DE2736205A1 - Wasserdampfaufnahmefaehiges und wasserdampfdurchlaessiges flaechengebilde aus kautschuk und ein verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Wasserdampfaufnahmefaehiges und wasserdampfdurchlaessiges flaechengebilde aus kautschuk und ein verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
KALLE Niederlassung der Hoechst AG K 2568+H Wiesbaden-Biebrich
Wasserdampfaufnahmefahiges und wasserdampfdurchTässiges
Flächengebilde aus Kautschuk und ein Verfahren zu seiner Herstel1ung
909808/0273
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
K 2568+H
-/■
Die Erfindung betrifft ein in der Wasserdampfaufnahmefähigkeit und -durchlässigkeit verbessertes FlächengebiIde
aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk oder einem kautschukähnlichen Polymeren und Verfahren zur Herstellung
dieser Flächengebilde.
Flächengebilde aus Kautschuk werden auf verschiedenen
technischen Gebieten angewandt, dazu zählen z. B. die Herstellung von Gummischuhen, Schwamm- und Zellgummi,
Teppichrückenbeschichtungen) oder von Tauchgummiwaren (z. B. Operationshandschuhe). Verfahren zur Herstellung
solcher Flächengebilde, die meist als selbsttragende Folien oder als mehrschichtige (z. B. aus Deck- und
Trägerschicht bestehende) Flächengebilde erzeugt werden, sind seit langem bekannt (siehe z. B. Ullmanns Encyklopädie
der technischen Chemie, Verlag Urban & Schwarzenberg - München, 1957, Band 9, 3. Auflage, Stichwort
"Kautschuk", insbesondere Seiten 351 ff, 365 ff und 375 ff
20 oder S. Boström, Kautschuk-Handbuch, Verlag Berliner
Union - Stuttgart, 1961, Band 4, 1. Auflage, insbesondere Seiten 172 ff und Seiten 263 ff). Werden diese Flächengebilde
insbesondere unter physiologischen Bedingungen eingesetzt, d. h. beispielsweise als beschichtetes Textil
oder als Schuh und in Form eines Schwamm(Schaum) -gummis für Schuh-Einlegesohlen, oder Polstermaterialien, so ist
eine der entscheidenden Forderungen an das Material, daß es wasserdampfaufnahmefähig und zusätzlich möglichst auch
noch wasserdampfdurchlässig ist, um beispielsweise auf dem
30 Körper eine gute Tragebequemlichkeit zu erzeugen.
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Da die genannten Flächengebilde häufig auf solchen Gebieten eingesetzt werden, bei denen eine wasserabstoßende
Wirkung erzielt werden soll und sie dies erfolgreich bei einem relativ niedrigen Preis können, wird
5 oftmals der damit einhergehende Nachteil der Nichtaufnähme oder Nichtdurchlässigkeit von Wasserdampf (z. B. aus
Schweiß) in Kauf genommen. Es hat aber nicht an Versuchen gefehlt, diesen offensichtlichen Mangel zu beheben,
insbesondere wurde versucht, die Porosität der Flächengebilde
zu erhöhen. Durch diese Maßnahme, d. h. üblicherweise dem Einbringen von zusätzlichen Poren in das
Flächengebilde aus Kautschuk, wird aber die Strukturfestigkeit der daraus erzeugten Materialien herabgesetzt
und in einigen Fällen kann auch die an sich geforderte Wasserdichtigkeit der Materialien nicht beibehalten
werden. Es wird bei diesen geschäumten Flächengebilden
zwar eine gewisse Wasserdampfdurchlässigkeit beobachtet, aber eine nennenswerte Wasserdampfaufnahme ist nicht
festzustellen.
Aus der DT-PS 910 960 ist ein Verfahren zur Herstellung poröser hochsaugfähiger Flächengebilde bekannt, das Produkte
liefert, die neben den üblicherweise sich bildenden Hohlräumen noch künstlich erzeugte feine und feinste Poren
25 enthalten und die deshalb saugfähig sein sollen. Die
Erzeugung der zusätzlichen Feinporen erfolgt mit wasserlöslichen Stoffen, die in die Flächengebilde während deren
Herstellung in feinverteilter Form eingearbeitet und aus den verfertigten Gebilden unter Zurücklassung feiner.Poren
wieder herausgelöst werden. Als Porenbildner dienen wasserlösliche organische Substanzen, wie Stärke, Eiweißstoff
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oder eiweißartige Stoffe, Zucker, Tragant, Cellulosederivate
und Kunstharze, oder solche Stoffe, die durch Einwirkung von Fermenten oder Enzymen wasserlöslich werden.
Bei der Herstellung der Flächengebilde wird das Grundmaterial aus Vlies mit einem Imprägniermittel, das den
Porenbildner enthält, behandelt; als Imprägniermittel
können wäßrige Dispersionen oder Emulsionen von vulkanisierbaren Stoffen, wie Naturkautschuk, Kunstkautschuk
oder Kunstharz verwendet werden.
eines fensterlederartigen, saugfähigen, porösen, beschichteten Gewebes beschrieben, bei dem ein Mischgewebe aus
Baumwolle- und ZeIlwol1 fasern bis in den inneren Bereich
der Gewebefäden aufgerauht, danach das Mischgewebe gereinigt und entschlichtet, anschließend die aufgerauhten
Fasern des Mischgewebes mit einer Paste aus natürlichem oder synthetischem Kautschuklatex, einer die Viskosität
erhöhenden Substanz und einem leicht-löslichen, zur Porenbildung geeigneten Salz ein- oder beidseitig dünn beschichtet
und abschließend das Flächengebilde getrocknet und der Porenbildner ausgewaschen wird. Als die Viskosität
erhöhende Substanzen werden Karagum, Tragant, Stärke, Dextrane und Gummi arabicum aufgeführt, als Porenbildner
25 Natriumsulfat und -chlorid.
Das hydrophi1ierte Gebilde aus einem faser- und folienbildenden,
wasserunlöslichen Polymeren gemäß der DT-OS 64 628 weist Teilchen aus modifiziertem Celluloseether
auf. Als Polymere sind die folgenden genannt: regenerierte
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Cellulose (Cellulosehydrat), Celluloseacetat, Polyalkylen,
Alkylcellulose, Polyacrylnitril, Polyamid und Polyester.
Die modifizierten CeIluloseäther sind solche, deren bloßer
Verätherungsgrad zu wasserlöslichen Celluloseäthern führen
würde und die derart modifiziert sind, daß sie mindestens zum größten Teil wasserunlöslich geworden, aber zur
Wasseraufnahme befähigt geblieben sind. Das hydrophi1ierte
Gebilde weist die Teilchen aus modifiziertem Celluloseäther
in seiner polymeren Masse gleichmäßig verteilt oder eine mit den Teilchen bedeckte Oberfläche auf. Als
technische Anwendungsgebiete für derartig-hergestel1 te
Folien werden die Verwendung als Ionenaustauscher oder als Dialyse- oder Osmose-Membranen angeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes wasserdampfaufnahmefähiges
und -durchlässiges Flächengebilde auf der Basis von Kautschuk vorzuschlagen.
Die Erfindung geht aus von einem wasserdampfaufnahmefähigen
und -durchlässigen Flächengebilde aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk oder einem kautschukähnlichen
Polymeren mit einem gleichmäßig eingearbeiteten Zusatz aus Polymeren-Teilchen. Das erfindungsgemäße Flächengebilde
ist dadurch gekennzeichnet, daß es als Zusatz Teilchen aus jnindestens einem quellfähigen, modifizierten Polymeren
enthält. Unter dem Begriff "gleichmäßig eingearbeitet" ist dabei eine statistische Verteilung zu verstehen. Das
Polymere ist insbesondere zu mindestens etwa 50 Gew.-%
30 wasserunlöslich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Flächengebilde etwa 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den Kautschukanteil,
an Zusatz der Teilchen aus mindestens einem quellfähigen, modifizierten Polymeren. Die Teilchen haben
zweckmäßig eine Größe von ^ 250 pm, insbesondere von = 150 pm
und liegen im allgemeinen in pulvriger oder fasriger Form vor,
Als quellfähige, modifizierte Polymere sind für den Zusatz in den erfindungsgemäßen Materialien beispielsweise die
folgenden geeignet:
Vernetztes Polyalkylenoxid nach der DT-OS 20 48 721; beim
Verfahren zur Herstellung dieses Produkts werden wasserlösliche Polyalkylenoxide mit einer genügend starken
ionisierenden Strahlung behandelt, um eine Vernetzung und ein Unlöslichwerden des Polymeren zu erreichen. Die
Bestrahlung kann dabei mit dem Polyalkylenoxid in festem
Zustand oder in Lösung erfolgen.
20 Das absorbierende, vernetzte, carboxylgruppenhaltige
Mischpolymerisat nach der DT-OS 25 07 011 aus einer <?G, ßungesättigten
Säure und einem Acetal der allgemeinen Formel
(CH2 = CH-CH2-O)2 - CH - (CH2Jn - CH - (0-CH2-CH = CH2)2
wobei η = 0, 1 oder 2 ist. Als <7C, ß-ungesättigte Säure
sind dabei insbesondere Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, öC-Phenylacryl säure oder ,^.-Benzylacrylsäure
geeignet; bei der Herstellung des Mischpolymerisats werden zweckmäßig auf 85 % bis 99,9 % einer der ungesättigten
Säuren 0,1 % bis 15 % des Acetals verwendet.
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Ein hydrokoiloides Polymeres nach der US-PS 3.670.731
(= DT-OS 16 42 072), das durch Vernetzung wasserunlöslich
gemacht wurde und dazu geeignet ist, Flüssigkeiten aufzunehmen und auch zurückzuhalten; genannt sind insbesondere
bestimmte Polyacrylamide, Alkalimetallsalze von
hydrolysieren Polyacrylamiden und Al kalimetall salze von
Polystyrol sulfoneten.
Ein in Wasser quellbares, vernetzes, unlösliches, physiologisch unschädliches Polymerisat nach der US-PS 3.669.103
(= DT-OS 16 17 998) aus der Gruppe der Poly-N-vinylpyrrolidone,
Polyacrylamide, Polyacrylsäure und Polyglykole.
Nach dem Verfahren der DT-OS 25 41 035 hergestellte mindestens zum größten Teil wasserunlösliche, mit Wasser
quellbare saugfähige Polymere, die derart hergestellt werden, daß man in homogener Phase Polyhydroxymethylen in
wäßrig-alkalischer Lösung mit einer oC-Halogencarbonsäure
verethert und vor, während oder nach dem Veräthern mit einem gegenüber Polyhydroxymethylen in alkalischem Medium
polyfunktionellen Vernetzungsmittel umsetzt.
Insbesondere sind die folgenden quellfähigen, modifizierten
Kohlenhydratderivate im Rahmen der Erfindung verwendbar: Al kaiimeta11 salze der Carboxymethylcellulose, die wärmebehandelt
werden und in Wasser quellfähig sind nach der US-PS 2.639.239; beim Verfahren zur Herstellung dieses
Produkts wird die Löslichkeit eines wasserlöslichen Alkalimetallsalzes der Carboxymethylcellulose, die einen
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D.S. (= Substitutionsgrad, d. h. Anzahl der substituierten
Hydroxylgruppen an einer Anhydro-o-glucose-Einheit) von
0,5 bis etwa 1 aufweist, dadurch reduziert, daß man dieses trockene Salz in feinverteilter Form einer Temperatur von
etwa 130° bis etwa 210° C aussetzt, wobei hochquel1 bare
Gelteilchen erhalten werden.
Wasserunlösliche, Flüssigkeiten aufsaugende und zurückhaltende,
wärmebehandelte Carboxyalkyleellulosen nach der
US-PS 3.723.413 (= DT-OS 2 314 689); bei dem Verfahren zur Herstellung dieser Produkte geht man so vor, daß man
a) CeIlulosematerialien mit carboxyalkylierenden
Reaktionsteilnehmern behandelt und hierdurch
wasserlösliche Carboxyalkylcellulose mit einem
mittleren Substitutionsgrad von mehr als 0,35 Carboxyalkylresten pro Anhydroglucoseeinheit in der
Cellulose, aber mit schlechten Eigenschaften in Bezug auf Aufsaugung und Zurückhaltung von Flüssigkeiten
20 bildet,
b) einen solchen Teil der carboxyalkylierenden
Reaktionsteilnehmer und während der Reaktion gebildeten Nebenprodukte entfernt, daß, bezogen auf
das Gewicht der wasserlöslichen Carboxyalkylcellulose,
wenigstens etwa 3 Gew.-% davon zurückbleiben, und
c) die Carboxyalkyleellulose in Gegenwart der verbliebenen
carboxyalkylierenden Reaktionsteilnehmer
und Nebenprodukte der Reaktion einer Wärmebehandlung
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unterwirft und sie hierdurch wasserunlöslich macht und ihr ausgezeichnete Eigenschaften in Bezug auf
Aufsaugung und Zurückhaltung von Flüssigkeiten verleiht.
Saugfähige Carboxymethylcellulosefasern, die zur Verwendung
in Fasermaterialien für die Absorption und Retention wäßriger Lösungen geeignet und im wesentlichen wasserunlöslich
sind nach der US-PS 3.589.364 (= DT-OS 1 912 740); derartige Fasern bestehen aus naßvernetzten Fasern
von wasserlöslichen Salzen der Carboxymethylcellulose mit
einem D.S. von etwa 0,4 bis 1,6 und weisen die ursprüngliche Faserstruktur auf. Als Vernetzungsmittel werden
bevorzugt etwa 3-10 Gew.-% Epichlorhydrin eingesetzt.
Chemisch vernetzte, quellfähige CeIluloseäther nach der
US-PS 3.936.441 (= DT-OS 2 357 079); diese vernetzten Celluloseether, insbesondere aus Carboxymethylcellulose,
Carboxymethyl-hydroxyäthylcellulose, Hydroxyäthylcellulose
oder Methyl-hydroxyäthylcellulose werden so hergestellt,
daß die an sich wasserlöslichen Äther in alkalischem
Reaktionsmedium mit einem Vernetzungsmittel umgesetzt werden, dessen funktionelle Gruppen
25 die Acrylamidogruppe CH2=CH-C-N^
tO( ' die Chlor-azomethingruppe -N=C- oder
lCl I
30 die Allyloxy-azomethingruppe -N=C-(J-CH0-CH=CH0
ι — c c
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sind oder das Dichloressigsäure oder Phosphoroxychlond
ist.
Chemisch modifizierte, quellfähige CeIluloseäther nach der
US-PS 3 965 091 (= DT-OS 2 358 150); diese nicht durch Vernetzung modifizierten CeIluloseäther werden so
hergestellt, daß die an sich wasserlöslichen Äther in alkalischem Reaktionsmedium mit einer monofunktionell
reagierenden Verbindung umgesetzt werden, die durch eine der beiden folgenden allgemeinen Formeln beschrieben wird:
R2
wobei in Formel I: R. = die Hydroxyl-, eine Acylamino-oder
eine veresterte Carbaminogruppe und R2 = Wasserstoff oder
die Carboxylgruppe bedeuten.
Chemisch vernetzte, quellfähige CeIluloseäther nach der
DT-OS 2 519 927; diese vernetzten CeIluloseäther werden so „ hergestellt, daß die an sich wasserlöslichen Äther in
alkalischem Reaktionsmedium mit Bisacrylamidoessigsäure als Vernetzer umgesetzt werden.
Frei fließende, durch Strahlung vernetzte, in Wasser quellbare hydrophile Kohlenhydrate nach der DT-AS 2 264
027; diese Produkte werden so hergestellt, daß man (mit
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den folgenden Reaktionsstufen können auch bei bestimmten anderen Polymeren, wie Polyäthylenoxid oder Polyvinylalkohol,
gleichartige Produkte erhalten werden):
5 a) mindestens ein wasserlösliches pulvriges
polymeres Kohlenhydrat mit einer solchen Menge mindestens eines pulvrigen inerten Füllmittels,
dessen Teilchen kleiner als die des Kohlenhydrates sind, so vermischt, daß ein wesentlicher Teil der
Oberfläche des pulvrigen Kohlenhydrats bedeckt ist,
b) unter Fortsetzen des Mischens das Gemisch unter gründlichem Rühren mit einem feinverteilten Wasserspray
in einer solchen Menge in Berührung bringt, bei der das Gemisch in einer frei fließenden Teilchenform
erhalten bleibt, und
c) dann das erhaltene Gemisch bis zur Vernetzung des polymeren Kohlenhydrats einer ionisierenden Strahlung
20 aussetzt.
Chemisch vernetzte oder anderweitig modifizierte, quellfähige
Stärkeäther nach der DT-Anm. P 26 34 539.1; diese speziellen Stärkeäther werden so hergestellt, daß z. B.
als Modifizierung eine Vernetzung mit einem Vernetzungsmittel
durchgeführt wird, das folgende gegenüber Hydroxylgruppen reaktionsfähige funktioneiie Gruppe trägt:
H 30 \
IOi
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oder
eine o6~Halogen-epoxygruppe,
wobei Hai = Cl oder Br ist
oder
-N = C
die Chlor-azomethingruppe
Cl
oder
-N=
C-O
1 —
- CH9- CH = CH
die Allyloxy-azomethi ngruppe
oder das Phosphoroxychlorid ist. Eine andere Art der
Herstellung verläuft derart, daß die Modifizierung mit einer unter den genannten Bedingungen gegenüber den
Hydroxylgruppen der Stärke oder des Stärkeäthers monofunlctionell reaktionsfähigen Verbindung durchgeführt wird,
die durch eine der folgenden allgemeinen Formeln beschrieben wird:
C-N-R.
I ο,
oder
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wobei R1 = CH3 oder H und R2 = H und R3 = CH3, CH2-OH, eine
N-Methylen-acylamidogruppe mit 1 bis 3 C-Atomen, eine
veresterte N-Methylen-carbamido- oder N-Carboxymethylencarbamidogruppe
mit 2 bis 7 C-Atomen ist, oder R2 un<* R3 =
CH3 oder CH2-OH sind und wobei R4 und R5 = H oder R4 = H
und R5 = CH3 oder R4 und R5 = CH3 sind.
Absorptions- und Retentionsfähigkeit nach der US-PS 3.678.031
(= DT-OS 21 51 973). Dabei werden zwar carboxylgruppenhaltige Verätherungsmittel eingesetzt, die einen normaler-
2Q weise löslichen CeIluloseäther zur Folge hätten, jedoch die
Bedingungen der Reaktion so gewählt, daß Al kaiimetal1 sal ze
von Carboxymethylcellulose mit einem D. S. von 0,4 - 1,2,
einem wasserlöslichen Anteil von <35 %, einem Wasserretentionswert
(WRV) von etwa 1.000 bis 7.000 und einem SaIzwasserretentionswert von etwa 400 bis etwa 2.500
entstehen.
Wasserunlösliche Carboxymethylcellulosen wie sie in den DTPS
10 79 796 und DT-AS 11 51 474 verwendet werden, d. h. solche eines D. S. von 0,05 bis 0,3 und solche die im
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wesentlichen wasserunlöslich sind und ebenfalls einen
niedrigen D. S. aufweisen.
Wasserunlösliche, höher polymerisierte Carboxymethyl- oder
Carboxyäthylcellulose mit einem wesentlichen Gehalt an
freien Carboxylgruppen nach der GB-PS 725 887 (= DT-PS 10 37 076) die durch Erhitzen der wasserlöslichen, sauren
Verbindungen auf 80° C bis 177° C wasserunlöslich gemacht
werden.
IO
IO
Phosphorylierte Cellulosefasern nach der DT-OS 24 47 282,
wie sie durch Umsetzung von CeI1ulose-Pulpe mit Harnstoff
und Phosphorsäure unter Wärmeeinwirkung, einer anschließenden sauren Hydrolyse und einer abschließenden Oberführung
in die Salzform erzeugt werden können.
Trockene, feste, mit Wasser quellbare, wasserunlösliche
Absorptionsmittel nach der DT-OS 26 09 144, die aus einem ionischen Komplex von einem wasserunlöslichen anionischen
Polyelektrolyten und einem Kation eines mindestens 3-wertigen Metalls bestehen; als Polyelektrolyte sind Polyacrylsäure,
Stärke- oder Cellulosederivate geeignet.
Celiulosepfropfpolymerisate nach der DT-OS 25 16 380, die
dadurch hergestellt werden, daß der Cellulose Seitenketten aus solchen Polymerisatresten aufgepfropft werden, die aus
den ionischen und nichtionischen Polymerisatresten ausgewählt sind. Geeignet dazu sind beispielsweise: Polyacrylsäure,
Natriumpolyacrylat, Polymethacrylsäure, Kaliumpolymethacrylat,
Polyvinylalkoholsulfat, Polyphosphorsäure,
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Polyvinylamine Poly-(4-vinylpyridin), hydrolysiertes
Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyvinylacetat, Polystyrol oder Polybutadien.
Granulierte, wasserunlösliche Alkalimetall-Carboxylat-Salze
von Stärke-Acrylnitril-Pfropf-Copolymere nach der US-PS 3.661.815, die durch Verseifung von Stärke-Acrylnitril-Pfropf-Copolymeren
mit einer Base in einem wäßrig-alkalischen Medium hergestellt werden.
Modifiziertes Cellulosematerial mit verbessertem Rückhaltevermögen
für sowohl Wasser als auch physiologische Flüssigkeiten nach der DT-OS 25 28 555, das durch Anpfropfen
eines olefinisch ungesättigten, polymerisierbaren Monomeren mit hydrolysierbaren funktionellen Gruppen oder eines funktionelle
Carboxylgruppen tragenden Monomeren auf ein faserförmiges Cellulosematerial und Hydrolysieren oder anderweitiges
Behandeln des gepfropften Produktes mit Alkali hergestellt werden. Dabei wird das Produkt zunächst in den
Zustand maximaler Quellung überführt, dann auf einen pH-Wert angesäuert, bei dem es den Zustand minimaler Quellung
besitzt, anschließend unter keine Quellung bewirkenden Bedingungen in die Salzform überführt und abschließend
getrocknet.
Modifiziertes Polysaccharid nach der DT-OS 26 47 420, hergestellt
aus Polysaccharid, Acrylamid, einem anderen Vinylmonomeren
und einem Divinylmonomeren unter radikalischen
Reaktionsbedingungen.
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Die Verfahren zur Herstellung von Flächengebilden aus
Kautschuk sind bekannt. Das Flächengebilde kann dabei eine
selbsttragende Folie sein oder durch Beschichten oder
Imprägnieren einer Unterlage aus Natur- oder Synthesefasermaterial,
nicht verwobenen Texti1 stoffen oder synthetischen Harzbahnen erzeugt werden; der Kautschukanteil
kann dabei sowohl in massiver als auch in geschäumter Form vorliegen. Für das Beschichten oder Imprägnieren werden
bevorzugt die folgenden Unterlagen verwendet:
Verwobene oder unverwobene Textilmaterialien aus einer
oder mehreren Komponenten, z. B. aus Synthesefasern wie Polyamiden, Polyestern, Polyacrylnitril, PVC, Polyolefinen,
Polyaminosäuren, sowie aus Glasfasern, regenerierten Fasern wie Viskosefasern, Acetatfasern und dgl.,
aus Naturfasern wie Baumwolle, Seide, Wolle, Leinen und Kollagen, erhalten durch Abreiben von Naturleder; oder
blattartige Materialien, die aus einer oder mehreren Komponenten zusammengesetzt sind, z. B. aus synthetischen
Harzen wie Polyamiden, Polyestern, Polyacrylnitril, PVC,
Polyolefinen, Polyaminosäure, oder aus Naturleder, von dem die silbrige Oberfläche entfernt worden ist, oder aus
Abfall-Leder erhaltenem Kollagen, Naturkautschuk und Synthesekautschuk.
Die Unterlagen können nach verschiedenen Verfahren beschichtet oder imprägniert werden, ebenso sind auch verschiedene
Verfahren zur Herstellung selbsttragender Folien möglich. Das Grundmaterial zur Herstellung der erfindungsgemäßen Flächengebilde
ist Kautschuk. Unter dem Oberbegriff Kautschuk sind beispielsweise die folgenden Unterbegriffe
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zu verstehen: Latex aus Wild- oder Plantagenkautschuk, vorvulkanisierter Latex, Positex (Latex, dessen negative
Ladung in eine positive umgewandelt wurde), Kautschuk-und Regenerat-Dispersionen, Rohkautschuktypen wie "Smoked
Sheets" und "Crepe", synthetische Kautschuktypen wie Mischpolymerisate des Butadiens mit Styrol und des
Butadiens mit Acrylnitril, Polymerisate und Mischpolymerisate des Chlorbutadiens, Polymerisate und umgewandelte
Polymerisate aus Vinylverbindungen, Mischpolymerisate des Isobutylens mit Isopren, Blockpolymerisate des Butadiens,
Thioplaste, Silicon-Kautschuk, regenerierter Kautschuk,
Faktis und andere.
Die Verarbeitung des Kautschuks kann im allgemeinen wie folgt vorgenommen werden:
Die Verarbeitung von Latex erfolgt so, daß zunächst die VuIkanisationsagentien und sonstigen Hilfsprodukte wie
Füllstoff, Alterungsschutzmittel, Weichmacher etc. in den
Latex eingerührt werden, anschließend kann dann beispielsweise nach dem Tauchverfahren mit oder ohne Koagulationsmitteln,
dem Schaumverfahren, durch elektrophoretische Abscheidung, dem Imprägnierverfahren oder dem Streichverfahren
das gewünschte Flächengebilde erzeugt werden.
Die Verarbeitung von festem Kautschuk erfolgt so, daß zunächst die Rohkautschuk-Ballen zerkleinert werden, der
Kautschuk plastifiziert und die zu verarbeitende Mischung mit üblichen Hilfsprodukten erzeugt wird, abschließend
kann dann beispielsweise durch Kalandrieren, Friktionieren
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und Tauchen oder Streichen von Gummilösungen das gewünschte Flächengebilde erzeugt werden, abschließend wird
die Kautschukfolie oder die Kautschuk enthaltende Schicht vulkanisiert.
5
5
Bei der Durchführung der Beispiele wurde insbesondere nach den im folgenden beschriebenen Verfahren vorgegangen
(Teile sind Gew.-Teile, %-Angaben sind in Gew.-% angegeben):
IO
IO
1 Eine Gummi-Textilbeschichtung wird erzeugt durch Auflösen von 30 Teilen der folgenden auf einer
Walze erzeugten, vulkanisationsfähigen Mischung in 70 Teilen eines Benzin/Toluol-Gemisches aus
60 Teilen Benzin und 10 Teilen Toluol.
60,0 | % | Smoked Sheets |
10,0 | Il | Faktis |
20,0 | Il | Ruß |
6,0 | Il | Zinkoxid |
1,5 | Il | Schwefel |
1,0 | Il | Vu1kaηisat ionsbeschleuniger |
1,0- | « | Alterungsschutzmittel |
qJI | m | ^Ibarinsäure |
Voi^^^^^Bpireichen oder einem andersartigen
Verarb^rcen werden der Lösung die Teilchen aus mindestens einem modifizierten, quellfähigen
Polymeren zugesetzt und darin gleichmäßig verteilt,
anschließend wird das Gemisch verstrichen oder
andersartig verformt und abschließend während etwa 30
min bei etwa 120° C vulkanisiert. 9098Ö8/0273
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Ein Schaumgummi wird erzeugt aus
100,0 Teilen Crepe
10,0 " Zinkoxid
60,0 " Kreide als Füllstoff
15,0 " Mineralöl
2,0 " Paraffin
3,0 " Stearinsäure
1,0 " Formtrennmittel
3,5 Schwefel
1,5 " Vulkanisationsbeschleuniger
1,0 " Alterungsschutzmittel
5,5 " Treibmittelpaste
15 Vor dem Schäumen und Vulkanisieren werden diesem
Gemisch die Teilchen aus mindestens einem modifizierten, quellfähigen Polymeren zugesetzt und darin
gleichmäßig verteilt.
20 3 Latexschaumteile können ausgehend von Naturlatex oder Syntheseleder wie folgt hergestellt werden,
wobei die Teilchen aus mindestens einem quellfähigen, modifizierten Polymeren vor dem Au fs ^aMRn, dem
Koagulieren und der Vulkanisation
etwa ihrer 4-fachen WasserrtHifge a
Latexmischung zugesetzt und darin werden.
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3.1 Die Naturlatexmischung setzt sich zusammen aus:
167,0 Teilen 60%igem Naturlatex
3,5 " 20%iger wäßriger Na-stearat-Lösung
5 3,0 " 10%iger wäßriger Dispergiermittel-Lösung
2.5 " Schwefel
1.6 " Vulkanisationsbeschleuniger
7,8 " 5%iger wäßriger Emulgator-Lösung
2,5 " Zinkoxid
0,8 " Alterungsschutzmittel
4,0 " Verdickungsmittel
3,0 " 15%iger wäßriger Schaumstabilisator-Lösung
Zum Koagulieren werden zu dem genannten Gemisch 15
20,0 Teile 10%iger wäßriger Ammoniumchlorid-Lösung
gegeben.
3.2 Die Syntheselatexmischung setzt sich zusammen aus:
3.2 Die Syntheselatexmischung setzt sich zusammen aus:
74,0 Teilen Buna-latex
2,2 " K-oleat
9,0 " Vulkanisierpaste
5,0 " Methylcellulose
2,0 - 4,0 Teile SiIicofluorid gegeben.
30
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Um die erfindungsgemäßen FlächengebiIde herzustellen, werden
also den zu verarbeitenden Grundmassen vor dem Verstreichen oder einer andersartigen Verformung die Teilchen aus
mindestens einem modifizierten, quellfähigen Polymeren, bevorzugt in einem Anteil von 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf
die fertige Folie bzw. die Schicht oder den Kautschukanteil in der Schicht, zugesetzt und darin gleichmäßig
verteilt; das Gemisch wird dann verstrichen oder anderweitig verformt.
10
10
Die erfindungsgemäßen Flächengebilde weisen eine gute
Fähigkeit zur Wasserdampfaufnahme und zur -durchlässigkeit
auf, die über einen reinen Transporteffekt der eingearbeiteten Teilchen weit hinausgeht. Darüberhinaus sind
die Flächengebilde auch dazu in der Lage, den aufgenommenen Wasserdampf unter bestimmten Bedingungen,
beispielsweise Aufenthalt in einem andersartigen Klima, wieder abzugeben.
Da die genannten Eigenschaften des Flächengebildes nicht
allein auf dem signifikant nachweisbaren Effekt durch den Zusatz der Teilchen aus mindestens einem quellfähigen,
modifizierten Polymeren beruhen, sondern u. a. auch von der Stärke der Folie bzw. Beschichtung abhängig sind, wird
diese zweckmäßigerweise in einer Stärke von etwa 0,05 bis _zu etwa 0,5 mm hergestellt, insbesondere dann, wenn neben
einer guten Wasserdampfaufnahmefähigkeit auch eine gute Wasserdampfdurchlässigkeit erzielt werden soll.
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Die erfindungsgemäßen FlächengebiIde mit den genannten
Eigenschaften sind beispielsweise als selbsttragende Folie
oder als Beschichtung auf einer Unterlage insbesondere als gummiertes Textil, Schuhobermaterial, Schuheinlegesohle,
5 oder Teppichrückenmaterialien, also für solche Anwendungsgebiete
geeignet, bei denen unter physiologischen Bedingungen Körperflüssigkeiten, wie z. B. Schweiß,
auftreten. In geschäumter Form können sie auch als Saugstoff für Hygieneartikel, wie z. B. Tampons, eingesetzt
werden, da sie als Schaum auch Wasser aufnehmen und zurückhalten können.
Unter den in der Beschreibung und den Beispielen zur Charakterisierung der erfindungsgemäßen Flächengebilde und
den in ihnen vorhandenen quellfähigen Polymeren verwendeten Parametern ist folgendes zu verstehen:
WRV Wasserrückhaltevermögen des quellfähigen, modifizierten
Polymeren in Gew.-%, gemessen gegen 2000-fache Erdbeschleunigung, bezogen auf seinen wasserunlöslichen
Anteil; das WRV wird nach Eintauchen der Probe in Wasser bestimmt,
WUA wasserunlöslicher Anteil im quellfähigen modifi-25
zierten Polymeren,
DS Substitutionsgrad, Anzahl der substituierten Hydroxylgruppen an den Anhydro-D-glucose-Einheiten, von
0,0 bis 3,0
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SV Saugvermögen des quellfähigen modifizierten Polymeren
für 1%ige NaCl-Lösung in Gew.-%, bezogen auf sein
Gesarotgewicht; das SV wird bestimmt nach Aufsaugen von 1%iger wäßriger NaCl-Lösung durch die Probe bis
zur Sättigung.
01n Die Wasserdampfaufnahme wird über den Gewichtsverlust
einer unter den Bedingungen nach DIN 53 304 (Ausgabe vom Mai 1968) bei 102° C + 2° C
bis zur Gewichtskonstanz getrockneten Probe,
bezogen auf das ursprüngliche Gewicht, ermittelt.
Dabei wird zunächst die Probe im Anlieferungszustand
sofort nach der Entnahme aus einem wasserdampfdichten Behälter auf 0,001 g genau
gewogen. Die Probestücke werden dann im Wärme
schrank hängend bei 102° C + 2° C während 15 h getrocknet und nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur
ebenfalls auf 0,001 g genau gewogen. Um die Wasserdampfaufnahmefähigkeit von Proben unter
verschiedenen Bedingungen ausprüfen zu können,
werden die jeweiligen Proben in verschiedene Klimata gehängt und nach bestimmten Zeiten
werden diese entnommen und dann deren Wasserdampfaufnahme in Gew.-%, bezogen auf ihr Anfangsgewicht
zu Beginn der jeweiligen Messung, er
mittelt.
Wasserdampfdurchlässigkeit (nach W. Fischer und W. Schmidt, "Das Leder", E. Roether-Verlag
Darmstadt, 2Λ 87 ff (1976)). Innerhalb der
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Apparatur herrscht eine Temperatur von 32° C, über der Probe ein Normklima - wenn nichts
anderes angegeben ist - von 23° C / 50 % relative Feuchte, das von einem über dem Gerät angebrachten
Ventilator durch einen leichten Luft
strom immer konstant gehalten wird. Die freie Prüffläche beträgt 10 cm2. Auch innerhalb der
Apparatur wird mit Hilfe eines Magnetrührers das Wasser von 32° C und die darüber befindliche,
mit Wasserdampf gesättigte Atmosphäre ständig in
Bewegung gehalten. Die Bestimmung der WDD erfolgt durch die Bestimmung der Gewichtsabnahme des
Prüfgefäßes mit der Probe. Die WDD wird in mg/cm2 • χ h (x meist 1, aber auch 8 oder 24) angegeben.
WDAppj Wasserdampfaufnahme (siehe auch WDDppr). Die
Wasserdampfaufnähme wird gleichzeitig mit der
WDDppj-Messung durchgeführt, die Bestimmung
erfolgt durch Ermittlung der Gewichtszunahme der Probe; wenn nichts anderes angegeben ist,
ist die Probe zum Außenklima hin durchlässig, d. h. sie wird nicht abgedeckt.
In allen folgenden Beispielen wurden als repräsentative
modifizierte, quellfähige Polymere mit Bisacrylamido-essigsäure
chemisch-vernetzte Natrium-carboxymethylcellulosen
mit den folgenden Parametern WUA = 70 %, WRV = 400 bis
%, SV = 800 bis 1.400 %, DS = 0,8 bis 1,1 und einer
Teilchengröße von = 200
von = 100 pm, verwendet.
von = 100 pm, verwendet.
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K 2568+H - 2fr -
Es wird erfindungsgemäß ein gummibeschichtetes Textilgewebe
aus Baumwolle mit einem Zusatz in der Schicht an modifiziertem, quellfähigem Polymeren in verschiedener
Menge von 15 Gew.-% (Beispiel 1), 20 Gew.-% (Beispiel 2)
und 25 Gew.-% (Beispiel 3), bezogen auf das Gewicht der Gummischicht, hergestellt und mit einem solchen ohne Zusatz
(V1) bezüglich der Wasserdampfdurchlässigkeit und Wasserdampfaufnahme verglichen. Mit zunehmendem Anteil an modifiziertem,
quellfähigem Polymeren nehmen diese Werte zu, es ergibt sich in den durchgeführten Fällen keine wesentliche
Beeinflussung in den mechanischen Eigenschaften des
beschichteten Gewebes. Die erfindungsgemäß beschichteten
Gewebe mit Zusatz weisen im Vergleich mit den beschichteten Geweben ohne Zusatz eine deutliche Wasserdampfdurchlässigkeit
und Wasserdampfaufnahme auf.
Beispiele 4 bis 6 und Vergleichsbeispiele V2 bis V4 (Tabelle II)
20
Es wird erfindungsgemäß ein Schaumgummi aus einer Kautschukmasse
(in verschiedener Dicke) mit einem Zusatz an modifiziertem, quellfähigem Polymeren in einem Anteil von
15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Schaumgummis,
hergestellt und mit einem gleichdicken Schaumgummi ohne -Zusatz bezüglich der Zunahme der Wasserdampfaufnahme nach
steigender Einwirkungszeit des Wasserdampfs verglichen. Die Schaumgummis weisen folgenden Aufbau auf:
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K 2568+H
eine Gummihaut
Beispiel V3 u. Beispiel 5: eine Außenfläche zeigt einen offenen Schaum, eine Außen
fläche trägt eine Gummihaut
offenen Schaum IO
Ein erfindungsgemäß hergestellter Schaumgummi mit Zusatz
nimmt mehr Wasserdampf auf als ein gleichartiger Schaumgummi ohne Zusatz.
15 Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel V5 (Tabelle III)
Es wird erfindungsgemäß ein Schaum aus Naturlatex mit
einem Zusatz von 15 Gew.-% an modifiziertem, quellfähigem
Polymeren, bezogen auf das Gewicht des fertigen Latexschaums, hergestellt (Beispiel 7) und mit einem solchen
ohne Zusatz (V5) bezüglich der Wasserdampfaufnahme in verschiedenen Klimata und bei steigender Einwirkungszeit
des Wasserdampfs verglichen. Ein erfindungsgemäß hergestellter
Schaum aus Latex mit Zusatz nimmt wesentlich
25 mehr Wasserdampf auf als ein gleichartiger Schaum ohne Zusatz.
Beispiele 8 bis 10 und Vergleichsbeispiel V 6 (Tabelle IV) Es wird erfindungsgemäß ein Schaum aus Syntheselatex mit
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einem Zusatz in verschiedener Menge von 10 Gew.-% (Beispiel
8), 20 Gew.-« (Beispiel 9) und 30 Gew.-% (Beispiel 10), bezogen auf das Gewicht des fertigen Latexschaums,
hergestellt und mit einem solchen ohne Zusatz (V6) bezüglieh der Wasserdampfaufnahme verglichen. Die Schäume
werden einer Feuchte von 65 % relativer Feuchte (r.F.) bei 20° C ausgesetzt und anschließend verschiedenen Feuchten,
und die jeweilige Feuchtezu- oder -abnähme wird nach bestimmter Zeitdauer gemessen. Mit zunehmender Menge an
Zusatz steigt auch die Wasserdampfaufnahmefähigkeit des
Schaumes, ein Schaum mit Zusatz nimmt wesentlich mehr Wasserdampf auf als ein gleichartiger Schaum ohne Zusatz.
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co O (O OO O
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Beispiel | Stärke der Probe | WD | Dppj in | WDApFI in | Gew.-* |
V1 | (mm) | mg/cm2 · 8h | mg/cm2 * h | mg/cm2 - 8h | 0,44 |
1 | Gummi schicht 0,2 Gewebeschicht 0,4 |
0,55 | 0,07 | 0,60 | 2,61 |
CVJ | Il | 2,79 | 0,35 | 3,03 | 10,85 |
3 | Il | 2,83 | 0,35 | 11,87 | 23,57 |
Il | 20,50 | 2,56 | 19,59 |
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Beispiel | Stärke der Probe | Größe der Probe | Zunahme der | 2h | WDA01 | Y in Gew.-% | 12h | ' nach |
V2 | (mm) | (mm2) | 1h | 0,05 | 4h | 8h | 0,16 | 24h ' |
4 | 25 | 50· 100 | 0,03 | 0,17 | 0,07 | 0,12 | 0,61 | 0,25 |
V3 | 25 | Il | 0,11 | 0,14 | 0,27 | 0,45 | 0,50 | 0,95 |
5 | 5 | Il | 0,10 | 0,68 | 0,23 | 0,37 | U90 | 0,82 |
V4 | 5 | Il | 0,46 | 0,05 | 0,99 | 1,50 | 0,16 | 3,01 |
6 | 20 | Il | 0,04 | 0,62 | 0,08 | 0,13 | 2,01 | 0,26 |
20 | Il | 0,44 | 1,00 | 1,54 | 3,13 |
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' Die Proben wurden einem Klima von 20° C / 65 % r. F. entnommen und bei
20° C / 95 % r. F. gelagert.
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Beispiel | Stärke der | Größe | der | Meßdauer | Zu- bzw. Abnahme | 20 | (Gew.-*) | der WDA01n*) bei |
V6 | Probe (mm) | Probe | (mm2) | (h) | 20°C/20%r.F.' | °C/35%r.F | ||
5,5 | 50 > | 100 | 4 | -0,06 | -0,03 | |||
8 | -0,06 | -0,03 | ||||||
8 | 24 | -0,06 | -0,03 | |||||
5,5 | 50· | 100 | 4 | -0,48 | -0,13 | |||
8 | -0,51 | -0,36 | ||||||
9 | 24 | -0,53 | -0,36 | |||||
5,5 | 50· | 100 | 4 | -1,31 | -0,96 | |||
8 | -1,36 | -1,00 | ||||||
10 | 24 | -1,40 | -1,03 | |||||
5,5 | 50- | 100 | 4 | -1,98 | -1,47 | |||
8 | -1,99 | -1,52 | ||||||
24 | -2,12 | -1,57 | ||||||
20°C/95%r.F. | ||||||||
+0,39 | ||||||||
+0,46 | ||||||||
+0,80 | ||||||||
+3,30 | ||||||||
+3,81 | ||||||||
+6,35 | ||||||||
• +6,51 |
||||||||
+7,96 | ||||||||
+13,51 | ||||||||
+7,84 | ||||||||
+12,17 | ||||||||
+18,21 |
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'Alle Werte sind auf die Anfangs-WDAQIN in einem Klima von 20° C / 65 % r. F. bezogen.
Claims (1)
- HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG4. August 1977 K 2568+H -A^- WLK-Dr. I. -dbPatentansprüche1. Wasserdampfaufnahmefähiges und -durchlässiges Flächengebilde aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk oder einem kautschukähnlichen Polymeren mit einem gleichmäßig eingearbeiteten Zusatz aus Polymeren-Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß es als Zusatz Teilchen aus mindestens einem quellfähigen, modifizierten Polymeren enthält.
IO2. Flächengebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das quellfähige, modifizierte Polymere zu mindestens etwa 50 Gew.-% wasserunlöslich ist.3. Flächengebilde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Zusatz Teilchen aus mindestens einem quellfähigen, modifizierten Kohlenhydratderivat enthält.4. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Zusatz Teilchen aus mindestens einem quellfähigen, modifizierten Stärke- oder Celluloseether enthält.5. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stärke- oder CeIluloseäther durch eine mit Hilfe von Wärmeenergie, Strahlung oder durch eine zusätzliche chemische Verbindung bewirkte Vernetzung modifiziert wurde..909808/0273HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AGK 2568+H - 2 -6. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 5 bis 30 Gew.-% an Zusatz, bezogen auf den Kautschukanteil, enthält.7. Verfahren zur Herstellung eines wasserdampfaufnahmefähigen und -durchlässigen Flächengebildes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer kautschukhaltigen Grundmasse die Teilchen aus mindestens einem quellfähigen, modifizierten Polymeren zugesetzt und darin gleichmäßig verteilt werden, und das Gemisch dann, gegebenenfalls unter Verschäumen, verstrichen oder anderweitig verformt und verfestigt wird.8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen in einem Anteil von 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den Kautschukanteil des fertigen Flächengebildes, zugesetzt werden.909808/0273
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