Wiederholungen hier nicht nochmals gesondert erläutert wird. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist demgemäß unterhalb des textilen Trägers 8 über eine atmungsaktive Adhäsionsschicht 9, die beispielsweise gedruckt sein kann und einen geeigneten Haftkleber enthaltend PU oder Acrylat umfasst, mit einer nachträglich laminierten Polsterschicht 10 verbunden, die beispielsweise von einem Polyurethanschaum, einem Polyolefinschaum oder dergleichen mehr gebildet sein kann und wahlweise auch aus der wässrigen Polyurethandispersion gebildet sein kann, die auch zur Herstellung der Deckschicht 5 verwendet wird.
Eine solche zusätzliche nachträglich auflaminierte Polsterschicht 10 verleiht einem solchen Kunstleder eine besondere elastische Nachgiebigkeit, wie sie beispielsweise bei Anwendungen für Sonnenblenden, Armlehnen und dergleichen wünschenswert ist. Unterhalb der Polsterschicht 10 befindet sich noch eine textile Rückseitenschicht 1 1 , die zum Beispiel aus einem Gewebe oder Vlies aufgebaut sein kann.
Diese unter Anwendung von bis zu 1 1 Schichten hergestellte Kunstleder weisen eine hervorragende Atmungsaktivität mit Gasdurchlässigkeiten im Bereich von
1 bis 200 dm-2 min-1, Wasserdampfdurchlässigkeiten zwischen 0,1 bis 200 mg cm-2 h~1 , Wasserundurchlässigkeiten im zwischen 2 bis 60 m2 pa~1 w~1 bei hoher Wärme- und Lichtbeständigkeit sowie Abriebfestigkeit auf und eignen sich insbesondere für die Herstellung von Kunstledern für Automobilinnenraumanwendungen, bei denen die Atmungsaktivität als sehr angenehm empfunden wird.
Darüber hinaus werden Ballyflex-Knickstabilitäten von bis zu 400.000 erreicht.
Die Atmungsaktivität eröffnet darüber hinaus auch die Möglichkeit, Wand- und Deckenbespannungen aus nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kunstledern herzustellen, die äußerst widerstandsfähig sind, jedoch etwaig hinter der Wand oder Deckenbespannung befindliche Bauwerksfeuchte problemlos durch die Bespannung hindurch diffundieren lassen, so dass Bauschäden durch Schimmelbildung und dergleichen effektiv vorgebeugt wird.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines atmungsaktiven mehrschichtigen Kunstleders mit einer Trägerschicht (8), mindestens einer auf die Trägerschicht (8) aufgebrachten Zwischenschicht (6, 7) auf Basis eines zumindest teilweise offenzelligen Polyurethanschaumes sowie einer auf die mindestens eine Zwischenschicht (6, 7) vollflächig aufgebrachten porösen Deckschicht (5) auf Basis einer wässrigen Polyurethandispersion, wobei in einem ersten Schritt die wässrige Polyurethandispersion auf eine ablösbare Unterlage aufgebracht und unter Wärmezufuhr der Wassergehalt derselben verdampft und die Deckschicht (5) gebildet wird, nachfolgend die mindestens eine Zwischenschicht (6, 7) auf die Deckschicht (5) aufgebracht und anschließend die Trägerschicht (8) auf die mindestens eine Zwischenschicht (6, 7) aufgelegt und dann die Unterlage von der Deckschicht gelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Polyurethandispersion zur Bildung der Deckschicht (5) aus Basiskomponenten, umfassend
e) High-Solid-Polyurethan mit mindestens 80% Feststoffgehalt, f) ionische und/oder nicht-ionische Seifen,
g) mindestens einen Vernetzer, und
h) Wasser
als streichfähige Masse bereitgestellt und auf die Unterlage zur Bildung der Deckschicht (5) aufgestrichen wird und während einer Zeitdauer von 15 bis 240 s bei 120 bis 240° C getrocknet und ausgehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Seifen der wässrigen Polyurethandispersion zur Bildung der Deckschicht (5) sulfatbasierte Seifen verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aliphatische und/oder aromatische High-Solid-Polyurethane zur Bildung der Deckschicht (5) verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Polyurethandispersion zur Bildung der Deckschicht (5) 50 bis 98,9 Teile High-Solid-Polyurethan, 0,1 bis 40 Teile Seifen und 1 bis 20 Teile Vernetzer um- fasst, mit der Maßgabe, dass die Summe der Teile High-Solid-Polyurethan, Seife und Vernetzer 100 Teile beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Polyurethandispersion zur Bildung der Deckschicht (5) einen Wassergehalt von 0,5 bis 10 % bezogen auf die Summe der Basiskomponenten aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Polyurethandispersion zur Bildung der Deckschicht (5) als Vernetzer Iso- cyanate, Aceridine, Carbodiimide, Melamine und/oder Peroxide aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Poren eines mittleren Porendurchmessers von 1 μιτι bis 1 mm in der Deckschicht (5) ausgebildet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Masse zur Bildung der Deckschicht (5) mittels eines Reverse- oder Roll- coaters, mittels Rasterdruck oder mittels Rakeln auf die Unterlage aufgebracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (5) in einer Dicke von 5 bis 150 μιτι, vorzugsweise 30 bis 100 μιτι auf die Unterlage (6) aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Unterlage eine Kunststofffolie, ein silikonisiertes textiles Flächengebilde oder siliko- nisiertes Papier oder ein metallisches Substrat oder ein mit PTFE beschichtetes Gewebe verwendet wird.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zwischenschicht (6, 7) auf die Deckschicht (5) bzw. die zuvor aufgebrachte Zwischenschicht (6) aufgerakelt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenschicht (6) verwendet wird und die Zwischenschicht (6) ein Schaumgewicht von 200 bis 900 g/l, vorzugsweise 300 bis 800 g/l, weiter bevorzugt 500 bis 700 g/l aufweist und in einer Dicke von 50 bis 1000 μιτι auf die Deckschicht (5) aufgerakelt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Zwischenschichten (6, 7) aufeinander folgend in einer Dicke von jeweils 60 bis 800 μιτι auf die Deckschicht (5) bzw. die Zwischenschicht (6) aufgerakelt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Zwischenschichten (6, 7) mit einer durchschnittlichen Porengröße von 0,1 bis 1000 μιτι erzeugt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Deckschicht (5) auf ihrer der mindestens einen Zwischenschicht (6, 7) abgewandten Seite nach dem Ablösen der Unterlage mindestens eine Lackschicht (1 , 2, 3, 4) aufgebracht wird.
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