DD206761A1 - Verfahren zur beschichtung flaechenhafter materialien - Google Patents

Abstract

VERFAHREN ZUR BESCHICHTUNG FLAECHENHAFTER MATERIALIEN IM UMKEHRVERFAHREN FUER DIE HERSTELLUNG VON KUNSTLEDER, BESCHICHTETEN TEXTILIEN, TAPETEN UND AEHNLICHEN MATERIALIEN, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS DIE BESCHICHTUNG MIT EINEM GEMISCH DECKSCHICHTPOLYURETHAN UND HAFTKLEBSTOFF VON HYDROXYLFUNKTIONELLEN PREPOLYMEREN AUF BASIS VON ISOCYANATMODIFIZIERTEN POLYESTEREALKOHOLEN, WELCHES IN LOESUNG VOELIEGT, ERFOLGT, WOBEI BEIM TROCKNEN EINE PARTIELLE ENTMISCHUNG STATTFINDET WODURCH DER HAFTKLEBSTOFF AUF DER OBERFLAECHE ANGEREICHERTWIRD.

Description

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Verfahren zur Beschichtung flächenhafter Materialien

Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung flächenhafter Materialien, insbesondere Trägermaterialien, welche als Grundlage für die Herstellung von Kunstledern dienen· Dabei geht es um die Beschichtung im Umkehrverfahren. Die Beschichtung von flächenhaften Trägerraaterialien im Umkehrverfahren ist nicht neu, doch ergeben sich immer neue Probleme· Von der Problemlösung wird die Anwendung der Umkehrbeschichtung in voller Breite erfaßt, besonders die lexfci!beschichtung und die Kunstlederherstellung aber auch die Herstellung qualitativ hochwertiger Tapeten und anderer flächenhafter Werkstoffe·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Das Umkehrverfahren beruht im wesentlichen auf folgendem Prinzip:

Es wird eine Folie mit Hilfe einer Haftschicht auf ein Trägermaterial gebracht· Im Falle des Umkehrverfahrens wird die Folie im Arbeitsgang mit erzeugt und zwar aus verschiedenen Gründen auf einem Hilfs- oder Zwischenträger· Mit Hilfe des Umkehrverfahrens kann, man der Deckfolie eine besondere Harbung verleihen, die die Lederoberfläche besser nachzuahmen in der Lage ist als eine nachträgliche Prägung des herzustellenden Verbundes. Der Verbund wird hergestellt, in dem man den Schichtträger der Deckschicht aufkaschiert (Umkehrung der sonstigen Folienkaschierung)· In diesem Falle lassen sich auch Schichten aufbringen, die eine eigene Trag-

fähigkeit nicht oder noch nicht haben· Diese Pollen werden vom Zwischenträger, z. B. Papier oder Stahlband gestützt. Wesentlich ist bei diesem Verfahren, daß sich die Deckschicht vom Zwischenträger zum gewünschten Zeitpunkt lösen läßt und nicht haften bleibt.

Pur solche Beschichtungen werden in großem Umfang Polyurethane zum Einsatz gebracht. Die ältere Porm des Polyurethans für einen solchen Einsatz ist das Zweikomponentenpolyurethan, während in jüngerer Zeit das sogenannte Einkomponentenpolyurethan bevorzugt zum Einsatz gebracht wird. S3 handelt sich bei letzterem um ausreagierte Polyurethane, die als Schmelze oder in lösung aufgetragen werden, nachdem die Polyurethandeckschicht zum Auftrag gebracht wurde, das heißt auf dem Zwischenträger aufgetragen wurde und die erforderlichen Maßnahmen getroffen worden sind,um diese Schicht erneut beschichtungsfähig zu machen, was entweder durch Abkühlen bei einer vorausgehenden Schmelzbeschichtung oder durch einen Trocknungsvorgang bei einer vorherigen Beschichtung mit lösungsmittelhaltiger Zubereitung erzielt wird, bringt man auf den Polymerfilm oder auf den Schichtträger oder auf beide einen bzw. je einen oder auch mehrere Haftstriche auf und bringt die beiden Schichten dann im allgemeinen so zusammen, daß man das Trägermaterial der entsprechend vorbereiteten Deckschicht zuführt und die Schichten zu einem Verbund vereinigt (DE 2402799).

Wie man in jüngster Zeit festgestellt hat, wird eine beschichtete Textilie, wird ein Kunstleder hinsichtlich des äußeren Erscheinungsbildes um so edler und hochwertiger, je ausgeprägter und feiner die Deckschicht ist. Unterhalb einer gewissen Dicke der Deckschicht geht der allgemein kaschierten Verbundmaterialien anhaftende äußerliche Poliencharakter zunehmend verloren und das Erscheinungsbild, wie auch das Trageverhalten,ist dem Naturprodukt Leder so ähnlich, daß auch der anspruchsvolle Verbraucher höchst befriedigt ist, insbesondere auch deshalb, weil solche Verbünde im Gewicht geringer zu sein pflegen als die entsprechenden Haturleder.

Beim Direktbeschichtungsverfahren kann man sehr dünne Deckschichten aufbringen. Aber je dünner die Deckschichten werden, desto stärker tritt der Charakter des Trägermaterials, der Vliesoberfläche, des dewebes oder sonstigen textlien Substrates zum Vorschein. Werden die Beschichtungen aber dicker gehalten, so dick, daß der Untergrund im Erscheinungsbild zurücktritt, dann gewinnt die Hatur

des Polymeren überwiegenden Einfluß auf das Aussehen des beschichteten Materials und das Produkt wird einer Kunststoff-Folie ähnlicher. Das ist beim Umkehrverfahren nicht in dem Maße der Fall, weshalb das jüngere Umkehrverfahren für hochwertiges Material zur Anwendung kommt.

Dem Verringern der Dicke sind Grenzen gesetzt. Die auf dem Zwischenträger aufgebrachte Deckschicht kann nicht beliebig dünn gemacht werden. Sie muß am Ende des Prozesses ein Ablösen vom Zwischenschichtträger gestatten, sie muß einen geschlossenen Film bilden und darf nicht Lücken vorweisen und sie muß sich ohne Beschädigung mit einem Klebstoffauftrag beschichten lassen, denn das Zusammenfügen von Trägermaterial und der auf dem Zwischenträger aufgebrachten Deckschicht erfolgt grundsätzlich über einen Haftstrich.

Weil es sich bei einem solchen Klebstoffauftrag gewöhnlich um einen lösungsmittelhaltigen Klebstoff handelt, muß die Deckschicht eine solche Dicke aufweisen, daß das lösungsmittel des Klebstoffes, welches zur Deckschicht einen Bezug haben muß, diese Deckschicht nicht durchdringt, so daß deren Oberfläche, das heißt der dem Zwischenträger zugewandten Seite hinsichtlich der erzielten Eleganz nicht nachteilig beeinflußt wird. Zum anderen muß der Haftstrich aber in einem solchen Maße aufgebracht werden, daß es zu einer ausreichend festen Verbindung zwischen Trägermaterial und Deckschicht kommt.

Mit der Dicke der Deckschicht" und des zusätzlichen Haftstriches nimmt auch die Hasse an Polymeren pro Flächeneinheit su* Das Fertigmaterial wird dadurch schwerer, nicht für jeden Einsatz ist eine höhere Masse von Vorteil· Für die Bekleidung ist im allgemeinen Leichtigkeit gefragt, weil daraus ein angenehmeres Trageverhalten resultiert« Deshalb ist es zweckmäßig, wie bereits erörtert, die Auflagemasse möglichst gering zu halten. Aus solchem Grunde wendet sich z. B. DD-PS 103 681 gegen einen hohen Kleb-

D stoffeinsatz. Es wird in diesem Patent wörtlich geschrieben: "Die Produkte werden unnötigerweise durch ein erhebliches Klebstoffgewicht beschwert".

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Verbesserung von flächenhaftem Schichtmaterial durch Verringerung des Auflagengewichtes.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, die bisher gegebene minimale Schichtdicke, bestehend aus Deckstrich und Haftstrich entscheidend zu unterschreiten, ohne daß dadurch das Trägermaterial durchscheint oder sich durchdrückt wie bei der Direktbeschichtung.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe überraschend dadurch gelöst, daß die Umkehrbeschichtung im Einstrichverfafaren mit einem Gemisch von Deckstrichpolyurethan mit einer haftgebenden Komponente in einem lösungsmittelhaltigen System erfolgt und die Trocknung in der Weise durchgeführt wird, daß sich das Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch in Richtung der späteren Klebseite verflüchtigt. Die minimale Menge, die für den Schichtauftrag aufzubringen ist, um zu gewährleisten, daß ein zusammenhängender löcherfreier Film entsteht, ist von mehreren Faktoren abhängig,

>5 Dazu ist zu bedenken, daß gerade das Umkehrverfahren dazu dient von einer Oberflächengestaltung ein Umkehrbild zu erhalten oder anders, von einem Negativbild des "release paper"

einen Positivabdruck: zu erlangen· Dabei kommt es hinsichtlich der zur Abbildung benötigten Polymermenge auf die Bildtiefe, entsprechend der Unebenheit der Oberfläche, an. Die Mindestbeschichtungsmenge ist demnach abhängig von den Höhenunterschieden der Abbildung des Negativbildes des "release paper"· Ist die Tiefe der Oberflächenabbildung relativ groß, dann entsteht zwangsläufig eine entsprechend große Schichtdicke· Und umgekehrt wird die Schichtdicke umso kleiner, je geringer die Abbildungstiefe ist· Am geringsten kann die Schichtdicke bei glatter Oberfläche gehalten werden· Das ist zum Beispiel der Pail, wenn man die ümkehrbeschichtung mit einem glatten Stahlband vornimmt. Die Schichtdicke wird größer bei Einsatz

von Umkehrpapier. Erfahrungsgemäß bewegen sich die Mindestschichtdicken bei "release paper" in einer Größenordnung von 30 g/m² bis 80 g/m²·

Die minimale aufbringbare Beschichtungsmenge ist weiter abhängig von der Viskosität der Beschichtungsmittel· Hohe Viskositäten lassen geringe Schichtdicken nicht entstehen, wobei hier unter geringer Schichtdicke eine solche im Sinne der Erfindung zu verstehen ist. Umgekehrt gestatten Viskositäten in der Größenordnung wäßriger Lösungen keine ordnungsgemäße Beschichtung, womit gemeint ist, daß das Ausfüllen des Umkehrbildes des "release paper" in einem Strich nicht gegeben ist.

Die minimale Beschichtungsmenge kann auch noch abhängig sein von der Gleichmäßigkeit der Beschichtungslösung. Gemeint sind hier Beschichtungsmassen mit hoher Pigmentbelastung· In diesem Falle kann die Korngröße auf die zu erzielende Mindestdicke der Beschichtung Einfluß nehmen. Die Korngröße der Pigmente hat einen solchen Einfluß, daß man durch geeignete Dosierung der Pigmente, durch'entsprechende Auswahl an Typen und Korngrößen, matte Oberfläche an Stelle von glatten Oberflächen erzeugen kann, was auf einen Einfluß der Korngröße auf die Beschichtungsdicka hinweist.

Pur das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich an Beschich-'5 tungspolyurethanen die Produkte gemäß der DDR-Patente DD-PS 130 713, DD-PS 139 943, DD-PS 151 312 und DD-WP C08G/227 762 und auch Syspur T 8357 sowie Sanprene und Estane.

Als Haftklebstoff verwendet man zweckmäßig Typen allein oder in Mischung untereinander von hydroxylfunktionellen Prepolymeren auf der Basis von isocyanatmodifizierten Polyesteralkoholen.

Zweckmäßig bewegt sich der Haftklebstoffanteil zwischen 18 % und 25 % auf Pestsubstanz bezogen. Höhere Klebstoffanteile führen zu einer Verhärtung des Materials· Es zeigt sich weiter, daß mit zunehmendem Klebstoffanteil eine Vergröberung des Oberflächenbildes beim Krispein entsteht.

!0 Den Pigmenteinsatz hält man absolut in der Größenordnung von 3 % bis 5 %·

Einzusetzende Lösemittel sowohl für die Beschichtungs- als auch für die Klebstoffkomponenten sind organischer Natur >5 und müssen polare Struktur aufweisen. Besonders geeignet ist Dimethylformamid, aber auch Cyclohexanon ist verwendbar. Es lassen sich auch verschiedene Verschnittmittel mitverwenden.

)0 Wichtig für den Erfolg des Verfahrens ist die Führung.des Trocknungsprozesses des beschichteten "release papers". Führt man die Trocknung so, daß die Hauptmenge des Lösemittels, welches gleichzeitig die Beschichtungskomponente als auch die Haftkleberkomponente in Lösung hält, sich in Richtung der

>5 späteren Klebseite verflüchtigt, so reichert sich überraschend die Klebseite mit dem Haftklebstoff an, während die Gegenseite an Klebstoff verarmt. Dieser Effekt läßt sich auf zwei verschiedenen Wegen erzielen, entweder führt man

die Bahn nach kurzem Antrocknen, wobei eine Oberflächenverfestigung einhergeht, über Kopf zum Durchtrocknen, oder man aaugt die entweichenden Lösemitteldämpfe ab. Bei diesem Vorgang findet offenbar eine gewisse Entmischung statt, die für den gewünschten Effekt verantwortlich gemacht werden muß· Durch diese Entmischungserscheinung wird durch die starke Oberflächenklebrigkeit der Folie auf der Klebseite ein höherer Haftklebatoffgehalt vorgetäuscht. Durch diesen Effekt kann man den Gehalt der Beschichtungsmischung an Haftklebstoff besonders niedrig halten. Und das wiederum hat zur Folge, daß die der Klebseite entgegengesetzte Seite, die nach dem Kaschieren zur Oberfläche des Materials wird, praktisch kein Kleben mehr zeigt, zumal die Klebrigkeit sich erst nach Erwärmen des Haftklebstoffes zeigt.

Zum Beweis des beschriebenen Effekts der teilweisen Entmischung von Haftklebstoff und Beschichtungspolyurethan wurde nach erfinderungsgemäßer Folienherstellung diese auf beiden Seiten mit Trägermaterial in der Wärme kaschiert und nach dem Abkühlen Trennversuche vorgenommen. Während sich das Trägermaterial von der Seite der Oberfläche einwandfrei abtrennen ließ, wurde das Trägermaterial auf der für die Kaschierung vorgesehenen Seite beim Trennen zerstört, was einerseits als Beweis für die teilweise Entmischung gilt, zum anderen ein Zeichen dafür ist, daß ein auf diese Weise hergestelltes Verbundmaterial eine genügende Schichtentrennfestigkeit aufweist.

Dieses Verfahren zur Beschichtung flächenhafter Materialien, welches im Umkehrverfahren durch Einstrichbeschichtung des Hilfsträgers durchgeführt wird, gehört zu den Trockenkaschierungen. Die Kaschierung erfolgt über eine beheizte Walze. Es werden dabei aber folgende Gefahren', die zu einem ungleichmäßigen und unansehnlichen Fertigprodukt führen können, vermieden:

K / A

tj 3m *%? Q

- Die Gefahr einer ungleichmäßigen Benetzung des Schichtträgers und/oder Deckstriches bei Verwendung von Dispersionsklebstoff

- Die Gefahr ungleichmäßiger Anquellung bei Einsatz von lösungsmittelhaltigem Klebstoff

- Die Gefahr eines Durchschlagene von Klebstoff durch das Trägermaterial und Verschmierung der Rückseite des ent-

O stehenden Produktes

- Die Gefahr des Durchschlagens von Klebstoff durch den Polymerfilm auf dem Hilfsträger und damit Verderben des Oberflächenbildes des Fertigproduktes

- Die Gefahr des Entstehens einer in zunehmendem Maße ver- 'ö härtenden Klebstoffzwischenschicht Ss .resultieren aus dieser Arbeitsweise noch eine weitere Reihe von Vorteilen:

- Ss entfällt für die Kaschierstrecke sowohl die Streicheinrichtung als auch die entsprechend dimensionierte

jO Trocknungseinrichtung

- Ss entfallen die Gefahren und die daraus notwendigen Schutzvorkehrungen für ein Arbeiten mit Lösungsmitteln

- Es liegt ein hochproduktives Kaschierverfahren vor.

Beispiel

Herstellung des Polyurethans

1000 g entwässerter linearer Polyester auf Basis von Adipinsäure und Diätbylenglykol, mit einer Hydroxylzahl von 40, werden in 1117 g Dimethylformamid gelöst und 117 g 1,4-Butandiol zugegeben. Hach Aufheizung des Gemisches auf 50 C werden 1018 g 50%ige Lösung von 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat in Dimethylformamid zugegeben und daraus unter Rühren bei 50 ⁰C innerhalb von 80 Minuten eine isocyanathaltige Voradduktlösung hergestellt. Der Isocyanatgruppengehalt der Lösung beträgt 0,56 %·

Ein Teil der Lösung wird mit Dimethylformamid auf 25 % Peststoffgehalt verdünnt und unter Verwendung von Hydrazinhydrat kettenverlängert. Dazu werden jeweils 100 g der 25%igen Isocyanatvoradduktlösung mit 0,15 ml Hydrazinhydr'atlösung (531 mg Hydrazin/ml) vermischt·

Herstellung der Beschichtungslösung

75 Teile des Polyurethans in 25$iger Lösung werden mit 25 Teilen Syspur K 8008, welches bei 70 ⁰C in Lösung gebracht wird, bei Raumtemperatur gemischt und der homogenen lischung 16 Teile Pigmentbatch zugesetzt· Zur Batchherstellung legt man das Lösungsmittel vor und trägt die Pigmente unter Rühren ein, läßt 8 bis 24 Stunden stehen und rührt anschließend auf· nach der Batchzugabe wird die Beschichtungslösung bei 300 bis 400 Torr 1/2*bis 3/4 Stunde entlüftet· Die Beurteilung der entlüfteten Lösung erfolgt durch Ablaufen am Glasstab.

Beschichtung

Beschichtet wird ein handelsübliches Umkehrpapier für Polyurethane· Man streicht die Lösung in einer Dicke von 0,2 mm oder geringer auf das ümkehrpapier auf, heizt eine Minute auf 60 ⁰C und anschließend 3,5 Minuten unter Absaugen auf 80 ⁰C. Nach dem Abkühlen wickelt man für späteres Kaschieren auf oder kaschiert sofort bei 165 ⁰C.

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Als Schichtträger eignen aich vorbehandelte Gewebe, Gewirke oder Vliesstoffe und auch Folien. Beim beschriebenen Beispiel wurde ein tauchkoaguliertes Ge webe von 300 g/m mit 0,18 mm beschichtet und eine

2 Plächenmasse von 340 g/m erzielt.

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Beispiel 2 Wie im Beispiel 1 mit folgenden Änderungen:

Als Lösungsmittel wird Cyclohexanon eingesetzt,, Die Rezeptur lautet 75 Teile Estane (5707: 5714 wie 1 : 3) in 13j3/£iger Lösung.

25 Teile Syspur K 8008 in 20%iger Lösung. 16 Teile Pigmentbatch in 25%iger Lösung.

Das Endprodukt ist noch weicher als dasjenige des Beispiels 1, haftet aber nicht ganz so fest.

Claims (1)

1. Patentanspruch

   1. Verfahren zur Beschichtung flachenhafter Materialien im Umkehrverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung im Einstrichverfahren mit einem Gemisch von Deckschichtpolyurethan und Haftklebstoff in einem lösungsmittelhaltigen System erfolgt und die anschließende Trocknung der entstehenden Deckschichtfolie so durchgeführt wird, daß sich das Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch in Richtung der späteren Klebseite verflüchtigt.