DE1560793A1

DE1560793A1 - Wasserdichtes schichtmaterial und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE1560793A1
Application number: DE19651560793
Authority: DE
Inventors: Augusto Brunner; Fulvio Costa; Luigi Falcone
Original assignee: Flexa Industria Materie Plastiche SpA
Current assignee: Flexa Industria Materie Plastiche SpA
Priority date: 1965-08-24
Filing date: 1965-08-12
Publication date: 1974-04-18
Also published as: NL6511057A; DE1560793B2; NL150047B; US3481821A; GB1121650A

Description

Patentanmeldung P 15 60 793*9

Anmelderin: Plexa Industria Materie Piastiche S.p.A., Gallarate (Italien)

Wasserdichtes Schichtmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung

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.

409816/0455

-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-

409816/0455

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-

409816/0455

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

409816/0455

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.

409816/0455

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

409816/0455

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 _^_

409816/0455

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, d_oh. 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

409816/0455

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

409816/0455

BAD CfiKäiNAL

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-

409816/0455

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 angegeben_o 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 ..,

409816/0455

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-

409816/0455

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

409816/0455

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.

9816/0455

- 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	150_1a..

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

409816/0465

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

409816/0455

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, z_oB. 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 z_oB, 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

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

BAD OHK3INAL

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.

Beispiele 6 bis 9

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«,

Beispiele 10 bis 15

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.

Beispiele 14 und 15

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

Patentansprüche

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