DE1560793A1 - Wasserdichtes schichtmaterial und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Wasserdichtes schichtmaterial und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
Patentanmeldung P 15 60 793*9
Anmelderin: Plexa Industria Materie Piastiche S.p.A.,
Gallarate (Italien)
Die Erfindung betrifft ein zusammengesetztes, schichtenförmiges,
aus einem Stoff und einer elastomeren Masse bestehendes Material,
das zur Herstellung von Kleidungsstücken und Waren gebraucht werden kann, die besonders für Schutz- und Sportzwecke geeignet
sind.
Das erfindungsgemäße wasserdichte Schichtmaterial besteht aus einer unteren, durch Schlingenbildung mit Luftzellen versehenen
Textilbahn und einer mit den Schlingenenden verbundenen Bahn und ist dadurch gekennzeichnet, daß die obere Bahn ein elastomerer
Film ist und daß die Enden der Schlingen in den Film, einen Teil seiner Dicke durchsetzend, eingebettet sind.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung dieses schichtförmigen Materials. Das Verfahren ist dadurch
gekennzeichnet, daß die mit den Schlingen versehene Stoffbahn derart in Kontakt mit einer viskosen Lösung eines· elastomeren
Filmmaterials gebracht wird, daß die Enden der Schlingen,
einen Teil der Dicke des Pilmmaterials durchsetzend, in dieses eindringen, wonach das lilmmaterial ausgehärtet wird.
Neue Unterlagen (Art. 7 § l Abs. 2 Nr. l Satz 3 des Änderuncjsges. v. 4. 9.
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-2-
iiormalerweise v;ird die Wasserdichtheit von Textilien durch die
Benutzung wasserabweisender Substanzen oder sonst durch Überziehen
und Verbinden mit synthetischem oder kautschukartigem Material erzielt. Die mit wasserabweisenden Stoffen behandelten
Textilien sind bekanntlich nicht beständig wasserdicht. Diese· Stoffe werden im allgemeinen allmählich entfernt, wenn sie
längeren und wiederholten heftigen Regengüssen ausgesetzt werden,
Die Benutzung von zahlreichen polymeren thermoplastischen oder
elastomeren wasserdichtmachenden Mitteln bringt verschiedene Nachteile mit sich» Die Gewebe, die mit diesen organischen Polymeren
starr verbunden sind, verlieren ihre Elastizität· und Weichheit. Das Erzeugnis wird steif oder bekommt einen Elastizitätsgrad, der der Substanz entspricht, mit der das Gewebe behandelt
worden ist, und das Kleidungsstück wird nach der üblichen Ausdrucksweise als "kalt" bezeichnet. Daher ist der Gebrauch von
mit Kunststoffen oder Kautschuk überzogenen Kleidungsstücken in direkter Berührung mit dem Körper, wie es in vielen praktischen
Fällen, ζ·Β· bei Seemannskieidung oder bei Sportanzügen angebracht
wäre, nicht möglich. Weiterhin erhalten die so behandelten Gewebe Eigenschaften, die sich aus der Art der gebrauchten
Polymeren ergeben·
So wird bei den thermoplastischen Harzen, die durch eine Umwandlungstemperatur
2. Ordnung gekennzeichnet sind, welche erheblich höher als die gewöhnliche Temperatur liegt, die Biegsamkeit
in weitem Umfang durch die Verwendung von Weichmachungsmitteln
erzielt. Aber auch unter diesen Bedingungen wird die Temperatur für die Umwandlung von Kautschuk- in den Glaszustand
-5-
409816/0455 bad
niemals so weit erniedrigt, daß dadurch der Übergang in den glasartigen
Zustand bei normalen Wintertemperaturen verhindert werder könnte.
Außerdem zeigen die niedrigmolekularen Weichmacher, die für die Senkung der Umwandlungstemperatur 2. Ordnung'am geeignetsten sind
normalerweise die Erscheinung, daß sie nach außen-wandern, und
man bekommt daher eine zunehmende Versteifung des harzigen Zustande
s.'
Der Nachteil der Veränderung der Biegsamkeit mit der Zeit und mit der Temperatur kann dadurch beseitigt werden, daß man die
thermoplastischen Polymere durch Elastomere oder kautschukartige Stoffe ersetzt.
letztere erreichen den glasartigen Zustand erst bei sehr niedrigen
Temperaturen, die normalerweise weit unterhalb der Temperaturen liegen, welche den gewöhnlichen atmosphärischen Bedingungen
entsprechen. Die Kautschuksorten, die zu diesem Zweck auf die Gewebe am besten aufgebracht und ausgegossen werden, sind indessen
solche, die aus Dienen hergestellt worden sind, und werden daher leicht durch die Wirkung von Licht und Sauerstoff zersetzt,
Diese Zersetzungen sind von Versteifung und Rißbildung begleitet und daher geht mit der Zeit die Biegsamkeit und Wasserdichtheit
verloren.
Die bekannten Textilgewebebahnen, die aus einem gewirkten, gewobenen
oder plüschartigen Florgewebe bestehen, auf dessen Hückseite
ein undurchlässiger Kunststoffüberzug oder -film aufge-
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bracht ist, haben offenbar den Nachteil, daß sie zwischen dem Gewebe und der Kunststoffschicht kein wärmeisolierendes Luftpolster
besitzen und daß sie praktisch die gleiche Steifheit zeigen wie die starr mit dem Gewebe verbundene Kunststoffschicht
Auch sind "Verbundstoffe bekannt, die aus zwei oder mehreren verbundenen Stoffbahnen bestehen, wobei mindestens eine Stoffbahn
eine rauhe Oberfläche hat, die mit der benachbarten Stoffbahn verklebt ist und wobei die Klebeverbindung ausschließlich
im Bereich der freien Enden der die rauhe Schicht bildenden Faserteile vorgesehen ist. Bei diesen Verbundstoffen kann die
rauhe Oberfläche durch schlingenförmige Pasern gebildet sein·
Jedoch ist bei diesen bekannten Erzeugnissen die Verklebung lediglich punktförmig und infolgedessen sehr schwach und keineswegs
dauerhaft, so daß beim Gebrauch der genannten Verbundstoffe die Stoffbahnen an den Verklebungsstellen bald auseinanderreißen
Infolgedessen ist es bisher nicht gelungen, ein Material herzustellen,
welches die Weichheit des Gewebes mit einer unveränderlichen Geschmeidigkeit und Wasserdichtheit der elastomeren
Schicht vereinigt.
Das erste Ziel der Erfindung ist daher ein zusammengesetztes Schichtmaterial, das frei von den vorherigen lästigen Eigenschaften ist und das sich durch eine völlige Beständigkeit der
Biegsamkeit, Weichheit und Wasserdichtheit auszeichnet.
Bin weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Beschaffung eines iusammengesetzten wasserdichten Schichtmateriala, bei
dem die Verbindung der zwei Komponenten, nämlich der Textil-
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bahn und des elastomeren Films, indirekt mit Hilfe von Luftzellen
"bewirkt wird, wodurch das zusammengesetzte Material tatsächlich
alle erforderlichen Eigenschaften der "beiden einzelner.
Komponenten besitzt, ohne daß die Gegenwart der einen Komponente die erwünschten Eigenschaften der anderen beeinträchtigt oder
vermindert. Das erfindungsgemäß zusammengesetzte Material besitz· die ganze Weichheit der unteren Textilbahn und alle Eigenschaften
des elastomeren Films, d.h. dessen Elastizität, Widerstandsfähigkeit gegen äußere Agentien und gegen Abrieb, Wasserdichthei
sowie Luft- und Dampfdurchlässigkeit.
Das erfindungsgemäße zusammengesetzte Schichtmaterial besteht
zweckmäßig aus:
A) einer Grundlage in Form eines laufmaschenfesten gewirkten
Stoffes aus natürlicher, künstlicher oder synthetischer Faser,
B) Luftzellen, die durch Schlingen erzielt worden sind, die die Aufrauhung auf der Ebene des Stoffes und damit einen ununterbrochenen
Bestandteil des Stoffes darstellen,
C) einem wasserdichten Film aus elastomerem Material,· wobei
der Film auf den oberen !eilen der Schlingen gelagert, aber von der Ebene des Tuches gesondert ist und über dieser Ebene
in gewissem Ausmaß beweglich ist·
Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht der laufmaschenfeste gewirkte Stoff ebenso wie die zusammenhängenden Schlingen,
die aus dem Stoff hervorragen, aus einem mehr- und bzw. oder parallelfädigen Garn mit einer geringen Anzahl von Drehungen r
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pro Meter und mit einer Feinheitsnummer von 20 bis 250 Denier.
Die Garne des Stoffes und der Schlingen können aus einem der
folgenden Polymere bestehen: Polyolefinen, Polyamiden, Polyurethanen,
ferner Polymeren und Copolymeren von Vinylchlorid,. Acrylnitril oder Tetrafluoräthylen. Dieselben Garne können aus
Celluloseacetat oder -triacetat oder aus Seide erzeugt worden sein, während die Verwendung eines Frottiertuches aus Baumwollfaser zweckmäßig sein kann, vorausgesetzt, daß die Schlingen
so ausgebildet sind, daß sie völlig aufrecht stehen.
Nach einer anderen Ausf uhrungsform der Erfindung sind die
Reihen von Schlingen, die die Zwischenlage darstellen, bei einem laufmaschenfesten gewirkten und besonders zusammengesetzten
Stoff ausgebildet, der auf einem Kettenwebstuhl mit einer geeigneten Kammbewegung durch einen aufrauhenden Textilveredlungsprozeß
erhalten worden ist, welcher das Herausziehen von Garn aus der Ebene des Stoffes, ohne es zu zerreißen, gestattet.
Bei besonderen Ausführungsformen der Erfindung besteht der elastomere Film aus einer der folgenden Substanzen:
chlorsulfoniertem Polyäthylen oder Polypropylen, Äthylen-
-Propylen-Copolymeren, Terpolymeren aus Äthylen, Propylen
und einem weiteren ungesättigten Monomeren, Copolymeren von Isobutylen mit geringen Mengen Isopren, Butadien-Acrylnitril-
-Copolymeren, Polyurethanen, Nitril-r oder Polysulfid-siliconkautschukmassen,
Poly-fluorolefinen und Polychloropren.
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Zu diesen Polymeren oder Copolymeren können Pigmente und bzw« oder Farbstoffe, Stabilisatoren, vernetzend wirkende Mittel,
organische oder mineralische, verstärkend wirkende Füllstoffe, dispersionsfordernde Mittel, Vulkanisationsbeschleuniger und
dgl. zugesetzt worden sein.
Je nach den Verwendungszwecken, für die das erfindungsgemäße
Schichtmaterial bestimmt ist, kann man also als Oberflächen Filme mit größerer oder geringerer Abriebfestigkeit, Porosität,
Biegsamkeit usw. einsetzen, so daß man in allen Fällen auf Grund einer guten Auswahl von Füllstoffen und anderen Bestandteilen,
die den vulkanisierbaren oder nichtvulkanisierbaren Gemischen zugesetzt werden, die besten gewünschten Eigenschaften
erhält.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtmaterials wird
zweckmäßig ein laufmaschenfester gewirkter Stoff verwendet, der aus natürlichen, künstlichen oder synthetischen Fasern
erzeugt ist und aus dem Reihen von Schlingen hervorragen, die einen ununterbrochenen Bestandteil der Fäden des Stoffes darstellen;
sodann wird ein Film, der aus einer vernetzten oder nicljt
vernetzten, mit Füllmitteln versetzten oder nicht versetzten elastomeren Substanz erzeugt ist, in der oben angegebenen Weise
mit den Oberteilen der genannten Schlingen verbunden, so daß der Film von der Ebene des Stoffes gesondert angeordnet ist und
in gewissem Ausmaß beweglich ist.
TIm die Zwischenschicht zu erhalten, wird zweckmäßig ein Stoff
gebraucht» der aus viel- und bzw. oder parallelfädigem Garn
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mit einer geringen Anzahl von Drehungen pro Meter und mit einer
Feinheitsnummer von 20 "bis 250 Denier besteht und der auf einem
Kettenwebstuhl mit einer geeigneten Kammbewegung durch einen au: rauhenden Textilveredlungsprozeß hergestellt worden ist, wobei
Garn aus der Ebene des Stoffes ohne Zerreißung herausgezogen wird.
Der elastomere Film, der gegenüber den Schlingen in einer vertikalen
Ebene liegen soll, wird in der oben angegebenen Weise an den Oberteilen dieser Schlingen befestigte Der Raum zwischen
dem Film und der Ebene des darunter liegenden Stoffes ist in der Hauptsache von Luft ausgefüllt; durch die Schlingen werden
ideale Luftzellen gebildet, die den elastomeren Film über dem
Stoff beweglich halten sowie die Weichheit und das geringe Gewicht des Ganzen zur Folge haben und zudem wärmeisolierend
wirken.
Die unabhängige relative Beweglichkeit der Stoffbahn und der elastischen Filmschicht gestattet es, daß bei normaler Beanspruchung
durch die Bewegungen des menschlichen Körpers die spezielle Weichheit des Stoffes und die spezielle Formbeständigkeit
des Elastomeren den Kleidungsstücken erteilt werden.
Die besondere Struktur des Schichtmaterials wurde fertiggestellt im Hinblick auf die Funktion und das Verhalten von
tierischen Häuten und besonders der menschlichen Haut. Bekanntlich besteht die Haut aus einer oberen Schutzschicht
(Epidermis-Dermis), die auf einem fettreichen Gewebe lagert, welches die Bewegung der Haut ermöglicht. Die Verbindung _^_
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BAD ORK31NAL
zwischen der Dennis und dem darunterliegenden Gewebe wird durch
kompakte Fasern von Bindegewebe mit bündelartiger Struktur bewirkt,
welche die fettreiche Schicht durchqueren. Infolgedessen hat die obere Schutsschicht wie bei dem erfindungsgemäßen
öchichtmaterial die Fähigkeit, sich in gewissem Ausmaß unabhängig
zu bewegen, obwohl sie völlig mit den darunterliegenden Schichten verbunden ist.
Ferner ist es gelungen, dem elastischen Film in Analogie zum
Verhalten und zur Funktion der Haut eine geeignete Durchlässigkeit für Luft und Wasserdampf zu erteilen und dies stellt einen
weiteren Zweck der Erfindung dar. Die Möglichkeit der Beseitigung von Feuchtigkeit, die als Ausdünstung des menschlichen
Körpers erzeugt wird, und eine genügende Belüftung der Haut sind unerläßliche Eigenschaften aller Kleidungsstücke.
Bei Stoffen und Kleidungsstücken im allgemeinen ist diese Ausdünstung
gewöhnlich mit"Wasserdurchlässigkeit verbunden.
Der elastische Film, der erfindungsgemäß gebraucht wird und aus wasserabweisendem Material erzeugt ist, besitzt hingegen
eine so feine Porosität, daß er Ausdünstungen-den Durchtritt
gestattet, doh. er ist durchlässig für Gase und Dämpfe und
undurchlässig für Wasser. Diese erstaunliche Wirkung wird in sehr einfacher Y/eise erreicht, indem man auf dem Stoff einen
Film befestigt, der von einer sehr feinen Suspension von kautschukartigen Polymeren in einem geeigneten Medium erhalten
worden ist. Eine aufeinanderfolgende Behandlung unter Hitze und Druck ermöglicht das Zusammensintern der verschiedenen
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Teilchen, wodurch, eine einzige, sehr feinporöse Schicht gebildet
wird.
Die Gegenwart geeigneter Vernetzungsmittel kann während dieses Arbeitsganges gewünsentenfalls die Vernetzung des verwendeten-Elastomeren
bestimmen. In diesem Falle erhält der 1'1Hm alle
vorteilhaften Eigenschaften, die eine solche Arbeitsweise ermöglicht, wie den Sachverständigen bekannt ist.
Da kautschukartige Polymere gewählt worden sind, haben die Elaste
mere hohe "./idersxandsfähigkeit gegen atmosphärische Einwirkungen
und sind gegen die Zersetzungswirkung selbst härterer atmosphärischer Bedingungen widerstandsfähig.
Die Aufbringung des elastomeren Films auf die Außenseite der
Schlingen kann durch direktes Aufsprühen mit Hilfe einer rotierenden Scheibe oder indirekt mit Auflegewalzen durchgeführt
werden, liacli einer bevorzugten Aus führung s form wird ein elastomerer
Film auf einem nicht haftfähigen Material (Papier oder Tuch mit einer nicht haftfähigen Schicht, die Silicone oder
Polytetrafluorethylen als Grundbestandteile enthält) oder auf Metallplatte*! bereitet und auf die oberen Teile der Schlingen
des Stoffes mit passend eingestellten Walzen übertragen.
Weitere besondere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
irzeugnisse und Arbeitsweisen werden in der Beschreibung aufgeeigt. Zur Jirläuterung der Struktur des erfindungsgemäßen Schicht
materials wird diese in den Figuren 1 bis 3 der Zeichnung dargestellt. Die Figuren 2 und 3 zeigen zwei skizzierte Längsschnitte
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durch das erfindungsgemäße Erzeugnis. Figur 1 zeigt einen Teil
des mit Schlingen versehenen Stoffes. Aus den Zeichnungen ist klar ersichtlich, daß die Schlingen der ununterbrochene Bestand- |
teil oder die. ohne Unterbrechung hervorgehobenen Teile des Garns I aes Stoffes TS sind· Die Schlingen sind also nicht aus Stummeln I
von zerrissenen oder geteilten hervorstehenden oder hochgezoge- I nen Garnteilen erzielt worden, welche die Stoffgrundlage schwä- ι
hen wurden und die kein elastisches Kissen für den darüber gel?.-'
gerten Film bilden würden, selbst wenn dichte Reihen von ausgedehnten gleitenden Garnteilen auf dem St'off vorhanden wären,
überraschenderweise ermöglichen nur dichte Reihen von Schlingen in der Form von Halbellipsen und Halbkreisen oder umgekehrten
Parabeln, die durch fortlaufendes Ausziehen der Garnfäden erhalten worden sind, das indirekte Befestigen des elastomeren
Films an dem Stoff und die Bildung von Luftζeilen. Leshalb
kann die zusammenhängende Schicht von Fadenschlingen nicht mit dem ungeordneten Kräuseln verwechselt werden., welches mit voluminösen
Garnen oder durch Schleifen von Garn erhalten werden
Es ist wesentlich für das erfindungsgemäße Erzeugnis, daß die
Schlingen völlig senkrecht stehen mit einer länge von vorzugsweise
25 bis 200 Mikron, damit sie den elastomeren Film beweglich tragen. Gewünschtenfalls können dem elastomeren Film runzelartige
Unebenheiten erteilt werden, so daß er Häuten oder natürlichem Leder ähnlich wird. Dies kann mit bekannten Vorrichtungen
eschehen, z.B. durch Schrumpfenlassen des Stoffes, nachdem der
Film mit ihm verbunden worden ist, oder durch mechanisches Gaufrieren. t -12-
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Aus Figur 2 ist deutlich erkennbar, wie der elastomere Film PE aufliegt und auf den oberen Teil der Schlingen A befestigt ist,
indem er Raum für die Luftsellen IA läßt, da er nicht in direkten Kontakt mit dem Stoff TS kommt. Infolge dieser Struktur, die
eine wesentliche Eigenschaft der erfindungsgemäßen Produkte ist,
wird beim Blasen von der Seite des elastomeren Films, falls dieser
nicht porös ist, kein Durchtritt von Luft erhalten, während die Luft hindurch tritt, wenn man von der Seite der gewirkten
Grundlage her bläst, so daß die Luft sich in den Zellen IA zwisch dem elastomeren Film PE und der Stoffgrundlage TS ausdehnen kann.
Figur 3 zeigt eine bevorzugte Arbeitsweise zum Befestigen des
Filmes PE (der auf einer nicht haftfähigen Unterlage C vorgeformt ist) an dem Stoff TS, der mit Schlingen A versehen ist, dur
line passend eingestellte Walze B0
In Folgendem werden zur Erläuterung der Herstellung der elastomeren Filme, die bei der Herstellung des erfindungsgemäßen
Schichtmaterials als Ausgangskomponenten gebraucht werden können, verschiedene Arbeitsweisen angegebeno Die Erfindung ist jedoch
nicht auf die Anwendung der nach diesen Arbeitsweisen erhaltenen Filme beschränkt.
Ansatz a·
90 g eines linearen Polyesters aus Diäthylenglykol und Adipinsäure
mit einem Molekulargewicht von 1500 bis 2000 werden mit
90 g eines Gemisches aus 80 $ m-Toluylen-diisocyanat und
20 $> p-Toluylendiisocyanat unter Umrühren in einer von Feuchtigeit
freien Atmosphäre vermischt· Man läßt die Umsetzung etwa ..,
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eine Stunde lang vor sicli gehen, indem man die Temperatur allmählich
auf 800C erhöht. Man "bereitet eine Lösung des Raaktionsproduktes
in einem trockenen aromatischen Lösungsmittel (Benzol, Toluol oder Xylol) im Mengenverhältnis von 50 : 50 und gibt eine
Katalysator aus N-Äthyl-morpholin im Verhältnis von 1,5 1° der
Gesamtmenge von Polyester und Diisocyanat hinzu. Dann wird eine dünne Schicht des Produktes auf ein Papier aufgesprüht, das mit
Silicones "behandelt worden ist, das Lösungsmittel wird durch Erhitzen auf etwa 100°C.verdampft und man erhält einen elastischen,
transparenten Mim mit den folgenden mechanischen Eigenschaften:
Zugfestigkeit ' 180 kg/cm
Dehnung 600 $
Elastizitätsmodul bei 300 fi 20
Shore-Härte A 60
Ansatz b.
100 g eines Ithylen-Propylen-Copolymeren, das 55 $ Mol Propylen
enthält und eine Viskosität ML (1 +4) von 45 bei 1000G besitzt,
werden in einem Walzenmischer unter Zusatz von 2 g Benzoylperoxyd und 0,2 g Schwefel aufgearbeitet. Man löst dann das Gemisch
in einer solchen Menge Heptan, daß man eine 15^-ige Lösung des .
Elastomeren erhält. 100 ecm dieser Lösung werden mit 50 ecm
Aceton unter Rühren derart behandelt, daß man eine sehr feine Suspension des Polymeren erhält, das in gequollenen Zustand
übergeführt worden ist'· Diese Sü^ension wird auf eine Unterlage
aus Papier oder Stoff gesprüht, die durch Behandlung mit SiIiwonen
oder Polytetrafluoräthylen nicht haftfähig gemacht worden ist, und der PiIm wird zuerst in Aceton getaucht, um- den Haupt-
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teil des Heptane zu beseitigen und um das Polymere zu koaguliere^.,
dann in V/asser getaucht, um das Aceton zu entfernen. Eine ein»
wandfreie Entfernung des Lösungsmittels kann durch, eine einige Minuten anhaltende Behandlung mit Dampf bei 1000C bewerkstelligt
werden. Durch eine aufeinanderfolgende Behandlung mit Dampf . und unter Druck während 15 Minuten bei 16O0C wird ein vulkanisierter
elastischer PiIm erhalten, der für Luft und Dampf durchlässig und für \7asser undurchlässig ist.
Ansatz c.
Man verfährt im übrigen wie bei Ansatz b angegeben, bereitet jedoch eine Lösung, in der ein Gemisch der folgenden Zusammensetzung
gelöst ist:
A'thylen-Propylen-Copolymer 100 Gewichtsteile
Kieselsäure 10 " "
Titandioxyd 5 " "
Maleinsäurediallylester 3 " "
Schwefel 0,2 » "
Benzoylperoxyd 2 " "
Dann wird wie nach Ansatz b ein elastischer Film hergestellt, der durchlässig für Dampf und Luft und undurchlässig für Wasser
ist und die folgenden mechanischen Eigenschaften besitzt:
Zugfestigkeit 50 kg/cm
Dehnung . ' 450 #
Elastizitätsmodul bei 300 ^ 35
Der Gebrauch von Füllstoffen ermöglicht es, dem elastischen Film bessere mechanische Eigenschaften und eine höhere Abriebfestigkeit
je nach der gewünschten Verwendung des erfindungsgemäßen Produktes zu erteilen. „._
Id
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Die Durchlässigkeit für Wasser wurde bei dem elastomeren Film bestimmt, nachdem dieser mit einem laui'maschenfesten gewirkten
Polyamidstoff aus Garn von 30 Denier (der z.B. nach einer der weiter unten· beschriebenen Arbeitsweisen hergestellt worden ist
verbunden worden war. Die Bestimmung wurde nach der Methode von ASTM (American Society for Testing Materials) D 583 - 58,
ZoB. gemäß dem Verfahren in Abschnitt O, vorgenommen. Die
Bestimmung ergab, daß bis zu 180 cm Wassersäule kein Wasser hindurchtritt.
Die Durchlässigkeit für Dampf wurde nach folgendem Verfahren festgestellt:
Ein Wasser enthaltendes Gefäß wird durch den zu prüfenden elastomeren Film fest verschlossen und in ein Gefäß eingesetzt,
das wasserfreies Calciumchlorid enthält. Die Wassermenge, die durch die Membran hindurchtritt, wird aus der Gewichtsveränderung
des Wasser enthaltenden Gefäßes ermittelt. Bei dem elastomeren Film wurde ein Wasserdampfdurchtritt von 4 bis 5 mg
Wasser auf 100 m und pro Stunde gefunden. Ein Vergleichsversuch
bei dem anstelle des elastomeren Filmes leder natürlichen Ursprungs, das bekanntlich sehr durchlässig für Ausdünstungen ist,
eingesetzt wird, zeigt einen Wasserdampfdurchtritt von 6 bis 8 mg pro Stunde.
Ansätze d, e, f·
Weitere elastische Filme wurden hergestellt, indem Gemische
verwendet wurden, die/als Hauptbestandteil Hitrilkautschuk
(z.B. J3year 1042) bzw* Butylkautschuk (Butile 325) bzw.
Chloropren-Käutschuk, (Heopren W) enthielten. Die Zusammen- 1C
Setzungen der Gemische mit den betreffenden mechanischen Eigenschaften
werden in der folgenden Tabelle angeführt· Zur Herstellung der Filme v/urden vorzugsweise die in den vorhergehenden
Abschnitten (a bis c) beschriebenen Arbeitsweisen angewendet, nach denen eine Lösung des Gemisches bereitet, die
Lösung auf eine nicht haftfähige Unterlage gesprüht, das Lösungsmittel entfernt und eine Vulkanisation unter Druck mit
Dampf vorgenommen wird.
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- 17 - | Ansatz d | 1 | 1 | Ansatz | 560793 |
Tabelle | 100 | 10 | - | ||
Mischungsbestandteile | - | 10 | 100 | e Ansatz f | |
llitrilkautschuk 1' . | — | 5 | - | - | |
2) Butylkautschuk ' |
65 | ■ - | - | ||
Chloroprenkautsch.uk ·" | 0,3 | 100 | |||
Stearinsäure | 1 | - | - | ||
Polyterpenharz | - | - | - | ||
Dibutylphthalat | - | - | - | ||
Zinkoxyd | - | - | - | ||
Büß SRP | - | 2 | - | ||
Tetramethylthiuram-monosulfid | — | 20 | - | ||
Schwefel | - | 1 | 2 | ||
Hartkaolin | - | 3 | - | ||
p-Chinondioxim | - | 1,0 | - | ||
Glycerin | - | 1,0 | - | ||
Tellurdiäthyldithiocarbamat | - | - | |||
2-Mercaptobenzothiazol | - | - | - | ||
Hichtfärbendes Antioxydati.onsmittel | - | - | 2 | ||
Magne s iumo xyd | - | - | 4 | ||
4) Petroleuinwachs Heliozon ' |
30 Min0 | - | 3 | ||
Titandioxyd | 1500G | — | 2 | ||
leichtes Mineralöl | - | 15 | |||
2-Mercaptoimidazolin | 140 | - | 1,5 | ||
Di-(2-benzothiazyl)-disulfid | 20 Min. | 1 | |||
5) Verzögerungsmittel W ' |
16O0G | 2 | |||
Vulkanisationszeit | 20 Min. | ||||
'Vulkanisationstemperatur | 150 | 14O0G | |||
Mechanische Eigenschaften | |||||
Zugfestigkeit | 1501a.. | ||||
409816/0455
Dehnung -
Elastizitätsmodul bei 300 $> 2 Shore-Härte A 45
1560793 | |
400 | 600 |
50 | 50 |
'Nitrilkautsehuk "Hycar 1042", Goodrich Chemical Komp.,
2)
J Butylkautschuk »Butile 325", Enjay Butyl,
^'Chloroprenkautsch.uk "Neopreme W", i)u Pont de Nemours & Co.Ine,
^"Heliozone", Du Pont de Nemours & Co,Ing,,
"Retarder W", Du Pont de Nemours & Co, Ine (Salicylsäure mit
Dispersionsmittel).
Ansatz g.
Ein elastomeres Material aus chlorsulfoniertem Polyäthylen
(S = 1,4 fi, Cl = 27 °/o) wurde in einem Walzenmischer durchgearbeitet
und mit den Zusätzen vermischt, die in Folgendem angegeben sind:
Chlorsulfoniertes Polyäthylen 100 Gewichtsteile
Hydriertes Kolophonium 2,5 " M
Calciumcarbonat 80 " "
Magnesiumoxyd 20 " rl
Dipentamethylenthiuramtetrasulfid 1 » »
Das Produkt wurde in Tetrachlorkohlenstoff gelöst, bis die Lösung 15 % an Elastomeren enthielt, und dann wurde die
lösung auf eine nicht haftfähige Unterlage gesprüht. Nach Beseitigung des Lösungsmittels und nach einer Vulkanisation,
die 30 Minuten lang unter 7 Atmosphären durchgeführt wurde, hatte der elastomere PiIm die folgenden Eigenschaften:
Zugfestigkeit 220 kg/cm2
Dehnung 200 % -19-
409816/0455
lastizitätsmodul bei 100 % 124
3hore-Härte A 77
Vorbereitung des Stoffes
Cn Folgendem wird die Anwendung eines Stoffes aus durchlaufender·
γηthetisehen Fasern beschrieben, der nach einem entsprechenden
Pextilveredelungsverfahren besonders geeignet zur Verbindung mit
ilastomeren Filmen und demnach zur Herstellung der erfindungs- ^emäßen Erzeugnisse wird. Der Textilstoff ist ein laufmaschenfester
gewirkter Stoff, der auf einem Kettenwebstuhl bearbeitet orden ist, auf dem durch eine geeignete Kammbewegung ein solches
ewebe erhalten wird, daß die Garnfäden geschliffen werden können enn sie angespannt werden. Der Stoff wird dann der Wirkung einer
aschine ausgesetzt, die mit rotierenden Rollen versehen ist, eiche mit einem aushebenden Riemen .belegt sind. Die Wirkung der
aschine ist derart, daß ein Teil der Fäden der ununterbrochen fO3taufenden
Garne über die Ebene des Stoffes hoch gehoben wird untea
iwangsläufiger Bildung von Reihen von Schlingen, die auf der berfläehe des Stoffes regelmäßig angeordnet sind. Hierbei findet
einerlei Zerreißung der einzelnen G-arnfäden statt· Die Zahl und
ichte dieser Schlingen ist so groß, daß sich parallel zu der ursprünglichen Ebene des Stoffes eine neue Oberfläche ausgebildet
at,- die aus den Scheiteln der Schlingen zusammengesetzt ist. lese neue samtähnliche Oberfläche ist durch eine beträchtliche
tiegsamkeit und Elastizität sowie durch einen gleichmäßigen Zuammenhang
gekennzeichnet, da jede Schlinge senkrecht zur Ebene es Stoffes angeordnet und in dieser Stellung beständig ist.
lese Beschaffenheit würde nicht erreicht, wenn z.B« während
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des Arbeitsganges das Hochziehen an den Garnen so ausgeführt werden würde, daß das Garn zerreißen und dadurch der Zusammenhang
des Garnes unterbrochen würde. In diesem Falle würden die aus dem Stoff herausgehobenen Garnstummel eine unstabile Lage
haben und dazu neigen, auf der Ebene des Stoffes aufzuliegen, wenn sie einem Druck unterworfen werden. Hierbei wäre auch,
die Elastizität der neuen Oberfläche herabgesetzt und der Zusammenhang dieser Oberfläche wäre unterbrochen.
Das würde ein Hindernis für die Herstellung der erfindungsgemäßen Erzeugnisse bilden, bei der ein elastischer Film aufgebracht
wird, welcher auf der Oberfläche der oberen Teile der Schlingen beweglich ist und demnach parallel zur Ebene des
Stoffes angeordnet ist. Die.Garne, aus denen der gewirkte Stoff besteht, haben Feinheitsgrade von 20 bis 250 Denier und enthalten
viele und bzw. oder parallele Fäden mit 20 bis 30 Verwindungen pro Meter.
Verbindung der Stoffbahn mit dem Film Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die mit den Schlingen
versehene Stoffbahn derart in Kontakt mit einer viskosen Lösung eines elastomeren Filmmaterials gebracht, daß die Enden der
Schlingen, einen Teil der Dicke des Filmmaterials durchsetzend, in dieses eindringen, wonach das Filmmaterial ausgehärtet wird.
lie oben erwähnt, wird der Film zweckmäßig zunächst auf eine
nicht haftfähige Unterlage, besonders auf Papier oder Stoffe, äie mit Siliconen oder Poly-tetrafluoräthylen behandelt worden
aind, gesprüht. Wie aus Figur 3 ersichtlich, wird der Stoff «i
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nit den nach außen angeordneten Schlingen A vermittels einer
Walze B an dem Film PE befestigt, der auf der Unterlage 0 aufgebracht ist. BIe Entfernung zwischen der Walze B und dem alastoneren
PiIm PE wird so eingestellt, daß nur die Oberteile der
Schlingen A in den Film PE.eindringen. Die Vulkanisation .des
Films PE kann gewünschtenfalls nach Herstellung der Verbindung
ausgeführt werden. Bekanntlich wirft das Verbinden von Kautschuk nit synthetischen Stoffen das Problem des Haftvermögens auf,
Jedoch ist dieser Umstand nur dann von technischer Bedeutung,
nn unpolare Elastomere, zoB. Äthylen-Propylen-Copolymere oder
Butylkautschuk, verwendet werden. In diesen Fallen kann das
Haftvermögen bis zur Erreichung befriedigender Werte verbessert verden, wenn man geeignete, aus der Literatur wohlbekannte Arbeitsweisen
anwendet. Z0B0 können ausgezeichnete Ergebnisse von
llgemeiner Gültigkeit erhalten werden, wenn man den Stoff mit
ösungen derselben Gemische, die für die elastomeren Filme zu bereiten sind, unter Zusatz geringer Mengen von Polyisocyanaten
1 bis 5 7°) und Kondensationsprodukten von Isocyanderivaten
ntensiv durcharbeitet. Unter den vorgenannten Verbindungen sind iesonders geeignet zoB, Triphenylmethantriisocyanat und
,4'-Diphenylmethandiisocyanat. Diese Verbindungen werden zur
erbesserung des Haftvermögens bei gewissen Ausführungsformen es erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt verwendet. Dies schlie.
edoch nicht die Anwendung der zahlreichen anderen Klebemittel us, die bekanntermaßen für einschlägige technische Zwecke
ebraucht werden.
B e i s pie 1 1
verfährt wie vorstehend angegeben und verbindet den nach
verfährt wie vorstehend angegeben und verbindet den nach
409816/0465
Ansatz a bereiteten Film, der in bestimmter Weise durch Umsetzung eines aus Adipinsäure und Diäthylenglykol erhaltenen Polyesters
mit lOluylendiisocyanaten und eine Behandlung des xleaktionsproduktes
erzielt worden ist, mit einem laufmaschenfesten gewirkten
Polyamidstoff aus Garnen von 70 Denierο Der Polyamidstoff ist gemäß den obigen, die Vorbereitung des Stoffes betreffenden
Angaben behandelt worden.
Die erhaltenen Artikel sind gut verwendbar für nautische Zwecke, für leichte, isolierende und wasserdichte Stoffe, für Zelte
und allgemein für wasserdichte Gegenstände.
Die mechanischen Eigenschaften des so erhaltenen Schichtmaterials
sind diejenigen des 'Polyamidstoffes, während die Elastizität,
ifVasserdichtheit und Porosität den Eigenschaften des elastomeren
Materials entsprechen. Überraschenderweise werden die Eigenschafen der einen Komponente des verbundenen Materials in keiner
/eise durch die Gegenwart der anderen Komponente beeinflußt, was
luf die Iiuftzellen zurückzuführen ist.
Beispiele 2 bis 4 lan verfährt wie in Beispiel 1, wendet jedoch einen Film aus
Butylkautschuk bzw. Chloroprenkautschuk bzw. chlorsulfoniertem
olyäthylen an. Die Filme sind gemäß den oben angeführten Ansätze: i, f bzw. g hergestellt worden. Auch in diesen Fällen erhält man
Schichtmaterialien, die die gesamte Weichheit des Polyamidstoffes
ind alle Oberflächeneigenschaften (Undurchlässigkeit, Porosität,
Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung und Rißbildung) des verwenleten
Films besitzen.
40 9816/045 5
Be i B-p i e 1 5
Gemäß den obigen Anweisungen wurde der nach Ansatz a bereitete
elastomere PiIm und ein laufmaschenfester gewirkter Polyamidstoff
Terbunden. Der Polyamidstoff bestand aus Garnfäden von 40 Denier und war nach den die Vorbereitung des Stoffes betreffenden
Angaben behandelt worden. Man erhielt Artikel von besonders geringem Gewicht für Alpinistenkleidung, die Bewegungen nich-t
hindern, aber angemessenen Schutz auch bei sehr niedrigen Tempe- |
raturen bieten.
Elastomere Filme aus Polyurethanen bzw. A'thylen-Propylen-
-Copolymeren (s. Ansatz c) bzw. Butadien-Acrylnitril-Copolymeren (s. Ansatz d) bzw. chlorsulfoniertem Polyäthylen (s. Ansatz g)
wurden in der vorstehend angegebenen Weise mit einem laufmascheniesten gewirkten Polyamidstoff verbunden. Der Polyamidstoff
bestand aus Garnfäden von 60 Denier und war nach den vorhergehenden
Angaben vorbereitet worden. Die erhaltenen Schichtmaterialien sind geeignet zur Herstellung von Monteuranzügen und
von Kleidern, die zum Arbeiten in mit Fremdstoffen oder toxischer
Chemikalien verunreinigter Atmosphäre bestimmt sind, da sie besonders bequem zu tragen und durch den aufgebrachten elastomere}!
Film chemisch widerstandsfähig sind«,
rgebnisse, welche denen der Beispiele 1, 2, 4 und 5 ähnlich
waren, wurden erhalten, wenn man die gleichen elastomeren Filme auf laufmaschenfeste gewirkte Stoffe aufbrachte, die aus Garnen
on 80 Denier Feinheitsgrad aus Acrylfaser (Dralon, Orion, LeacriL)
409816/0455
BAD
bzw, aus Polyesterfaser (Terylene) erzeugt und nach den obigen
Angaben vorbereitet worden waren. Die' Verbindung zwischen dem ii'ilni und den Faäenschlingen wurde mit der aus Figur 3 ersichtlichen
Arbeitsweise hergestellt. Dieses Verfahren erwies sich als besonders einfach und wirkungsvoll. Man erhielt Schichtmaterialien,
die für verschiedenartige Anwendungsgebiete geeignet sind.
Elastomere Filme von Äthylen-Propylen-Gopolymeren, die nach den
Ansätzen "b und c erhalten worden sind, wurden nach der obigen Arbeitsv/eise an einem laufmaschenfesten gewirkten Stoff befestigt
der aus vielfädigem Garn von 60 Denier aus Polypropylen (Meraklon)
erzeugt und nach den vorhergehenden Angaben vorbereitet worden war. Man erhielt ein sehr leichtes, zähes, gegen atmosphärische
und chemische Einwirkungen v/iderstandsfähiges Schichtmaterial.
Dieselben Filme wurden auf Stoffe (Bhovile, Movil) aufgebracht und zwar mit Ergebnissen, die denen der vorhergehenden
Beispiele ähnlich waren. Man erhielt ebenfalls ein Schichtmaterial, in dem die Weichheit der Stoffgrundlage ebenso
wie die Eigenschaften des elastomeren Films unverändert infolge des aus luftzellen bestehenden Zwischenraumes beibehalten waren·
409816/0455
Claims (4)
1) Wasserdichtes Schichtmaterial, bestehend aus einer unteren, durch Schlingenbildung mit Luftzellen versehenen Textilbahn
und einer mit den Schlingenenden verbundenen Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Bahn ein elastomerer PiIm ist,
und daß die Enden der Schlingen in den Film, einen Teil seiner Dicke durchsetzend, eingebettet sind.
2) Schichtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Textilbahn in Form eines laufmaschenfesten, ge-
' wirkten Tuches aus Garnen mit 20 bis 50 den. Feinheit aus
Polyamiden, Polyestern, Polyolefinen oder Polymeren oder Copolymeren von Acrilonitril oder Vinylchloriden ausgebildet
ist.
3) Schichtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die mit Schlingen versehene Stoffbahn ein Velour, vorzugsweise ein aus synthetischen Fäden gewirkter Veloar ist.
4) Verfahren zur Herstellung eines. Schichtmaterials nach Ansprüchen
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Schlingen ver-
-2-
4 0 9816/045 5
M
-*- T560793
sehene Stoffbahn derart in Kontakt mit einer viskosen
Lösung eines elastomeren Filmmaterials gebracht wird, daß die Enden der· Schlingen, einen Teil der Dicke des Filmmaterials
durchsetzend, in dieses eindringen, wonach das Filmmaterial ausgehärtet wird.
BAD CSiGlNAL
4098 16/OAöb
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