DD294057A5 - Verfahren zur beschichtung von leichten geweben unter beibehaltung der textilen eigenschaften - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von leichten Geweben unter Beibehaltung der textilen Eigenschaften und bezieht sich auf die Herstellung beschichteter Gewebe zur Verarbeitung in der Konfektionsindustrie, beispielsweise zur Herstellung von Anoraks und dergleichen. Erfindungsgemaesz wird eine Loesung mit einer Viskositaet von 20 000 bis 40 000 mPas einseitig auf das Gewebe aufgetragen, wobei die Loesung auf 100 Gewichtsteile 20 bis 40 Gewichtsteile eines Polyurethans enthaelt, das Alkoxy-Endgruppen und freie ortho- und /oder para-Wasserstoffatome, bezogen auf eine Urethangruppe, aufweist und bei einem Molekulargewicht von 30 000 bis 50 000 eine lineare Struktur hat, die weiter 1 bis 10 Gewichtsteile eines partiell mit aliphatischen Alkoholen veretherten Melaminharzes mit einer Formaldehyd-Funktionalitaet von 4 bis 6 und als Katalysator eine in organischen Loesungsmitteln loesliche starke Saeure enthaelt und bei einer Temperatur von 100 auf 135C ansteigend die Loesungsmittel verdampft werden unter Ausbildung eines geschlossenen Beschichtungsfilmes.{Beschichtung; leichte Gewebe; Loesung; Polyurethan; Melaminharz}

Description

Anwendungsgebiet dor Erfindung

Dio Erfindung betrifft ein Verfohron zur Beschichtung leichter Gewobe aus natürlichen odor synthetischen Fasorn. Die beschichteten Gowobe sind wasserundurchlässig, weisen jedoch woitorhin textile Eigenschaften) auf. Sio werden zum Beispiel in der Konfektionsindustrie zu Anoraks und dergleichen vorarboitot.

Charakteristik dos bekannten Standes der Technik Die Beschichtung mit filmbildcndon Polymeren wird in der Textilindustrie) zur Herstellung wasserundurchlässiger Stoffo

angewendet. Dabei ist es für bestimmte Anwendungen erwünscht, daß dio toxtilon Eigonschafton erhalton bleiben. Das gilt vor allem für das Flächengewicht und die Griffigkeit der Gowobe. Die beschichteten Gowobe solion dio erzielten Eigenschaften, insbesondere die Wassorundurchlässigkeit, während dei Anwendung, das heißt bei Bewitterung, Waschen, Chomisch-Reinigcn, nicht verlieren. Dor Boschichtungsfilm soll nur auf der Auftragsseite vorliegon, daß hoißt das Gewebe nicht durchdringen, weil sich sonst ein Sandpapieroffekt einstollt.

Dio Beschichtung wird in der Textilindustrie auf kontinuierlich arbeitenden Anlagen vorgenommen). Häufig wird oino Lösung des Polymeren beziehungsweise von polymerbildenden Substanzen mittels Rakel und Dosierwalzen auf das Gewebe aufgebracht,

worauf sich in einem beheizten Trockonkanal das Verdampfen der Lösungsmittel sowie gegebenenfalls die Polymerenbildung anschließen.

Es gehört zum Stand der Technik, daß auf die zu beschichtenden Gewebe Lösungen aufgebracht werden, die ein lösliches Polyurethan und eine Vernetzerkompononto enthalten. Im Ergebnis der Wärmeeinwirkung im Trockenkanal bildet sich auf dom Gewebe ein flexibler wasserundurchlässiger vornetzter Polyurothanfilm aus. Als Vernetzer wird häufig ein Polyisocyanat in Kombination mit einom Katalysator eingosotzt. So wird in der DE-OS 3339244 die Verwendung von Addukten aus Toluylendiisocyanaten mit Trimethylolpropan als Vernetzungsmittel beschrieben. Ein anderes Verfahren der Isocyanatvernetzung unter Verwendung von Polyphenylmothanpolyisocyanaton wird in DD 212346

beschrieben.

Die hohe Reaktivität dieses Systems gewährleistet zwar eine Vernetzung unter schonenden Bedingungen, hat aber zur Folge,

daß sich während des Durchlaufs der üblichen Stoffpartien infolge der bereits bei Raumtemperatur einsetzenden

Vernetzungsroaktionen die Eigenschaften der Lösung merklich ändern. So orhöht sich zum Beispiel die Viskosität bereits

innerhalb einer Stundo spürbar. Infolgedessen ist eine aufwendige Regeltechnik notwendig, um Stoffpartien mit konstantem

Materialauftrag und gleichen Eigenschaften zu erhalten. Die Isocyanate sind außerdem stark giftige Substanzen. Bei der Rückstandsvernichtung entstehen aromatische Diamine, die obenfalls gesundheitsschädlich sind und für dio der Vordacht auf

cancerogene Wirkung besteht.

Eine weitere bekannte Vornotzerkomponente für Polyurethane sind Melaminharze in Kombination mit einom Säurekatalysator,

wie in den DE-OS 2025173, 2611782,2611783 wio auch DE-OS 2414803 und 3333072 beschrieben. In diesem Fall werden

Polyurethane mit Hydroxylendgruppon eingesetzt. Im Trockenkanal der Boschichtungsanlagen werden die langkottigen, meist

linearen Polyurethanmoleküle durch die Bestandteile des Melaminharze^ verknüpft. Gleichzeitig kommt os jedoch zu einer

Eigenkondensation des Melaminharzes, wobei Arrogate aus zahlreichen Molaminkornen, chemisch verbunden durch

Mothylondiaminobrückon, ontstohon. DIo Größo cllosor Aggrogoto und (ins Vorhältnis von Elgonkondonsation zu Vornotzung worden von dan Mongenvorhältnisson von Polyurethan zu Molaminharz, vom Säurokatalysator, vom Tomporntur-Zoit-Vorlauf im Trockonkanal, vom Lösungsmittel! und so woitor bestimmt. Dns Vorhrtltnls zwischon dor Eigonkondonsation dos Molaminharzos und dor Vornotzungsronktion und die Abmossungon dor Molaminharz-Clustor dotorminloron jodoch wosontlicli dio Gebrauchseigenschaften dos boschichtoton Gowobos, insbosondoro dio Griffigkeit. Es wird vorständlich, daß os schwiorig ist, boi so violon EinflulJgrößon konstnnto Gobrauchsoigjnschafton zu gowährloiston. Insbosondoro ist dor Griff dos Gowobos relativ stoif und hart.

ZIoI dor Erfindung

Es ist dns Ziol clor Erfindung, dor Konfektionsindustrie und muloron Anwondorn loichto wasserundurchlässige Gowobo mit hochwortigon toxtilonEigonschafton zur Vorfügung zu stollon,'.<iountor Vorwondung tochnisch zugänglicher Ausgangsstoff auf vorhandonon Anlagon in dor ToxtilindusUio oinfach und zuvorlässig horgostollt worden könnon.

Darlegung dos Wesons der Erfindung

Aufgabe dor Erfindung ist dio Entwicklung oirios tochnisch oinfach zu roalisiorondon Verfahrens zur Beschichtung loichtor Gowobo untor Erhalt dor toxtilon Eigonschafton, boi dom direkt und kontinuierlich oino Lösung von oinom Polyurethan und elnom Melaminharz aufgotragon und anschlioßond durch Wärmebehandlung das Lösungsmittel vordampft und oino säurekatalysiorte Vornotzung vorgonommon wird.

Die Aufgabe wird orfindungsgomäß dadurch gelöst, daß oin Polyurothan mit Alkoxy-Endgruppon in Kombination mit oinom partioll mit aliphatischen Alkoholon vorothorton Molaminharz mit oinor Formoldohyd-Funktionalität von 4 bis 6 in Gogonwart einos Säurokatalysators in oinon Ooschichtungsfilm üborführt wird. Dio Ausbildung oinor chomisch vornotzton polymoron Struktur ist ein nicht orwartotor Effokt, donn bisher wurdo angonommon, UaR sich vorothorto Melaminharze untor Alkohol-Abspaltung mit Hydroxygruppen, jodoch nicht mit Alkoxy-Endgruppen umsotzon.

Es hat sich für das erfindungsgomäße Vorfahron bewährt, ein Polyurothan zu vorwenclon, dosson Kompononto Toluylondiisocyanot, Diothylonglykol sowio oin Polyostoralkohol aus Adipinsäure, 1,4-Butandiol und Ethylonglykol sind. Boi oinom Molekulargewicht von 30000 bis 50000 hat os oino linoaro Struktur und Mothoxy-Enclgruppon.

Diis beschriebene Polyurothan ist zum Boispiol in Ethylacotat odor Methylethylketon löslich. Hinsichtlich dos Polyurethans sind broito Variationsmöglichkoiton gogoben. Währond sonst für die Erzeugung wasserundurchlässiger Schichten für textile Anwendungen das unvornetzto Polyurothan koine Harts ' gmentkristallisation aufweisen soll, ist das für dio erfindungsgomäßo Anwendung nicht erforderlich, donn durch dio hier wirkende Vornotzungsroaktion wird dio Kristallitbildung dor Hartsegmento gostört. Es ist jedoch notwondig, daß die zur Herstellung des Polyurethans eingesetzte Isocyanatkompononto noch verfügbare Wasserstoffulome in ortho- und/odor para-Stollung zu oinor Urethangruppo aufweist, das hoißt ein aliphatischos oder cycloaliphatischos Isocyanat ist ungeeignet. Das deutet darauf hin, daß diese Wassorstoffatomo an dor Vornotzungsroaktion beteiligt sind.

Boi den erfindungsgomäß eingesetzten Molominharzen handelt es sich um partiell vorothorto Harze. Das kann zum Beispiel oin technisches Hexamothoxymothyl-molamin sein, das je Molominkorn 5,8 Formaldohydbausteino und 5,5 Mothoxygruppon enthält. Es hat sich auch bewährt, ein partioll butanolverethortos Melaminharz einzusetzen, das ca. 4,0 bis 4,8 Formaldehydbausteine und ca. 1,8 bis 2,2 Butoxygruppon je Molnminkorn enthalt. Solche Harze sind Lackkomponenten und als 50 bis 60%igo Lösungen in Butanol erhältlich. Sio sind mit dort beschriebenen Polyurethanen g>Jt verträglich. Als Katalysator sind starke Säuren geoignet, die jedoch in den verwendeten Lösungsmitteln löslich und mit dom Beschichtungssystom verträglich soin müsson. Dioso Bedingungen wordon zum Boispiol von para-Toluensulfonsäure, Oxalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure odor Phosphorsäure orfüllt.

Erfindungsgemäß wird eine Boschichtungslösung angewendet, die auf 100 Gowichtstoilo 20 bis 40 Gewichtsteile des Polyurethans, 1 bis 10 Gewichtstoilo dos Melaminharzes (als Fostharz gorechnot) und 0,5 bis 2 Gewichtstoilo dos Säurokatalysators enthält. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, zunächst das Polyurethan zu löson boziehungswoiso in Lösung zu synthetisieren, dann dio Lösung dos Molaminharzos einzumischon und zuletzt don Säurokatalysator als 20 bis 40%ige Lösung zum Beispiel in Butanol odor Ethanol untorzurühren. Die Boschichtungslösung hat boi 23⁰C oino Viskosität von 20000 bis 40000MPa. Die Viskosität verändert sich im Vorlauf mohrorer Stundon bei Raumtemperatur nur unwesentlich, das heißt ein wesentlicher Einflußfaktor auf das Flächengewicht der Beschichtung ist konstant. Das beim Einsatz von Isocyanatvernetzern bestehende Topfzeitproblem, das heißt ein innerhalb von oinigon Stunden eintretendes Gelieren und Unbrauchbarwerden der Beschichtungslösung, bosteht nicht. Auch die Gesundhoitsgefährdung durch die erfindungsgomäßo Boschichtungslösung ist wesentlich geringer.

Die erfindungsgemäße Beschichtungslösung ist auf den vorhandenen Anlagen der Textilindustrie v.irarbeitbar. Sie kann problemlos mit Hilfe eines Rakels und einer geeigneten Dosierwalzenoinrichtung auf das mit einer Geschwindigkeit von 15 bis Ί0m/min laufende Gewebe aufgetragen werden. Üblicherweise sind die Beschichtungsträgor Polyamid-, Polyester- oder Baumwollgewebe mit Flächengewichton von 40 bis 80g pro Quadratmeter. Der Materialauftrag wird so eingestellt, daß die Trockenanlage der Beschichtung bei 5 bis 20g pro Quadratmeter liegt.

Zur Verdampfung der Lösungsmittel und Erzielung einer klebfreien Beschichtung hat sich ein Wärmetunnel von 10 bis 20m Länge, der eine von 100 auf 135°C ansteigende Temperatur aufweist, als geeignet erwiesen. Die Verwoilzeit der beschichteten Bahn im Wärmotunnel beträgt 0,25 bis 2 Minuten. Nach dem Durchlaufen einer Kühlzone zeigt die Beschichtung keine Klebrigkcit mehr. Die Rückseite ist frei von Boschichtungsspuren. Das beschichtete Material hat einen außerordentlich weichen Griff. Die Beschichtung ist wasserundurchlässig und beständig gegen Benzin, Ethylacetat oder Perchlorothylen. Sie wird auch beim Waschen in der Waschmaschine nicht abgebaut. Das Gewebe kann praktisch ohne Zwischenlagerung weiteren Veredlungsprozessen, zum Beispiel einer Hydrophobierung oder auch einem 2. Beschichtungsdurchlauf, unterzogen werden.

-3- 294057 Ausführungsbolsplolo

Ausföhrungsboliplol 1 Boschichtungsträgor Ist oin Polyamidgowobo von 75ij/m' Flächongowicht. Zur Horstollung clor Ooschicht jngslösung wird von

oinoni Polyurethan ausgogangon, das dio Kompononton Toluylondilsocyannt, Diothylonglykol sowio Pol/ostoralkohol aus

Adipinsäuro, Butondiol-1,4und Ethylonglykol onthältund on Molokulargowicht von ca. 40000 hat. Solno Si.uktur Ist linoar, os

hat Mothoxy-Endgruppon. 35kg diosos Polyurethans sind in 05kg Ethylncotat/Üulylacotnt gelöst. Zu diosor Polyurothonlösung worden in oinom Sinusdissolvor 7kg dor butnnolischon Läsung olnos mit Dutnnol vnrothorton Molaminharzos gogobon. Dor

Fostharzantoil dor Molaminharzlösung botrügt 50%, dur Molaniingohalt 20%. Jo Molaniinkorri onlhiilt os ca. 4,5 Formaldohydbaustnino und ca. 2 Butoxygruppon. Nach vollständiger Durchmischung wordon 2 kg oinor 24%igon othanolischcn Lösung von para-Toluonsulfonsäuro oingorührt. Dio orhaltono üoschichtungslösung hat hoi 3O⁰C oino Viskosität von

13800mPas.

Mit Hilfo oinos Luftrakols wird dio Lösung auf das mit oinor Geschwindigkeit von 30m/min laufondo Gowobo oufgotragon. Dor Matorialauftrag wird so oingostollt, daß dio Trockonauflago dor vornotzton Beschichtung ca. lOg/nt² boträgt. Dio boschichtoto Gowobobahn lauft durch oinon 10m langon Trockonkniuil, dosson Tomporatur zononwoiso von lOOauf 13O⁰C anstoigt. Dio Vorwoilzoit beträgt 20 Sokundon. Das Gowobo kann anschlioßond woitoron Vorodlungsprozosson, zum Beispiel oinor Hydrophobiorung, untorzogon wordon. Es

zoichnot sich durch woichun Griff aus und ist wasserundurchlässig. Dio Beschichtung ist beständig gogonübor don boi der chomischon Roinigung oingosotzton Lösungsmitteln und wird durch Waschmittel nicht ausgewaschen. Dio Gowoborücksoito weist koine Beschichtung auf.

Dorartigo Gowobo wordon vorzugsweise für Sport- und Wottorbokloidung oingosotzt. Ausführungsbelsplol 2

Boschichtur.gsträgor ist oin Polyostorgowobo von G0g/m² Flächongowicht. Es wird von oinom Polyurothon ausgegangen, das dio Kompononton Mothylon-difphonylisocyanat), Hoxamothylenglykol sowio oinon Polyostoralkohol ο lib Adipinsäuro und Hoxamothylenglykol onthält und oin Molokulargowicht von 25000 hat. Soino Struktur ist linoar, os hat Butoxy-Endgruppon. 40kg dieses Polyurothans wordon in 60kg Mothylothylkoton golöst. Zu diosor Polyurothanlösung wordon 3kg trchnischos Hoxamothoxymothylmolamin, golöst in 6kg Butanol, zugogobon. Jo Molaminkorn enthält os 5,8 rormaldohydbaustoino und 5,5 Mothoxygruppon. Nach vollständiger Durchmischung wordon 7,5kg oinor 20%igon Lösung von Oxalsäure in Butanol oingorührt. Dio orhaltono Boschichtungslösung hat boi 3O⁰C oino Viskosität von 18000mPas.

Mit Hilfo oinor Rastorwalzo wird dio Lösung auf das mit oinor Geschwindigkeit von 15 m/min laufondo Gowobo aufgetragen. Der Matorialauftrag wird so oingostollt, daß dor Flächonauftrag dor vornotzton Beschichtung 15g/m² boträgt. Dio boschichtcto Gowobobahn lauft durch oinon 10m langon Trockonkanal, dosson Tomporatur zononwoiso von 120 auf 135°C anstoigt. Dio Verwoilzoit beträgt 40 Sokundon. Das Gowobo kann anschlioßond woitoron Vorodlungsprozosson, zum Beispiel oinor Hydrophobiorung, untorzogon werdon. Es ist wasserundurchlässig und vorliort dioso Eigenschaft boi Bewitterung, boi der chomischon Reinigung odor boim mohrfachon Waschon nicht. Auf der Gowoborücksoito sind koino Beschichtungsspi ren erkennbar. Das Material zoichnot sich durch oinon außerordentlich woichon lodorartigon Griff aus. Neben modischor Sportbekleidung ist das so boschichtoto Gowobo auch für leichte strapazierfähige Sogol verwendbar.

Ausführungsbeispiel 3

Beschichtungsträgor ist oin Polyostorvlies von 180g/m^} Flächengewicht. Zur Herstellung dor Boschichtungslösung wird von einem Polyurethan ausgegangen, das die Kompononton Toluylondiisocyanat, Diethylonglykol aus Adipinsäuro, Butandiol-1,4 und Ethylonglykol enthält und oin Molekulargewicht von 40000 hat. Seine Struktur ist linear, os hat Mothoxy-Endgruppon. 35 kg dieses Polyurethans werden.in 65kg Ethylacotat golöst. Zu dieser Polyurothanlösung werdon in oinom Sinusdissolvor 7kg dor butanolischon Lösung einos mit Butanol verotherton Molaminharzos gogobon. Der Festharzantoil dor Molaminharzlösung beträgt 50%, der Molamingohalt 20%. Jo Molaminkern enthält es ca. 4,5 Formaldohydbaustoino und ca. 2 Butoxygruppon. Nach vollständiger Durchmischung werdon 2kg einer 24%igen ethanolischon Lösung von para-Toluonsulfonsäuro eingerührt. Dio verarbeitungsfähige Lösung hat boi 3O⁰C eine Viskosität von 13800mPas. Mit Hilfo eines Rakels und einer Dosiorwalzonoinrichtung wird die Lösung auf das mit oinor Geschwindigkeit von 30m/min laufende Goweho aufgetragen. Der Materialauftrag wird so eingestellt, daß die Trockenauflage des vornotzton Polyurethans 10g/m² beträgt. Das boschichtoto Vlies lauft durch einen 20m langon Trockonkanal, dosson Temperatur zononwoiso von 120 auf 135"C anstoigt. Die Vorwoilzoit boträgt 40 Sekunden.

Dor erhaltene Beschichtungsfilm hat eine goschlossono Oberfläche und ist wasserundurchlässig. Organische Lösungsmittel wie Perchlorethylen odor Benzin löson maximal 1 bis 1,5% heraus und zorstöron ihn nicht.

Derartig beschichtete Vliese sind als wasserdichte Arboitsschutzbokloidung mit Wärmoisolationseigonschaften verwendbar sowie für Oberbekleidung zur Erzielung modischor Effekte.

Claims (3)

1. Verfahren zur Beschichtung von loichton Gewoben mit einer Trockenauflage von 5 bis 20g je Quadratmeter untor Beibehaltung dor toxtilon Eigenschaften durch kontinuierliches Auftragon einer Lösung von einom Polyurethan sowie einem Mclaminharz in organischen Lösungsmitteln und anschließender Wärmebehandlung zum Vordampfon dor Lösungsmittel und gloichzoitigor säurekatalysierter Vernetzung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung mit einer Viskosität von 20000 bis 40000mPas einseitig auf das Gowobe aufgetragen wird, die auf 100 Gewichtstoiion 20 bis 40 Gewichtsteile eines Polyurethans enthält, das Alkoxy-Endgruppon und freie oitho und/oder para-Wassorstoffatomo, bezogon auf eine Urethangruppe, aufweist und bei einem Molekulargewicht von 30000 bis 50000 eine lineare Struktur hat, die woitor 1 bis 10 Gewichtstoilo eines partiell mit aliphatischen Alkoholen veretherten Molaminharzes mit einer Formaldehyd-Funktionalität von 4 bis 6 enthält und die als Katalysator 0,5 bis 2 Gewichtsteile einer starken in organischen Lösungsmitteln löslichen Säure enthält, worauf in oinom Wärmetunnel bei einer von 100 auf 135°O ansteigenden Temperatur während einer Vorweilzeit von 0,25 bis 2 Minuten die Lösungsmittel unter Vernetzung und Ausbildung eines geschlossenen Boschichtungsfilmes verdampft worden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Säurokat&lysator Lösungon von p-Toluensulfonsäure, Oxalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure oder Phosphorsäure eingesetzt worden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Melaminharze butanolischo Lösungen mit einem Gehalt von 40 bis 60% von partioll verotherton Kondonsaten mit 4,0 bis 4,8 Formaldehydbaustoinen und 1,8 bis 2,2 Butoxygruppon je Melaminkern oder ein technisches Hexamothoxymethyl-molamin, das je Melaminkern 5,8 Formaldehydbausteine und 5,5 Methoxygruppen enthält, eingesetzt worden.